EntradaConexión de unidades SAS al controlador. Diferencia entre SAS y SATA
En los últimos dos años, se han acumulado pocos cambios:
- Supermicro está abandonando el factor de forma patentado de UIO "invertido" para los controladores. Los detalles estarán a continuación.
- LSI 2108 (SAS2 RAID con 512 MB de caché) y LSI 2008 (SAS2 HBA con soporte RAID opcional) todavía están en servicio. Los productos de estos chips, tanto de LSI como de socios OEM, están bastante bien depurados y siguen siendo relevantes.
- Apareció LSI 2208 (el mismo SAS2 RAID con pila LSI MegaRAID, solo que con un procesador de doble núcleo y 1024 MB de caché) y (una versión mejorada de LSI 2008 con un procesador más rápido y soporte PCI-E 3.0).
Pasar de UIO a WIO
Como recordará, las tarjetas UIO son tarjetas PCI-E x8 ordinarias, en las que toda la base del elemento se encuentra en la parte posterior, es decir, cuando se instala en la contrahuella izquierda está en la parte superior. Se necesitó tal factor de forma para instalar las tarjetas en la ranura más baja del servidor, lo que permitió colocar cuatro tarjetas en la tarjeta vertical izquierda. UIO no es solo un factor de forma para tarjetas de expansión, también es un estuche diseñado para instalar elevadores, los propios elevadores y placas base de un factor de forma especial, con un corte para la ranura de expansión inferior y ranuras para instalar elevadores.Esta solución tuvo dos problemas. Primero, el factor de forma no estándar de las tarjetas de expansión limitó la elección del cliente. bajo el factor de forma UIO, solo hay unos pocos controladores SAS, InfiniBand y Ehternet. En segundo lugar, hay una cantidad insuficiente de carriles PCI-E en las ranuras para elevadores: solo 36, de los cuales solo 24 carriles para el elevador izquierdo, lo que claramente no es suficiente para cuatro placas base con PCI-E x8.
¿Qué es WIO? Al principio, resultó que era posible colocar cuatro tablas en la contrahuella izquierda sin la necesidad de "levantar la mantequilla del sándwich", y aparecieron las contrahuellas para tablas ordinarias (RSC-R2UU-A4E8 +). Luego se solucionó el problema de la falta de líneas (ahora hay 80) mediante el uso de ranuras con una mayor densidad de contactos.
| Elevador UIO RSC-R2UU-UA3E8 + |
 |
| Soporte vertical WIO RSC-R2UW-4E8 |
Resultados:
- Los elevadores WIO no se pueden instalar en placas base UIO (como X8DTU-F).
- Las tarjetas verticales UIO no se pueden instalar en tarjetas nuevas que sean compatibles con WIO.
- Hay elevadores para WIO (en la placa base) que tienen una ranura UIO para tarjetas. En caso de que todavía tenga controladores UIO. Se utilizan en plataformas para Socket B2 (6027B-URF, 1027B-URF, 6017B-URF).
- No habrá nuevos controladores en el factor de forma UIO. Por ejemplo, el controlador USAS2LP-H8iR en el chip LSI 2108 será el último, no habrá LSI 2208 bajo UIO, solo un MD2 normal con PCI-E x8.
Controladores PCI-E
Por el momento, son relevantes tres tipos: controladores RAID basados en LSI 2108/2208 y HBA basados en LSI 2308. También hay un misterioso SAS2 HBA AOC-SAS2LP-MV8 en un chip Marvel 9480, pero escribe sobre ello por su exotismo . La mayoría de los casos de uso de los HBA SAS internos son el almacenamiento ZFS en FreeBSD y varios tipos de Solaris. Debido a la ausencia de problemas de soporte en estos sistemas operativos, la elección recae en LSI 2008/2308 en el 100% de los casos.LSI 2108
Además del UIO "shny AOC-USAS2LP-H8iR, que se menciona en la adición, se han agregado dos controladores más:
LSI 2108, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, caché de 512 MB, 8 puertos internos (2 conectores SFF-8087). Es un análogo del controlador LSI 9260-8i, pero fabricado por Supermicro, hay pequeñas diferencias en el diseño de la placa, el precio es $ 40-50 más bajo que LSI. Todas las opciones adicionales de LSI son compatibles: activación, FastPath y CacheCade 2.0, protección de la caché de la batería: LSIiBBU07 y LSIiBBU08 (ahora se prefiere BBU08, tiene un rango de temperatura ampliado e incluye un cable para montaje remoto).
A pesar de la introducción de controladores más eficientes basados en el LSI 2208, el LSI 2108 sigue siendo relevante debido a la reducción de precio. El rendimiento con HDD convencionales es suficiente en cualquier escenario, el límite de IOPS para trabajar con SSD es 150.000, que es más que suficiente para la mayoría de las soluciones económicas.
LSI 2108, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, caché de 512 MB, 4 puertos internos + 4 externos. Análogo al controlador LSI 9280-4i4e. Conveniente para su uso en cuerpos expansores, porque no es necesario llevar la salida del expansor al exterior para conectar JBOD adicionales, o en gabinetes de 1U para 4 discos, si es necesario, para brindar la capacidad de expandir el número de discos. Admite la misma BBU y claves de activación.
