Usporedba SCSI, SAS i SATA sučelja. Razlika između SAS i SATA sas konektora

U modernim računalnim sustavima za spajanje glavnih tvrdih diskova koriste se SATA i SAS sučelja. U pravilu, prva opcija odgovara kućnim radnim stanicama, druga - poslužiteljima, tako da se tehnologije ne natječu jedna s drugom, ispunjavajući različite zahtjeve. Značajna razlika u cijeni i veličini memorije tjera korisnike da se zapitaju po čemu se SAS razlikuje od SATA i traže kompromise. Da vidimo ima li ovo smisla.

SAS(Serial Attached SCSI) je serijsko sučelje za povezivanje uređaja za pohranu podataka, razvijeno na temelju paralelnog SCSI za izvršavanje istog skupa naredbi. Koristi se prvenstveno u poslužiteljskim sustavima.

SATA(Serial ATA) je sučelje za serijsku razmjenu podataka temeljeno na paralelnom PATA (IDE). Koristi se u kući, uredu, multimedijskim računalima i prijenosnim računalima.

Ako govorimo o HDD-u, tada, unatoč različitim tehničkim karakteristikama i priključcima, nema kardinalnih razlika između uređaja. Jednosmjerna kompatibilnost unatrag omogućuje spajanje diskova na poslužiteljsku ploču pomoću jednog i drugog sučelja.

Vrijedi napomenuti da su obje opcije povezivanja stvarne i za SSD-ove, ali značajna razlika između SAS-a i SATA-a u ovom slučaju bit će u cijeni pogona: prva može biti nekoliko desetaka puta skuplja s usporedivim volumenom. Stoga je danas takvo rješenje, ako ne i rijetko, dovoljno uravnoteženo, a namijenjeno je brzim podatkovnim centrima na korporativnoj razini.

Usporedba

Kao što već znamo, SAS se koristi u poslužiteljima, SATA - u kućnim sustavima. U praksi to znači da mnogi korisnici istovremeno pristupaju prvome i rješavaju mnoge zadatke, dok se potonjim bavi jedna osoba. Sukladno tome, opterećenje poslužitelja je puno veće, pa diskovi moraju biti dovoljno otporni na greške i brzi. SCSI protokoli (SSP, SMP, STP) implementirani u SAS omogućuju obradu više I/O operacija u isto vrijeme.

Izravno za HDD, brzina pristupa određena je prvenstveno brzinom rotacije vretena. Za stolne sustave i prijenosna računala potrebno je i dovoljno 5400 - 7200 RPM. Sukladno tome, gotovo je nemoguće pronaći SATA disk s 10.000 RPM (osim da pogledamo seriju WD VelociRaptor, opet dizajniranu za radne stanice), a sve više je apsolutno nedostižno. SAS HDD vrti najmanje 7200 RPM, 10000 RPM se može smatrati standardom, a 15000 RPM je dovoljan maksimum.

Smatra se da su serijski SCSI pogoni pouzdaniji i imaju veći MTBF. U praksi se stabilnost postiže više zahvaljujući funkciji provjere kontrolnog zbroja. SATA diskovi, s druge strane, pate od “tihih pogrešaka”, kada su podaci djelomično zapisani ili oštećeni, što dovodi do loših sektora.

Glavna prednost SAS-a također radi za toleranciju kvarova sustava - dva duplex porta koji vam omogućuju povezivanje jednog uređaja putem dva kanala. U tom će se slučaju razmjena informacija odvijati istovremeno u oba smjera, a pouzdanost je osigurana Multipath I/O tehnologijom (dva kontrolera međusobno se osiguravaju i dijele opterećenje). Red označenih naredbi je izgrađen do dubine od 256. Većina SATA pogona ima jedan poludupleksni priključak, a dubina reda čekanja pomoću NCQ tehnologije nije veća od 32.

SAS sučelje pretpostavlja korištenje kabela duljine do 10 m. Na jedan port se preko ekspandera može spojiti do 255 uređaja. SATA je ograničen na 1 m (2 m za eSATA) i podržava samo povezivanje jednog uređaja od točke do točke.

Izgledi za daljnji razvoj - koja je razlika između SAS-a i SATA-a također se prilično oštro osjeća. Propusnost SAS sučelja doseže 12 Gb/s, a proizvođači najavljuju podršku za brzine prijenosa podataka od 24 Gb/s. Najnovija revizija SATA zaustavila se na 6 Gb/s i neće se razvijati u tom pogledu.

SATA diskovi u smislu cijene od 1 GB imaju vrlo atraktivnu cijenu. U sustavima gdje brzina pristupa podacima nije kritična, a količina pohranjenih informacija velika, preporučljivo je koristiti ih.

Stol

SAS	SATA
Za poslužiteljske sustave	Prvenstveno za desktop i mobilne sustave
Koristi skup naredbi SCSI	Koristi skup naredbi ATA
Minimalna brzina vretena HDD 7200 RPM, maksimalna - 15000 RPM	5400 o/min minimalno, 7200 o/min maksimalno
Podržava tehnologiju provjere kontrolnog zbroja prilikom pisanja podataka	Veliki postotak pogrešaka i loših sektora
Dva duplex porta	Jedan poludupleks port
Podržan višeputni I/O	Veza od točke do točke
Red naredbi do 256	Red naredbi do 32
Mogu se koristiti kablovi do 10 m	Duljina kabela ne veća od 1 m
Propusnost sabirnice do 12 Gb/s (u budućnosti - 24 Gb/s)	Propusnost 6 Gbps (SATA III)
Trošak pogona je veći, ponekad značajno	Jeftinije u smislu cijene po 1 GB

U ovom ćemo članku pogledati budućnost SCSI-ja i pogledati neke od prednosti i nedostataka SCSI, SAS i SATA sučelja.

Zapravo, problem je malo složeniji od samo zamjene SCSI sa SATA i SAS. Tradicionalni paralelni SCSI je isprobano i testirano sučelje koje postoji već dugo vremena. Trenutno SCSI nudi vrlo brzu brzinu prijenosa podataka od 320 megabajta u sekundi (Mbps) koristeći moderno Ultra320 SCSI sučelje. Osim toga, SCSI nudi širok raspon značajki, uključujući naredbe i oznake čekanja (metoda optimiziranja I/O naredbi za povećanje performansi). SCSI tvrdi diskovi su pouzdani; na maloj udaljenosti možete stvoriti lanac od 15 uređaja povezanih na SCSI vezu. Ove značajke čine SCSI izvrsnim izborom za stolna računala i radne stanice visokih performansi, sve do i uključujući poslovne poslužitelje, sve do danas.

SAS tvrdi diskovi koriste skup naredbi SCSI i imaju istu pouzdanost i performanse kao SCSI pogoni, ali koriste serijsku verziju SCSI sučelja na 300 Mbps. Iako je nešto sporije od 320 Mbps SCSI, SAS sučelje može podržati do 128 uređaja na većim udaljenostima od Ultra320 i može se proširiti na 16.000 uređaja po kanalu. SAS tvrdi diskovi nude istu pouzdanost i brzinu rotacije (10000-15000) kao SCSI pogoni.

