مقایسه رابط های SCSI، SAS و SATA. تفاوت بین کانکتورهای SAS و SATA sas

در سیستم های کامپیوتری مدرن از رابط های SATA و SAS برای اتصال هارد دیسک های اصلی استفاده می شود. به عنوان یک قاعده، گزینه اول برای ایستگاه های کاری خانگی مناسب است، دومی - سرورها، بنابراین فن آوری ها با یکدیگر رقابت نمی کنند و نیازهای مختلف را برآورده می کنند. تفاوت قابل توجه در هزینه و اندازه حافظه باعث می شود کاربران تعجب کنند که SAS چگونه با SATA متفاوت است و به دنبال مصالحه باشند. بیایید ببینیم آیا این منطقی است یا خیر.

SAS(Serial Attached SCSI) یک رابط سریال برای اتصال دستگاه های ذخیره سازی است که بر اساس SCSI موازی برای اجرای مجموعه ای از دستورات ایجاد شده است. در درجه اول در سیستم های سرور استفاده می شود.

SATA(Serial ATA) یک رابط تبادل داده سریال بر اساس PATA موازی (IDE) است. در رایانه های خانگی، اداری، رایانه های شخصی چند رسانه ای و لپ تاپ ها استفاده می شود.

اگر در مورد HDD صحبت کنیم، با وجود ویژگی های فنی و اتصال دهنده های مختلف، هیچ تفاوت اساسی بین دستگاه ها وجود ندارد. سازگاری یک طرفه به عقب، اتصال دیسک ها به برد سرور را با استفاده از هر دو رابط یک و دوم امکان پذیر می کند.

شایان ذکر است که هر دو گزینه اتصال برای SSD ها نیز واقعی هستند، اما تفاوت قابل توجه بین SAS و SATA در این مورد در هزینه درایو خواهد بود: اولین مورد می تواند ده ها برابر با حجم قابل مقایسه گران تر باشد. بنابراین، امروزه چنین راه حلی، اگر نادر نباشد، به اندازه کافی متعادل است و برای مراکز داده سریع در سطح شرکت در نظر گرفته شده است.

مقایسه

همانطور که می دانیم، SAS در سرورها، SATA - در سیستم های خانگی استفاده می شود. در عمل، این بدان معناست که بسیاری از کاربران به طور همزمان به اولی دسترسی دارند و بسیاری از کارها را حل می کنند، در حالی که دومی توسط یک نفر انجام می شود. بر این اساس، بار سرور بسیار بیشتر است، بنابراین دیسک‌ها باید به اندازه کافی عیب‌پذیر و سریع باشند. پروتکل‌های SCSI (SSP، SMP، STP) پیاده‌سازی‌شده در SAS به شما این امکان را می‌دهند که عملیات I/O بیشتری را همزمان پردازش کنید.

به طور مستقیم برای HDD، سرعت دسترسی در درجه اول با سرعت چرخش اسپیندل تعیین می شود. برای سیستم های رومیزی و لپ تاپ ها دور موتور 5400 - 7200 دور در دقیقه لازم و کافی است. بر این اساس، تقریباً غیرممکن است که یک درایو SATA با 10000 RPM پیدا کنید (به جز نگاهی به سری WD VelociRaptor که دوباره برای ایستگاه های کاری طراحی شده است) و هر چیزی بالاتر مطلقاً دست نیافتنی است. SAS HDD حداقل 7200 RPM می چرخد، 10000 RPM را می توان استاندارد در نظر گرفت و 15000 RPM حداکثر کافی است.

درایوهای SCSI سریال قابل اعتمادتر هستند و دارای MTBF بالاتری هستند. در عمل، ثبات بیشتر به دلیل تابع تأیید جمع‌بندی به دست می‌آید. از سوی دیگر، درایوهای SATA از خطاهای خاموش رنج می برند، زمانی که داده ها به طور جزئی نوشته یا خراب می شوند، که منجر به بخش های بد می شود.

مزیت اصلی SAS همچنین برای تحمل خطای سیستم کار می کند - دو درگاه دوبلکس که به شما امکان می دهد یک دستگاه را از طریق دو کانال متصل کنید. در این حالت، تبادل اطلاعات به طور همزمان در هر دو جهت انجام می شود و قابلیت اطمینان توسط فناوری Multipath I / O تضمین می شود (دو کنترل کننده یکدیگر را بیمه می کنند و بار را به اشتراک می گذارند). صف دستورات برچسب گذاری شده تا عمق 256 ساخته می شود. بیشتر درایوهای SATA یک پورت نیمه دوبلکس دارند و عمق صف با استفاده از فناوری NCQ بیش از 32 نیست.

رابط SAS استفاده از کابل هایی تا طول 10 متر را فرض می کند.تا 255 دستگاه را می توان از طریق توسعه دهنده ها به یک پورت متصل کرد. SATA محدود به 1 متر (2 متر برای eSATA) است و فقط از اتصال نقطه به نقطه یک دستگاه پشتیبانی می کند.

چشم انداز توسعه بیشتر - تفاوت بین SAS و SATA نیز به شدت احساس می شود. پهنای باند رابط SAS به 12 گیگابیت در ثانیه می رسد و سازندگان از سرعت انتقال داده 24 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کنند. آخرین ویرایش SATA در 6 گیگابیت بر ثانیه متوقف شد و از این نظر تکامل نخواهد یافت.

درایوهای SATA از نظر هزینه 1 گیگابایتی دارای برچسب قیمت بسیار جذابی هستند. در سیستم هایی که سرعت دسترسی به داده ها حیاتی نیست و حجم اطلاعات ذخیره شده زیاد است، استفاده از آنها توصیه می شود.

جدول

SAS	SATA
برای سیستم های سرور	در درجه اول برای سیستم های دسکتاپ و موبایل
از مجموعه دستورات SCSI استفاده می کند	از مجموعه دستورات ATA استفاده می کند
حداقل سرعت اسپیندل HDD 7200 RPM، حداکثر - 15000 RPM	حداقل 5400 دور در دقیقه، حداکثر 7200 دور در دقیقه
پشتیبانی از فناوری تأیید جمع‌بندی هنگام نوشتن داده‌ها	درصد زیادی از خطاها و بدسکتورها
دو پورت دوبلکس	یک پورت نیمه دوبلکس
I/O چند مسیری پشتیبانی می شود	اتصال نقطه به نقطه
صف فرمان تا 256	صف فرمان تا 32
کابل تا 10 متر قابل استفاده است	طول کابل بیش از 1 متر نیست
پهنای باند باس تا 12 گیگابیت بر ثانیه (در آینده - 24 گیگابیت بر ثانیه)	پهنای باند 6 گیگابیت در ثانیه (SATA III)
هزینه درایوها بیشتر است، گاهی اوقات به طور قابل توجهی	از نظر قیمت برای هر 1 گیگابایت ارزان تر است

در این مقاله، به آینده SCSI خواهیم پرداخت و برخی از مزایا و معایب رابط های SCSI، SAS و SATA را بررسی خواهیم کرد.

در واقع، موضوع کمی پیچیده تر از جایگزینی SCSI با SATA و SAS است. SCSI موازی سنتی یک رابط آزمایش شده و آزمایش شده است که برای مدت طولانی وجود داشته است. در حال حاضر، SCSI با استفاده از رابط مدرن Ultra320 SCSI، سرعت انتقال داده بسیار سریع 320 مگابایت در ثانیه (Mbps) را ارائه می دهد. علاوه بر این، SCSI طیف گسترده ای از ویژگی ها، از جمله Command-Tag Queuing (روشی برای بهینه سازی دستورات ورودی/خروجی برای افزایش کارایی) را ارائه می دهد. هارد دیسک های SCSI قابل اعتماد هستند. در یک فاصله کوتاه، می توانید زنجیره ای از 15 دستگاه متصل به یک لینک SCSI ایجاد کنید. این ویژگی‌ها SCSI را به انتخابی عالی برای دسکتاپ‌ها و ایستگاه‌های کاری با کارایی بالا، از جمله سرورهای سازمانی، تا به امروز تبدیل می‌کند.

هارد دیسک های SAS از مجموعه دستورات SCSI استفاده می کنند و قابلیت اطمینان و کارایی مشابه درایوهای SCSI دارند، اما از نسخه سریال رابط SCSI با سرعت 300 مگابیت بر ثانیه استفاده می کنند. اگرچه کمی کندتر از SCSI 320 مگابیت در ثانیه، رابط SAS قادر است تا 128 دستگاه را در فواصل طولانی تر از Ultra320 پشتیبانی کند و می تواند تا 16000 دستگاه در هر کانال گسترش یابد. هارد دیسک های SAS همان قابلیت اطمینان و سرعت چرخش (10000-15000) درایوهای SCSI را ارائه می دهند.

