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Conector sff. Diferencia entre SAS y SATA

En moderno sistemas informáticos para conectar el principal unidades de disco duro Se utilizan interfaces SATA y SAS. Como regla general, la primera opción se adapta a las estaciones de trabajo domésticas, la segunda a las de servidor, por lo que las tecnologías no compiten entre sí y cumplen con diferentes requisitos. La diferencia significativa en el costo y el espacio de almacenamiento hace que los usuarios se pregunten en qué se diferencia SAS de SATA y busquen compensaciones. Veamos si tiene sentido.

SAS(Serial Attached SCSI) es una interfaz de dispositivo de almacenamiento en serie diseñada alrededor de SCSI en paralelo para ejecutar el mismo conjunto de instrucciones. Se utiliza principalmente en sistemas de servidor.

SATA(Serial ATA) es una interfaz de intercambio de datos en serie basada en PATA en paralelo (IDE). Se utiliza en el hogar, la oficina, PC multimedia y portátiles.

Si hablamos de HDD, entonces, a pesar de las diferencias especificaciones y conectores, no existen diferencias fundamentales entre los dispositivos. La compatibilidad unilateral hacia atrás hace posible conectar discos a la placa del servidor tanto uno por uno como a través de la segunda interfaz.

Vale la pena señalar que ambas opciones de conexión son reales para SSD, pero la diferencia significativa entre SAS y SATA en este caso estará en el costo de la unidad: la primera puede ser diez veces más cara con un volumen comparable. Por lo tanto, hoy en día una decisión de este tipo, si no es infrecuente, está suficientemente equilibrada y está destinada a centros de datos rápidos a nivel corporativo.

Comparación

Como ya sabemos, SAS se usa en servidores, SATA en sistemas domésticos. En la práctica, esto significa que muchos usuarios acceden simultáneamente al primero y resuelven muchos problemas, mientras que el segundo lo resuelve una sola persona. En consecuencia, la carga del servidor es mucho mayor, por lo que los discos deben ser lo suficientemente tolerantes a fallas y rápidos. Los protocolos SCSI (SSP, SMP, STP) implementados en SAS permiten procesar más E / S al mismo tiempo.

Directamente para el HDD, la velocidad de acceso está determinada principalmente por la velocidad de rotación del eje. Para sistemas de escritorio y portátiles, 5400 - 7200 RPM son necesarios y suficientes. En consecuencia, es casi imposible encontrar una unidad SATA con 10,000 RPM (a menos que mires la serie WD VelociRaptor, diseñada, nuevamente, para estaciones de trabajo), y todo lo anterior es absolutamente inalcanzable. SAS HDD gira al menos 7200 RPM, 10000 RPM pueden considerarse un estándar y 15000 RPM es un máximo suficiente.

Las unidades SCSI seriales se consideran más confiables y tienen un MTBF más alto. En la práctica, se logra más estabilidad a través de la función de suma de control. Las unidades SATA, por otro lado, sufren "errores silenciosos" cuando los datos están parcialmente escritos o dañados, lo que lleva a la aparición de sectores defectuosos.

La principal ventaja de SAS (dos puertos dúplex, que permiten que un dispositivo se conecte a través de dos canales) también funciona para la tolerancia a fallas del sistema. En este caso, el intercambio de información se realizará simultáneamente en ambas direcciones, y la confiabilidad está asegurada por la tecnología Multipath I / O (dos controladores se aseguran y comparten la carga). La cola de comandos marcados tiene una profundidad de 256. La mayoría de las unidades SATA tienen un puerto semidúplex y la profundidad de la cola NCQ no supera los 32.

La interfaz SAS asume el uso de cables de hasta 10 m de longitud y se pueden conectar hasta 255 dispositivos a un puerto a través de expansores. SATA está limitado a 1 m (2 m para eSATA) y solo admite una conexión punto a punto.

Perspectivas mayor desarrollo- La diferencia entre SAS y SATA también se siente bastante marcada. La interfaz SAS alcanza un rendimiento de 12 Gbps y los fabricantes están anunciando soporte para velocidades de datos de 24 Gbps. La última revisión de SATA se detuvo en 6 Gb / sy no evolucionará en este sentido.

Las unidades SATA tienen un precio muy atractivo en términos del costo de 1 GB. En sistemas donde la velocidad de acceso a los datos no es crítica y la cantidad de información almacenada es grande, es recomendable utilizarlos.

mesa

SAS	SATA
Para sistemas de servidor	Principalmente para sistemas móviles y de escritorio
Utiliza el conjunto de comandos SCSI	Utiliza el conjunto de comandos ATA
Velocidad mínima del eje de HDD 7200 RPM, máxima - 15000 RPM	Mínimo 5400 RPM, máximo 7200 RPM
Admite la tecnología de verificación de suma de comprobación al escribir datos	Gran porcentaje de errores y sectores defectuosos
Dos puertos dúplex	Un puerto semidúplex
Compatible con E / S de múltiples rutas	Conexión punto a punto
Cola de comandos hasta 256	Cola de comandos hasta 32
Se pueden utilizar cables de hasta 10 m	Longitud del cable no más de 1 m
Ancho de banda de bus de hasta 12 Gb / s (en el futuro, 24 Gb / s)	Rendimiento de 6 Gb / s (SATA III)
El costo de las unidades es mayor, a veces significativamente	Más barato en términos de precio por GB

En este artículo, echamos un vistazo al futuro de SCSI y echamos un vistazo a algunas de las ventajas y desventajas de SCSI, SAS y SATA.

