L'interfaccia SAS (Serial Attached SCSI) è un'interfaccia seriale per il collegamento di dischi rigidi, che sostituisce l'interfaccia SCSI parallela. I dischi rigidi SAS sono progettati per l'uso in sistemi server.
Come suggerisce il nome, SAS è un parente di SCSI ed è funzionalmente il protocollo logico del suo predecessore, posto sul lato elettrico e meccanico dell'interfaccia seriale SATA.
In combinazione con il nuovo sistema di indirizzamento, questo consente fino a 128 dispositivi per porta e fino a 16256 dispositivi per controller.
I controller e i dischi rigidi SAS attualmente disponibili supportano velocità di trasferimento dati di 300 MB/s. I dispositivi SAS-2 trasferiranno i dati a velocità fino a 600 MB/s.
Storia della creazione
Nel 2002, il comitato T10 ha proposto un nuovo protocollo SAS che ha affrontato le carenze di cui sopra. La connessione punto-punto ha fornito una larghezza di banda dedicata per ciascun disco, la lunghezza massima del cavo è fino a 8 m per porta (aumentata con espansioni SAS), il numero di dispositivi indirizzabili in un dominio è aumentato a 16.256, vengono utilizzati numeri univoci anziché impostazione manuale dell'ID (WWN - World Wide Number) assegnato a ciascuno di essi in fase di produzione. I connettori SAS esterni supportano fino a quattro unità e forniscono una larghezza di banda unidirezionale di 1,2 Gbps. L'interfaccia SAS forniva anche il supporto completo hot plug e l'ordinamento della coda dei comandi.
Standard SAS
Una serie di standard SAS (Serial Attached SCSI) include:
Livello di applicazione: SCSI, ATA, SMP (Serial Management Protocol);
Livello di trasporto: SSP (Serial SCSI Protocol), STP (Serial ATA Tunneling Protocol, connessione di dispositivi SATA a SAS HBA tramite un expander), SMP (Serial Management Protocol, supporto per expander SAS);
livello porta SAS;
· Livello di connessione: parte comune e SSP, STP, SMP;
· SAS phy: speed matching (rallentamento mediante inserimento di filler); codifica (8b10b come in FC ed Ethernet); può essere combinato in una porta "wide" (2x, 3x, 4x) in un HBA/RAID o un expander; velocità: SAS-1 - 3Gb/s (300MB/s), SAS-2 - 6Gb/s (600MB/s);
Livello fisico: viene fornito full duplex; cavi e connettori; un singolo connettore interno è compatibile con i dispositivi SATA, ma non viceversa (i dispositivi SAS non possono essere collegati a un controller SATA); connettori esterni e di gruppo (porta larga, diversi fili); SAS-2 introduce un periodo di adattamento quando si collega un dispositivo (la formazione consente di aumentare la lunghezza del cavo fino a 6 m); SAS-2.1 ha introdotto cavi attivi (il microcircuito integrato consente di ridurre lo spessore del cavo e aumentare la lunghezza del cavo fino a 30 m); cavo ottico - fino a 100 m; Il connettore miniSAS x4 fornisce alimentazione al cavo attivo; i cavi esterni miniSAS x4 hanno connettori diversi per le porte di ingresso e uscita; SAS-2.1 aggiunge connettori miniSAS 8x esterni e miniSAS 8x interni.
In realtà, il protocollo di trasferimento dati SAS significa tre protocolli contemporaneamente:
1) Protocollo SCSI seriale SSP, che trasferisce i comandi SCSI;
2) Protocollo di controllo SCSI (SCSI Management Protocol SMP), che trasferisce le informazioni di controllo agli espansori;
3) SATA Tunneled Protocol STP, stabilisce una connessione che consente la trasmissione di comandi SATA.
Utilizzando questi tre protocolli, l'interfaccia SAS è completamente compatibile con le applicazioni SCSI esistenti, il software di gestione e i dispositivi SATA.
Questa architettura multiprotocollo, combinata con la compatibilità fisica dei connettori SAS e SATA, rende la tecnologia SAS un collante versatile tra i dispositivi SAS e SATA.