LSI 2208
LSI 2208, SAS2 RAID 0/1/5/6/10/50/60, caché de 1024 MB, 8 puertos internos (2 conectores SFF-8087). Es análogo al controlador LSI 9271-8i. LSI 2208 es mayor desarrollo LSI 2108. El procesador se ha convertido en un doble núcleo, lo que nos permitió aumentar el límite de rendimiento de IOPS hasta 465000. Se agregó soporte para PCI-E 3.0 y se aumentó a 1GB de caché.
El controlador admite la protección de batería de caché BBU09 y la protección de flash CacheVault. Supermicro los suministra con los números de pieza BTR-0022L-LSI00279 y BTR-0024L-LSI00297, pero es más fácil comprarlos a través del canal de ventas de LSI (la segunda parte de los números de pieza son los números de pieza nativos de LSI). También se admiten las claves de activación de las opciones de software avanzadas MegaRAID, números de pieza: AOC-SAS2-FSPT-ESW (FastPath) y AOCCHCD-PRO2-KEY (CacheCade Pro 2.0).
LSI 2308 (HBA)
LSI 2308, SAS2 HBA (con firmware IR - RAID 0/1 / 1E), 8 puertos internos (2 conectores SFF-8087). Este es el mismo controlador, viene con diferentes firmwares. AOC-S2308L-L8e: firmware de TI (HBA puro), AOC-S2308L-L8i: firmware de infrarrojos (con soporte RAID 0/1 / 1E). La diferencia es que L8i puede funcionar con firmware de TI e infrarrojos, L8e; solo con TI, el firmware de infrarrojos está bloqueado. Análogo al controlador LSI 9207-8 I... Diferencias con LSI 2008: chip más rápido (800 MHz, como resultado, el límite de IOPS aumentó a 650 mil), apareció el soporte PCI-E 3.0. Aplicación: software RAID "s (ZFS, por ejemplo), servidores de presupuesto.
Sobre la base de este chip, no habrá controladores baratos con soporte para RAID-5 (pila iMR, de controladores listos para usar - LSI 9240).
Controladores a bordo
En los últimos productos (placas X9 y plataformas con ellos), Supermicro denota la presencia de un controlador SAS2 de LSI con el número "7" en el número de pieza y el número "3" para el chipset SAS (Intel C600). Sin embargo, no se hace ninguna distinción entre LSI 2208 y 2308, así que tenga cuidado al elegir una placa.- El controlador basado en LSI 2208 soldado en las placas base tiene un máximo de 16 discos. Al agregar 17, simplemente no se detectará y en el registro de MSM verá el mensaje "PD no es compatible". Esto se compensa con un precio significativamente más bajo. Por ejemplo, un paquete "X9DRHi-F + controlador externo LSI 9271-8i" costará alrededor de $ 500 más que el X9DRH-7F con LSI 2008 integrado. No es posible eludir esta limitación flasheando en el LSI 9271 - flashear otro bloque SBR, como en el caso del LSI 2108, no ayuda.
- Otra característica es la falta de soporte para los módulos CacheVault, las placas simplemente carecen de espacio para un conector especial, por lo que solo se admite BBU09. La posibilidad de instalar el BBU09 depende del armario utilizado. Por ejemplo, LSI 2208 se usa en servidores blade 7127R-S6, hay un conector BBU allí, pero para montar el módulo en sí, necesita un soporte de soporte de batería MCP-640-00068-0N adicional.
- Ahora se necesitará el firmware SAS HBA (LSI 2308), porque en DOS en cualquiera de las placas con LSI 2308 sas2flash.exe no comienza con el error "Error al inicializar PAL".
Controladores en plataformas Twin y FatTwin
Algunas plataformas 2U Twin 2 están disponibles en tres versiones, con tres tipos de controladores. Por ejemplo:- 2027TR-HTRF + - Conjunto de chips SATA
- 2027TR-H70RF + - LSI 2008
- 2027TR ‑ H71RF + - LSI 2108
- 2027TR-H72RF + - LSI 2208
| BPN-ADP-SAS2-H6IR (LSI 2108) |
 |
| BPN-ADP-S2208L-H6iR (LSI 2208) |
| BPN-ADP-SAS2-L6i (LSI 2008) |
Estuches supermicro xxxBE16 / xxxBE26
Otro tema que está directamente relacionado con los controladores es la modernización de casos con. Hay variedades con una caja adicional para dos unidades de 2.5 "ubicadas en el panel posterior de la caja. Propósito: un disco dedicado (o espejo) para el inicio del sistema. Por supuesto, el sistema se puede cargar asignando un pequeño volumen de otro disco grupo o de discos adicionales fijados dentro de la caja (en 846 casos, puede instalar sujetadores adicionales para una unidad de 3.5 "o dos de 2.5"), pero las modificaciones actualizadas son mucho más convenientes:
Además, estos discos adicionales no tienen que estar conectados al controlador SATA del chipset. Con el cable SFF8087-> 4xSATA, puede conectarse al controlador SAS principal a través de la salida del expansor SAS.