درایوهای SATA کمی متفاوت هستند. در جایی که درایوهای SCSI و SAS بر عملکرد و قابلیت اطمینان تمرکز می‌کنند، درایوهای SATA آنها را به نفع افزایش عظیم ظرفیت و کاهش هزینه عوض می‌کنند. به عنوان مثال، یک درایو SATA اکنون به ظرفیت 1 ترابایت (TB) رسیده است. SATA در جاهایی استفاده می شود که حداکثر ظرفیت مورد نیاز است، مانند پشتیبان گیری یا آرشیو داده ها. SATA اکنون اتصالات نقطه به نقطه را با سرعت 300 مگابیت در ثانیه ارائه می دهد و به راحتی از رابط ATA موازی سنتی با سرعت 150 مگابیت در ثانیه بهتر عمل می کند.

بنابراین چه اتفاقی برای SCSI خواهد افتاد؟ عالی کار میکنه مشکل SCSI سنتی این است که عمر مفید آن به تازگی به پایان می رسد. SCSI موازی با سرعت 320 مگابیت بر ثانیه در طول کابل SCSI فعلی خیلی سریعتر اجرا نمی شود. در مقایسه، درایوهای SATA در آینده نزدیک به 600 مگابیت بر ثانیه خواهند رسید، SAS برنامه هایی برای رسیدن به 1200 مگابیت بر ثانیه دارد. درایوهای SATA همچنین می توانند با رابط SAS کار کنند، بنابراین می توان از این درایوها به طور همزمان در برخی از سیستم های ذخیره سازی استفاده کرد. پتانسیل افزایش مقیاس پذیری و عملکرد انتقال داده بسیار بیشتر از SCSI است. اما SCSI به این زودی ها از بین نمی رود. تا چند سال دیگر شاهد SCSI در سرورهای کوچک و متوسط ​​خواهیم بود. با ارتقاء سخت افزار، SCSI به طور سیستماتیک با درایوهای SAS/SATA جایگزین می شود تا اتصالات سریعتر و راحت تر داشته باشد.

درایوهای سرور با کارایی بالا برای کارهای حیاتی به ندرت توسط انتشارات فناوری اطلاعات دیده می شوند. جای تعجب نیست، زیرا تمرکز ما بیشتر بر روی خریدار انبوه است تا مدیران سیستم و تامین کنندگان تجهیزات سرور. در همین حال، تست هارد دیسک های سرور به دلایل مختلف حتی مهم تر از تست هاردهای دسکتاپ است. اولاً به دلیل هزینه بالاتر درایوها و حساسیت بالاتر وظایف سرور به عملکرد. پس از توزیع انبوه درایوهای حالت جامد، تفاوت بین درایوهای دسکتاپ از اهمیت زیادی برخوردار نیست و در یک سرور، جایگزینی HDD با SSD همیشه توصیه نمی شود. شرایط بعدی از حالت اول ناشی می شود: هارد دیسک برای یک NAS دسکتاپ یا خانگی را می توان با توجه به مشخصات فنی اولیه (حجم، سرعت اسپیندل، ظرفیت بشقاب) انتخاب کرد. در مورد یک سرور HDD، خیلی به بهینه سازی سیستم عامل بستگی دارد، که خود را در یک بار پیچیده نشان می دهد و بر این اساس، نیاز به تست های ویژه ای برای گرفتن این ویژگی ها دارد. در نهایت، در مقیاس های بزرگ، پارامتری مانند نسبت عملکرد به مصرف برق درایو وارد عمل می شود.

در چند سال گذشته، انتخاب هارد دیسک های سازمانی قطعا آسان تر شده است. مدل‌های با کانال فیبر و رابط SCSI دیگر تولید نمی‌شوند. درایوها به دو دسته تقسیم می شوند: مدل های 3.5 اینچی به 7200 دور در دقیقه محدود می شوند، دارای رابط SAS یا SATA هستند - برای انتخاب و برای ذخیره داده های "سرد" (ذخیره سازی نزدیک) طراحی شده اند. درایوهایی با سرعت 10000-15000 دور در دقیقه از رابط SAS استفاده می کنند و در بیشتر موارد به فرم فاکتور 2.5 اینچی (SFF - Small Form Factor) منتقل شده اند که به شما امکان می دهد تعداد دوک ها را در هر واحد افزایش دهید. دندانه دار کردن. فقط HGST هنوز درایوهای کلاس 15K در 3.5 اینچی با پورت های Fiber Channel دارد.

ما در حال حاضر به طور مداوم به درایوهای نزدیک در پیکربندی SATA توجه می کنیم، اما آزمایش درایوهای SAS / SCSI برای اولین بار در 3DNews منتشر می شود.

⇡ شرکت کنندگان در آزمون

دستگاه های زیر در مقایسه شرکت کردند:

• HGST Ultrastar C10K1800 1.8TB (HUC101818CS4200);
• HGST Ultrastar C15K600 600 گیگابایت (HUC156060CSS200);
• Seagate Savvio 10K.6 900 GB (ST900MP0006);
• Seagate Enterprise Performance 10K HDD v7 1.2TB (ST1200MM0017);
• Seagate Enterprise Performance 15K HDD v5 600 GB (ST600MP0035);
• توشیبا AL13SEB 900 گیگابایت (AL13SEB900);
• توشیبا AL13SXB 600 گیگابایت (AL13SXB600N);
• WD VelociRaptor 1TB (WD1000DHTZ).

بر خلاف هارد دیسک های دسکتاپ و NAS، درایوهای SAS تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند. همه شرکت کنندگان:

الف) در فرم فاکتور 2.5 اینچی با ضخامت 15 میلی متر موجود است.

ب) دارای دو پورت SAS برای بهبود تحمل خطا.

ج) آماده برای عملیات 24/7 در یک رک مخابراتی.

د) به کاربر اجازه می دهد تا اندازه بخش را برای ضبط متادیتای اضافی پیکربندی کند.

ه) با همان شاخص های قابلیت اطمینان (MTBF، تعداد چرخه های پارک سر) مشخص می شوند.

ه) با پنج سال گارانتی سازنده به فروش می رسد.

برای آزمایش، مدل‌هایی با حداکثر حجم در خطوط مربوطه انتخاب شدند. محصولات تمام شرکت هایی که امروزه هارد دیسک تولید می کنند به استثنای یک مورد ارائه شده است. ما تمام امکانات را برای گرفتن یک درایو WD Xe برای آزمایش (به جز خرید آن با پول زیاد) به پایان رسانده ایم و اخیراً این نام تجاری کاملاً از وب سایت شرکتی Western Digital ناپدید شده است - ظاهراً تولید آن متوقف شده است. در نتیجه، از بین تمام درایوهای با سرعت اسپیندل 10-15 هزار دور در دقیقه، WD فقط VelociRaptor دارد - در واقع، مشتق شده از WD Xe، اما با رابط SATA. برای اینکه WD حداقل به نحوی در بررسی نمایش داده شود، VelociRaptor را در تعداد شرکت‌کنندگان قرار دادیم. البته نمی توان آن را جایگزینی 100% برای درایوهای SAS در نظر گرفت، اما سرورهای زیادی بر روی درایوهای SATA اجرا می شوند، بنابراین می توان از VelociRaptor نیز استفاده کرد. علاوه بر این، اگر به طرف دیگر نگاه کنید، هر یک از درایوهای SAS را می توان در یک ایستگاه کاری با HBA (آداپتور گذرگاه میزبان) مناسب به جای VelociRaptor استفاده کرد که مشارکت این درایو در تست امروز را نیز توجیه می کند.