SATA diskovi su malo drugačiji. Gdje se SCSI i SAS pogoni fokusiraju na performanse i pouzdanost, SATA diskovi ih žrtvuju u korist velikog povećanja kapaciteta i smanjenja troškova. Na primjer, SATA pogon sada je dosegao kapacitet od 1 terabajta (TB). SATA se koristi tamo gdje je potreban maksimalni kapacitet, kao što je sigurnosna kopija podataka ili arhiviranje. SATA sada nudi veze od točke do točke pri brzinama do 300 Mbps i lako nadmašuje tradicionalno paralelno ATA sučelje na 150 Mbps.

Što će se dogoditi sa SCSI-jem? Radi odlično. Problem s tradicionalnim SCSI-jem je u tome što se tek bliži kraju svog životnog vijeka. Paralelni SCSI pri 320 Mb/s neće raditi puno brže na trenutnim duljinama SCSI kabela. Za usporedbu, SATA diskovi će u bliskoj budućnosti doseći 600 Mb/s, SAS planira doseći 1200 Mb/s. SATA pogoni također mogu raditi sa SAS sučeljem, tako da se ovi pogoni mogu koristiti istovremeno u nekim sustavima za pohranu podataka. Potencijal za povećanu skalabilnost i performanse prijenosa podataka daleko nadmašuje potencijal SCSI. Ali SCSI neće nestati uskoro. Vidjet ćemo SCSI u malim i srednjim poslužiteljima još nekoliko godina. Kao nadogradnja hardvera, SCSI će se sustavno zamijeniti SAS/SATA pogonima kako bi se ostvarile brže i praktičnije veze.

Pogone poslužitelja visokih performansi za kritične zadatke rijetko se mogu vidjeti u IT publikacijama. Nije ni čudo, jer smo više fokusirani na masovnog kupca nego na administratore sustava i dobavljače poslužiteljske opreme. U međuvremenu, testiranje hard diskova poslužitelja čak je važnije od testiranja stolnih, iz nekoliko razloga. Prvo, zbog veće cijene pogona i veće osjetljivosti zadataka poslužitelja na performanse. Nakon masovne distribucije SSD diskova, razlike između desktop diskova prestale su biti od velike važnosti, a u poslužitelju je zamjena HDD-a SSD-om daleko od uvijek preporučljiva. Sljedeća okolnost proizlazi iz prve: HDD za desktop ili kućni NAS može se odabrati prema osnovnim tehničkim karakteristikama (volumen, brzina vretena, kapacitet ploče). U slučaju poslužiteljskog HDD-a, puno ovisi o optimizaciji firmware-a, što se očituje u složenom opterećenju i, sukladno tome, zahtijeva posebne testove za hvatanje ovih značajki. Konačno, u velikim razmjerima, takav parametar kao što je omjer performansi i potrošnje energije pogona dolazi u obzir.

Tijekom proteklih nekoliko godina, odabir poslovnih tvrdih diskova definitivno je postao lakši. Prestali su se proizvoditi modeli s Fibre Channel i SCSI sučeljima. Pogoni su podijeljeni u dvije klase: modeli u obliku 3,5 inča ograničeni su na brzinu rotacije od 7200 okretaja u minuti, imaju SAS ili SATA sučelje - po izboru i dizajnirani su za pohranu "hladnih" podataka (približna pohrana). Pogoni sa brzinom od 10.000-15.000 o/min koriste SAS sučelje i, uglavnom, prešli su na faktor oblika od 2,5 inča (SFF - Small Form Factor), koji vam omogućuje povećanje broja vretena po jedinici u stalak. Samo HGST još uvijek ima pogone klase 15K u 3,5-inčnom obliku s priključcima Fibre Channel.

Već sada stalno obraćamo pažnju na skoroline diskove u SATA konfiguraciji, no test SAS/SCSI diskova je prvi put objavljen na 3DNews.

⇡ Sudionici testiranja

U usporedbi su sudjelovali sljedeći uređaji:

• HGST Ultrastar C10K1800 1,8 TB (HUC101818CS4200);
• HGST Ultrastar C15K600 600 GB (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);
• Toshiba AL13SEB 900 GB (AL13SEB900);
• Toshiba AL13SXB 600 GB (AL13SXB600N);
• WD VelociRaptor 1TB (WD1000DHTZ).

Za razliku od desktop i NAS tvrdih diskova, SAS diskovi se međusobno ne razlikuju toliko. Svi sudionici:

a) dostupni su u obliku od 2,5 inča s debljinom od 15 mm;

b) imati dva SAS priključka za poboljšanje tolerancije grešaka;

c) pripremljen za 24/7 rad u telekomunikacijskom stalku;

d) dopustiti korisniku da konfigurira veličinu sektora za snimanje dodatnih metapodataka;

e) karakteriziraju isti pokazatelji pouzdanosti (MTBF, broj ciklusa parkiranja glave);

e) prodaju se uz petogodišnje jamstvo proizvođača.

Za testiranje su odabrani modeli maksimalnog volumena u odgovarajućim linijama. Predstavljeni su proizvodi svih tvrtki koje danas proizvode HDD, s jednom iznimkom. Iscrpili smo sve mogućnosti da dobijemo WD Xe pogon na test (osim samo da ga kupimo za velike novce), a nedavno je ovaj brend potpuno nestao s web stranice Western Digitala – po svemu sudeći, ukida se. Kao rezultat toga, od svih pogona s brzinom vretena od 10-15 tisuća okretaja u minuti, WD ima samo VelociRaptor - zapravo, derivat WD Xe, ali sa SATA sučeljem. Kako bi WD bio barem nekako zastupljen u recenziji, u broj sudionika uvrstili smo VelociRaptor. Naravno, ne može se smatrati 100% zamjenom za SAS diskove, ali dosta poslužitelja radi na SATA diskovima, pa se može koristiti i VelociRaptor. Osim toga, ako pogledate s druge strane, bilo koji od pogona za SAS može se koristiti u radnoj stanici s odgovarajućim HBA (Host Bus Adapter) umjesto VelociRaptora, što također opravdava sudjelovanje ovog pogona na današnjem testu.