Connettori SAS
Il connettore SAS è universale e compatibile con SATA nel fattore di forma. Ciò consente alle unità SAS e SATA di essere collegate direttamente al sistema SAS e quindi di utilizzare il sistema per applicazioni mission-critical che richiedono alte prestazioni e accesso rapido ai dati o per applicazioni più convenienti con un costo per gigabyte inferiore.
Il set di comandi SATA è un sottoinsieme del set di comandi SAS, che fornisce compatibilità tra dispositivi SATA e controller SAS. Tuttavia, le unità SAS non possono funzionare con un controller SATA, quindi sono dotate di tasti speciali sui connettori per eliminare la possibilità di collegamenti errati.
Connettore SFF-8482: un connettore interno per il collegamento di un disco rigido hot-swap standard con un'interfaccia SAS (è anche possibile collegare un disco con un'interfaccia SATA). Il connettore fornisce alimentazione al disco rigido oltre ai dati.
Connettore SFF-8484: un adattatore che consente di collegare un backplane o uno chassis con un connettore SFF-8484 al controller. Per 2 o 4 dispositivi.
Connettore SFF-8470 - Connettore esterno ad alta densità. Consente di connettere fino a 4 dispositivi. Connettore Infiniband.
Connettore SFF-8087 - Connettore mini-SAS interno per collegare fino a 4 dispositivi.
Connettore SFF-8088 - Connettore mini-SAS esterno per un massimo di 4 dispositivi
Interfaccia SAS.
L'interfaccia SAS o Serial Attached SCSI fornisce la connettività dell'interfaccia fisica, simile a SATA, dispositivi, SCSI comandato da comandi... possedere retrocompatibile con SATA, consente di collegare tramite questa interfaccia qualsiasi dispositivo controllato dal set di comandi SCSI - non solo dischi rigidi, ma anche scanner, stampanti, ecc. Rispetto a SATA, SAS fornisce una topologia più avanzata, consentendo la connessione parallela di un dispositivo tramite due o più canali. Sono supportati anche i bus extender, che consentono di collegare più dispositivi SAS a una singola porta.
Il protocollo SAS è sviluppato e mantenuto dal comitato T10. SAS è stato progettato per comunicare con dispositivi come dischi rigidi, unità ottiche e simili. SAS utilizza un'interfaccia seriale per l'archiviazione collegata direttamente ed è compatibile con SATA. Sebbene SAS utilizzi un'interfaccia seriale anziché l'interfaccia parallela utilizzata da SCSI tradizionale, i comandi SCSI vengono ancora utilizzati per controllare i dispositivi SAS. I comandi (Figura 1) inviati a un dispositivo SCSI sono una sequenza di byte di una struttura specifica (blocchi descrittori di comandi).
Riso. uno.
Alcuni comandi sono accompagnati da un "blocco parametri" aggiuntivo, che segue il blocco descrittore del comando, ma è già trasmesso come "dati".
Un tipico sistema di interfaccia SAS è costituito dai seguenti componenti:
1) Iniziatori. Un iniziatore è un dispositivo che genera richieste di servizio per i dispositivi di destinazione e riceve conferme quando le richieste vengono soddisfatte.
2) Dispositivi di destinazione... Il dispositivo di destinazione contiene blocchi logici e porte di destinazione che ricevono richieste di servizio, le eseguono; una volta completata l'elaborazione della richiesta, viene inviata una conferma dell'esecuzione della richiesta all'iniziatore della richiesta. Il dispositivo di destinazione può essere un disco rigido separato o un intero array di dischi.
3) Sottosistema di consegna dei dati... Fa parte del sistema di I/O che trasferisce i dati tra iniziatori e dispositivi di destinazione. In genere, il sottosistema di consegna dei dati è costituito da cavi che collegano l'iniziatore e il dispositivo di destinazione. Inoltre, oltre ai cavi, il sottosistema di consegna dei dati può includere espansioni SAS.
3.1) Espansori. I SAS Expander sono dispositivi che fanno parte del sottosistema di consegna dei dati e possono facilitare il trasferimento di dati tra dispositivi SAS, ad esempio, consentendo a più dispositivi di destinazione SAS di essere collegati a una singola porta iniziatore. La connessione dell'espansore è completamente trasparente per i dispositivi di destinazione.