سازنده	HGST	HGST	سیگیت	سیگیت	سیگیت	توشیبا	توشیبا	دیجیتال غربی
سلسله	Ultrastar C10K1800	Ultrastar C15K600	Savvio 10K.6	Enterprise Performance 10K HDD v7	Seagate Enterprise Performance 15K HDD v5	AL13SEB	AL13SXB	VelociRaptor
شماره مدل	HUC101818CS4200	HUC156060CSS200	ST900MM0006	ST1200MM0017	ST600MP0035	AL13SEB900	AL13SXB600N	WD1000CHTZ/WD1000DHTZ
فاکتور فرم	2.5 اینچ	2.5 اینچ	2.5 اینچ	2.5 اینچ	2.5 اینچ	2.5 اینچ	2.5 اینچ	3.5/2.5 اینچ
رابط	SAS 12 گیگابیت بر ثانیه	SAS 12 گیگابیت بر ثانیه	SAS 6 گیگابیت بر ثانیه	SAS 6 گیگابیت بر ثانیه	SAS 12 گیگابیت بر ثانیه	SAS 6 گیگابیت بر ثانیه	SAS 6 گیگابیت بر ثانیه	SATA 6 گیگابیت بر ثانیه
دو پورت	آره	آره	آره	آره	آره	آره	آره	خیر
ظرفیت، گیگابایت	1 800	600	900	1 200	600	900	600	1000
پیکربندی
سرعت اسپیندل، دور در دقیقه	10 520	15 030	10 000	10 000	15 000	10 500	15 000	10 000
تراکم ضبط داده ها، گیگابایت/پلاتر	450	200	300	300	200	240	ND	334
تعداد بشقاب / سر	4/8	3/6	3/6	4/8	3/6	4/8	ND	3/6
اندازه بافر، مگابایت	128	128	64	64	128	64	64	64
اندازه بخش، بایت	4096-4224	512-528	512-528	512-528	4096-4224	512-528	512-528	512
کارایی
حداکثر سرعت خواندن متوالی پایدار، مگابایت بر ثانیه	247	250	195	195	246	195	228	200
حداکثر سرعت نوشتن متوالی پایدار، مگابایت بر ثانیه	247	250	195	195	246	195	228	200
سرعت پشت سر هم، خواندن/نوشتن، مگابایت بر ثانیه	261	267
سرعت انتقال داده داخلی، مگابایت بر ثانیه	1307-2859	1762-3197	1440-2350	1440-2350	ND	ND	ND	ND
میانگین زمان جستجو: خواندن/نوشتن، ms	3,7/4,4	2,9/3,1	ND	ND	ND	3,7/4,1	2,7/2,95	ND
زمان جستجوی آهنگ به آهنگ: خواندن/نوشتن، ms	ND	ND	ND	ND	ND	0,2/22	ND	ND
زمان جستجوی ضربه کامل: خواندن/نوشتن، ms	7,3/7,8	7,3/7,7	ND	ND	ND	ND	ND	ND
قابلیت اطمینان
MTBF (میانگین زمان بین خرابی ها)، h	2 000 000	2 000 000	2 000 000	2 000 000	2 000 000	2 000 000	2 000 000	1 400 000
AFR (نرخ خرابی سالانه)، ٪	ND	0,44	0,44	0,44	0,44	ND	0,44	ND
تعداد چرخه های پارک سر	600 000	600 000	ND	ND	ND	ND	600 000	600 000
خصوصیات فیزیکی
مصرف برق: بیکار / خواندن و نوشتن، W	5,4/7,6	5,8/7,5	3,9/7,8	4,6/8,1	5,3/8,7	3.9/ND	5,0/9,0	4,2/5,8
سطح نویز معمولی: بیکار/جستجو	34/38 dBA	32/38 dBA	30 dBA / ND	31 dBA / ND	32.5/33.5 dBA	30 dBA / ND	33 dBA / ND	30/37 dBA
حداکثر دما، درجه سانتیگراد: دیسک روشن / دیسک خاموش است	55/70	55/70	60/70	60/70	55/70	55/70	55/70	55/70
مقاومت در برابر شوک: درایو فعال (خواندن) / درایو غیرفعال است		30 گرم (2 میلی ثانیه) - ضبط / 300 گرم (2 میلی ثانیه)	25 گرم (2 میلی ثانیه) / 400 گرم (2 میلی ثانیه)	25 گرم (2 میلی ثانیه) / 400 گرم (2 میلی ثانیه)	25 گرم (2 میلی ثانیه) / 400 گرم (2 میلی ثانیه)	100 گرم (1 میلی ثانیه) / 400 گرم (2 میلی ثانیه)	100 گرم (1 میلی ثانیه) / 400 گرم (2 میلی ثانیه)	30 گرم (2 میلی ثانیه) / 300 گرم (2 میلی ثانیه)
ابعاد: L× H × D، میلی متر	101×70×15	100×70×15	101×70×15	101×70×15	101×70×15	101×70×15	101×70×15	101 x 70 x 15 / 147 x 102 x 26
وزن، گرم	220	219	212	204	230	240	230	230/500
مدت گارانتی، سال	5	5	5	5	5	5	5	5
میانگین قیمت خرده فروشی، روبل.*	161 000	36 000	20 000	26 900	49 600	17 800	24 100	14 000 / 12 600

⇡ شرح شرکت کنندگان در آزمون

HGST Ultrastar C10K1800 1.8 ترابایت (HUC101818CS4200)

این بزرگترین درایو در آخرین مجموعه 10K HGST است. سری Ultrastar C10K1800 از چندین جنبه قابل توجه است. مدل‌هایی که به S420x ختم می‌شوند، به لطف تراکم ضبط بالایشان با استفاده از قالب‌بندی بخش 4K (شبیه‌سازی بخش بومی یا 512 بایتی) به 450 گیگابایت در هر بشقاب دست می‌یابند. بنابراین، دیسک می تواند تا 1.8 ترابایت را نگه دارد و سرعت خواندن / نوشتن متوالی به سطح کلاس HDD 15 هزار دور در دقیقه رسیده است.

بقیه خط شامل دیسک هایی با نشانه گذاری 512-528 بایت، با سرعت برجسته کمتر و حداکثر 1.2 ترابایت است.

تمام مدل های خط C10K1800 دارای یک حافظه کش به اصطلاح رسانه ای هستند. در چندین مکان روی سطح صفحات، مناطقی که به عنوان یک کش غیر فرار عمل می کنند برجسته می شوند. به جای حمل داده ها به بخش درخواستی، سر نوشتن دیسک آن را به نزدیکترین ناحیه حافظه پنهان می کشد و هنگامی که دیسک بیکار است، به مکان مناسب منتقل می شود.

در ضمن، این گران ترین دیسک در آزمایش است، فوق العاده گران است - به طور متوسط ​​161000 روبل در فروشگاه های آنلاین مسکو. و در آمریکا، اتفاقا، بسیار ارزان تر است - 800 دلار در newegg.com.

HGST Ultrastar C10K1800 1.8 ترابایت (HUC101818CS4200)

HGST Ultrastar C15K600 600 گیگابایت (HUC156060CSS200)

تنها خط درایو 15K RPM 2.5 اینچی در محدوده HGST. درایوهای Ultrastar C15K600 به طور همزمان بالاترین سرعت خواندن/نوشتن متوالی و تأخیر کم را در همان زمان دارند. قالب بندی فیزیکی صفحات در بخش های 512-528 یا 4096-4224 بایت (با دسترسی بومی یا شبیه سازی 512 بایت) انجام می شود. این آزمایش شامل بزرگ ترین مدل در خط است - 600 گیگابایت با بخش های 4 کیلوبایت.

HGST Ultrastar C15K600 600 گیگابایت (HUC156060CSS200)

Seagate Savvio 10K.6 900 گیگابایت (ST900MP0006)

این ها درایوهای نسبتا قدیمی هستند - نسل قبل از آخرین در مقایسه با خط فعلی Enterprise Performance 10K از سیگیت. بنابراین، عملکرد Savvio 10K.6 دیگر در کلاس پیشرو نیست. صفحات در بخش های 512-528 بایت فرمت شدند. با این حال، این دیسک ها هنوز در فروش هستند، حجم خوبی دارند (تا 900 گیگابایت) و نسبتاً ارزان هستند.

Seagate Savvio 10K.6 900 گیگابایت (ST900MP0006)

Seagate Enterprise Performance 10K HDD v7 1.2TB (ST1200MM0017)

این سری نیز در زمان انتشار آزمایش به طور رسمی منسوخ شد و جای خود را به Enterprise Performance 10K HDD v8 داد. تفاوت این درایوها با Savvio 10K.6 تنها در افزایش ظرفیت تا 1.2 ترابایت است، اما این با افزایش تعداد صفحات و نه تراکم ضبط به دست آمد، بنابراین از نظر عملکرد اعلام شده تفاوتی با نسل قبلی وجود ندارد. مدل ST1200MM0017 شرکت کننده در تست دارای رمزگذاری داخلی است.

Seagate Enterprise Performance 10K HDD 1.2TB (ST1200MM0007)

Seagate Enterprise Performance 15K HDD v5 600 GB (ST600MP0035)

این خط فعلی درایوهای سیگیت با سرعت اسپیندل 15 هزار دور در دقیقه است. دیسک‌ها دارای علامت‌های بخش 512-528 یا 4096-4224 بایت هستند (به طور طبیعی یا با شبیه‌سازی 512 بایت). حداکثر ظرفیت (600 گیگابایت) درایو با بخش های 4 کیلوبایتی آزمایش شد.

Seagate Enterprise Performance 15K HDD 600GB (ST600MP0035)

توشیبا AL13SEB 900 گیگابایت (AL13SEB900)

با توجه به ویژگی های اصلی، این آنالوگ Seagate Savvio 10K.6 است: 10000 دور در دقیقه، حجم تا 900 گیگابایت، قالب بندی بر اساس بخش های 512-528 بایت. توشیبا درایوهایی با رمزگذاری داخلی در این سری ارائه نمی دهد.

توشیبا AL13SXB 600 گیگابایت (AL13SXB600N)

در این سری از دیسک های 15000 دور در دقیقه، مدل هایی با نام هایی مانند AL13SXB**0N با سایز سکتور 512-528 بایت فرمت می شوند. ما قدیمی ترین آنها را برای آزمایش بردیم. مدل هایی با نام هایی مانند AL13SXB**E* از بخش های 4K استفاده می کنند و همچنین از رابط SAS 12 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کنند. هیچ رمزگذاری داخلی در کل سری AL13SXB وجود ندارد.