Proizvođač	HGST	HGST	Seagate	Seagate	Seagate	Toshiba	Toshiba	zapadni digital
Niz	Ultrastar C10K1800	Ultrastar C15K600	Savvio 10K.6	Enterprise Performance 10K HDD v7	Seagate Enterprise Performance 15K HDD v5	AL13SEB	AL13SXB	VelociRaptor
Broj modela	HUC101818CS4200	HUC156060CSS200	ST900MM0006	ST1200MM0017	ST600MP0035	AL13SEB900	AL13SXB600N	WD1000CHTZ/WD1000DHTZ
Faktor oblika	2,5 inča	2,5 inča	2,5 inča	2,5 inča	2,5 inča	2,5 inča	2,5 inča	3,5/2,5 inča
Sučelje	SAS 12Gb/s	SAS 12Gb/s	SAS 6Gb/s	SAS 6Gb/s	SAS 12Gb/s	SAS 6Gb/s	SAS 6Gb/s	SATA 6Gb/s
dual-port	Da	Da	Da	Da	Da	Da	Da	Ne
Kapacitet, GB	1 800	600	900	1 200	600	900	600	1000
Konfiguracija
Brzina vretena, o/min	10 520	15 030	10 000	10 000	15 000	10 500	15 000	10 000
Gustoća snimanja podataka, GB/ploča	450	200	300	300	200	240	ND	334
Broj ploča/glava	4/8	3/6	3/6	4/8	3/6	4/8	ND	3/6
Veličina međuspremnika, MB	128	128	64	64	128	64	64	64
Veličina sektora, bajtovi	4096-4224	512-528	512-528	512-528	4096-4224	512-528	512-528	512
Izvođenje
Maks. trajna sekvencijalna brzina čitanja, MB/s	247	250	195	195	246	195	228	200
Maks. trajna sekvencijalna brzina pisanja, MB/s	247	250	195	195	246	195	228	200
Brzina brzog snimanja, čitanje/pisanje, MB/s	261	267
Interna brzina prijenosa podataka, MB/s	1307-2859	1762-3197	1440-2350	1440-2350	ND	ND	ND	ND
Prosječno vrijeme traženja: čitanje/pisanje, ms	3,7/4,4	2,9/3,1	ND	ND	ND	3,7/4,1	2,7/2,95	ND
Vrijeme traženja od staze do zapisa: čitanje/pisanje, ms	ND	ND	ND	ND	ND	0,2/22	ND	ND
Vrijeme traženja punog poteza: čitanje/pisanje, ms	7,3/7,8	7,3/7,7	ND	ND	ND	ND	ND	ND
Pouzdanost
MTBF (srednje vrijeme između kvarova), 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 (godišnja stopa neuspjeha), %	ND	0,44	0,44	0,44	0,44	ND	0,44	ND
Broj ciklusa parkiranja glave	600 000	600 000	ND	ND	ND	ND	600 000	600 000
fizičke karakteristike
Potrošnja energije: mirovanje / čitanje-pisanje, 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
Tipična razina buke: mirovanje/pretraga	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
Maksimalna temperatura, °C: disk uključen / disk isključen	55/70	55/70	60/70	60/70	55/70	55/70	55/70	55/70
Otpornost na udarce: pogon omogućen (čitanje) / pogon onemogućen		30 g (2 ms) - snimanje / 300 g (2 ms)	25 g (2 ms) / 400 g (2 ms)	25 g (2 ms) / 400 g (2 ms)	25 g (2 ms) / 400 g (2 ms)	100 g (1 ms) / 400 g (2 ms)	100 g (1 ms) / 400 g (2 ms)	30 g (2 ms) / 300 g (2 ms)
Dimenzije: L × V × D, mm	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
Težina, g	220	219	212	204	230	240	230	230/500
Jamstveni rok, godine	5	5	5	5	5	5	5	5
Prosječna maloprodajna cijena, rub.*	161 000	36 000	20 000	26 900	49 600	17 800	24 100	14 000 / 12 600

⇡ Opis sudionika testa

HGST Ultrastar C10K1800 1,8 TB (HUC101818CS4200)

Ovo je najveći pogon u HGST-ovoj posljednjoj 10K liniji. Ultrastar C10K1800 serija je značajna u nekoliko aspekata. Modeli koji završavaju na S420x postižu 450 GB po ploči zahvaljujući svojoj visokoj gustoći snimanja koristeći 4K sektorsko formatiranje (nativna ili 512-bajtna emulacija sektora). Dakle, disk može držati do 1,8 TB, a sekvencijalna brzina čitanja/pisanja dosegnula je razinu HDD klase od 15 tisuća okretaja u minuti.

Ostatak linije čine diskovi s oznakom od 512-528 bajtova, manje izvanredne brzine i do 1,2 TB.

Svi modeli u liniji C10K1800 imaju takozvanu medijsku predmemoriju. Na nekoliko mjesta na površini ploča istaknuta su područja koja služe kao nepromjenjivi cache. Umjesto da prenosi podatke u traženi sektor, glava za upisivanje diska ih ispire u najbližu predmemoriju, a kada je disk neaktivan, premješta se na pravo mjesto.

Inače, ovo je najskuplji disk na testu, fantastično skup - prosječno 161.000 rubalja u moskovskim internetskim trgovinama. A u Americi je, inače, puno jeftinije - 800 dolara na newegg.com.

HGST Ultrastar C10K1800 1,8 TB (HUC101818CS4200)

HGST Ultrastar C15K600 600 GB (HUC156060CSS200)

Jedina pogonska linija od 15K RPM 2,5" u HGST rasponu. Ultrastar C15K600 diskovi istovremeno imaju najveću sekvencijalnu brzinu čitanja/pisanja i istovremeno nisku latenciju. Fizičko formatiranje ploča izvodi se u sektorima od 512-528 ili 4096-4224 bajta (s izvornim pristupom ili emulacijom od 512 bajta). Test uključuje najkapacantniji model u liniji - 600 GB s sektorima od 4 KB.

HGST Ultrastar C15K600 600 GB (HUC156060CSS200)

Seagate Savvio 10K.6 900 GB (ST900MP0006)

Ovo su prilično stari diskovi - pretprošla generacija u usporedbi s trenutnom linijom Enterprise Performance 10K iz Seagatea. Stoga performanse Savvio 10K.6 više nisu vodeće u klasi. Ploče su formatirane u sektorima od 512-528 bajtova. Međutim, ovi diskovi su još uvijek u prodaji, imaju dobar volumen (do 900 GB) i relativno su jeftini.

Seagate Savvio 10K.6 900 GB (ST900MP0006)

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

Ova serija je također formalno postala zastarjela u trenutku kada je test pušten, ustupajući mjesto Enterprise Performance 10K HDD v8. Ovi diskovi se od Savvio 10K.6 razlikuju samo po povećanom kapacitetu do 1,2 TB, no to je postignuto povećanjem broja ploča, a ne gustoće snimanja, pa nema razlike u odnosu na prethodnu generaciju po deklariranim performansama. Model ST1200MM0017 koji sudjeluje u testiranju ima ugrađenu enkripciju.

Seagate Enterprise Performance 10K HDD 1.2TB (ST1200MM0007)

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

Ovo je trenutna linija Seagateovih pogona s brzinom vretena od 15 tisuća o/min. Diskovi imaju oznake sektora od 512-528 ili 4096-4224 bajta (prirodno ili s emulacijom od 512 bajtova). Testiran je pogon maksimalnog kapaciteta (600 GB) s sektorima od 4 kilobajta.

Seagate Enterprise Performance 15K HDD 600 GB (ST600MP0035)

Toshiba AL13SEB 900 GB (AL13SEB900)

Prema glavnim karakteristikama, ovo je analog Seagate Savvio 10K.6: 10.000 o/min, volumen do 900 GB, formatiranje po sektorima od 512-528 bajtova. Toshiba u ovoj seriji ne nudi pogone s ugrađenom enkripcijom.

Toshiba AL13SXB 600 GB (AL13SXB600N)

U ovoj seriji diskova od 15.000 o/min, modeli s nazivima poput AL13SXB**0N formatirani su s veličinom sektora od 512-528 bajtova. Najstarije od njih uzeli smo na testiranje. Modeli s nazivima poput AL13SXB**E* koriste 4K sektore i također podržavaju 12Gb/s SAS sučelje. U cijeloj seriji AL13SXB nema ugrađene enkripcije.

Toshiba 900 GB (AL13SEB900)

WD VelociRaptor 1TB (WD1000CHTZ/WD1000DHTZ)

Što se tiče fizičkih podataka, VelociRaptor se malo razlikuje od svog prototipa - WD Xe: istih 10.000 o/min i gotovo iste linearne performanse. VelociRaptor koristi Advanced Format particioniranje (4 KB sektora), a količina dostupna korisniku veća je od one kod sličnog WD Xe (1 TB u slučaju starijeg modela).