PD Espero que la información haya sido útil. No olvide que la información más completa y apoyo técnico para Supermicro, LSI, Adaptec de PMC y otros proveedores, comuníquese con True System.
SAS (SCSI conectado en serie) es una interfaz de computadora en serie diseñada para conectar una variedad de dispositivos de almacenamiento, como unidades de cinta. SAS está diseñado para reemplazar la interfaz SCSI paralela y utiliza el mismo conjunto de comandos SCSI.
SAS es retrocompatible con la interfaz SATA: los dispositivos SATA II y SATA 6 Gb / s se pueden conectar a un controlador SAS, pero los dispositivos SAS no se pueden conectar a un controlador SATA. La última implementación de SAS proporciona velocidades de transferencia de datos de hasta 12 Gbps por línea. Especificación SAS de 24 Gb / s prevista para 2017
SAS combina las ventajas de SCSI (clasificación profunda de la cola de comandos, buena escalabilidad, alta inmunidad al ruido, longitud máxima de cable larga) y Serial ATA (cables delgados, flexibles y económicos, conexión en caliente, topología punto a punto, lo que le permite lograr mejores resultados). rendimiento en configuraciones complejas) con nuevas capacidades únicas, como una topología de conexión avanzada que utiliza concentradores llamados expansores SAS (expansores SAS), que conecta dos canales SAS a uno (ambos para aumentar la confiabilidad y el rendimiento), funciona en un disco como con SAS y SATA interfaz.
En combinación con el nuevo sistema de direccionamiento, esto le permite conectar hasta 128 dispositivos por puerto y tener hasta 16256 dispositivos en el controlador, sin necesidad de manipular puentes, etc. Se ha eliminado la limitación de 2 Terabytes en el volumen del dispositivo lógico.
La longitud máxima del cable entre dos dispositivos SAS es de 10 m cuando se utilizan cables de cobre pasivos.
En realidad, el protocolo de transferencia de datos SAS significa tres protocolos a la vez: SSP (Serial SCSI Protocol), que proporciona la transferencia de comandos SCSI, SMP (SCSI Management Protocol), que funciona con comandos de control SCSI y es responsable, por ejemplo, de interactuar con expansores SAS y STP (SATA Tunneled Protocol), que implementa el soporte para dispositivos SATA.
Los producidos actualmente tienen conectores internos del tipo SFF-8643 (también se le puede llamar mini SAS HD), pero aún se pueden encontrar conectores del tipo SFF-8087 (mini SAS), a los que salen 4 canales SAS.
La versión externa de la interfaz utiliza el conector SFF-8644, pero es posible que aún se encuentre el conector SFF-8088. También admite cuatro canales SAS.
Los controladores SAS son totalmente compatibles con unidades SATA y canastas / placas posteriores SATA- la conexión se realiza habitualmente mediante cables :. El cable se parece a esto:
SFF-8643 -> 4 x SAS / SATA
Por lo general, las jaulas / backplane SAS (plano posterior) tienen conectores SATA en el exterior y siempre puede insertar unidades SATA normales en ellos, por lo tanto, (tales jaulas) generalmente se denominan SAS / SATA.
Sin embargo, existen versiones reversibles de dicho cable para conectar un backplane con conectores internos SFF-8087 a un controlador SAS que tiene conectores SATA normales. Dichos cables no son intercambiables entre sí.
Las unidades SAS no pueden conectarse a un controlador SATA ni instalarse en una caja / plano posterior SATA.
Para conectar discos SAS a un controlador con conectores internos SFF-8643 o SFF-8087 sin usar cestas SAS, debe usar un cable SFF-8643-> SFF-8482 o SFF-8087-> SFF-8482, respectivamente.
Las versiones existentes de la interfaz SAS (1.0, 2.0 y 3.0) son compatibles entre sí, es decir, se puede conectar un disco SAS2.0 a un controlador SAS 3.0 y viceversa. Además, la próxima versión de 24 Gb / s también será compatible con versiones anteriores.
Tipos de conectores SAS
| Imagen | Nombre clave | También conocido como | Externo/ interior |
Numero de contactos | Numero de dispositivos |
Con la llegada de una cantidad suficientemente grande de periféricos SCSI conectados en serie (SAS), podemos señalar el comienzo de la transición del entorno corporativo a los rieles de la nueva tecnología. Pero SAS no solo es el sucesor establecido de la tecnología UltraSCSI, sino que también se está dando cuenta de nuevos usos, llevando la escalabilidad de los sistemas a alturas inimaginables. Decidimos demostrar el potencial de SAS analizando de cerca la tecnología, los adaptadores de host, los discos duros y los sistemas de almacenamiento.