توشیبا 900 گیگابایت (AL13SEB900)

WD VelociRaptor 1TB (WD1000CHTZ/WD1000DHTZ)

از نظر داده های فیزیکی، VelociRaptor تفاوت کمی با نمونه اولیه خود - WD Xe دارد: همان 10000 دور در دقیقه و تقریباً همان عملکرد خطی. VelociRaptor از پارتیشن بندی با فرمت پیشرفته (بخش های 4 کیلوبایتی) استفاده می کند و مقدار در دسترس کاربر از WD Xe مشابه (1 ترابایت در مورد مدل قدیمی تر) بیشتر است.

از آنجایی که این یک درایو SATA است، از نظر عملکردی آنالوگ کامل درایوهای SAS نیست. به طور خاص، اتصال دو پورت، پیکربندی اندازه بخش و رمزگذاری داخلی را می توان فراموش کرد. علاوه بر این، درایوهای SAS معمولاً قابل اعتمادتر می شوند، که در مقایسه MTBF ادعا شده آنها با VelociRaptor قابل توجه است. هنوز هم از نظر کارایی می توان این درایو را یک سرور ده هزار برای فقرا در نظر گرفت. نسخه هایی از "مارمولک" با آداپتور رادیاتور به ضریب فرم 3.5 اینچ (DHTZ) و همچنین نسخه های "برهنه" 2.5 اینچی (CHTZ) وجود دارد.

WD VelociRaptor 1TB (WD1000DHTZ)

⇡ روش تست

تست های عملکرد ایزوله

با استفاده از آیومتر 1.1.0 انجام می شود. حجم و سرعت انتقال داده ها به واحدهای باینری (1 کیلوبایت = 1024 بایت) نشان داده شده است. مرزهای بلوک با نشانه گذاری 4 کیلوبایتی تراز شده است.

1. خواندن/نوشتن متوالی 128 کیلوبایت بلوک داده با عمق صف درخواست 256.
2. بلوک های خواندن/نوشتن تصادفی از 512 بایت تا 2 مگابایت با عمق صف درخواست 256.
3. خواندن/نوشتن مختلط بلوک‌های 128 کیلوبایتی با عمق صف درخواست 256. سهم عملیات خواندن و نوشتن از 0 تا 100 درصد در 10 درصد افزایش متغیر است.
4. وابستگی توان عملیاتی به طول صف فرمان. خواندن بلوک های 4 کیلوبایتی انجام می شود، عمق صف درخواست از 1 تا 256 در گام های توان دو متغیر است. آزمایش مشابهی برای نوشتن بلوک ها انجام نمی شود، زیرا. هارد دیسک ها در این پارامتر تفاوتی ندارند.
5. زمان پاسخگویی ثابت خواندن/نوشتن تصادفی بلوک‌های 512 بایتی با عمق صف درخواست 1 انجام می‌شود. آزمایش به مدت 10 دقیقه ادامه می‌یابد.
6. ثابت بودن زمان پاسخگویی خواندن/نوشتن تصادفی بلوک‌های 4 کیلوبایتی با عمق صف درخواست 256 انجام می‌شود. برای هر بخش از آزمون با مدت زمان 1 ثانیه، میانگین و حداکثر مقادیر زمان پاسخ ثبت می‌شود. بر اساس آن: الف) مقادیر میانگین هر دو شاخص محاسبه می شود. ب) انحراف معیار میانگین زمان پاسخ.
7. خواندن/نوشتن چند رشته ای. چهار رشته ایجاد می‌شود که خواندن/نوشتن متوالی بلوک‌های 64 کیلوبایتی را با عمق صف درخواست 1 انجام می‌دهند. رشته‌ها به فضاهای آدرس 100 گیگابایتی غیرهمپوشانی دسترسی دارند که نزدیک به یکدیگر در حجم دیسک قرار دارند و از بخش شروع می‌شوند. صفر توان عملیاتی کل تمام جریان ها و همچنین هر یک از آنها به صورت جداگانه اندازه گیری می شود.

تست های بار شبیه سازی شده

اجرا در آیومتر 1.1.0. حجم و سرعت انتقال داده ها به واحدهای باینری (1 کیلوبایت = 1024 بایت) نشان داده شده است. مرزهای بلوک با نشانه گذاری 4 کیلوبایتی تراز شده است. عمق صف فرمان 256 است.

اندازه بلوک	اشتراک همه درخواست ها	خواندن را به اشتراک بگذارید	اشتراک دسترسی تصادفی
پایگاه داده
8 کیلوبایت	100%	67%	100%
سرور فایل
512 بایت	10%	80%	100%
1 کیلوبایت	5%	80%	100%
2 کیلوبایت	5%	80%	100%
4 کیلوبایت	60%	80%	100%
8 کیلوبایت	2%	80%	100%
16 کیلوبایت	4%	80%	100%
32 کیلوبایت	4%	80%	100%
64 کیلوبایت	10%	80%	100%
ایستگاه کاری
8 کیلوبایت	100%	80%	80%
وب سرور
512 بایت	22%	100%	100%
1 کیلوبایت	15%	100%	100%
2 کیلوبایت	8%	100%	100%
4 کیلوبایت	23%	100%	100%
8 کیلوبایت	15%	100%	100%
16 کیلوبایت	2%	100%	100%
32 کیلوبایت	6%	100%	100%
64 کیلوبایت	7%	100%	100%
128 کیلوبایت	1%	100%	100%
512 کیلوبایت	1%	100%	100%

نیمکت آزمون

درایوها به آداپتور LSI SAS 9211-8i متصل شدند که به خاطر آن از نمایندگی روسیه LSI تشکر می کنیم.

⇡ عملکرد، تست های پایه

خواندن/نوشتن متوالی

• درایوهایی با سرعت اسپیندل 15 هزار دور در دقیقه بر توپ در تست خواندن / نوشتن متوالی حکومت می کنند. با این حال، این گروه رهبر خود را دارد - Seagate Enterprise Performance 15K HDD v5.
• Ultrastar C10K1800 به دلیل تراکم ضبط بالا نسبت به درایوهای دسته 15K دست کمی ندارد.
• اما ده هزار ارائه شده از نظر سرعت دسترسی خطی تفاوت کمی دارند.

مطالعه رایگان

• 15 هزار نفر و در این رشته بر همتایان کم سرعت خود مسلط هستند.
• گسترش نشانگرها در دسته های HDD با سرعت اسپیندل یکسان اندک است. ما می توانیم تنها HGST Ultrastar C15K600 را به عنوان رهبر رسمی در گروه خود و VelociRaptor که به وضوح نسبت به همتایان خود پایین تر است، مشخص کنیم.

ورود خودسرانه

نتایج آزمون نوشتن تصادفی نسبت به آزمایش قبلی کمتر قابل پیش بینی بود، زیرا آنها نه تنها توسط مکانیک HDD، بلکه توسط ماهیت استفاده از بافر نیز تعیین می شوند.

• HGST Ultrastar C15K600 عملکرد فوق العاده ای را نشان داد که برای دستگاه های رقیب کاملاً دست نیافتنی بود.
• دو درایو 15K باقی مانده نیز مزیت بزرگی نسبت به HDD با سرعت اسپیندل کمتر دارند.
• 10Ks خود یک گروه همگن را تشکیل می دهند، به استثنای Ultrastar C10K1800. این بسیار فراتر از کلاس خود است و تنها پس از درایو C15K600 از همان سازنده، در رتبه دوم قرار دارد. اینجاست، حافظه پنهان رسانه‌ای پرافتخار، در عمل!

زمان پاسخگویی ثابت

• اگرچه بارگذاری به مدت 10 دقیقه ادامه دارد، اما ممکن است در برخی از درایوها به طور کامل بافر را پر نکند، بنابراین نتایج مربوط به نوشتن داده ها نشان دهنده هدف این آزمایش نیست - تأخیر مکانیک درایو.
• برعکس، هنگام خواندن با طول صف یک دستورالعمل، بافر کمک کننده نیست. در نتیجه، رقبا مطابق با سرعت چرخش اسپیندل (هرچه بیشتر باشد، زمان پاسخ سریعتر) صف آرایی کردند. تفاوت معنی داری بین دستگاه های هم رده یافت نشد.

⇡ عملکرد، تجزیه و تحلیل پیشرفته

خواندن و نوشتن ترکیبی

• درایوهای 15K همچنان در صدر هستند، به استثنای Ultrastar C15K600 که به‌ویژه تحت بارهای مختلط به‌شدت فرو رفت.
• Ultrastar C10K1800 بار دیگر در بین همتایان خود برجسته شد. از ده هزار نفر دیگر، ما به توشیبا AL13SEB اشاره می کنیم. همه آنها در خواندن یا نوشتن 100 درصد تقریباً یکسان هستند، اما AL13SEB بهترین عملکرد را تحت بارهای کاری مختلط حفظ می کند.

وابستگی توان عملیاتی به طول صف فرمان

• همه درایوها می توانند از یک صف طولانی دستورات بهره مند شوند و با 64 دستور به حداکثر توان خود برسند. فقط VelociRaptor به صف 32 تیمی بسنده می کند.