SAS supporta la connessione di dispositivi SATA. SAS utilizza un protocollo seriale per trasferire dati tra più dispositivi e quindi utilizza meno linee di segnale. SAS utilizza i comandi SCSI per controllare e comunicare con i dispositivi di destinazione. L'interfaccia SAS utilizza connessioni punto-punto: ogni dispositivo è connesso al controller tramite un canale dedicato. A differenza di SCSI, SAS non deve essere terminato dall'utente. L'interfaccia SCSI utilizza un bus comune: tutti i dispositivi sono collegati allo stesso bus e solo un dispositivo alla volta può funzionare con il controller. In SCSI, la velocità di trasferimento delle informazioni sulle diverse linee che compongono l'interfaccia parallela può variare. L'interfaccia SAS non presenta questo inconveniente. SAS supporta un numero molto elevato di dispositivi, mentre l'interfaccia SCSI supporta 8, 16 o 32 dispositivi sul bus. SAS supporta velocità di trasmissione dati elevate (1,5, 3,0 o 6,0 Gbps). Questa velocità può essere ottenuta trasferendo le informazioni su ciascuna connessione, mentre sul bus SCSI la larghezza di banda del bus è suddivisa tra tutti i dispositivi ad esso collegati.
SATA utilizza il set di comandi ATA e supporta dischi rigidi e unità ottiche, mentre SAS supporta una gamma più ampia di dispositivi, inclusi dischi rigidi, scanner e stampanti. I dispositivi SATA sono identificati dal numero di porta del controller di interfaccia SATA, mentre i dispositivi SAS sono identificati dai loro identificatori WWN (World Wide Name). I dispositivi SATA (versione 1) non supportano le code di comando, mentre i dispositivi SAS supportano le code di comando con tag. I dispositivi SATA dalla versione 2 supportano Native Command Queuing (NCQ).
L'hardware SAS comunica con i dispositivi di destinazione su più linee indipendenti, che aumenta la tolleranza agli errori del sistema (l'interfaccia SATA non dispone di tale opzione). Allo stesso tempo, l'interfaccia SATA versione 2 utilizza duplicatori di porte per ottenere una capacità simile.
SATA viene utilizzato principalmente in applicazioni non critiche come i computer di casa. L'interfaccia SAS, grazie alla sua affidabilità, può essere utilizzata in server mission-critical. Il rilevamento e la gestione degli errori sono definiti molto meglio in SAS che in SATA. SAS è considerato un superset di SATA e non è in concorrenza con esso.
I connettori SAS sono molto più piccoli dei tradizionali connettori SCSI paralleli, rendendo possibile l'utilizzo di connettori SAS per il collegamento a unità compatte da 2,5 pollici. SAS supporta velocità di trasferimento dati da 3 Gbps a 10 Gbps. Sono disponibili diverse opzioni per i connettori SAS:
SFF 8482 - una variante compatibile con il connettore di interfaccia SATA;
SFF 8484 - connettore interno con imballaggio stretto dei contatti; permette di connettere fino a 4 dispositivi;
SFF 8470 - connettore con imballaggio stretto dei contatti per il collegamento di dispositivi esterni; permette di connettere fino a 4 dispositivi;
SFF 8087 - connettore Molex iPASS ridotto, contiene un connettore per collegare fino a 4 dispositivi interni; Supporta la velocità di 10 Gbps;
SFF 8088 - connettore Molex iPASS ridotto, contiene un connettore per collegare fino a 4 dispositivi esterni; Supporta la velocità di 10 Gbps.
Il connettore SFF 8482 consente di collegare dispositivi SATA a controller SAS, eliminando la necessità di installare un controller SATA aggiuntivo solo perché è necessario collegare, ad esempio, un masterizzatore DVD. Al contrario, i dispositivi SAS non possono connettersi all'interfaccia SATA e su di essi è installato un connettore per impedire loro di connettersi all'interfaccia SATA.
Per oltre 20 anni, l'interfaccia bus parallela è stato il protocollo di comunicazione più comune per la maggior parte dei sistemi di archiviazione digitale. Ma con la crescente domanda di larghezza di banda e flessibilità, sono diventate evidenti le carenze di due delle più comuni tecnologie di interfaccia parallela, SCSI e ATA. La mancanza di compatibilità tra le interfacce parallele SCSI e ATA (connettori, cavi e set di istruzioni diversi utilizzati) aumenta i costi di manutenzione dei sistemi, ricerca e sviluppo, formazione e qualificazione di nuovi prodotti.