SAS no se puede llamar completamente nueva tecnología: ella toma lo mejor de ambos mundos. La primera parte de SAS trata sobre la comunicación en serie, que requiere menos cables y pines físicos. El cambio de transmisión en paralelo a en serie también eliminó el bus. Aunque de acuerdo con las especificaciones SAS actuales rendimiento Definido en 300 MB / s por puerto, que es menos de 320 MB / s para UltraSCSI, reemplazar el bus compartido con una conexión punto a punto es una ventaja significativa. La segunda parte de SAS es el protocolo SCSI, que sigue siendo poderoso y popular.
SAS puede utilizar y conjunto grande Variedades RAID... Gigantes como Adaptec o LSI Logic ofrecen funciones avanzadas para expansión, migración, conexión y otras capacidades en sus productos, incluidas las relacionadas con matrices RAID distribuidas en múltiples controladores y unidades.
Finalmente, la mayoría de las acciones mencionadas hoy se realizan sobre la marcha. Aquí debemos destacar los excelentes productos AMCC / 3Ware , Areca y Broadcom / Raidcore permitiendo que la funcionalidad de clase empresarial se migre a espacios SATA.
En comparación con SATA, la implementación SCSI tradicional está perdiendo terreno en todos los frentes, excepto en las soluciones empresariales de alta gama. Ofertas SATA discos duros adecuados, tiene un buen precio y una amplia gama de decisiones... Y no olvidemos otra característica SAS "inteligente": se adapta fácilmente a las infraestructuras SATA existentes porque los adaptadores de host SAS funcionan a la perfección con las unidades SATA. Pero no podrá conectar una unidad SAS a un adaptador SATA.
Fuente: Adaptec.
En primer lugar, nos parece que deberíamos volver a la historia de SAS. El estándar SCSI (siglas de "interfaz de sistema de computadora pequeña") siempre se ha considerado como un bus profesional para conectar unidades y algunos otros dispositivos a las computadoras. Los discos duros para servidores y estaciones de trabajo continúan utilizando tecnología SCSI. A diferencia del estándar ATA convencional, que solo permite conectar dos unidades a un solo puerto, SCSI permite conectar hasta 15 dispositivos en un solo bus y ofrece un potente protocolo de comando. Los dispositivos deben tener un ID SCSI único, que se puede asignar manualmente o mediante SCAM (Configuración SCSI automáticamente). Debido a que los ID de dispositivo para buses en dos o más adaptadores SCSI pueden no ser únicos, se han agregado números de unidad lógica (LUN) para ayudar a identificar dispositivos en entornos SCSI complejos.
El hardware SCSI es más flexible y confiable que ATA (también llamado IDE, Integrated Drive Electronics). Los dispositivos se pueden conectar tanto dentro como fuera de la computadora, y la longitud del cable puede ser de hasta 12 m, si solo está correctamente terminado (para evitar reflejos de señal). Con la evolución de SCSI, han surgido numerosos estándares que estipulan diferentes anchos de bus, velocidades de reloj, conectores y voltajes de señal (Fast, Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra2, Ultra2 Wide, Ultra3, Ultra320 SCSI). Afortunadamente, todos usan el mismo conjunto de comandos.
Cualquier comunicación SCSI se establece entre el iniciador (adaptador de host) que envía comandos y la unidad de destino que responde a ellos. Inmediatamente después de recibir un conjunto de comandos, la unidad de destino envía un llamado código de detección (estado: ocupado, error o libre), mediante el cual el iniciador sabe si recibirá la respuesta deseada o no.
El protocolo SCSI especifica casi 60 comandos diferentes. Se dividen en cuatro categorías: sin datos, bidireccionales, datos de lectura y datos de escritura.
Las limitaciones de SCSI comienzan a aparecer cuando agrega unidades al bus. Hoy en día, difícilmente puede encontrar un disco duro capaz de utilizar completamente el ancho de banda de 320 MB / s del Ultra320 SCSI. Pero cinco o más viajes en un solo autobús es otra cuestión. Una opción sería agregar un segundo adaptador de host para el equilibrio de carga, pero tiene un costo. El problema también con los cables: los cables trenzados de 80 hilos son muy caros. Si también desea obtener unidades de "intercambio en caliente", es decir, un reemplazo fácil de una unidad defectuosa, entonces necesita un equipo especial (plano posterior).
Por supuesto, es mejor colocar las unidades en plataformas o módulos separados, que generalmente son intercambiables en caliente, junto con otras características de control agradables. Como resultado, hay mas numero Soluciones SCSI profesionales. Pero todos cuestan mucho, razón por la cual el estándar SATA se ha desarrollado tan rápidamente en los últimos años. Si bien SATA nunca satisfará las necesidades de los sistemas empresariales de alta gama, complementa perfectamente a SAS para crear nuevas soluciones escalables para entornos de redes de próxima generación.
SAS no comparte un bus entre varios dispositivos. Fuente: Adaptec.
SATA
A la izquierda está el conector SATA para transferencia de datos. A la derecha está el conector de la fuente de alimentación. Hay suficientes pines para suministrar 3,3 V, 5 V y 12 V a cada unidad SATA.