خواندن چند رشته ای

• اکثر شرکت کنندگان در آزمون به طور مساوی منابع را بین چهار رشته توزیع می کنند. که با این حال منجر به کاهش بهره وری کلی می شود.
• برعکس، توشیبا AL13SEB و WD VelociRaptor، یکی از رشته‌ها را در طول خواندن چند رشته‌ای قربانی می‌کنند و در نتیجه سرعت انتقال داده در بقیه و توان عملیاتی کلی را افزایش می‌دهند.

ضبط چند رشته ای

• هنگام نوشتن در چهار جریان، هیچ یک از دیسک ها حیله گر نیست: عملکرد به طور مساوی بین همه جریان ها توزیع می شود.
• همانطور که می بینید، در این تست خیلی به مکانیک دیسک بستگی ندارد. مدل های 15K از سیگیت و توشیبا مقام های اول را به خود اختصاص دادند، اما Ultrastar 15K600 یک خارجی آشکار است.

ثبات زمان پاسخگویی

• هنگام خواندن داده ها، همه درایوها با تفاوت قابل توجهی بین میانگین و حداکثر زمان پاسخ مشخص می شوند. فقط VelociRaptor با نسبت زمان پاسخ متوسط ​​به حداکثر بهتر متمایز است.
• هنگام ضبط، مقادیر پیک زمان پاسخ توسط بافر هموار می شود و کمی با میانگین تفاوت دارد.

• شرکت کنندگان در آزمون بیشتر از همه در گسترش زمان دسترسی به نوشتن تفاوت دارند. Ultrastar C10K1800 پایدارترین عملکرد را دارد. از طرف دیگر توشیبا AL13SEB900 دارای انحراف استاندارد بسیار بالاتری در زمان دسترسی است.

در بین ده هزار سرور، دیسک ها تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند، اما به طور رسمی، Seagate Savvio 10K.6 بهترین نتایج را به دست آورد. از سوی دیگر، VelociRaptor، همیشه عقب است.

اکثر ده هزار نفر در جنبه های اصلی خود شبیه به هم هستند، اما ارزش برجسته کردن HGST Ultrastar C10K1800 (HUC101818CS4200) را دارد که فقط در سرعت خواندن تصادفی از همکاران باهوش تر کلاس 15K پایین تر است و در عین حال دارای رکورد حجمی است. 1.8 ترابایت با این حال، این مزایا بر نتایج آزمایشات با برنامه های کاربردی شبیه سازی شده تأثیری نداشت.

Seagate Savvio 10K.6 900 GB (ST900MP0006) و Seagate Enterprise Performance 10K HDD v7 1.2 TB (ST1200MM0007) عملکردی مداوم و بدون غافلگیری ارائه می دهند. توشیبا AL13SEB900 با تست ها کمی بدتر از ده هزار دستگاه دیگر کنار آمد.

WD VelociRaptor 1TB (WD1000DHTZ) را می توان یک HDD با کارایی بالا "مرد فقیر" در نظر گرفت اگر پروتکل SAS یک مورد اجباری در شرایط مرجع نباشد. با توجه به ویژگی های آن، این یک دیسک کلاس معمولی 10K است، فقط در مقایسه با درایوهای سرور واقعی، سرعت خواندن تصادفی بسیار مورد نظر است، که خود را در "شبیه سازها" نیز نشان می دهد.

SAS چیست، پس‌زمینه زمان آن رسیده است که با چیزهای بدیهی روبرو شویم: استاندارد SCSI، حتی در مدرن‌ترین پیاده‌سازی‌ها مانند Ultra320 SCSI، قابلیت‌های خود را به پایان رسانده است. حداقل، مقیاس بندی بیشتر عملکرد آن، در صورت امکان تئوری، بسیار گران خواهد بود. وضعیت این استاندارد بسیار مورد احترام در پس زمینه توسعه سریع تمام فناوری های رایانه ای و به ویژه معماری و توپولوژی سیستم های ذخیره سازی داده ها، به ویژه ناامید کننده به نظر می رسد.

دو عامل کلیدی که سازندگان را به بهبود رابط‌های هارد دیسک سوق می‌دهد، عملکرد رو به رشد سیستم‌های ذخیره‌سازی داده با تعداد زیادی تراکنش سرویس‌دهی شده و سرعت بازیابی داده‌ها از کتابخانه‌های بزرگ است. البته، "مکان مقدس هرگز خالی نیست" و ظاهر رابط هایی مانند FCAL اپتیکال یا SATA سریال تا حدودی خلاص شدن از شر "گلوگاه ها" و تنوع بخشیدن به لیست معماری سیستم های ذخیره سازی را ممکن کرد. با این حال، کاربرانی که به امکانات SCSI عادت کرده اند، همچنان طرفدار این استاندارد هستند. علاوه بر این، پول زیادی برای توسعه آن سرمایه گذاری شده است.

اینها پیش نیازهای تولد یک استاندارد صنعتی جدید به نام SCSI پیوست سریال - Wikiwand Serial-Attached SCSI، یا به سادگی SAS.


برای رعایت انصاف، لازم به ذکر است که استاندارد جدید به طور ناگهانی و فوری ظاهر نشد: اعلام رسمی فناوری SAS که در 28 ژانویه 2004 انجام شد، با کار جدی تیمی از توسعه دهندگان از شرکت های مختلف انجام شد. و گروه های صنعتی - SCSI Trade Association (STA) و کمیته بین المللی استانداردهای فناوری اطلاعات (INCITS)، تحت نظارت موسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI). استاندارد جدید اولین بار در دسامبر 2001 صحبت شد، زمانی که هیئت مدیره انجمن تجاری SCSI (STA) رای به تعریف مشخصات SCSI پیوست سریال داد. علاوه بر این، در 2 مه 2002، توسعه استاندارد به کمیته T10 در INCITS (کمیته بین المللی استانداردهای فناوری اطلاعات)، که به طور خاص برای پشتیبانی، توسعه و ترویج SAS ایجاد شد، منتقل شد و اولین پیش نویس مشخصات SAS در اواسط منتشر شد. -2003.

بنابراین، مهمترین چیزی که هنگام تلاش برای تدوین تعریفی از استاندارد SAS باید روی آن تکیه کرد: SCSI پیوست شده سریال یک گسترش سریال منطقی و طبیعی از فناوری رابط موازی SCSI است که برای اتصال لوازم جانبی به رایانه ها استفاده می شود.
از این، برای شروع، و فشار را خاموش کنید.

هدف SAS

برای تعیین هدف استاندارد SAS و جایگاه آن در میان رابط‌های جانبی مدرن، بیایید به عبارتی که در "سؤالات متداول در مورد SCSI پیوست شده سریال" در وب‌سایت T10 آمده است، بپردازیم.

رابط Serial Attached SCSI محصول یک تکامل منطقی از رابط های مدرن است و برای استفاده در مراکز داده صنعتی طراحی شده است. استاندارد SAS بر ویژگی های الکتریکی و فیزیکی رابط سریال ATA برای ارائه مقیاس پذیری، عملکرد، قابلیت اطمینان و مدیریت داده ها در سرورها و زیر سیستم های ذخیره سازی متکی است. شباهت معماری با SATA مانع از آن نمی شود که SAS دارای بیشترین ویژگی های SCSI باشد و در عین حال از معایب آن خلاص شود: کانکتورهای بزرگ، طول کوتاه کابل های اتصال، عملکرد و آدرس دهی محدود.

در یک مفهوم گسترده، SAS نوعی SATA تمام دوبلکس با پشتیبانی از دو پورت، قابلیت آدرس دهی بیشتر، قابلیت اطمینان بالا، عملکرد و سازگاری منطقی با SCSI است. از سوی دیگر، رابط Serial ATA را می توان به عنوان یک زیر مجموعه ساده شده از Serial Attached SCSI برای عملکرد در سیستم های ساده بدون قابلیت اطمینان و الزامات عملکرد حیاتی مشاهده کرد. این به هیچ وجه به این معنی نیست که دستگاه های Serial Attached SCSI را نمی توان در ایستگاه های کاری معمولی و رایانه های شخصی رومیزی استفاده کرد، فقط وجود یک آداپتور میزبان مناسب مورد نیاز است.

در واقع، Serial Attached SCSI SCSI است، اما نه با موازی معمول، بلکه با معماری سریال نقطه به نقطه (نقطه به نقطه)، با اتصال مستقیم کنترلر به درایوها. SAS از 128 درایو در انواع و اندازه های مختلف پشتیبانی می کند که با کابل های نازک تر و طولانی تر (نسبت به SCSI) به یکدیگر متصل شده اند. در حالی که رابط SCSI داده ها را از طریق سیم های خود با سرعت حدود 20 مگابایت بر ثانیه، و نیمه دوبلکس نسل اول SATA - 1.5 گیگابایت بر ثانیه در یک جهت در واحد زمان "هل" می کند، یک رابط سریال سیگنالینگ SAS تمام دوبلکس با پشتیبانی از اتصال "داغ" در اجرای فعلی تبادل داده را با سرعت حداکثر 3.0 گیگابیت بر ثانیه در هر پورت فراهم می کند.