De hecho, la pregunta es un poco más complicada que reemplazo simple SCSI a SATA y SAS. SCSI paralelo tradicional es una interfaz probada que existe desde hace mucho tiempo. Actualmente, SCSI ofrece una velocidad de transferencia de datos muy rápida de 320 megabytes por segundo (Mbps) utilizando la interfaz SCSI Ultra320 de última generación. Además, SCSI ofrece una amplia gama de capacidades, incluida la cola de etiquetas de comandos (un método para optimizar los comandos de E / S para aumentar el rendimiento). Los discos duros SCSI son confiables; en una distancia corta, puede conectar en cadena hasta 15 dispositivos conectados a un enlace SCSI. Estas características hacen de SCSI una excelente opción para estaciones de trabajo y escritorios productivos, hasta servidores empresariales inclusive, en la actualidad.

Los discos duros SAS utilizan el conjunto de comandos SCSI y son similares en fiabilidad y rendimiento a los discos SCSI, pero utilizan una versión en serie de la interfaz SCSI a 300 MB / s. Aunque es un poco más lenta que SCSI de 320 MB / s, la interfaz SAS es capaz de admitir hasta 128 dispositivos en distancias más largas que el Ultra320 y puede expandirse hasta 16.000 dispositivos por canal. Los discos duros SAS ofrecen la misma confiabilidad y velocidades de rotación (10,000-15,000) que los discos SCSI.

Las unidades SATA son ligeramente diferentes. Donde las unidades SCSI y SAS se enfocan en el rendimiento y la confiabilidad, Unidades SATA sacrificarlos en favor de un aumento significativo de la capacidad y una disminución de los costes. Por ejemplo, una unidad SATA tiene actualmente una capacidad de 1 terabyte (TB). SATA se utiliza donde se necesita la máxima capacidad, como Reserva copia datos o archivo. SATA ahora ofrece conexiones punto a punto a velocidades de hasta 300 Mb / sy supera fácilmente a la interfaz ATA paralela tradicional a 150 Mb / s.

Entonces, ¿qué pasa con SCSI? Funciona muy bien. El problema con el SCSI tradicional es que se está acercando al final de su vida útil. La interfaz SCSI paralela, que tiene una velocidad de 320 Mb / s, no podrá funcionar significativamente más rápido con las longitudes de cable SCSI actuales. En comparación, las unidades SATA llegarán a 600 MB / s en un futuro cercano, SAS tiene planes de llegar a 1200 MB / s. Las unidades SATA también pueden funcionar con una interfaz SAS, por lo que estas unidades se pueden utilizar simultáneamente en algunos sistemas de almacenamiento. El potencial para una mayor escalabilidad y rendimiento de transferencia de datos supera con creces el de SCSI. Pero SCSI no va a dejar la escena pronto. Veremos SCSI en servidores pequeños y medianos durante unos años más. A medida que se actualiza el hardware, SCSI se reemplazará sistemáticamente con unidades SAS / SATA para conexiones más rápidas y fáciles.

Disco duro del servidor, características de elección

El disco duro es el componente más valioso de cualquier computadora. Después de todo, almacena información con la que trabaja la computadora y el usuario, en el caso de que sea una computadora personal. Una persona, cada vez que se sienta frente a una computadora, cuenta con el hecho de que ahora correrá por la pantalla de arranque del sistema operativo, y comenzará a trabajar con sus datos, que el disco duro entregará “a la montaña” desde su intestinos. Si hablamos de un disco duro, o incluso de su matriz como parte de un servidor, entonces hay decenas, cientos y miles de estos usuarios que esperan obtener acceso a datos personales o laborales. Y todo su trabajo silencioso o descanso y entretenimiento depende de estos dispositivos, que almacenan datos constantemente en sí mismos. Ya a partir de esta comparación, queda claro que las solicitudes de discos duros de clase doméstica e industrial se presentan desiguales: en el primer caso, un usuario trabaja con él, en el segundo, miles. Resulta que segundo duro el disco debería ser más confiable, más rápido, más estable que el primero muchas veces, porque muchos usuarios trabajan con él, espero que así sea. Este artículo discutirá los tipos utilizados en el corporativo. sector de duro variadores y sus características de diseño para lograr la máxima confiabilidad y rendimiento.