El estándar SATA lleva varios años en el mercado y hoy ha alcanzado su segunda generación. SATA I presentaba un rendimiento de 1,5 Gbps con dos conexiones en serie que usaban señalización diferencial de bajo voltaje. La capa física utiliza codificación de 8/10 bits (10 bits reales para 8 bits de datos), lo que explica el ancho de banda máximo de la interfaz de 150 MB / s. Después de la transición de SATA a una velocidad de 300 MB / s, muchos comenzaron a llamar nuevo estándar SATA II, aunque con estandarización SATA-IO(Organización Internacional) planeó agregar más funciones primero, y luego llamarlo SATA II. Por lo tanto, la última especificación se llama SATA 2.5, incluye extensiones SATA como Cola de comandos nativa(NCQ) y eSATA (SATA externo), multiplicadores de puertos (hasta cuatro unidades por puerto), etc. Pero funciones adicionales SATA es opcional tanto para el controlador como para el disco duro.
Esperemos que en 2007 SATA III a 600 MB / s todavía esté disponible.
Mientras que los cables ATA (UltraATA) paralelos se limitaron a 46 cm, los cables SATA pueden tener hasta 1 m de largo y para eSATA pueden ser el doble. En lugar de 40 u 80 cables, la transmisión en serie requiere solo una clavija. Por lo tanto, los cables SATA son muy estrechos, fáciles de pasar dentro de la carcasa de la computadora y no interfieren tanto con el flujo de aire. El puerto SATA se basa en un dispositivo, lo que permite clasificar esta interfaz como punto a punto.
Los conectores SATA para datos y alimentación se proporcionan con enchufes separados.
SAS
El protocolo de señalización es el mismo que el de SATA. Fuente: Adaptec.
Una característica interesante de Serial Attached SCSI es que la tecnología es compatible con SCSI y SATA, por lo que puede conectar unidades SAS o SATA (o ambas) a controladores SAS. Sin embargo, las unidades SAS no pueden funcionar con controladores SATA debido al protocolo serial SCSI (SSP). Al igual que SATA, SAS sigue una conexión punto a punto para unidades (300 MB / s en la actualidad) y, gracias a los expansores SAS (o expansores), se pueden conectar más unidades que los puertos SAS disponibles. Los discos duros SAS admiten dos puertos, cada uno con su propia ID SAS única, por lo que puede utilizar dos conexiones físicas para proporcionar redundancia conectando el disco a dos hosts diferentes. Gracias al STP (Protocolo de túnel SATA), los controladores SAS pueden comunicarse con unidades SATA conectadas al expansor.
Fuente: Adaptec.
Fuente: Adaptec.
Fuente: Adaptec.
Por supuesto, se puede considerar la única conexión física del expansor SAS al controlador de host " embotellamiento", por lo que el estándar proporciona puertos SAS anchos (anchos). Un puerto ancho agrupa varias conexiones SAS en un solo enlace entre dos dispositivos SAS (por lo general, entre un controlador de host y un expansor / expansor). El número de conexiones dentro de un enlace se puede aumentar, depende de Sin embargo, las conexiones redundantes no son compatibles y no se debe permitir ningún bucle o anillo.
Fuente: Adaptec.
Las futuras implementaciones de SAS agregarán 600 y 1200 MB / s de ancho de banda por puerto. Por supuesto, el rendimiento de los discos duros no aumentará en la misma proporción, pero será más conveniente usar expansores en una pequeña cantidad de puertos.
Los dispositivos denominados "Fan Out" y "Edge" son expansores. Pero solo el expansor principal de Fan Out puede funcionar con el dominio SAS (consulte el enlace 4x en el centro del diagrama). Se permiten hasta 128 conexiones físicas por expansor Edge y se pueden usar puertos anchos y / o se pueden conectar otros expansores / unidades. La topología puede ser bastante compleja, pero flexible y poderosa al mismo tiempo. Fuente: Adaptec.
Fuente: Adaptec.
El backplane es el bloque de construcción básico de cualquier sistema de almacenamiento que necesita ser conectable en caliente. Por lo tanto, los expansores SAS a menudo incluyen potentes equipos (ya sea en un solo paquete o no). Normalmente, se utiliza un único enlace para conectar un complemento simple al adaptador de host. Los expansores con complementos integrados, por supuesto, dependen de conexiones multicanal.
Hay tres tipos de cables y conectores diseñados para SAS. SFF-8484 es un cable interno de varios núcleos que conecta el adaptador de host al equipo. En principio, se puede lograr lo mismo dividiendo este cable en un extremo en varios conectores SAS separados (vea la ilustración a continuación). SFF-8482 es el conector que conecta la unidad a una única interfaz SAS. Finalmente, el SFF-8470 es un cable multinúcleo externo, de hasta seis metros de largo.
Fuente: Adaptec.
Cable SFF-8470 para conexiones multicanal SAS externas.
Cable trenzado SFF-8484. Cuatro canales / puertos SAS pasan a través de un conector.
Cable SFF-8484 que permite la conexión de cuatro unidades SATA.