تفاوت اصلی بین SAS و SCSI توانایی اتصال درایوهای SAS به دو پورت مختلف به طور همزمان است که هر یک دامنه SAS متفاوتی را نشان می دهد. می توانید تصور کنید که این موضوع چقدر بر قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها و تحمل خطای سیستم تأثیر می گذارد. علاوه بر این، ماهیت "سوئیچینگ" معماری SAS در تئوری اجازه می دهد تا هزاران درایو "آبشاری" را به هم متصل کند (تا 16384 درایو بدون کاهش عملکرد!)، که مقیاس پذیری چنین سیستم هایی را از لحاظ نظری نامحدود می کند. تفاوت های اصلی بین فناوری های SCSI و SAS در جدول زیر نشان داده شده است.

مشخصات کانکتور و کابل SAS

یکی از ویژگی های کلیدی رابط SAS در طول توسعه، امکان افزایش قابل توجه سرعت تبادل داده ها بود. مشخصات نسل بعدی SAS که در حال حاضر در حال توسعه است شامل نرخ انتقال داده تا 6.0 گیگابایت بر ثانیه با سازگاری کامل با نسل اول دستگاه های SAS است. نسل بعدی پس از این هنوز به طور جدی مورد توجه قرار نگرفته است، اما آنها در مورد امکان دستیابی به نرخ تبادل داده تا 12 گیگابایت در ثانیه صحبت می کنند.

هنگام توسعه کانکتورها برای دستگاه‌های SAS، افزایش امیدوارکننده‌ای در سرعت تبادل داده ایجاد شد و در همان زمان، تجربه کوچک‌سازی که در مشخصات SATA مشاهده می‌شد در نظر گرفته شد. ویژگی کانکتور در قرار دادن پورت داده دوم نهفته است، زیرا هر یک از پورت های دستگاه SAS در حوزه های مختلفی قرار دارد و برای سازماندهی مسیرهای مستقل از یک دستگاه SAS به دستگاه دیگر برای اطمینان از عملکرد بدون مشکل، خدمت می کند. اگر یکی از درایوهای زنجیره از کار بیفتد، این به هیچ وجه بر عملکرد دستگاه های دیگر تأثیر نمی گذارد. بنابراین، طراحی کانکتور برای تجهیزات جانبی با رابط SAS متولد شد، که در واقع شباهت معماری با کانکتورهای 68 پین برای درایوهای با رابط کلاسیک موازی SCSI یا SCA-2 دارد، اما در عین حال، به قیاس با SATA، که از "اتصال داغ" و تماس قابل اعتماد پشتیبانی می کند.

سیستم کابل SAS بسیار فشرده تر از کابل کشی های موازی ATA و SCSI است که در نتیجه درهم ریختگی کمتر و جریان هوای بهتر برای اجزای داخل کیس سیستم ایجاد می شود. طول معمول کابل های رابط SAS برای برنامه هایی مانند ایستگاه های کاری کمتر از 1 متر است، حداکثر طول چنین کابلی می تواند تا 8 متر باشد. از نظر تئوری، این طول با طول یک کابل برای یک رابط SCSI قابل مقایسه است، زیرا برخی دستگاه های مدرن امکان اتصال بین کنترل کننده میزبان و SCSI - حاشیه را در فاصله بیش از 8 متر فراهم می کنند. با این حال، در صورت نیاز، فاصله بین دستگاه های SAS را می توان به طور قابل توجهی به دلیل به اصطلاح گسترش دهنده های SAS افزایش داد - نوعی از "ایستگاه پمپاژ خط لوله".

جالب است بدانید که هنگام توسعه مشخصات SAS، کارگروه بلافاصله نیاز به تعریف پارامترهای کانکتورها و کابل ها را نه تنها برای اتصالات داخلی، بلکه برای اتصالات خارجی، مشابه گزینه های مدرن SCSI مانند "سرور - JBOD" در نظر گرفت. سیستم". برای رابط SATA، پذیرش چنین مشخصاتی "تا بعد" به تعویق افتاد و در نتیجه، توسعه SATA خارجی هنوز به پایان نرسیده است.

در مورد اتصالات SAS خارجی، پیشنهاد Infiniband به عنوان پایه در نظر گرفته شد، که در آن کانکتورها و کابل های خارجی برای 4 دستگاه طراحی شده اند و در عین حال عملکرد نسل اول اتصالات SAS خارجی را با سرعت 1.2 گیگابیت بر ثانیه در هر جهت ارائه می دهند. ، یعنی حداکثر تا 2400 مگابایت بر ثانیه دوبلکس کامل! موافقم، برای رابط خارجی بسیار چشمگیر است.

توپولوژی سیستم SAS

استفاده از پیکربندی‌های کلاس نقطه به نقطه، دستیابی به توان عملیاتی بالا را ممکن می‌سازد، با این حال، سمت عقب سکه سازماندهی یک توپولوژی خاص است، که در آن تعامل دستگاه‌های آغازگر (میزبان) و تجهیزات جانبی حاکی از پشتیبانی بیش از بیش از دو دستگاه "در یک بسته نرم افزاری". هنگامی که استاندارد SAS توسعه یافت، مشخصات بلافاصله شامل وجود توسعه دهنده‌های ارزان قیمت بود که به شما امکان می‌دهد سیستم‌هایی با بیش از یک میزبان آغازگر با پشتیبانی از بیش از یک دستگاه جانبی ایجاد کنید.

هدف مهم دیگری که توسعه دهندگان استاندارد جدید برای خود تعیین کردند، دور شدن از محدودیت کلاسیک SCSI بود که به معنای بیش از 16 دستگاه در یک زنجیره نیست. در نتیجه، هر سیستم SAS، هنگام استفاده از تعداد مناسب توسعه دهنده، قادر به پشتیبانی از آدرس دهی تا 16256 دستگاه در یک دامنه SAS است. به انعطاف پذیری پیکربندی گسترش دهنده های SAS توجه داشته باشید: مشخصات آنها حاکی از ایجاد سیستم های ناهمگن است که در آن هر دو دستگاه SAS و SATA می توانند به عنوان درایوهای جانبی همزیستی کنند. موافقم، بسیار راحت است، به خصوص هنگام تشکیل سیستم های ذخیره سازی داده های بودجه یا دستگاه هایی با مقیاس بندی برنامه ریزی شده برای آینده.

تصویری برای اصل سازماندهی دامنه SAS
حداکثر ظرفیت

به تصویر بالا توجه کنید: ماژول سبز تیره در مرکز همان انبساط-سوئیچ (بسط دهنده فن اوت) است. چنین گسترش دهنده "سوئیچینگ" می تواند در یک دامنه SAS وجود داشته باشد و تا 128 دستگاه SAS را متحد کند. با این حال، دستگاه های SAS نباید منحصراً به عنوان هارد درایو درک شوند، زیرا به معنای هر ترکیب احتمالی به اصطلاح "بسط دهنده های لبه" (بسط دهنده های لبه، ماژول های سبز روشن)، دستگاه های راه اندازی و درایوهای واقعی است. گسترش دهنده های جانبی نیز به نوبه خود می توانند تا 128 دستگاه SAS را پشتیبانی کنند، با این حال، بیش از یک گسترش دهنده اضافی نمی توان به آنها متصل کرد. ماژول های آبی در نمودار آغازگر (میزبان) و سیلندرهای قهوه ای درایوهای SAS یا SATA هستند.

پروتکل های SAS

ایجاد یک توپولوژی جدید و رابط های جدید منجر به تعریف کاملاً جدیدی از نحوه آدرس دهی به تمام پورت های ممکن در یک دامنه SAS شده است. البته با SCSI موازی، همه چیز ساده تر است، زیرا آدرس دهی همه دستگاه های موجود در دامنه در سطح سخت افزار از پیش تعیین شده است.

در نتیجه، گروه کاری توسعه پروتکل SAS تصمیم گرفت نام‌های 64 بیتی منحصربه‌فرد جهانی - WWN (نام جهانی) را به عنوان شناسه‌های همه انواع دستگاه‌های SAS انتخاب کند. باز هم چیز جدیدی در زیر نور خورشید نیست، این آدرس دهی است که مدت هاست هنگام نام گذاری دستگاه های Fiber Channel استفاده می شود.

بنابراین، در لحظه روشن شدن، همه دستگاه‌های متحد شده در یک فضای SAS واحدهای WWN خود را با یکدیگر مبادله می‌کنند و تنها پس از آن مجموعه دستگاه‌های SAS به یک سیستم SAS «معنادار» تبدیل می‌شوند. افزودن یک دستگاه جدید به سیستم SAS (در این مورد، افزودن آن فقط به معنای "وصل کردن داغ" است) یا حذف آن از سیستم منجر به اعلانی می شود که همه آغازگر رویداد را مطلع می کند و به شما امکان می دهد سیستم را با پیکربندی جدید تنظیم کنید. . توسعه دهنده ها به نوبه خود مسئول صدور WWN برای همه دستگاه های SATA در سیستم هستند، چه زمانی که روشن است و چه زمانی که یک دستگاه جدید به برق وصل است. پس از اتمام فرآیند اولیه سازی سیستم، دستگاه های SATA با استفاده از پروتکل های SATA ارتباط برقرار می کنند، برای دستگاه های SAS از پروتکل SAS استفاده می شود که در سایر استانداردهای SCSI مانند SPI (SCSI Parallel Interface) توضیح داده شده است.