Budući da se radi o SATA pogonu, funkcionalno nije potpuni analog SAS pogona. Konkretno, može se zaboraviti povezivost s dva porta, konfiguracija veličine sektora i ugrađeno šifriranje. Osim toga, SAS pogoni su obično napravljeni pouzdanijima, što je vidljivo kada se uspoređuje njihov MTBF s MTBF-om za VelociRaptor. Ipak, u smislu performansi, ovaj disk se može smatrati poslužiteljem od deset tisuća za siromašne. Postoje verzije "guštera" s radijatorom-adapterom na oblik faktor 3,5 inča (DHTZ), kao i "gole" verzije od 2,5 inča (CHTZ).

WD VelociRaptor 1TB (WD1000DHTZ)

⇡ Metodologija testiranja

Izolirani testovi izvedbe

Izvedeno pomoću Iometer 1.1.0. Volumen i brzina prijenosa podataka prikazani su u binarnim jedinicama (1 KB = 1024 bajta). Granice bloka su usklađene s oznakom od 4 KB.

1. Sekvencijalno čitanje/pisanje blok podataka od 128 KB s dubinom reda zahtjeva od 256.
2. Nasumični blokovi čitanja/pisanja od 512 bajtova do 2 MB s dubinom reda zahtjeva od 256.
3. Mješovito čitanje/pisanje blokova od 128 KB s dubinom reda zahtjeva od 256. Udio operacija čitanja i pisanja varira od 0 do 100% u koracima od 10%.
4. Ovisnost propusnosti o duljini reda naredbi. Izvodi se čitanje blokova od 4 KB, dubina reda zahtjeva varira od 1 do 256 u koracima po stepenu dvojke. Sličan test za pisanje blokova se ne provodi, jer. tvrdi diskovi se ne razlikuju po ovom parametru.
5. Postojano vrijeme odgovora. Izvodi se nasumično čitanje/pisanje blokova od 512 bajta s dubinom reda zahtjeva 1. Test se nastavlja 10 minuta.
6. Konstantnost vremena odgovora. Izvodi se nasumično čitanje/zapisivanje blokova veličine 4 KB s dubinom reda zahtjeva od 256. Za svaki segment testa u trajanju od 1 s bilježe se prosječna i maksimalna vrijednost vremena odgovora, na temelju kojih se: a) izračunavaju prosječne vrijednosti oba pokazatelja; b) standardna devijacija prosječnog vremena odziva.
7. Čitanje/pisanje s više niti. Stvorene su četiri niti koje izvode sekvencijalno čitanje/pisanje blokova od 64 KB s dubinom reda zahtjeva od 1. Niti imaju pristup nepreklapajućim adresnim prostorima od 100 GB, koji se nalaze blizu jedan drugom u prostoru diska, počevši od sektora nula. Mjeri se ukupna propusnost svih tokova, kao i svakog od njih pojedinačno.

Simulirani testovi opterećenja

Pokrenite Iometer 1.1.0. Volumen i brzina prijenosa podataka prikazani su u binarnim jedinicama (1 KB = 1024 bajta). Granice bloka su usklađene s oznakom od 4 KB. Dubina reda naredbi je 256.

Veličina bloka	Udio svih zahtjeva	Podijelite čitanje	Dijeljenje slučajnog pristupa
Baza podataka
8 KB	100%	67%	100%
Datotečni poslužitelj
512 bajtova	10%	80%	100%
1 KB	5%	80%	100%
2 KB	5%	80%	100%
4 KB	60%	80%	100%
8 KB	2%	80%	100%
16 KB	4%	80%	100%
32 KB	4%	80%	100%
64 KB	10%	80%	100%
Radna stanica
8 KB	100%	80%	80%
Web poslužitelj
512 bajtova	22%	100%	100%
1 KB	15%	100%	100%
2 KB	8%	100%	100%
4 KB	23%	100%	100%
8 KB	15%	100%	100%
16 KB	2%	100%	100%
32 KB	6%	100%	100%
64 KB	7%	100%	100%
128 KB	1%	100%	100%
512 KB	1%	100%	100%

testna klupa

Pogoni su spojeni na LSI SAS 9211-8i adapter, na čemu se zahvaljujemo ruskom predstavništvu LSI-ja.

⇡ Performanse, osnovni testovi

Sekvencijalno čitanje/pisanje

• Pogoni s brzinom vretena od 15 tisuća o/min vladaju kuglom u sekvencijalnom testu čitanja/pisanja. Međutim, ova grupa ima svog lidera - Seagate Enterprise Performance 15K HDD v5.
• Ultrastar C10K1800 nije inferioran u odnosu na diskove kategorije 15K zbog velike gustoće snimanja.
• Ali predstavljeni desetotisućiti malo se razlikuju u smislu linearne brzine pristupa.

Slobodno čitanje

• 15-tisućnjaka i u ovoj disciplini dominiraju nad svojim niskobrzinskim kolegama.
• Rasprostranjenost indikatora unutar HDD kategorija s istom brzinom vretena je mala. Možemo izdvojiti samo HGST Ultrastar C15K600 kao formalnog lidera u svojoj grupi i VelociRaptor, koji je očito inferioran u odnosu na svoje kolege.

Samovoljni unos

Rezultati testa slučajnog pisanja pokazali su se manje predvidljivim nego u prethodnom testu, budući da su određeni ne samo mehanikom HDD-a, već i prirodom korištenja međuspremnika.

• HGST Ultrastar C15K600 pokazao je izvanredne performanse, potpuno nedostižne za konkurentske uređaje.
• Dva preostala 15K pogona također imaju veliku prednost u odnosu na HDD s nižim brzinama vretena.
• Sami 10K čine homogenu skupinu, s izuzetkom Ultrastar C10K1800. Nadilazi svoju klasu i drugi je nakon C15K600 pogona istog proizvođača. Evo ga, hvaljeni medijski cache, na djelu!

Postojano vrijeme odgovora

• Iako opterećenje traje 10 minuta, možda neće u potpunosti ispuniti međuspremnik na nekim diskovima, tako da rezultati upisivanja podataka ne odražavaju ono čemu je cilj ovog testa - latenciju pogonske mehanike.
• Naprotiv, kada se čita s dužinom reda čekanja od jedne instrukcije, međuspremnik nije pomoćnik. Kao rezultat toga, suparnici su se poredali u skladu s brzinom rotacije vretena (što je veća, to je vrijeme odziva brže). Nije pronađena značajna razlika između uređaja iste kategorije.

⇡ Performanse, napredna analiza

Mješovito čitanje/pisanje

• 15K diskovi su još uvijek na vrhu, s izuzetkom Ultrastar C15K600, koji je posebno teško potonuo pod mješovitim opterećenjima.
• Ultrastar C10K1800 ponovno se istaknuo među svojim vršnjacima. Od ostalih deset tisuća, ističemo Toshibu AL13SEB. Svi su otprilike isti pri 100 posto čitanja ili pisanja, ali AL13SEB zadržava najbolje performanse pod mješovitim radnim opterećenjima.

Ovisnost propusnosti o duljini reda naredbi

• Svi pogoni mogu imati koristi od dugog reda naredbi i dostići maksimalnu propusnost pri 64 naredbe. Samo je VelociRaptor zadovoljan redom od 32 tima.