Oggi le tecnologie parallele soddisfano ancora gli utenti dei moderni sistemi aziendali in termini di prestazioni, ma le crescenti richieste di velocità più elevate, migliore sicurezza dei dati durante la trasmissione, dimensioni fisiche ridotte e una più ampia standardizzazione mettono in discussione la capacità di un'interfaccia parallela senza costi inutili per stare al passo con le prestazioni della CPU in rapida crescita e la velocità dei dischi rigidi. Inoltre, con l'austerità, sta diventando sempre più difficile per le aziende raccogliere fondi e mantenere connettori eterogenei del pannello posteriore per chassis di server e contenitori di dischi esterni, convalidare interfacce eterogenee per la compatibilità e inventariare connessioni I/O eterogenee.
L'uso di interfacce parallele presenta anche una serie di altri problemi. La trasmissione parallela di dati su cavi stub larghi è soggetta a diafonia, che può creare ulteriori interferenze e portare a errori di segnale: per evitare questa trappola è necessario rallentare la velocità del segnale o limitare la lunghezza del cavo, o entrambe le cose. Anche la terminazione dei segnali paralleli è associata a determinate difficoltà: è necessario terminare ciascuna linea separatamente, di solito questa operazione viene eseguita dall'ultimo accumulatore per evitare la riflessione del segnale all'estremità del cavo. Infine, i cavi ei connettori di grandi dimensioni utilizzati nelle interfacce parallele rendono queste tecnologie inadatte ai nuovi sistemi informatici compatti.
Presentazione di SAS e SATA
Le tecnologie seriali come Serial ATA (SATA) e Serial Attached SCSI (SAS) superano i limiti dell'architettura inerenti alle tradizionali interfacce parallele. Queste nuove tecnologie prendono il nome dal metodo di trasmissione del segnale, quando tutte le informazioni vengono trasmesse in sequenza (seriale inglese), un singolo flusso, in contrasto con più flussi, che vengono utilizzati nelle tecnologie parallele. Il vantaggio principale dell'interfaccia seriale è che quando i dati vengono trasferiti in un singolo flusso, si spostano molto più velocemente rispetto all'utilizzo dell'interfaccia parallela.Le tecnologie seriali combinano molti bit di dati in pacchetti e poi li trasmettono via cavo a velocità fino a 30 volte superiori rispetto alle interfacce parallele.
SATA estende le capacità della tecnologia ATA tradizionale consentendo il trasferimento di dati tra unità disco a velocità di 1,5 GB al secondo o superiori. Con il suo basso costo per gigabyte, SATA rimarrà l'interfaccia disco dominante nei desktop, nei server entry-level e nei sistemi di archiviazione di rete in cui il costo è una considerazione importante.
SAS, il successore di SCSI parallelo, si basa sulla comprovata funzionalità del suo predecessore e promette di espandere notevolmente le capacità degli odierni sistemi di storage aziendale. SAS ha molti vantaggi che le soluzioni di storage tradizionali non offrono. In particolare, SAS consente di collegare fino a 16.256 dispositivi a una singola porta e fornisce connessioni seriali punto-punto affidabili a velocità fino a 3 Gb/s.
Inoltre, con un connettore SAS più piccolo, fornisce connettività a doppia porta completa sia per unità da 3,5" che da 2,5" (precedentemente disponibile solo con unità Fiber Channel da 3,5"). Questa è una funzionalità molto utile quando è necessario ospitare un numero elevato di unità ridondanti in un sistema compatto come un server blade a basso profilo.
SAS migliora l'indirizzamento e la connettività delle unità con estensori hardware che consentono di connettere un numero elevato di unità a uno o più controller host. Ogni espansione supporta fino a 128 dispositivi fisici, che possono essere altri controller host, altre espansioni SAS o unità disco. Questo design è scalabile e consente di creare topologie su scala aziendale che supportano facilmente il clustering multisito per il ripristino automatico del sistema in caso di guasto e per il bilanciamento del carico.
Uno dei principali vantaggi della nuova tecnologia seriale è che l'interfaccia SAS sarà compatibile anche con le unità SATA a basso costo, consentendo ai progettisti di sistemi di utilizzare entrambi i tipi di unità nello stesso sistema senza dover spendere denaro aggiuntivo per supportare due diverse interfacce. Pertanto, SAS, la nuova generazione della tecnologia SCSI, supera i limiti esistenti delle tecnologie parallele in termini di prestazioni, scalabilità e disponibilità dei dati.