Unidades SAS y SATA: tan similares y tan diferentes

Hasta hace poco, los estándares de los discos duros de grado industrial y de consumo diferían significativamente y eran incompatibles - SCSI e IDE, ahora la situación ha cambiado - la gran mayoría de los discos duros de los estándares SATA y SAS (Serial Attached SCSI) son en el mercado. El conector SAS es versátil en factor de forma y compatible con SATA. Esto le permite conectarse directamente al sistema SAS unidades SAS de alta velocidad, pero al mismo tiempo de pequeña capacidad (en el momento de escribir este artículo, hasta 300 GB), así como unidades SATA más lentas, pero muchas veces más amplias. unidades (en el momento de escribir este artículo, hasta 2 TB). Por lo tanto, en un subsistema de disco, puede combinar aplicaciones vitales que requieren un alto rendimiento y acceso en línea a los datos, y aplicaciones más rentables con un menor costo por gigabyte.

Esta compatibilidad de diseño es beneficiosa para ambos fabricantes. paneles traseros y usuarios finales, ya que esto reduce los costos de equipo y diseño.

Es decir, tanto los dispositivos SAS como SATA se pueden conectar a los conectores SAS, y solo los dispositivos SATA se conectan a los conectores SATA.

SAS y SATA: alta velocidad y gran capacidad. ¿Qué elegir?

Los discos SAS, que reemplazaron a los discos SCSI, heredaron por completo sus principales características de un disco duro: velocidad de eje (15000 rpm) y estándares de volumen (36,74,147 y 300 GB). Sin embargo, SAS en sí es significativamente diferente de SCSI. Consideremos brevemente las principales diferencias y características: La interfaz SAS utiliza una conexión punto a punto: cada dispositivo está conectado al controlador mediante un canal dedicado, a diferencia de éste, SCSI funciona a través de un bus común.

SAS admite una gran cantidad de dispositivos (> 16384), mientras que la interfaz SCSI admite 8, 16 o 32 dispositivos en el bus.

La interfaz SAS admite velocidades de transferencia de datos entre dispositivos a velocidades de 1,5; 3; 6 Gb / s, mientras que la velocidad del bus de la interfaz SCSI no se asigna a cada dispositivo, sino que se divide entre ellos.

SAS admite la conexión de dispositivos SATA más lentos.

La configuración SAS es mucho más fácil de montar e instalar. Tal sistema es más fácil de escalar. Además, las unidades SAS heredaron la confiabilidad de los discos duros SCSI.

Al elegir un subsistema de disco, SAS o SATA, debe guiarse por las funciones que realizará el servidor o la estación de trabajo. Para hacer esto, debe decidir sobre las siguientes preguntas:

1. ¿Cuántas solicitudes diversas y simultáneas manejará el disco? Si es grande, su elección definitiva, discos SAS. Además, si su sistema prestará servicios a una gran cantidad de usuarios, elija SAS.

2. ¿Cuánta información se almacenará en el subsistema de disco de su servidor o estación de trabajo? Si tiene más de 1-1,5 TB, debe prestar atención al sistema basado en discos duros SATA.

3. ¿Cuál es el presupuesto para la compra de un servidor o estación de trabajo? Cabe recordar que además de los discos SAS, necesitará un controlador SAS, que también debe tenerse en cuenta.

4. ¿Planea, como resultado, el crecimiento del volumen de datos, el aumento de la productividad o el aumento de la tolerancia a fallos del sistema? Si es así, entonces necesita un subsistema de disco basado en SAS, es más fácil de escalar y más confiable.

5. Su servidor manejará aplicaciones y datos críticos; su elección son las unidades SAS, diseñadas para condiciones de operación severas.

Subsistema de disco confiable, no solo se trata de discos duros de alta calidad de un fabricante de renombre, sino también de un controlador de disco... Se discutirán en uno de los siguientes artículos. Considere los discos SATA, qué tipos de estos discos son y cuáles deben usarse al construir sistemas de servidor.

Unidades SATA: sector industrial y de consumo

Las unidades SATA que se utilizan en todas partes, desde la electrónica de consumo y las computadoras domésticas hasta las estaciones de trabajo y servidores de alto rendimiento, difieren en subtipos, hay unidades para uso en electrodomésticos, con baja generación de calor, consumo de energía y, como resultado, bajo rendimiento, hay discos de la clase media, para ordenadores domésticos, y hay discos para sistemas de alto rendimiento. En este artículo veremos una clase de discos duros para servidores y sistemas de rendimiento.