Čitanje s više niti

• Većina sudionika u testu ravnomjerno raspoređuje resurse između četiri niti. Što, međutim, dovodi do niske ukupne izvedbe.
• Toshiba AL13SEB i WD VelociRaptor, naprotiv, žrtvuju jednu od niti tijekom čitanja s više niti, čime se povećava brzina prijenosa podataka u ostalima i ukupna propusnost.

Višestruko snimanje

• Prilikom pisanja u četiri toka, nijedan disk nije lukav: performanse su ravnomjerno raspoređene između svih tokova.
• Kao što vidite, ne ovisi toliko o mehanici diska u ovom testu. 15K modeli iz Seagatea i Toshibe zauzeli su prva mjesta, ali Ultrastar 15K600 je očiti autsajder.

Dosljednost vremena odgovora

• Prilikom čitanja podataka, sve pogone karakterizira značajna razlika između prosječnog i maksimalnog vremena odziva. Jedino se VelociRaptor ističe boljim omjerom prosječnog i maksimalnog vremena odziva.
• Prilikom snimanja, vršne vrijednosti vremena odziva su izglađene pomoću međuspremnika i malo se razlikuju od prosjeka.

• Sudionici testa najviše se razlikuju po širenju vremena pristupa pisanju. Ultrastar C10K1800 ima najdosljednije performanse. Toshiba AL13SEB900, s druge strane, ima puno veću standardnu ​​devijaciju vremena pristupa.

Među deset tisuća poslužitelja, diskovi se međusobno ne razlikuju toliko, ali je formalno Seagate Savvio 10K.6 postigao najbolje rezultate. VelociRaptor, s druge strane, uvijek zaostaje.

Većina deset tisuća sličnih je u svojim glavnim aspektima, ali vrijedi istaknuti HGST Ultrastar C10K1800 (HUC101818CS4200), koji je inferiorniji od snalažljivijih kolega iz klase 15K samo u nasumičnoj brzini čitanja i istovremeno ima rekordnu količinu od 1,8 TB. Međutim, ove prednosti nisu utjecale na rezultate testova s ​​emuliranim aplikacijama.

Seagate Savvio 10K.6 900 GB (ST900MP0006) i Seagate Enterprise Performance 10K HDD v7 1,2 TB (ST1200MM0007) pružaju dosljedno visoke performanse bez iznenađenja. Toshiba AL13SEB900 podnijela je testove nešto lošije od ostalih deset tisuća.

WD VelociRaptor 1TB (WD1000DHTZ) može se smatrati "siromašnim" HDD-om visokih performansi ako SAS protokol nije obvezna stavka u opisu poslova. Po svojim karakteristikama radi se o tipičnom disku klase 10K, samo u usporedbi s pravim poslužiteljskim pogonima, nasumična brzina čitanja ostavlja mnogo željenog, što se očitovalo i u "emulatorima".

Što je SAS, pozadina Vrijeme je da se suočimo s očitim: SCSI standard, čak iu najmodernijim implementacijama poput Ultra320 SCSI, iscrpio je svoje mogućnosti. U najmanju ruku, daljnje skaliranje njegove izvedbe, ako je teoretski moguće, bit će vrlo skupo. Situacija s ovim visoko cijenjenim standardom izgleda posebno depresivno u pozadini brzog razvoja sve računalne tehnologije, a posebno arhitekture i topologije sustava za pohranu podataka.

Dva ključna čimbenika koji potiču proizvođače na poboljšanje sučelja tvrdih diskova su rastuća izvedba sustava za pohranu podataka s velikim brojem servisiranih transakcija i brzina dohvaćanja podataka iz velikih knjižnica. Naravno, "sveto mjesto nikad nije prazno", a pojava sučelja poput optičkog FCAL-a ili serijskog SATA donekle je omogućila da se riješimo "uskih grla" i diverzificiramo popis arhitektura sustava za pohranu podataka. Međutim, korisnici navikli na mogućnosti SCSI-a i dalje ostaju ljubitelji ovog standarda. Štoviše, u njegov razvoj uloženo je mnogo novca.

To su preduvjeti za rođenje novog industrijskog standarda, tzv serijski spojeni SCSI - Wikiwand Serial-Attached SCSI, ili jednostavno SAS.


Iskrenosti radi, treba napomenuti da se novi standard nije pojavio iznenada i odmah: službenoj najavi SAS tehnologije, koja je održana 28. siječnja 2004., prethodio je ozbiljan rad tima programera iz različitih tvrtki. i industrijske grupe - SCSI Trade Association (STA) i Međunarodni odbor za standarde informacijske tehnologije (INCITS), pod pokroviteljstvom Američkog nacionalnog instituta za standarde (ANSI). O novom standardu prvi put se govorilo u prosincu 2001., kada je upravni odbor SCSI Trade Association (STA) izglasao definiranje Serial Attached SCSI specifikacija. Nadalje, 2. svibnja 2002., razvoj standarda je prebačen na odbor T10 pri INCITS-u (Međunarodni odbor za standarde informacijske tehnologije), stvoren posebno za podršku, razvoj i promicanje SAS-a, a prvi nacrt SAS specifikacija objavljen je sredinom -2003.

Dakle, najvažnija stvar na koju se treba osloniti kada pokušavate formulirati definiciju SAS standarda: Serial-Attached SCSI je logično i prirodno serijsko proširenje tehnologije SCSI paralelnog sučelja koja se koristi za povezivanje perifernih uređaja s računalima.
Od ovoga, za početak, i odgurni se.

Svrha SAS-a

Kako bismo odredili svrhu SAS standarda i njegovo mjesto među modernim perifernim sučeljima, okrenimo se formulaciji iznesenoj u "FAQ on Serial Attached SCSI" na web stranici T10.

Serial Attached SCSI sučelje je proizvod logične evolucije modernih sučelja i dizajnirano je za korištenje u industrijskim podatkovnim centrima. SAS standard se oslanja na električne i fizičke karakteristike serijskog ATA sučelja kako bi osigurao skalabilnost, performanse, pouzdanost i upravljivost podacima u poslužiteljima i podsustavima za pohranu. Arhitektonska sličnost sa SATA-om ne sprječava SAS da ima najtraženije značajke SCSI-a, a istovremeno se riješio njegovih nedostataka: velikih konektora, kratke duljine spojnih kabela, ograničenih performansi i adresiranja.

U širem smislu, SAS je vrsta full-duplex SATA s podrškom za dva porta, većim mogućnostima adresiranja, poboljšanom pouzdanošću, performansama i logičkom kompatibilnošću sa SCSI. Serial ATA sučelje, s druge strane, može se promatrati kao pojednostavljeni podskup serijski priključenog SCSI za rad u jednostavnim sustavima bez kritičnih zahtjeva za pouzdanošću i performansama. To uopće ne znači da se serijski priključeni SCSI uređaji ne mogu koristiti na običnim radnim stanicama i stolnim računalima, već je potrebna samo prisutnost odgovarajućeg host adaptera.