Più livelli di compatibilità
Compatibilità fisicaIl connettore SAS è universale e compatibile con SATA nel fattore di forma. Ciò consente alle unità SAS e SATA di essere collegate direttamente al sistema SAS e quindi di utilizzare il sistema per applicazioni mission-critical che richiedono alte prestazioni e accesso rapido ai dati o per applicazioni più convenienti con un costo per gigabyte inferiore.
Il set di comandi SATA è un sottoinsieme del set di comandi SAS, che fornisce compatibilità tra dispositivi SATA e controller SAS. Tuttavia, le unità SAS non possono funzionare con un controller SATA, quindi sono dotate di tasti speciali sui connettori per eliminare la possibilità di una connessione errata.
Inoltre, le caratteristiche fisiche delle interfacce SAS e SATA sono simili, consentendo al nuovo backplane SAS universale di ospitare sia unità SAS che SATA. Di conseguenza, non è necessario utilizzare due diversi pannelli posteriori per le unità SCSI e ATA. Questa compatibilità di progettazione avvantaggia sia i produttori di backplane che gli utenti finali riducendo i costi hardware e di progettazione.
Compatibilità del protocollo
La tecnologia SAS include tre tipi di protocolli, ciascuno dei quali viene utilizzato per trasferire diversi tipi di dati su un'interfaccia seriale a seconda del dispositivo a cui si accede. Il primo è il protocollo SCSI seriale SSP, che invia i comandi SCSI, e il secondo è il protocollo di gestione SCSI (SMP), che trasferisce le informazioni di controllo agli espansori. Il terzo, SATA Tunneled Protocol STP, stabilisce una connessione che consente la trasmissione di comandi SATA. Utilizzando questi tre protocolli, l'interfaccia SAS è completamente compatibile con le applicazioni SCSI esistenti, il software di gestione e i dispositivi SATA.
Questa architettura multiprotocollo, combinata con la compatibilità fisica dei connettori SAS e SATA, rende la tecnologia SAS un collante versatile tra i dispositivi SAS e SATA.
Vantaggi della compatibilità
L'interoperabilità SAS e SATA offre una serie di vantaggi a progettisti di sistemi, assemblatori e utenti finali.
I progettisti di sistema possono utilizzare gli stessi pannelli posteriori, connettori e connessioni dei cavi grazie alla compatibilità SAS e SATA. L'aggiornamento di un sistema da SATA a SAS è essenzialmente una questione di sostituzione delle unità disco. Al contrario, per gli utenti paralleli tradizionali, il passaggio da ATA a SCSI significa sostituire pannelli posteriori, connettori, cavi e unità. Altri vantaggi economici dell'interoperabilità della tecnologia sequenziale includono la certificazione semplificata e la gestione dei materiali.
I rivenditori VAR e i system builder possono riconfigurare facilmente e rapidamente i sistemi personalizzati semplicemente installando l'unità disco appropriata nel sistema. Non è necessario lavorare con tecnologie incompatibili e utilizzare connettori speciali e connessioni di cavi diverse. Inoltre, la maggiore flessibilità per bilanciare prezzo e prestazioni consentirà ai rivenditori VAR e ai costruttori di sistemi di differenziare meglio i loro prodotti.
Per gli utenti finali, la compatibilità SATA e SAS significa un nuovo livello di flessibilità quando si tratta di scegliere il giusto rapporto prezzo/prestazioni. Le unità SATA sono la scelta migliore per server e sistemi di storage a basso costo, mentre le unità SAS offrono le migliori prestazioni, affidabilità e compatibilità con il software di gestione. La possibilità di eseguire l'aggiornamento da unità SATA a unità SAS senza la necessità di acquistare un nuovo sistema semplifica notevolmente il processo decisionale di acquisto, protegge l'investimento nel sistema e riduce il costo totale di proprietà.