علاوه بر این، همه چیز ساده تر است: تبادل دستورات، داده ها، وضعیت ها و سایر اطلاعات بین دستگاه های SAS در بسته هایی انجام می شود که مشخصات آنها بسیار شبیه به ویژگی های بسته ها برای تبادل اطلاعات هنگام کار با دستگاه های موازی SCSI یا کانال فیبر است. . فرمت بسته های داده SAS، به نام "قاب"، به ویژه شبیه به مشخصات کانال فیبر است: هر یک از آنها شامل بلوک های توصیف کننده فرمان - CDB (بلوک توصیفگر فرمان) و سایر ساختارهای SCSI است که توسط سایر استانداردهای SCSI، مانند SCSI Primary تعریف شده اند. Command Set یا دستور بلوک SCSI. در اینجا یکی دیگر از مزایای استاندارد SAS وجود دارد: استفاده از پروتکل و معماری شبیه SCSI به شما امکان می دهد طرح های SAS را با سایر سیستم های ذخیره سازی و پردازش با معماری Infiniband، iSCSI یا Fiber Channel ترکیب کنید، که در واقع، اشیاء SCSI نیز هستند.

پروتکل SAS شامل چهار لایه سنتی است: فیزیکی (لایه فی)، ارتباط (لایه پیوند)، لایه پورت (لایه پورت) و لایه انتقال (لایه حمل و نقل). ترکیب چهار لایه در هر پورت SAS به این معنی است که برنامه‌ها و درایورهایی که برای کار با پورت‌های SCSI موازی استفاده می‌شوند، می‌توانند به خوبی برای سرویس‌دهی پورت‌های SAS، تنها با تغییرات جزئی، استفاده شوند.

معماری SAS

لایه های برنامه، از جمله درایورها و خود برنامه ها، وظایف خاصی را برای لایه انتقال ایجاد می کنند، که به نوبه خود، دستورات، داده ها، وضعیت ها و غیره را در فریم های SAS محصور می کند و انتقال آنها را به لایه پورت واگذار می کند. البته لایه انتقال وظیفه دریافت فریم های SAS از لایه پورت، جداسازی فریم های دریافتی و ارسال محتوا به لایه کاربردی را نیز بر عهده دارد.

لایه پورت SAS وظیفه تبادل بسته های داده با لایه ارتباطی (لایه پیوند) به ترتیب برقراری ارتباط و همچنین انتخاب لایه فیزیکی که بسته ها با آن به طور همزمان به چندین دستگاه منتقل می شوند را بر عهده دارد. لایه فیزیکی SAS به محیط سخت افزاری مربوطه اشاره دارد - فرستنده گیرنده و ماژول های رمزگذاری که به رابط فیزیکی SAS متصل می شوند و سیگنال ها را از طریق مدارهای سیمی ارسال می کنند.

به هر حال، اجازه دهید به شما یادآوری کنم که در سطح فیزیکی، اتصالات در مورد یک رابط SAS سریال، جفت مدارهای دیفرانسیل کامل دوبلکس هستند، که همچنین می توانند برای افزایش عملکرد (خوب، درست مانند PCI Express) با یکدیگر ترکیب شوند. پورت های عریض بر این اساس، هر دستگاه می تواند بیش از یک پورت داشته باشد و هر یک از آنها را می توان به صورت "باریک" یا "واید" پیکربندی کرد. رابط‌های میزبان و توسعه‌دهنده می‌توانند از چندین پورت تشکیل شده باشند که آدرس هر میزبان برای هر دستگاه جانبی و توان عملیاتی خلاصه می‌شود. سازماندهی مسیرهای داده چندگانه به دلیل وجود پورت های "عریض" مستلزم اجرای موازی دستورات و کاهش متناظر در زمان صرف شده در انتظار در صف است.

نتیجه

مطالب ارائه شده تنها مقدمه ای کوتاه بر اصول ساخت معماری رابط SAS و ویژگی های اجرای این استاندارد است. بررسی دقیق‌تر مشخصات رابط به احتمال زیاد نیازمند انتشار مجموعه‌ای از مقالات در این زمینه است. این امکان وجود دارد که اینگونه باشد، خوشبختانه شروع پیاده سازی انبوه اینترفیس نزدیک است و تعداد سوالات کاربردی در مورد پیاده سازی سیستم های SAS به مرور زمان افزایش می یابد.

تعریف اصلی SAS، که به نظر من نباید فراموش شود - رابط سریال جدید Serial Attached SCSI برای نیازهای طیف گسترده ای از سیستم های ذخیره سازی در سطح سازمانی طراحی شده است، با این حال، هنوز یک "اقدام نزدیک" است. رابط و به هیچ وجه برای جایگزینی هر رابط شبکه طراحی نشده است، برای اجرای مشابه معماری "نقطه به نقطه" نیازی به "خرید" نیست.

رابط Serial Attached SCSI علیرغم تمام "تیز" آن برای کار در سیستم های ذخیره سازی بزرگ و تقریباً بی نهایت مقیاس پذیر، سازگاری کامل با درایوهای Serial ATA نسبتاً ارزان را نشان می دهد، که به شما امکان می دهد سیستم های کاملاً مقرون به صرفه را حتی در مقیاس شرکت های کوچک طراحی کنید. در عین حال، پشتیبانی از درایوهای SCSI Serial Attached 2 پورت، سطوح عملکردی را امکان پذیر می کند که خارج از دسترس سیستم های درایو SCSI امروزی است.

برای کسانی که به تنهایی آماده مطالعه ویژگی های Serial Attached SCSI هستند، ما با لیستی از سایت هایی که اسناد آموزشی و استاندارد در آن قرار دارند نتیجه گیری می کنیم.

منابع وب سایت Adaptec
منابع وب سایت Maxtor
منابع وب سایت سیگیت

T10:

SCSI پیوست سریال -
SCSI Architecture Model-3 (SAM-3)
SCSI Primary Commands-3 (SPC-3)
SCSI Block Commands-2 (SBC-2)
SCSI Stream Commands-2 (SSC-2)
SCSI Enclosure Services-2 (SES-2)

مشخصات کانکتور SAS:

SFF 8482 (backplane/drive داخلی)
SFF 8470 (خارجی 4 عریض)
SFF 8223, 8224, 8225 (فرم فاکتورهای 2.5"، 3.5"، 5.25")
SFF 8484 (داخلی 4 عریض)

مشخصات سریال ATA:

سریال ATA II: برنامه های افزودنی به سریال ATA 1.0
سریال ATA II: Port Multiplier
سریال ATA II: انتخابگر پورت
Serial ATA II: Cables and Connectors Volume 1

منابع اضافی:

کمیته بین المللی استانداردهای فناوری اطلاعات
T11 (استانداردهای کانال فیبر)
انجمن تجارت SCSI
SNIA (انجمن صنعت شبکه های ذخیره سازی)

چرا SAS؟

رابط Serial Attached SCSI فقط اجرای سریالی پروتکل SCSI نیست. این کار خیلی بیشتر از انتقال ویژگی‌های SCSI مانند TCQ (تگ فرمان صف) روی کانکتور جدید انجام می‌دهد. اگر ما بیشترین سادگی را می خواستیم، از رابط Serial ATA (SATA) استفاده می کردیم، که یک اتصال نقطه به نقطه ساده بین یک میزبان و یک دستگاه نهایی مانند هارد دیسک است.

اما SAS بر اساس یک مدل شی است که یک "دامنه SAS" را تعریف می کند - یک سیستم تحویل داده که می تواند شامل توسعه دهنده های اختیاری (بسط دهنده) و دستگاه های پایانی SAS، مانند هارد دیسک و آداپتورهای میزبان (آداپتورهای گذرگاه میزبان، HBA) باشد. از SATA، دستگاه‌های SAS می‌توانند چندین پورت داشته باشند، که هر کدام می‌توانند از چندین اتصال فیزیکی برای ارائه اتصالات SAS سریع‌تر (عریض‌تر) استفاده کنند، آغازگرهای متعدد می‌توانند به هر هدف مشخصی دسترسی داشته باشند، و طول کابل می‌تواند تا هشت متر باشد (برای نسل اول SAS) در مقابل یک متر برای SATA. واضح است که این فرصت های زیادی را برای ایجاد راه حل های ذخیره سازی با کارایی بالا یا اضافی فراهم می کند. علاوه بر این، SAS از پروتکل SATA Tunneling (STP) پشتیبانی می کند که به شما امکان می دهد دستگاه های SATA را به کنترلر SAS متصل کنید. .