SAS como parte de las soluciones SAN
¿Por qué necesitamos toda esta información? La mayoría de los usuarios ni siquiera se acercarán a la topología SAS que discutimos anteriormente. Pero SAS es más que una interfaz de próxima generación para discos duros profesionales, aunque es ideal para construir matrices RAID simples y complejas basadas en uno o más controladores RAID. SAS puede hacer más. Esta es una interfaz en serie de punto a punto que se escala fácilmente a medida que agrega la cantidad de enlaces entre dos dispositivos SAS. Las unidades SAS vienen con dos puertos, por lo que puede conectar un puerto a través de un expansor a un sistema host y luego crear una ruta de respaldo a otro sistema host (u otro expansor).
La comunicación entre adaptadores y expansores SAS (así como entre dos expansores) puede ser tan amplia como el número de puertos SAS disponibles. Los expansores suelen ser sistemas de bastidor que pueden acomodar una gran cantidad de unidades y posible conexión SAS a un dispositivo ascendente en la jerarquía (por ejemplo, un controlador de host) está limitado solo por las capacidades del expansor.
Con una infraestructura rica y funcional, SAS le permite crear topologías de almacenamiento complejas, en lugar de discos duros dedicados o almacenamiento en red independiente. En este caso, "complejo" no significa que sea difícil trabajar con dicha topología. Las configuraciones SAS consisten en complementos de disco simples o utilizan expansores. Cualquier enlace SAS se puede ampliar o reducir, según los requisitos de ancho de banda. Puede utilizar potentes discos duros SAS y grandes modelos SATA. Junto con potentes controladores RAID, puede configurar, expandir o reconfigurar fácilmente matrices de datos, tanto en términos de nivel RAID como desde el lado del hardware.
Todo esto se vuelve aún más importante cuando se considera la rapidez con la que crece el almacenamiento corporativo. En la actualidad, todo el mundo habla de una SAN, una red de área de almacenamiento. Implica una organización descentralizada del subsistema de almacenamiento con servidores tradicionales, utilizando almacenamiento físicamente remoto. En las redes Gigabit Ethernet o Fibre Channel existentes, se lanza un protocolo SCSI ligeramente modificado, encapsulado en paquetes Ethernet (iSCSI - Internet SCSI). Un sistema que se ejecuta desde un solo disco duro hasta matrices RAID anidadas complejas se convierte en un objetivo (objetivo) y está vinculado al iniciador (sistema host, iniciador), que trata al objetivo como si fuera solo un elemento físico.
iSCSI, por supuesto, le permite crear una estrategia para el desarrollo del almacenamiento, la organización de datos o el control de acceso. Obtenemos otro nivel de flexibilidad al eliminar el almacenamiento adjunto directo, lo que permite que cualquier subsistema de almacenamiento se convierta en un objetivo iSCSI. Pasar al almacenamiento externo hace que el sistema sea independiente de los servidores de almacenamiento (punto crítico de falla) y mejora la capacidad de administración del hardware. Desde el punto de vista del software, el almacenamiento sigue estando "dentro" del servidor. El objetivo y el iniciador iSCSI se pueden ubicar cerca, en diferentes pisos, en diferentes salas o edificios; todo depende de la calidad y la velocidad de la conexión IP entre ellos. Desde este punto de vista, es importante tener en cuenta que SAN no se adapta bien a los requisitos operativos. aplicaciones disponibles como bases de datos.
Discos duros SAS de 2,5 "
Los discos duros de 2,5 "para el mundo profesional todavía se consideran nuevos. Hace ya bastante tiempo que observamos el primer disco duro de este tipo de Seagate: 2.5 "Ultra320 Savvio que dejó una buena impresión. Todas las unidades SCSI de 2,5 "utilizan velocidades de eje de 10.000 rpm, pero no coinciden con el nivel de rendimiento de las unidades de 3,5" a la misma velocidad de eje. El hecho es que las pistas exteriores de los modelos de 3,5 "giran a una velocidad lineal más alta, lo que proporciona una tasa de transferencia de datos más alta.
La ventaja de los discos duros pequeños tampoco está en la capacidad: hoy para ellos el máximo sigue siendo de 73 GB, mientras que en los discos duros de clase empresarial de 3,5 "ya tenemos 300 GB. En muchas áreas, la relación entre el rendimiento y el espacio físico ocupado el volumen es muy importante. o la eficiencia energética. Cuantos más discos duros utilice, más rendimiento obtendrá junto con la infraestructura adecuada, por supuesto. Y los discos de 2,5 "consumen casi la mitad de la energía de los competidores de 3,5". rendimiento por vatio (I / O operaciones por vatio), el factor de forma de 2,5 "da muy buenos resultados.
Si la capacidad es su principal preocupación, es poco probable que las unidades de 3,5 "a 10.000 RPM sean la mejor opción. El hecho es que las unidades SATA de 3,5" proporcionan un 66% más de capacidad (500 en lugar de 300 GB para el disco duro) manteniendo el nivel de rendimiento aceptable. Muchos fabricantes de discos duros ofrecen modelos SATA para funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana, y el precio de los discos se ha reducido al mínimo. Los problemas de confiabilidad se pueden resolver comprando unidades de repuesto para su reemplazo inmediato en la matriz.