Zapravo, Serial Attached SCSI je SCSI, ali ne s uobičajenom paralelnom, već s point-to-point (point-to-point) serijskom arhitekturom, s izravnom vezom kontrolera na diskove. SAS podržava do 128 diskova različitih tipova i veličina, međusobno povezanih tanjim i dužim (nego u slučaju SCSI) kabelima. Dok SCSI sučelje gura podatke kroz svoje žice brzinom od oko 20 MB/s, a prva generacija poludupleksnog SATA - 1,5 GB/s u jednom smjeru po jedinici vremena, full-duplex SAS signalno serijsko sučelje s podrškom za "vruću" vezu u Trenutna implementacija omogućuje razmjenu podataka brzinom do 3,0 Gb/s po portu.

Ključna razlika između SAS-a i SCSI-a je mogućnost istovremenog povezivanja SAS pogona na dva različita porta, od kojih svaki predstavlja različitu SAS domenu. Možete zamisliti koliko to značajno utječe na pouzdanost pohrane podataka i toleranciju na greške sustava. Osim toga, "switching" priroda SAS arhitekture u teoriji omogućuje povezivanje tisuća pogona "kaskadno" (do 16384 pogona bez degradacije performansi!), što čini skalabilnost takvih sustava teoretski neograničenom. Glavne razlike između SCSI i SAS tehnologija prikazane su u donjoj tablici.

Specifikacije SAS konektora i kabela

Jedna od ključnih značajki SAS sučelja tijekom njegovog razvoja bila je mogućnost značajnog povećanja brzine razmjene podataka. SAS specifikacije sljedeće generacije koje su trenutno u razvoju uključuju brzine prijenosa podataka do 6,0 GB/s uz punu kompatibilnost s prvom generacijom SAS uređaja. Sljedeća generacija nakon ovoga još nije ozbiljno razmatrana, ali govore o mogućnosti postizanja brzine razmjene podataka do 12 GB/s.

Prilikom razvoja konektora za SAS uređaje, položeno je obećavajuće povećanje brzine razmjene podataka, a ujedno je uzeto u obzir iskustvo minijaturizacije koje se vidi u SATA specifikacijama. Specifičnost konektora leži u smještaju drugog podatkovnog porta, jer se svaki od portova SAS uređaja nalazi u različitim domenama i služi za organiziranje neovisnih putova od jednog SAS uređaja do drugog kako bi se osigurao nesmetan rad. Ako jedan od pogona u lancu pokvari, to ni na koji način ne utječe na rad drugih uređaja. Tako je nastao dizajn konektora za periferiju sa SAS sučeljem, koji zapravo ima arhitektonsku sličnost sa 68-pinskim konektorima za pogone s klasičnim paralelnim SCSI ili SCA-2 sučeljem, ali u isto vrijeme, po analogiji s SATA, koji podržava "hot plugging" i pouzdan kontakt.

SAS kabelski sustav mnogo je kompaktniji od paralelnog ATA i SCSI kabela, što rezultira manjim neredom i boljim protokom zraka za komponente unutar kućišta sustava. Tipična duljina kabela SAS sučelja za aplikacije kao što su radne stanice je manja od 1 m, maksimalna duljina takvog kabela može biti do 8 m. Teoretski, to je usporedivo s duljinom kabela za SCSI sučelje, budući da neki suvremeni uređaji omogućuju vezu između host kontrolera i SCSI - periferije na udaljenosti većoj od 8 m. No, u slučaju potrebe, udaljenost između SAS uređaja može se značajno povećati zahvaljujući tzv. SAS ekspanderima - svojevrsnom "cjevovodna crpna stanica".

Zanimljivo je napomenuti da je pri razvoju SAS specifikacija radna skupina odmah uzela u obzir potrebu definiranja parametara konektora i kabela ne samo za unutarnje, već i za vanjske veze, slično modernim SCSI opcijama poput "poslužitelj - JBOD sustav". Za SATA sučelje, usvajanje takvih specifikacija je odgođeno "za kasnije", a kao rezultat toga, razvoj External SATA još uvijek nije završen.

Što se tiče vanjskih SAS veza, kao osnova je uzet Infiniband prijedlog, gdje su vanjski konektori i kablovi dizajnirani za 4 uređaja i istovremeno pružaju performanse prve generacije vanjskih SAS veza pri 1,2 Gb/s u svakom smjeru , tj. do 2400 MB/s full duplex! Slažem se, više nego impresivno za vanjsko sučelje.

Topologija SAS sustava

Korištenje konfiguracija klase od točke do točke omogućuje postizanje visoke propusnosti, međutim, suprotna strana novčića je organizacija specifične topologije, gdje interakcija inicirajućih (host) uređaja i perifernih uređaja podrazumijeva podršku za više od dva uređaja "u paketu". Kada je razvijen SAS standard, specifikacija je odmah uključila postojanje jeftinih ekspandera koji vam omogućuju stvaranje sustava s više od jednog inicijalnog hosta, s podrškom za više od jednog perifernog uređaja.

Drugi važan cilj koji su si programeri novog standarda postavili bio je pobjeći od klasičnog SCSI ograničenja, koje podrazumijeva ne više od 16 uređaja u jednom lancu. Kao rezultat, svaki SAS sustav, kada koristi odgovarajući broj ekspandera, može podržati adresiranje do 16256 uređaja u jednoj SAS domeni. Svakako obratite pažnju na fleksibilnost konfiguracije SAS ekspandera: njihove specifikacije podrazumijevaju stvaranje heterogenih sustava, gdje i SAS i SATA uređaji mogu koegzistirati kao periferni pogoni. Slažem se, vrlo je prikladno, osobito kada se formiraju proračunski sustavi za pohranu podataka ili uređaji s planiranim skaliranjem za budućnost.

Ilustracija za princip organiziranja SAS domene
maksimalni kapacitet

Obratite pažnju na gornju ilustraciju: tamnozeleni modul u sredini je isti prekidač-prekidač (fanout ekspander). Takav "switching" ekspander može biti prisutan u jednoj SAS domeni i objediniti do 128 SAS uređaja. Međutim, SAS uređaje ne treba shvaćati isključivo kao tvrde diskove, jer to znači bilo koju moguću kombinaciju takozvanih "ekspandera rubova" (engl. edge expanders, svijetlozeleni moduli), inicijalnih uređaja i stvarnih pogona. Periferni ekspanderi, zauzvrat, također mogu podržati do 128 SAS uređaja, međutim, na njih se ne može spojiti više od jednog dodatnog ekspandera. Plavi moduli na dijagramu su pokretači (hostovi), a smeđi cilindri su SAS ili SATA pogoni.

SAS protokoli

Stvaranje nove topologije i novih sučelja dovelo je do potpuno nove definicije kako adresirati sve moguće portove u SAS domeni. Uz paralelni SCSI, naravno, sve je jednostavnije, budući da je adresiranje svih uređaja u domeni unaprijed određeno na hardverskoj razini.

Kao rezultat toga, radna skupina za razvoj SAS protokola odlučila je odabrati globalno jedinstvena 64-bitna imena - WWN (WorldWide Name) kao identifikatore za sve vrste SAS uređaja. Opet, ništa novo pod suncem, upravo se ovo adresiranje već dugo koristi pri imenovanju Fibre Channel uređaja.