Características de presentación

	HDD de grado servidor	Clase de escritorio HDD
Velocidad rotacional	7.200 rpm (nominal)	7.200 rpm (nominal)
Tamaño del caché
Tiempo medio de retraso	4.20ms (nominal)	6,35 ms (nominal)
Tasa de baudios
Lectura de la memoria caché de la unidad (Serial ATA)	máximo 3 Gb / s	máximo 3 Gb / s
características físicas
Capacidad después de formatear	1,000,204 MB	1,000,204 MB
Capacidad
Interfaz	SATA 3Gb / s	SATA 3Gb / s
Número de sectores disponibles para el usuario	1 953 525 168	1 953 525 168
Dimensiones (editar)
Altura	25,4 milímetros	25,4 milímetros
Largo	147 milímetros	147 milímetros
Ancho	101,6 milímetros	101,6 milímetros
	0,69 kilogramos	0,69 kilogramos
Resistencia al impacto
Resistencia al impacto en funcionamiento	65G, 2 ms	30G; 2 ms
Resistencia a los golpes cuando no funciona	250G, 2 ms	250G, 2 ms
Temperatura
En orden de trabajo	-0 ° C hasta 60 ° C	-0 ° C hasta 50 ° C
Fuera de servicio	-40 ° C hasta 70 ° C	-40 ° C hasta 70 ° C
Humedad
En orden de trabajo		humedad relativa 5-95%
Fuera de servicio	humedad relativa 5-95%	humedad relativa 5-95%
Vibración
En orden de trabajo
Lineal	20-300 Hz, 0,75 g (0 al pico)	22-330 Hz, 0,75 g (0 al pico)
Arbitrario	0,004 g / Hz (10 - 300 Hz)	0,005 g / Hz (10 - 300 Hz)
Fuera de servicio
Baja frecuencia	0,05 g / Hz (10 - 300 Hz)	0,05 g / Hz (10 - 300 Hz)
Alta frecuencia		20-500Hz, 4.0G (0 al pico)

La tabla muestra las características de los discos duros de uno de los principales fabricantes, una columna contiene los datos de un disco duro SATA de clase de servidor y en la otra, un disco duro SATA normal.

En la tabla, vemos que los discos difieren no solo en las características de rendimiento, sino también en las características de rendimiento, que afectan directamente la vida útil y el funcionamiento exitoso del disco duro. Cabe señalar que exteriormente estos discos duros difieren de manera insignificante. Considere qué tecnologías y características le permiten hacer esto:

Eje reforzado (husillo) disco duro, para algunos fabricantes se fija en ambos extremos, lo que reduce la influencia de la vibración externa y contribuye a un posicionamiento preciso del conjunto del cabezal durante las operaciones de lectura y escritura.

El uso de tecnologías inteligentes especiales que tienen en cuenta la vibración lineal y angular, lo que reduce el tiempo de posicionamiento de la cabeza y aumenta el rendimiento de los discos hasta en un 60%.

La función de eliminación de errores en el tiempo de funcionamiento en matrices RAID evita la pérdida de discos duros del RAID, que es un rasgo característico de los discos duros convencionales.

Ajuste de la altura de vuelo de los cabezales junto con la tecnología de prevención del contacto con la superficie de las placas, lo que conduce a un aumento significativo de la vida útil del disco.

Una amplia gama de funciones de autodiagnóstico que le permiten predecir de antemano cuándo HDD fallará y advertirá al usuario sobre esto, lo que le permitirá tener tiempo para guardar la información en la unidad de respaldo.

Características que reducen la tasa de errores de lectura irrecuperables, lo que aumenta la confiabilidad del disco duro del servidor en comparación con los discos duros convencionales.

Hablando del lado práctico del problema, podemos decir con seguridad que los discos duros especializados en los servidores "se comportan" mucho mejor. El servicio técnico recibe varias veces menos llamadas por matrices RAID inestables y fallas del disco duro. El soporte del fabricante para el segmento de servidores de discos duros es mucho más rápido que los discos duros convencionales, debido a que el sector industrial es el área de trabajo prioritaria de cualquier fabricante de sistemas de almacenamiento de datos. Después de todo, es en él donde se utilizan las tecnologías más avanzadas, resguardando su información.

Análogo de discos SAS:

Discos duros de Western Digital VelociRaptor. Estas unidades de 10K RPM cuentan con SATA de 6 Gb / s y caché de 64 MB. El MTBF de estas unidades es de 1,4 millones de horas.
Más detalles en el sitio web del fabricante www.wd.com

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llame al + 7-812-385-55-66 en San Petersburgo
escribir a la dirección
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En los sistemas informáticos modernos, se utilizan interfaces SATA y SAS para conectar los discos duros principales. Como regla general, la primera opción se adapta a las estaciones de trabajo domésticas, la segunda a las de servidor, por lo que las tecnologías no compiten entre sí y cumplen con diferentes requisitos. La diferencia significativa en el costo y el espacio de almacenamiento hace que los usuarios se pregunten en qué se diferencia SAS de SATA y busquen compensaciones. Veamos si tiene sentido.

SATA(Serial ATA) es una interfaz de intercambio de datos en serie basada en PATA en paralelo (IDE). Se utiliza en el hogar, la oficina, PC multimedia y portátiles.