استاندارد نسل دوم SAS سرعت اتصال را از 3 به 6 گیگابیت بر ثانیه افزایش می دهد. این افزایش سرعت برای محیط های پیچیده ای که به دلیل ذخیره سازی با سرعت بالا به عملکرد بالا نیاز است، بسیار مهم است. هدف نسخه جدید SAS کاهش پیچیدگی کابل کشی و همچنین تعداد اتصالات در هر گیگابیت بر ثانیه با افزایش طول احتمالی کابل ها و بهبود عملکرد بسط دهنده ها (زون بندی و کشف خودکار) است. در زیر به تفصیل در مورد این تغییرات صحبت خواهیم کرد.

سرعت SAS تا 6 گیگابیت بر ثانیه

انجمن تجارت SCSI (SCSI TA) در کنفرانس جهانی شبکه ذخیره سازی در اوایل سال جاری در اورلاندو، فلوریدا، ایالات متحده، برای ارائه مزایای SAS به مخاطبان گسترده تر، آموزشی در مورد فناوری SAS ارائه کرد. SAS Plugfest نامیده می شود که عملکرد، سازگاری و ویژگی های SAS 6 گیگابیت بر ثانیه را نشان می دهد، حتی زودتر در نوامبر 2008 برگزار شد. LSI و Seagate اولین شرکت‌هایی بودند که سخت‌افزاری با قابلیت SAS با سرعت 6 گیگابیت بر ثانیه را در بازار معرفی کردند، اما سایر فروشندگان نیز باید به زودی به این موضوع برسند. در مقاله خود نگاهی به وضعیت فعلی فناوری SAS و برخی دستگاه های جدید خواهیم انداخت.

توابع و اصول SAS

مبانی SAS

برخلاف SATA، رابط SAS به صورت دوطرفه کامل عمل می کند و پهنای باند کامل را در هر دو جهت ارائه می دهد. همانطور که قبلا ذکر شد، اتصالات SAS همیشه از طریق اتصالات فیزیکی با استفاده از آدرس های دستگاه منحصر به فرد برقرار می شوند. در مقابل، SATA فقط می تواند شماره پورت ها را آدرس دهی کند.

هر آدرس SAS می‌تواند شامل چندین رابط لایه فیزیکی (PHY) باشد که امکان اتصال گسترده‌تر از طریق InfiniBand (SFF-8470) یا کابل‌های mini-SAS (SFF-8087 و -8088) را فراهم می‌کند. به طور معمول، چهار رابط SAS با هر کدام یک PHY در یک رابط گسترده SAS که قبلاً به دستگاه SAS متصل است، ترکیب می‌شوند. ارتباطات همچنین می تواند از طریق توسعه دهنده ها انجام شود که بیشتر شبیه سوئیچ ها هستند تا مانند دستگاه های SAS.

ویژگی‌هایی مانند منطقه‌بندی اکنون به مدیران اجازه می‌دهد تا دستگاه‌های خاص SAS را با آغازگرها مرتبط کنند. این جایی است که افزایش توان 6 گیگابیت بر ثانیه SAS مفید خواهد بود، زیرا یک اتصال چهار لاین اکنون دو برابر سرعت دارد. در نهایت، دستگاه های SAS حتی می توانند چندین آدرس SAS داشته باشند. از آنجایی که درایوهای SAS می توانند از دو پورت استفاده کنند، با یک PHY در هر یک، درایو می تواند دو آدرس SAS داشته باشد.

اتصالات و رابط ها

برای بزرگنمایی روی عکس کلیک کنید.

اتصالات SAS از طریق پورت های SAS با استفاده از SSP (پروتکل SCSI سریال) آدرس دهی می شوند، اما ارتباط در لایه پایین از PHY به PHY با استفاده از یک یا چند اتصال فیزیکی به دلایل پهنای باند انجام می شود. SAS از رمزگذاری 8/10 بیت برای تبدیل 8 بیت داده به انتقال 10 کاراکتری برای اهداف بازیابی زمان، تعادل DC و تشخیص خطا استفاده می کند. این منجر به خروجی موثر 300 مگابایت بر ثانیه برای حالت انتقال 3 گیگابیت بر ثانیه و 600 مگابایت بر ثانیه برای اتصالات 6 گیگابیت بر ثانیه می شود. Fiber Channel، Gigabit Ethernet، FireWire و دیگران در یک طرح کدگذاری مشابه کار می کنند.

رابط های برق و داده SAS و SATA بسیار شبیه به یکدیگر هستند. اما اگر SAS دارای رابط های داده و برق باشد که در یک رابط فیزیکی ترکیب شده اند (SFF-8482 در سمت دستگاه)، SATA به دو کابل جداگانه نیاز دارد. شکاف بین پایه های پاور و داده (به تصویر بالا مراجعه کنید) در مورد SAS بسته است، که اجازه اتصال یک دستگاه SAS به یک کنترلر SATA را نمی دهد.

از سوی دیگر، دستگاه‌های SATA می‌توانند به لطف STP روی زیرساخت‌های SAS خوب کار کنند یا در صورت عدم استفاده از توسعه‌دهنده‌ها، در حالت اصلی کار کنند. STP تاخیر بیشتری را به توسعه دهنده ها اضافه می کند زیرا آنها نیاز به برقراری یک اتصال دارند که کندتر از اتصال مستقیم SATA است. با این حال، تاخیرها هنوز بسیار اندک است.

دامنه ها، گسترش دهنده ها

دامنه های SAS را می توان به صورت ساختارهای درختی شبیه به شبکه های پیچیده اترنت نشان داد. گسترش دهنده های SAS می توانند با تعداد زیادی از دستگاه های SAS کار کنند، اما آنها از اصل سوئیچینگ مدار استفاده می کنند، نه از سوئیچینگ بسته رایج تر. برخی از توسعه دهنده ها حاوی دستگاه های SAS هستند، برخی دیگر نه.

SAS 1.1 توسعه دهنده های لبه را تشخیص می دهد که به آغازگر SAS اجازه می دهد تا با حداکثر 128 آدرس SAS اضافی ارتباط برقرار کند. در یک دامنه SAS 1.1، فقط می توان از دو بسط دهنده لبه استفاده کرد. با این حال، یک توسعه دهنده fanout می تواند تا 128 بسط دهنده لبه را متصل کند و ظرفیت زیرساخت راه حل SAS شما را تا حد زیادی افزایش دهد.

برای بزرگنمایی روی عکس کلیک کنید.

در مقایسه با SATA، رابط SAS می تواند پیچیده به نظر برسد: آغازگرهای مختلف از طریق توسعه دهنده ها به دستگاه های مورد نظر دسترسی پیدا می کنند، که شامل تعیین مسیرهای مناسب است. SAS 2.0 مسیریابی را ساده و بهبود می بخشد.

به خاطر داشته باشید که SAS اجازه حلقه یا چندین مسیر را نمی دهد. همه اتصالات باید نقطه به نقطه و انحصاری باشند، اما معماری اتصال خود به خوبی مقیاس می شود.

ویژگی های جدید SAS 2.0: توسعه دهندگان، عملکرد

	SAS 1.0/1.1
تابع	پشتیبانی قدیمی SCSI را حفظ می کند سازگار با SATA	سازگار با 3 گیگابیت بر ثانیه سرعت و سیگنالینگ بهبود یافته است مدیریت منطقه مقیاس پذیری بهبود یافته
ویژگی های ذخیره سازی	RAID 6 فاکتور فرم کوچک HPC درایوهای SAS با ظرفیت بالا تعویض Ultra320 SCSI انتخاب: SATA یا SAS سرورهای Blade	RAS (امنیت داده ها) ایمنی (FDE) پشتیبانی خوشه ای پشتیبانی از توپولوژی های بزرگتر SSD مجازی سازی ذخیره سازی خارجی اندازه بخش 4K
سرعت انتقال داده و پهنای باند کابل	4 x 3Gbps (1.2GB/s)	4 x 6 گیگابیت بر ثانیه (2.4 گیگابایت بر ثانیه)
نوع کابل	فلز مس	فلز مس
طول کابل	8 متر	10 متر

مناطق گسترش دهنده و پیکربندی خودکار

بسط دهنده های مرزی (لبه) و در حال گسترش (fanout) عملاً در تاریخ باقی ماندند. این اغلب به به روز رسانی در SAS 2.0 نسبت داده می شود، اما دلیل آن در واقع مناطق SAS معرفی شده در 2.0 است که جدایی بین توسعه دهنده های لبه و افزونه را حذف می کند. البته، مناطق معمولاً به طور خاص برای هر تولید کننده اجرا می شوند و نه به عنوان یک استاندارد صنعتی واحد.

در واقع، اکنون می توان چندین منطقه را روی یک زیرساخت ارائه اطلاعات قرار داد. این بدان معناست که آغازگرهای مختلف می توانند از طریق یک توسعه دهنده SAS به اهداف ذخیره سازی (ذخیره ها) دسترسی داشته باشند. تقسیم بندی دامنه از طریق زون ها انجام می شود، دسترسی به صورت انحصاری انجام می شود.