Tako u trenutku uključivanja svi uređaji ujedinjeni u jedinstveni SAS prostor međusobno razmjenjuju svoje WWN-ove, a tek nakon toga skup SAS uređaja postaje "smisleni" SAS sustav. Dodavanje novog uređaja u SAS sustav (u ovom slučaju njegovo dodavanje znači samo "hot plugging") ili njegovo uklanjanje iz sustava dovodi do obavijesti koja obavještava sve pokretače događaja i omogućuje vam da prilagodite sustav novoj konfiguraciji . Ekspanderi su pak odgovorni za izdavanje WWN-a svim SATA uređajima u sustavu, i kada je uključen i kada je novi uređaj "hot" priključen. Po završetku procesa inicijalizacije sustava, SATA uređaji komuniciraju korištenjem SATA protokola, za SAS uređaje se koristi SAS protokol, opisan u drugim SCSI standardima kao što je SPI (SCSI Parallel Interface).

Nadalje, sve je jednostavnije: razmjena naredbi, podataka, statusa i drugih informacija između SAS uređaja odvija se u paketima, čije su specifikacije vrlo slične karakteristikama paketa za razmjenu informacija pri radu s paralelnim SCSI ili Fibre Channel uređajima . Format SAS paketa podataka, nazvan "okviri", posebno je sličan specifikacijama Fibre Channel-a: svaki od njih se sastoji od blokova deskriptora naredbi - CDB (blok deskriptora naredbi) i drugih SCSI konstrukcija definiranih drugim SCSI standardima, kao što je SCSI Primary Skup naredbi ili naredba SCSI blok. Evo još jedne prednosti SAS standarda: korištenje protokola i arhitekture nalik SCSI omogućuje vam kombiniranje SAS dizajna s drugim sustavima za pohranu i obradu s Infiniband, iSCSI ili Fibre Channel arhitekturom, koji su, zapravo, također SCSI objekti.

SAS protokol sadrži četiri tradicionalna sloja: fizički (phy layer), komunikacijski (link layer), sloj porta (port layer) i transportni sloj (transport layer). Kombinacija četiri sloja u svakom SAS portu znači da se programi i upravljački programi koji se koriste za rad s paralelnim SCSI portovima mogu jednako dobro koristiti za servisiranje SAS portova, uz samo manje izmjene.

SAS arhitektura

Aplikacijski slojevi, uključujući same upravljačke programe i aplikacije, stvaraju specifične zadatke za transportni sloj, koji zauzvrat inkapsulira naredbe, podatke, statuse itd. u SAS okvire i delegira njihov prijenos sloju porta. Naravno, transportni sloj je također odgovoran za primanje SAS okvira od sloja porta, rastavljanje primljenih okvira i prosljeđivanje sadržaja sloju aplikacije.

SAS port sloj je odgovoran za razmjenu paketa podataka s komunikacijskim slojem (link layer) redoslijedom uspostavljanja veza, kao i za odabir fizičkog sloja s kojim će se paketi istovremeno prenositi na više uređaja. SAS fizički sloj odnosi se na odgovarajuće hardversko okruženje - primopredajnike i module za kodiranje koji se povezuju na SAS fizičko sučelje i šalju signale preko ožičenih krugova.

Usput, dopustite mi da vas podsjetim da su na fizičkoj razini veze u slučaju serijskog SAS sučelja full-duplex diferencijalni parovi sklopova, koji se također mogu kombinirati radi povećanja performansi (pa, baš kao PCI Express) u "široki" portovi. Sukladno tome, svaki uređaj može imati više od jednog porta, a svaki od njih se može konfigurirati kao "uski" ili "široki". Sučelja domaćina i proširivača mogu se sastojati od više portova, pri čemu je adresa svakog domaćina dostupna svakom perifernom uređaju, a propusnost se zbraja. Organizacija više putova podataka zbog prisutnosti "širokih" portova podrazumijeva paralelno izvršavanje naredbi i odgovarajuće smanjenje vremena čekanja u redu.

Zaključak

Prikazani materijal samo je kratki uvod u principe izgradnje arhitekture SAS sučelja i značajke implementacije ovog standarda. Detaljnije razmatranje specifikacija sučelja najvjerojatnije će zahtijevati objavljivanje čitavog niza članaka na ovu temu. Moguće je da će tako i biti, srećom, početak masovne implementacije sučelja je pred vratima, a broj primijenjenih pitanja o implementaciji SAS sustava s vremenom će se samo povećavati.

Glavna definicija SAS-a, koju, po mom mišljenju, ne treba zaboraviti - novo serijsko priloženo SCSI serijsko sučelje dizajnirano je za potrebe širokog spektra sustava za pohranu podataka na razini poduzeća, međutim, to je još uvijek "bliska akcija" sučelje i ni na koji način dizajnirano da zamijeni bilo koja mrežna sučelja, nema potrebe za "kupovanjem" za sličnu implementaciju "od točke do točke" arhitekture.

Uz sve svoje "izoštravanje" za rad u velikim i gotovo beskonačno skalabilnim sustavima za pohranu, Serial Attached SCSI sučelje podrazumijeva potpunu kompatibilnost s relativno jeftinim Serial ATA diskovima, što vam omogućuje dizajniranje prilično pristupačnih sustava čak i na razini malih poduzeća. Istodobno, podrška za 2-portne serijski priključene SCSI pogone omogućuje razine performansi koje su izvan dosega današnjih SCSI pogonskih sustava.

Za one koji su spremni sami uroniti u proučavanje značajki Serial Attached SCSI, zaključujemo s popisom web-mjesta na kojima se nalaze obrazovni i standardni dokumenti.

Adaptec resursi web stranice
Resursi web stranice Maxtor
Resursi web-mjesta Seagate

T10 :

Serijski priloženi SCSI -
SCSI arhitekturni model-3 (SAM-3)
SCSI primarne naredbe-3 (SPC-3)
SCSI blok naredbe-2 (SBC-2)
SCSI Stream Commands-2 (SSC-2)
SCSI Enclosure Services-2 (SES-2)

Specifikacije SAS konektora:

SFF 8482 (unutarnja stražnja ploča/pogon)
SFF 8470 (vanjski 4-širok)
SFF 8223, 8224, 8225 (faktori oblika 2,5", 3,5", 5,25")
SFF 8484 (unutarnji 4-širok)

Serial ATA specifikacije:

Serial ATA II: Proširenja za serijski ATA 1.0
Serial ATA II: množitelj portova
Serial ATA II: birač portova
Serial ATA II: Kabeli i konektori, svezak 1

Dodatna sredstva:

Međunarodni odbor za standarde informacijske tehnologije
T11 (standardi Fibre Channel)
Trgovačko udruženje SCSI
SNIA (Storage Networking Industry Association)

Zašto SAS?

Serial Attached SCSI sučelje nije samo serijska implementacija SCSI protokola. Radi puno više od pukog prijenosa SCSI značajki kao što je TCQ (Tagged Command Queuing) preko novog konektora. Ako želimo najveću jednostavnost, onda bismo koristili Serial ATA (SATA) sučelje, koje je jednostavna točka-točka veza između hosta i krajnjeg uređaja kao što je tvrdi disk.

Ali SAS se temelji na objektnom modelu koji definira "SAS domenu" - sustav isporuke podataka koji može uključivati ​​opcionalne ekspandere (ekpander) i SAS krajnje uređaje, kao što su tvrdi diskovi i host adapteri (adapteri sabirnice hosta, HBA). Od SATA, SAS uređaji mogu imati više portova, od kojih svaki može koristiti više fizičkih veza za pružanje bržih (širih) SAS veza, više inicijatora može pristupiti bilo kojem cilju, a duljina kabela može biti do osam metara (za prvu generaciju SAS) u odnosu na jedan metar za SATA. Jasno je da to pruža mnoge mogućnosti za stvaranje visokih performansi ili redundantnih rješenja za pohranu. Osim toga, SAS podržava SATA Tunneling Protocol (STP), koji vam omogućuje povezivanje SATA uređaja na SAS kontroler .