Si hablamos de HDD, entonces, a pesar de las diferentes características técnicas y conectores, no hay discrepancias cardinales entre los dispositivos. La compatibilidad unilateral hacia atrás hace posible conectar discos a la placa del servidor tanto uno por uno como a través de la segunda interfaz.

Diferencia entre SAS y SATA

Perspectivas para un mayor desarrollo: la diferencia entre SAS y SATA también se siente bastante agudamente. La interfaz SAS alcanza un rendimiento de 12 Gbps y los fabricantes están anunciando soporte para velocidades de datos de 24 Gbps. La última revisión de SATA se detuvo en 6 Gb / sy no evolucionará en este sentido.

tabla de comparación

SAS	SATA
Para sistemas de servidor	Principalmente para sistemas móviles y de escritorio
Utiliza el conjunto de comandos SCSI	Utiliza el conjunto de comandos ATA
Velocidad mínima del eje de HDD 7200 RPM, máxima - 15000 RPM	Mínimo 5400 RPM, máximo 7200 RPM
Admite la tecnología de verificación de suma de comprobación al escribir datos	Gran porcentaje de errores y sectores defectuosos
Dos puertos dúplex	Un puerto semidúplex
Compatible con E / S de múltiples rutas	Conexión punto a punto
Cola de comandos hasta 256	Cola de comandos hasta 32
Se pueden utilizar cables de hasta 10 m	Longitud del cable no más de 1 m
Ancho de banda de bus de hasta 12 Gb / s (en el futuro, 24 Gb / s)	Rendimiento de 6 Gb / s (SATA III)
El costo de las unidades es mayor, a veces significativamente	Más barato en términos de precio por GB

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Qué es SAS, los antecedentes Es hora de reconocer el hecho obvio de que el estándar SCSI, incluso en las implementaciones más modernas como Ultra320 SCSI, ha agotado sus capacidades. Como mínimo, una mayor ampliación de su rendimiento, si es teóricamente posible, será muy costoso. La situación con este estándar altamente respetado parece especialmente deprimente en el contexto del rápido desarrollo de toda la tecnología informática y la arquitectura y topología de los sistemas de almacenamiento de datos en particular.

Dos factores clave que están impulsando a los fabricantes a mejorar las interfaces de los discos duros son el rendimiento creciente de los sistemas de almacenamiento con una gran cantidad de transacciones procesadas y la velocidad de recuperación de datos de grandes bibliotecas. Por supuesto, "un lugar sagrado nunca está vacío", y la aparición de interfaces como FCAL óptico o SATA en serie, hasta cierto punto, hizo posible deshacerse de " cuellos de botella"y agregar variedad a la lista de arquitecturas de almacenamiento. Sin embargo, los usuarios acostumbrados a las capacidades SCSI todavía son fanáticos de este estándar, especialmente porque se ha invertido mucho dinero en su desarrollo.

Estas son las condiciones previas para el surgimiento de un nuevo estándar industrial llamado SCSI conectado en serie, o simplemente SAS.

En aras de la justicia, cabe señalar que nuevo estándar no apareció repentina e inmediatamente: el anuncio oficial de la tecnología SAS, que tuvo lugar el 28 de enero de 2004, fue precedido por un trabajo serio de un equipo de desarrolladores de diferentes empresas y grupos industriales - SCSI Trade Association (STA) y Comité Internacional for Information Technology Standards (INCITS), bajo los auspicios del American National Standards Institute (ANSI). El nuevo estándar se discutió por primera vez en diciembre de 2001, cuando la junta directiva de la SCSI Trade Association (STA) votó para definir las especificaciones de SCSI adjunto en serie. Además, el 2 de mayo de 2002, el desarrollo del estándar se transfirió al comité T10 de INCITS (Comité Internacional de Estándares de Tecnología de la Información) creado específicamente para respaldar, desarrollar y promover SAS, y el primer borrador de especificaciones SAS se publicó a mediados de 2003.

Entonces, lo más importante en lo que confiar cuando se trata de formular una definición del estándar SAS: Serial-Attached SCSI es una extensión secuencial lógica y natural de la tecnología de interfaz SCSI paralela utilizada para conectar periféricos a computadoras.
A partir de aquí, para empezar, partiremos.

Propósito de SAS

Para determinar el propósito del estándar SAS y su lugar entre las interfaces periféricas modernas, recurrimos a la redacción establecida en las preguntas frecuentes sobre SCSI adjunto en serie en el sitio web de T10.

Serial Attached SCSI es una evolución lógica de las interfaces modernas y está diseñado para su uso en centros de almacenamiento y recopilación de datos industriales. El estándar SAS se basa en las características eléctricas y físicas de la interfaz Serial ATA para proporcionar escalabilidad, rendimiento, confiabilidad y capacidad de administración de datos en servidores y subsistemas de almacenamiento. La similitud arquitectónica con SATA no impide que SAS posea las características más demandadas de SCSI, al mismo tiempo que se deshace de sus desventajas: conectores grandes, longitud corta de cables de conexión, rendimiento y direccionamiento limitados.