Co-sviluppo di protocolli SAS e SATA
Il 20 gennaio 2003, la SCSI Trade Association (STA) e il Serial ATA (SATA) II Working Group hanno annunciato una collaborazione per garantire che la tecnologia SAS sia compatibile con le unità disco SATA a livello di sistema.Le due organizzazioni stanno lavorando insieme, oltre agli sforzi congiunti dei fornitori di storage e dei comitati per gli standard, per fornire linee guida di interoperabilità ancora più precise per aiutare i progettisti di sistemi, i professionisti IT e gli utenti finali a mettere a punto i loro sistemi per ottenere prestazioni ottimali. e un minor costo totale di proprietà.
La specifica SATA 1.0 è stata approvata nel 2001 e oggi sul mercato sono presenti prodotti SATA di vari produttori. La specifica SAS 1.0 è stata approvata all'inizio del 2003 e si prevede che i primi prodotti arriveranno sul mercato nella prima metà del 2004.
Oh, non c'è Seagate su di te;). Ho visto un'eccellente presentazione sulle differenze tra SAS e SATA di Igor Makarov di Seagate. Cerco di essere breve e al punto.
Ci sono diverse risposte e da diverse parti.
1. In termini di protocolli, SAS è un protocollo finalizzato alla massima flessibilità, affidabilità, funzionalità. Confronterei la tecnologia SAS con la tecnologia ECC per la memoria. SAS è con ECC, SATA no. Un esempio sono le seguenti caratteristiche uniche (rispetto a SATA).
- 2 porte full duplex su dispositivi SAS invece di una half duplex su SATA. Ciò rende possibile la creazione di topologie multidisco a tolleranza di errore nei sistemi di storage.
- protezione dei dati end-to-end T.10. - un insieme di algoritmi SAS, che consente di utilizzare checksum per essere sicuri che i dati preparati per la registrazione vengano scritti sul dispositivo senza distorsioni. E letto e trasmesso all'host senza errori. Questa funzione unica ti consente di eliminare i cosiddetti errori silenziosi, ovvero quando vengono scritti dati errati sul disco, ma nessuno lo sa. Gli errori possono comparire a qualsiasi livello. Molto spesso nei buffer nella RAM durante la trasmissione e la ricezione. Gli errori silenziosi sono il flagello di SATA. Alcune aziende affermano che su un'unità SATA più grande di 500 GB, la probabilità di danneggiamento dei dati in almeno un settore è vicina a uno.
- sul multipasing di cui si è parlato nelle risposte precedenti.
- Zonizzazione T.10 - consente di suddividere il dominio SAS in zone (del tipo VLAN, se tale analogia è più vicina).
- e molti molti altri. Ho fornito solo le caratteristiche più note. Chi se ne frega - leggi le specifiche SAS / SATA
2. Non tutte le unità SAS sono uguali. Esistono diverse categorie di SAS e SATA.
- il cosidetto Enterprise SAS - in genere 10K o 15K rpm. Volumi fino a 1 TB. Utilizzato per DBMS e applicazioni critiche per la velocità.
- Nearline SAS - solitamente 7.2K, volumi da 1 TB. I meccanismi di tali dispositivi sono simili a Enterprise SATA. Ma ancora, due porte e altre delizie SAS. Utilizzato in un'azienda in cui sono necessari grandi volumi.
- Enterprise SATA, a volte RAID edition SATA - quasi uguale a NL SAS, solo SATA a porta singola. Leggermente più economico di NL SAS. Volumi da 1 TB
- Desktop SATA - cosa è installato nel PC. I dischi più economici e di qualità inferiore.
Le prime tre categorie possono essere installate in array su controller di LSI e Adaptec. Quest'ultimo non è categoricamente. Non ti ritroverai con problemi in seguito. E non perché abbiamo un accordo di cartello, ma perché i dischi sono progettati per compiti diversi. Cioè, 8x5 o 24x7, per esempio. Esiste anche una cosa come la latenza massima consentita, dopo la quale il controller considera il disco morto. Per i dischi desktop, è molte volte di più. Ciò significa che sotto carico, i lavoratori SATA desktop "caderanno" dall'array.
In breve, concentrati su governanti specifici per compiti specifici. È meglio guardare i siti Web dei produttori. Esistono, ad esempio, viti speciali a bassa rumorosità e bassa temperatura per l'elettronica domestica.
Gli stessi approcci agli SSD, ma l'area è ancora matura, quindi ci sono molte sottigliezze. Qui siamo guidati dai parametri. Anche se tutto quanto detto al paragrafo vale anche per gli SSD.