La línea MAY representa la generación actual de unidades profesionales de 2,5 "de Fujitsu. Velocidades de rotación de 10.025 rpm, capacidades de 36,7 GB y 73,5 GB. Todas las unidades vienen con 8 MB de caché y tiempos de búsqueda de lectura promedio. Escrituras de 4,0 ms y 4,5 ms Como ya hemos mencionado , una característica interesante de los discos duros de 2,5 "es el reducido consumo de energía. Normalmente, un disco duro de 2,5 "puede ahorrar al menos un 60% de energía en comparación con un disco de 3,5".
Discos duros SAS de 3,5 "
Debajo del MAX se encuentra la línea actual de Fujitsu de discos duros de alto rendimiento de 15.000 RPM. Entonces el nombre es bastante consistente. A diferencia de las unidades de 2,5 ", obtenemos 16 MB de caché y un tiempo de búsqueda medio corto de 3,3 ms para lectura y 3,8 ms para escritura. Fujitsu ofrece modelos de 36,7 GB, 73,4 GB y 146 GB. GB (con uno, dos y cuatro platos).
Los cojinetes hidrodinámicos también han llegado a los discos duros de clase empresarial, por lo que los nuevos modelos funcionan significativamente más silenciosos que los anteriores a 15.000 rpm. Por supuesto, estos discos duros deben enfriarse adecuadamente y el hardware también lo garantiza.
Hitachi Global Storage Technologies también ofrece su propia línea de soluciones de alto rendimiento. El UltraStar 15K147 funciona a 15.000 rpm y tiene 16 MB de caché, al igual que las unidades Fujitsu, pero la configuración del plato es diferente. El modelo de 36,7 GB utiliza dos platos, no uno, y el modelo de 73,4 GB utiliza tres platos, no dos. Esto indica una densidad de datos más baja, pero este diseño, de hecho, elimina el uso de las áreas internas más lentas de los platos. Como resultado, los cabezales tienen que moverse menos, lo que proporciona un mejor tiempo de acceso medio.
Hitachi también ofrece modelos de 36,7 GB, 73,4 GB y 147 GB con una búsqueda (lectura) cronometrada de 3,7 ms.
Aunque Maxtor ya se ha convertido en parte de Seagate, las líneas de productos de la empresa siguen intactas. El fabricante ofrece modelos de 36, 73 y 147 GB, todos los cuales difieren en velocidades de eje de 15.000 rpm y 16 MB de caché. La compañía afirma un tiempo de búsqueda promedio de 3.4ms para lecturas y 3.8ms para escrituras.
Cheetah se ha asociado durante mucho tiempo con discos duros de alto rendimiento. Una asociación similar con el lanzamiento. Barracuda Seagate también pudo inculcar en el segmento de escritorio, ofreciendo la primera unidad de escritorio de 7200 rpm en 2000.
Disponible en modelos de 36,7 GB, 73,4 GB y 146,8 GB. Todos se diferencian en una velocidad de giro de 15.000 rpm y una caché de 8 MB. El tiempo de búsqueda promedio indicado para lectura es de 3,5 ms y para escritura de 4,0 ms.
Adaptadores de host
A diferencia de los controladores SATA, los componentes SAS solo se pueden encontrar en placas base de nivel de servidor o como tarjetas de expansión para PCI-X o PCI Express... Si damos un paso más y consideramos los controladores RAID (Redundant Array of Inexpensive Drives), debido a su complejidad, se venden, en su mayor parte, en forma de tarjetas separadas. Las tarjetas RAID contienen no solo el controlador en sí, sino también un chip para acelerar los cálculos de la información de redundancia (motor XOR), así como la memoria caché. A veces se suelda una pequeña cantidad de memoria a la tarjeta (la mayoría de las veces 128 MB), pero algunas tarjetas le permiten expandir la capacidad usando DIMM o SO-DIMM.
Al elegir un adaptador de host o un controlador RAID, debe tener claro lo que necesita. La gama de nuevos dispositivos crece justo ante nuestros ojos. Los adaptadores de host multipuerto simples son comparativamente baratos, mientras que las tarjetas RAID potentes son caras. Considere dónde colocará sus unidades: por almacenamiento externo se requiere al menos un conector externo. Los servidores en rack generalmente requieren tarjetas de bajo perfil.
Si necesita RAID, considere si utilizará aceleracion de hardware... Algunas tarjetas RAID consumen recursos de la CPU para XORing RAID 5 o 6; otros usan su propio motor XOR de hardware. Se recomienda la aceleración RAID para entornos donde el servidor hace más que almacenar datos, como bases de datos o servidores web.
Todas las tarjetas adaptadoras de host que hemos mostrado en nuestro artículo admiten 300 MB / s por puerto SAS y permiten una implementación muy flexible de la infraestructura de almacenamiento. Hoy en día, difícilmente sorprenderá a nadie con puertos externos y considere el soporte para discos duros SAS y SATA. Las tres tarjetas utilizan la interfaz PCI-X, pero las versiones PCI Express ya están en desarrollo.