En un sentido amplio, SAS es una especie de SATA full-duplex con soporte para dos puertos, alta capacidad de direccionamiento, mayor confiabilidad, desempeño y compatibilidad lógica con SCSI. Serial ATA, por otro lado, se puede considerar como un subconjunto simplificado de Serial Attached SCSI para sistemas simples sin requisitos críticos de confiabilidad y rendimiento. Esto no significa que los dispositivos SCSI conectados en serie no se puedan utilizar en estaciones de trabajo y PC de escritorio convencionales, solo se requiere un adaptador de host adecuado.

De hecho, Serial Attached SCSI es SCSI, pero no con el paralelo habitual, sino con una arquitectura serial punto a punto, con conexión directa del controlador a las unidades. SAS admite hasta 128 unidades de varios tipos y tamaños, conectadas con cables más delgados y más largos (que en el caso de SCSI). Mientras que SCSI envía datos a través de sus cables a una velocidad de aproximadamente 20 MB / s, y SATA semidúplex de primera generación: 1,5 GB / s en una dirección por unidad de tiempo, interfaz serial de señalización SAS full-duplex con conexión en caliente El soporte en la implementación actual proporciona intercambio de datos a velocidades de hasta 3.0 Gb / s por puerto.

La diferencia clave entre SAS y SCSI es la capacidad de conectar unidades SAS a dos puertos diferentes simultáneamente, cada uno de los cuales representa un dominio SAS diferente. Puede imaginarse el impacto que esto tiene en la confiabilidad del almacenamiento y la resistencia del sistema. Además, la naturaleza "conmutada" de la arquitectura SAS permite, en teoría, conectar miles de unidades "casualmente" (¡hasta 16384 unidades sin degradación del rendimiento!), Lo que hace que la escalabilidad de tales sistemas sea teóricamente ilimitada. Las principales diferencias entre las tecnologías SCSI y SAS se muestran en la siguiente tabla.

Especificaciones del cable y conector SAS

Uno de características clave de la interfaz SAS durante su desarrollo, se determinó la posibilidad de un aumento significativo en la tasa de intercambio de datos. Las especificaciones SAS de próxima generación actualmente en desarrollo implican velocidades de transferencia de datos de hasta 6,0 GB / s con total compatibilidad con la primera generación de dispositivos SAS. La próxima generación aún no se ha considerado seriamente, pero se habla de la posibilidad de lograr tasas de intercambio de datos de hasta 12 GB / s.

Al desarrollar conectores para dispositivos SAS, se estableció un aumento prometedor en la velocidad de intercambio de datos y, al mismo tiempo, se tuvo en cuenta la experiencia de miniaturización, vista en las especificaciones SATA. La especificidad del conector radica en la ubicación del segundo puerto de datos, ya que cada uno de los puertos del dispositivo SAS está ubicado en diferentes dominios y sirve para organizar rutas independientes de un dispositivo SAS a otro para asegurar un funcionamiento sin problemas. Si uno de los accionamientos de la cadena falla, esto no afecta de ninguna manera al funcionamiento de otros dispositivos. Así, nació el diseño del conector periférico SAS, de hecho, con una similitud arquitectónica con los conectores de 68 pines para unidades con una interfaz clásica SCSI o SCA-2 paralela, pero al mismo tiempo, por analogía con SATA, que admite hot- taponamiento. "y contacto confiable.

El cableado SAS es mucho más compacto que el cableado ATA y SCSI en paralelo, lo que genera menos confusión y un mejor flujo de aire alrededor de los componentes dentro del chasis. Las longitudes típicas de los cables de interfaz SAS para aplicaciones como estaciones de trabajo no superan 1 m, la longitud máxima de dicho cable puede ser de hasta 8 m. En teoría, esto es comparable a la longitud del cable para la interfaz SCSI, ya que algunos dispositivos modernos Permitir una conexión entre el controlador de host y los periféricos SCSI a una distancia de más de 8 m. Sin embargo, en caso de necesidad, la distancia entre los dispositivos SAS se puede aumentar significativamente debido a los llamados expansores SAS, una especie de "estaciones de bombeo de tuberías".

Es interesante notar que al desarrollar las especificaciones SAS, el grupo de trabajo inmediatamente tomó en cuenta la necesidad de definir los parámetros de conectores y cables no solo para internos, sino también para conexiones externas, similar a las variantes modernas de SCSI como "servidor - sistema JBOD". Para Interfaz SATA la adopción de tales especificaciones se pospuso "para más adelante" y, como resultado, el desarrollo de SATA externo aún no está completo.