Druga generacija SAS standarda povećava brzinu veze s 3 na 6 Gb / s. Ovo povećanje brzine vrlo je važno za složena okruženja u kojima su potrebne visoke performanse zbog pohrane velike brzine. Nova verzija SAS-a također ima za cilj smanjiti složenost kabliranja kao i broj priključaka po Gb/s propusnosti povećanjem moguće duljine kabela i poboljšanjem performansi ekspandera (zoniranje i automatsko otkrivanje). U nastavku ćemo detaljno govoriti o ovim promjenama.

SAS brzina do 6 Gb/s

Kako bi se prednosti SAS-a približile široj publici, SCSI Trade Association (SCSI TA) je predstavila tutorial o SAS tehnologiji na Svjetskoj konferenciji Storage Networking ranije ove godine u Orlandu, Florida, SAD. Takozvani SAS Plugfest, koji je pokazao 6Gb/s SAS rad, kompatibilnost i značajke, održan je još ranije u studenom 2008. LSI i Seagate bili su prvi koji su na tržište predstavili hardver sposoban za 6Gb/s SAS, no uskoro bi ih trebali sustići i drugi dobavljači. U našem članku ćemo pogledati trenutno stanje SAS tehnologije i neke nove uređaje.

Funkcije i osnove SAS-a

Osnove SAS-a

Za razliku od SATA, SAS sučelje radi na bazi punog dupleksa, pružajući punu propusnost u oba smjera. Kao što je ranije spomenuto, SAS veze se uvijek uspostavljaju preko fizičkih veza pomoću jedinstvenih adresa uređaja. Nasuprot tome, SATA može adresirati samo brojeve portova.

Svaka SAS adresa može sadržavati više sučelja Physical Layer (PHY), što omogućuje šire veze putem InfiniBand (SFF-8470) ili mini-SAS kabela (SFF-8087 i -8088). Obično se četiri SAS sučelja s po jednim PHY sučeljem kombiniraju u jedno široko SAS sučelje koje je već povezano sa SAS uređajem. Komunikacija se također može provoditi putem ekspandera, koji više djeluju kao prekidači nego kao SAS uređaji.

Značajke kao što je zoniranje sada omogućuju administratorima da povežu određene SAS uređaje s inicijatorima. Ovdje će vam dobro doći povećana propusnost od 6Gb/s SAS, budući da će četverostruka veza sada imati dvostruko bržu. Konačno, SAS uređaji čak mogu imati više SAS adresa. Budući da SAS pogoni mogu koristiti dva porta, s jednim PHY na svakom, pogon može imati dvije SAS adrese.

Veze i sučelja

Kliknite na sliku za povećanje.

SAS veze se adresiraju preko SAS portova koristeći SSP (Serial SCSI Protocol), ali komunikacija na donjem sloju od PHY do PHY radi se pomoću jedne ili više fizičkih veza zbog propusnosti. SAS koristi 8/10-bitno kodiranje za pretvaranje 8 bitova podataka u prijenose od 10 znakova za vremenski oporavak, DC balans i detekciju grešaka. To rezultira učinkovitom propusnošću od 300 MB/s za način prijenosa od 3 Gb/s i 600 MB/s za veze od 6 Gb/s. Fibre Channel, Gigabit Ethernet, FireWire i drugi rade u sličnoj shemi kodiranja.

SAS i SATA sučelja napajanja i podataka međusobno su vrlo slična. Ali ako SAS ima sučelja za podatke i napajanje kombinirana u jedno fizičko sučelje (SFF-8482 na strani uređaja), tada su za SATA potrebna dva odvojena kabela. Razmak između pinova napajanja i podataka (vidi gornju ilustraciju) je zatvoren u slučaju SAS-a, što ne dopušta spajanje SAS uređaja na SATA kontroler.

S druge strane, SATA uređaji mogu dobro raditi na SAS infrastrukturi zahvaljujući STP-u ili u izvornom načinu ako se ne koriste ekspanderi. STP dodaje dodatno kašnjenje ekspanderima jer trebaju uspostaviti vezu, koja je sporija od izravne SATA veze. Međutim, kašnjenja su još uvijek vrlo mala.

Domene, proširivači

SAS domene mogu se predstaviti kao strukture stabla slične složenim Ethernet mrežama. SAS ekspanderi mogu raditi s velikim brojem SAS uređaja, ali koriste princip komutacije krugova, a ne uobičajenije komutiranje paketa. Neki ekspanderi sadrže SAS uređaje, drugi ne.

SAS 1.1 prepoznaje rubne ekspandere, koji dopuštaju SAS pokretaču komunikaciju s do 128 dodatnih SAS adresa. U domeni SAS 1.1 mogu se koristiti samo dva rubna proširivača. Međutim, jedan fanout ekspander može spojiti do 128 rubnih ekspandera, uvelike povećavajući infrastrukturne mogućnosti vašeg SAS rješenja.

Kliknite na sliku za povećanje.

U usporedbi sa SATA, SAS sučelje može izgledati komplicirano: različiti inicijatori pristupaju ciljnim uređajima putem ekspandera, što podrazumijeva postavljanje odgovarajućih ruta. SAS 2.0 pojednostavljuje i poboljšava usmjeravanje.

Imajte na umu da SAS ne dopušta petlje ili više putova. Sve veze moraju biti točka-točka i isključive, ali sama arhitektura veze dobro se mjeri.

Nove značajke SAS 2.0: ekspanderi, performanse

	SAS 1.0/1.1
Funkcija	Zadržava naslijeđenu SCSI podršku Kompatibilan sa SATA	Kompatibilan s 3Gbps Poboljšana brzina i signalizacija Upravljanje zonom Poboljšana skalabilnost
Značajke pohrane	RAID 6 Faktor malog oblika HPC SAS pogoni velikog kapaciteta Ultra320 SCSI Zamjena Izbor: SATA ili SAS Blade poslužitelji	RAS (zaštita podataka) sigurnost (FDE) Podrška za klastere Podrška za veće topologije SSD Virtualizacija Vanjska pohrana Veličina 4K sektora
Brzina prijenosa podataka i propusnost kabela	4 x 3Gbps (1,2GB/s)	4 x 6 Gb/s (2,4 GB/s)
tip kabela	Bakar	Bakar
Duljina kabela	8 m	10 m

Zone proširenja i automatska konfiguracija

Granični (rubni) i ekspanzivni (fanout) ekspanderi praktički su ostali u povijesti. To se često pripisuje ažuriranjima u SAS 2.0, ali razlog su zapravo SAS zone uvedene u 2.0, koje uklanjaju razdvajanje između ekspandera rubova i ekstenzija. Naravno, zone se obično implementiraju posebno za svakog proizvođača, a ne kao jedinstveni industrijski standard.

Zapravo, sada se nekoliko zona može smjestiti na jednu infrastrukturu za dostavu informacija. To znači da različiti pokretači mogu pristupiti ciljevima pohrane (pohranama) putem istog SAS ekspandera. Segmentacija domene se vrši kroz zone, pristup se vrši na ekskluzivan način.