Perché SAS?
Serial Attached SCSI non è solo un'implementazione seriale del protocollo SCSI. Fa molto di più del semplice porting di funzioni SCSI come TCQ (Tagged Command Queuing) attraverso un nuovo connettore. Se volessimo la massima semplicità, utilizzeremmo l'interfaccia Serial ATA (SATA), che è una semplice connessione punto-punto tra un host e un dispositivo finale come un disco rigido.
Ma SAS si basa su un modello a oggetti che definisce un "dominio SAS" - un sistema di consegna dei dati che può includere espansioni facoltative ed endpoint SAS come dischi rigidi e adattatori bus host (HBA). Da SATA, i dispositivi SAS possono avere più porte, ognuno dei quali può utilizzare più connessioni fisiche per fornire connessioni SAS più veloci (più ampie). Inoltre, più iniziatori possono accedere a qualsiasi destinazione e la lunghezza del cavo può arrivare fino a otto metri (per la prima generazione SAS) rispetto a un metro per SATA , che comprensibilmente offre molte opportunità per soluzioni di archiviazione ad alte prestazioni o ridondanti, e SAS supporta anche il SATA Tunneling Protocol (STP), che consente di collegare i dispositivi SATA al controller SAS.
Lo standard SAS di seconda generazione aumenta la velocità di connessione da 3 Gbps a 6 Gbps. Questo guadagno di velocità è molto importante per ambienti complessi in cui sono richieste prestazioni elevate a causa dell'archiviazione ad alta velocità. La nuova versione di SAS mira inoltre a ridurre la complessità del cablaggio e il numero di connessioni per Gbps di banda, aumentando le possibili lunghezze dei cavi e migliorando le prestazioni degli espansori (zoning e auto-discovery). Di seguito parleremo in dettaglio di questi cambiamenti.
Velocità SAS fino a 6 Gbps
Per portare i vantaggi di SAS a un pubblico più ampio, la SCSI Trade Association (SCSI TA) ha presentato un tutorial sulla tecnologia SAS alla Storage Networking World Conference all'inizio di quest'anno a Orlando, in Florida. Il cosiddetto SAS Plugfest, che ha dimostrato le prestazioni, la compatibilità e le funzionalità SAS a 6 Gbps, si è svolto ancora prima nel novembre 2008. LSI e Seagate sono stati i primi sul mercato a introdurre hardware compatibile con SAS 6Gb/s, ma anche altri fornitori dovrebbero recuperare presto. In questo articolo, daremo un'occhiata allo stato attuale della tecnologia SAS e ad alcuni nuovi dispositivi.
Funzioni e basi SAS
Fondamenti di SAS
A differenza di SATA, SAS opera in full duplex, fornendo piena larghezza di banda in entrambe le direzioni. Come accennato in precedenza, le connessioni SAS vengono sempre stabilite su connessioni fisiche utilizzando indirizzi di dispositivo univoci. Al contrario, SATA può indirizzare solo i numeri di porta.
Ciascun indirizzo SAS può contenere più interfacce di livello fisico (PHY), consentendo connessioni più ampie tramite InfiniBand (SFF-8470) o cavi mini-SAS (SFF-8087 e -8088). In genere quattro interfacce SAS, ciascuna con un PHY, sono combinate in un'unica interfaccia SAS ampia, che è già collegata al dispositivo SAS. La comunicazione può essere effettuata anche tramite espansioni, che agiscono più come interruttori che come dispositivi SAS.
Funzionalità come la suddivisione in zone ora consentono agli amministratori di associare dispositivi SAS specifici agli iniziatori. È qui che l'aumento del throughput SAS 6 Gbps torna utile, poiché la connessione a quattro corsie ora avrà il doppio della velocità. Infine, i dispositivi SAS possono anche avere più indirizzi SAS. Poiché le unità SAS possono utilizzare due porte, ciascuna con un PHY, l'unità può avere due indirizzi SAS.