En cuanto a las conexiones SAS externas, la base se tomó de la propuesta de Infiniband, donde los conectores externos y sistema de cable están diseñados para 4 dispositivos y al mismo tiempo brindan el rendimiento de la primera generación de conexiones externas SAS al nivel de 1.2 GB / s en cada dirección, es decir, ¡hasta 2400 MB / s en modo full duplex! De acuerdo, más que impresionante para el front-end.

Topología del sistema SAS

El uso de configuraciones de punto a punto permite un alto rendimiento, sin embargo, reverso medalla es la organización de una topología específica, donde la interacción de los dispositivos iniciadores (host) y los periféricos implica el soporte de más de dos dispositivos "en un paquete". Durante el desarrollo del estándar SAS, la especificación estableció inmediatamente la existencia de expansores económicos que le permiten crear sistemas con más de un host iniciador, con soporte para más de un dispositivo periférico.

Otro objetivo importante marcado por los desarrolladores del nuevo estándar es alejarse de la limitación del SCSI clásico, que implica no más de 16 dispositivos en una cadena. Como resultado, cada sistema SAS, con el número apropiado de expansores, es capaz de direccionar hasta 16256 dispositivos en un solo dominio SAS. Cabe destacar la flexibilidad de la configuración de los expansores SAS: sus especificaciones implican la creación de sistemas heterogéneos, donde tanto dispositivos SAS como SATA pueden coexistir como unidades periféricas. De acuerdo, es muy conveniente, especialmente cuando se crean sistemas de almacenamiento económicos o dispositivos con escalado orientado al futuro.

Ilustración del principio de organización del dominio SAS
maxima capacidad

Preste atención a la ilustración de arriba: el módulo verde oscuro en el centro representa el expansor de distribución. Un expansor de "conmutación" de este tipo puede estar presente en un dominio SAS en una sola cantidad y combinar hasta 128 dispositivos SAS. Sin embargo, los dispositivos SAS no deben entenderse exclusivamente como discos duros, ya que aquí nos referimos a cualquier combinación posible de los denominados "expansores de borde" (módulos de color verde claro), dispositivos iniciadores y las unidades reales. Los expansores de periféricos, a su vez, también pueden admitir hasta 128 dispositivos SAS, sin embargo, no se les puede conectar más de un expansor adicional. Los iniciadores (hosts) están marcados con módulos azules en el diagrama y las unidades SAS o SATA están marcadas con cilindros marrones.

Protocolos SAS

La creación de una nueva topología y nuevas interfaces llevaron a la creación de una definición completamente nueva de cómo abordar todos los puertos posibles en el dominio SAS. Con SCSI paralelo, por supuesto, todo es más fácil, ya que el direccionamiento de todos los dispositivos del dominio está predefinido a nivel de hardware.

Como resultado grupo de trabajo Sobre el desarrollo del protocolo SAS, se decidió elegir nombres de 64 bits únicos a nivel mundial, WWN (WorldWide Name) para todos los tipos de dispositivos SAS, como identificadores. Una vez más, nada nuevo bajo la Luna, este es el tipo de direccionamiento que se ha utilizado durante mucho tiempo al nombrar dispositivos de canal de fibra.

Por lo tanto, en el momento del encendido, todos los dispositivos combinados en un solo espacio SAS intercambian sus WWN entre sí, y solo después de eso, el conjunto de dispositivos SAS se convierte en un sistema SAS "significativo". Agregar un nuevo dispositivo al sistema SAS (agregar en este caso significa simplemente "conexión en caliente") o eliminarlo del sistema da como resultado una notificación que notifica a todos los iniciadores del evento y permite que el sistema se ajuste a la nueva configuración. Los expansores, a su vez, son responsables de "emitir" WWN a todos los dispositivos SATA del sistema, tanto en el caso de encenderlo como en el caso de una conexión "activa" de un nuevo dispositivo. Una vez finalizado el proceso de inicialización del sistema, los dispositivos SATA interactúan utilizando protocolos SATA, para dispositivos SAS se utiliza el protocolo SAS, descrito en otros estándares SCSI como SPI (SCSI Parallel Interface).

Además, todo es más simple: el intercambio de comandos, datos, estados y otra información entre dispositivos SAS se realiza mediante paquetes, cuyas especificaciones son muy similares a las características de los paquetes para el intercambio de información cuando se trabaja con dispositivos SCSI en paralelo o Fibre Channel. El formato de los paquetes de datos SAS, llamados "tramas", es especialmente similar a las especificaciones de Fibre Channel: cada uno de ellos consta de bloques descriptores de comandos (CDB) y otras construcciones SCSI definidas por otros estándares SCSI como SCSI Primary Command Set o SCSI Bloquear comando. Aquí hay otro beneficio del estándar SAS: el uso de un protocolo y una arquitectura similares a SCSI le permite combinar construcciones SAS con otros sistemas de almacenamiento y procesamiento de datos con arquitectura Infiniband, iSCSI o Fibre Channel, que, de hecho, también son objetos SCSI.

El protocolo SAS contiene cuatro capas tradicionales: la capa phy, la capa de enlace, la capa de puerto y la capa de transporte. La agregación de las cuatro capas en cada puerto SAS significa que los programas y controladores que se usan para trabajar con los puertos SCSI paralelos pueden usarse igualmente bien para servir los puertos SAS con solo modificaciones menores.

Arquitectura SAS

Las capas de aplicación, incluidos los controladores y las propias aplicaciones, crean tareas específicas para la capa de transporte, que, a su vez, encapsula comandos, datos, estados, etc. en tramas SAS y delega su transferencia a la capa de puerto. Por supuesto, la capa de transporte también es responsable de recibir tramas SAS de la capa de puerto, desmontar las tramas recibidas y transferir el contenido a la capa de aplicación.

La capa de puerto SAS se encarga de intercambiar paquetes de datos con la capa de enlace para establecer conexiones, así como de elegir la capa física a través de la cual se transmitirán los paquetes simultáneamente a varios dispositivos. La capa física SAS significa el entorno de hardware correspondiente: transceptores y módulos de codificación que se conectan a la interfaz física SAS y envían señales a través de circuitos cableados.

Por cierto, permítanme recordarles que a nivel físico, las conexiones en el caso de una interfaz serial SAS son pares de circuitos diferenciales full-duplex, que también se pueden combinar para aumentar el rendimiento (bueno, al igual que PCI-Express) a puertos "anchos". En consecuencia, cada dispositivo puede tener más de un puerto y cada uno de ellos puede configurarse como "estrecho" o "ancho". Las interfaces de host y expansor pueden estar compuestas por varios puertos, con la dirección de cada host disponible para cada periférico y el ancho de banda que se suma. La organización de múltiples rutas para el paso de datos debido a la presencia de puertos "anchos" implica la ejecución paralela de comandos y la correspondiente reducción en la pérdida de tiempo esperando una cola.

Conclusión

El material presentado es solo una breve introducción a los principios de construcción de la arquitectura de la interfaz SAS y las características de implementación de este estándar. Un examen más detallado de las especificaciones de la interfaz probablemente requerirá la publicación de una serie completa de artículos sobre este tema. Es posible que así sea exactamente, afortunadamente, el inicio de la implementación masiva de la interfaz está a la vuelta de la esquina, y la cantidad de preguntas aplicadas sobre la implementación de sistemas SAS solo crecerá con el tiempo.

La definición principal de SAS, que, en mi opinión, no debe olvidarse: la nueva interfaz SCSI conectada en serie fue diseñada para las necesidades de una amplia gama de sistemas de almacenamiento de nivel empresarial, sin embargo, sigue siendo un "rango cercano" interfaz y de ninguna manera pretende reemplazar ninguna interfaz de red, no hay necesidad de "comprar" una implementación similar de la arquitectura "punto a punto".

A pesar de su "afilado" para trabajar en sistemas de almacenamiento grandes y casi infinitamente escalables, la interfaz SCSI adjunta en serie implica una compatibilidad total con unidades Serial ATA relativamente económicas, lo que le permite diseñar sistemas asequibles incluso para pequeñas empresas. Al mismo tiempo, la compatibilidad con unidades SCSI conectadas en serie de 2 puertos permite niveles de rendimiento que nunca antes habían soñado con los sistemas basados en SCSI de hoy en día.

Para aquellos que están listos para sumergirse en el estudio de las características de SCSI adjunto en serie por su cuenta, concluimos con una lista de sitios donde se encuentran los documentos educativos y de establecimiento de estándares.

Recursos del sitio web de Adaptec
Recursos del sitio web de Maxtor
Recursos del sitio web de Seagate

T10:

SCSI conectado en serie -
Modelo de arquitectura SCSI - 3 (SAM-3)
Comandos primarios SCSI - 3 (SPC-3)
Comandos de bloque SCSI - 2 (SBC-2)
Comandos de flujo SCSI - 2 (SSC-2)
Servicios de caja SCSI - 2 (SES-2)

Especificaciones del conector SAS:

SFF 8482 (placa posterior / unidad interna)
SFF 8470 (externo de 4 anchos)
SFF 8223, 8224, 8225 (factores de forma de 2.5 ", 3.5", 5.25 ")
SFF 8484 (interno de 4 anchos)

Especificaciones Serial ATA:

Serial ATA II: Extensiones a Serial ATA 1.0
Serial ATA II: multiplicador de puertos
Serial ATA II: Selector de puerto
Serial ATA II: Cables y conectores Volumen 1

Recursos adicionales:

Comité Internacional de Estándares de Tecnología de la Información
T11 (estándares de canal de fibra)
Asociación de comercio SCSI
SNIA (Asociación de la industria de redes de almacenamiento)