Connessioni e interfacce
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Le connessioni SAS vengono indirizzate su porte SAS utilizzando il protocollo SCSI seriale (SSP), ma le comunicazioni di livello inferiore da PHY a PHY vengono eseguite utilizzando una o più connessioni fisiche per motivi di larghezza di banda. SAS utilizza la codifica a 8/10 bit per convertire 8 bit di dati in trasmissioni di 10 caratteri per il ripristino della temporizzazione, il bilanciamento CC e il rilevamento degli errori. Ciò si traduce in una larghezza di banda effettiva di 300 MB/s per la modalità di trasferimento a 3 Gb/s e di 600 MB/s per le connessioni a 6 Gb/s. Fibre Channel, Gigabit Ethernet, FireWire e altri utilizzano uno schema di codifica simile.
Le interfacce dati e alimentazione SAS e SATA sono molto simili tra loro. Ma se SAS dispone di interfacce dati e alimentazione combinate in un'unica interfaccia fisica (SFF-8482 sul lato del dispositivo), SATA richiede due cavi separati. Il divario tra i pin di alimentazione e dati (vedere l'illustrazione sopra) è chiuso nel caso di SAS, il che impedisce al dispositivo SAS di essere collegato al controller SATA.
D'altra parte, i dispositivi SATA possono funzionare bene su infrastruttura SAS grazie a STP o in modalità "nativa" se non vengono utilizzate espansioni. STP aggiunge ulteriore latenza tramite gli espansori perché devono stabilire una connessione, che è più lenta delle connessioni SATA dirette. Tuttavia, i ritardi sono ancora molto ridotti.
Domini, espansori
I domini SAS possono essere pensati come strutture ad albero, proprio come le reti Ethernet complesse. I SAS Expander possono funzionare con un gran numero di dispositivi SAS, ma utilizzano il principio della commutazione di circuito anziché la più comune commutazione di pacchetto. Alcune espansioni contengono dispositivi SAS, altre no.
SAS 1.1 riconosce l'espansore perimetrale, che consente all'iniziatore SAS di associarsi a un massimo di 128 indirizzi SAS aggiuntivi. È possibile utilizzare solo due Edge Expander in un dominio SAS 1.1. Tuttavia, un'espansione fanout può connettere fino a 128 edge expander, aumentando notevolmente le capacità dell'infrastruttura della tua soluzione SAS.
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Rispetto a SATA, l'interfaccia SAS può sembrare complicata: diversi iniziatori accedono ai dispositivi di destinazione tramite espansioni, il che implica la creazione di percorsi appropriati. SAS 2.0 semplifica e migliora il routing.
Ricorda che SAS non consente loop o percorsi multipli. Tutte le connessioni devono essere point-to-point ed esclusive, ma l'architettura della connessione stessa si adatta bene.
Nuove funzionalità di SAS 2.0: espansioni, prestazioni
| SAS 1.0 / 1.1 | ||
| Funzione | Mantiene il supporto SCSI legacy Compatibile SATA |
Compatibile con 3Gbps Velocità e flusso del segnale migliorati Gestione della zona Scalabilità migliorata |
| Funzioni di archiviazione | RAID 6 Piccolo fattore di forma HPC Unità SAS ad alta capacità Sostituzione Ultra320 SCSI Scelta: SATA o SAS Blade server |
RAS (protezione dei dati) Sicurezza (FDE) Supporto cluster Supporto per topologie più grandi SSD virtualizzazione Archiviazione esterna Dimensione del settore 4K |
| Velocità dati e larghezza di banda del cavo | 4 x 3 Gb/s (1,2 GB/s) | 4 x 6 Gbps (2,4 Gbps) |
| Tipo di cavo | Rame | Rame |
| Lunghezza del cavo | 8 m | 10 m |
Zone di espansione e configurazione automatica
Gli espansori perimetrali e gli espansori fanout sono praticamente rimasti nella storia. Questo è spesso attribuito agli aggiornamenti a SAS 2.0, ma la vera ragione risiede nelle zone SAS introdotte in 2.0, che rimuovono la separazione tra gli espansori edge e quelli di espansione. Naturalmente, le zone vengono generalmente implementate specificamente per ciascun produttore e non come un singolo standard di settore.
In effetti, ora è possibile localizzare più zone sulla stessa infrastruttura di distribuzione delle informazioni. Ciò significa che è possibile accedere alle destinazioni (unità) nell'archiviazione da iniziatori diversi tramite lo stesso espansore SAS. La segmentazione del dominio avviene tramite zone, l'accesso avviene in maniera esclusiva.