En nuestro artículo, prestamos atención a las tarjetas con ocho puertos, pero la cantidad de discos duros conectados no se limita a eso. Con el expansor SAS (externo), puede conectar cualquier almacenamiento. Siempre que una conexión de 4 carriles sea suficiente, puede ampliar la cantidad de discos duros hasta 122. Debido al costo de rendimiento de calcular la información de paridad de RAID 5 o RAID 6, el almacenamiento RAID externo típico no podrá cargar el ancho de banda de una conexión de 4 carriles suficientemente, incluso con una gran cantidad de unidades.
El 48300 es un adaptador de host SAS para el bus PCI-X. El mercado de servidores sigue estando dominado por PCI-X, aunque cada vez más placas base están equipadas con interfaces PCI Express.
El Adaptec SAS 48300 utiliza una interfaz PCI-X a 133 MHz para un ancho de banda de 1,06 GB / s. Lo suficientemente rápido si otros dispositivos no cargan el bus PCI-X. Si incluye un dispositivo más lento en el bus, todas las demás tarjetas PCI-X se ralentizarán a la misma velocidad. Para este propósito, a veces se instalan varios controladores PCI-X en la placa.
Adaptec está posicionando el SAS 4800 para estaciones de trabajo y servidores de gama media y baja. El MSRP es de $ 360, lo cual es bastante razonable. Admite Adaptec HostRAID para migrar a las matrices RAID más simples. En este caso, se trata de los niveles RAID 0, 1 y 10. La tarjeta admite una conexión externa SFF8470 de cuatro canales, así como un conector interno SFF8484 emparejado con un cable para cuatro dispositivos SAS, es decir, obtenemos un total de ocho puertos.
La tarjeta cabe en un servidor en rack de 2U con una cubierta de ranura de perfil bajo. El paquete también incluye un CD con un controlador, una guía de instalación rápida y un cable SAS interno a través del cual puede conectar hasta cuatro unidades del sistema a la tarjeta.
El reproductor SAS LSI Logic nos envió un adaptador de host SAS3442X PCI-X, un competidor directo del Adaptec SAS 48300. Viene con ocho puertos SAS que se dividen entre dos interfaces de cuatro carriles. El corazón de la tarjeta es el chip LSI SAS1068. Una de las interfaces está pensada para dispositivos internos, la segunda es para DAS (Direct Attached Storage) externo. La placa utiliza la interfaz de bus PCI-X 133.
Como de costumbre, se admiten 300 MB / s para unidades SATA y SAS. Hay 16 LED en la placa del controlador. Ocho de ellos son LED de actividad simple y ocho más están diseñados para informar un mal funcionamiento del sistema.
La LSI SAS3442X es una tarjeta de bajo perfil, por lo que se adapta fácilmente a cualquier servidor en rack de 2U.
Tenga en cuenta la compatibilidad del controlador para Linux, Netware 5.1 y 6, Windows 2000 y Server 2003 (x64), Windows XP (x64) y Solaris hasta 2.10. A diferencia de Adaptec, LSI ha decidido no agregar soporte para ningún modo RAID.
Adaptadores RAID
SAS RAID4800SAS es la solución de Adaptec para entornos SAS más complejos y se puede utilizar para servidores de aplicaciones, servidores de transmisión y más. Ante nosotros, nuevamente, una tarjeta de ocho puertos, con una conexión SAS externa de cuatro carriles y dos interfaces internas de cuatro carriles. Pero si se usa conexión externa, entonces solo queda una interfaz de cuatro canales de las internas.
La tarjeta también está diseñada para PCI-X 133, que proporciona suficiente ancho de banda incluso para las configuraciones RAID más exigentes.
En lo que respecta a los modos RAID, aquí SAS RAID 4800 supera fácilmente a su "hermano pequeño": los niveles RAID 0, 1, 10, 5, 50 son compatibles de forma predeterminada, si tiene un número suficiente de unidades. A diferencia del 48300, Adaptec ha incluido dos cables SAS para que pueda conectar inmediatamente ocho discos duros al controlador. A diferencia del 48300, la tarjeta requiere una ranura PCI-X de longitud completa.
Si decide actualizar su tarjeta a Adaptec Suite de protección de datos avanzada luego puede actualizar a modos RAID redundantes duales (6, 60) y una variedad de características de clase empresarial: unidad de espejo seccionado (RAID 1E), espaciado en caliente (RAID 5EE) y copia de repuesto en caliente. Adaptec Storage Manager es una utilidad basada en navegador que administra todos los adaptadores Adaptec.
Adaptec ofrece controladores para Windows Server 2003 (y x64), Windows 2000 Server, Windows XP (x64), Novell Netware, Red Hat Enterprise Linux 3 y 4, SuSe Linux Enterprise Server 8 y 9 y FreeBSD.
Complementos SAS
El 335SAS es un complemento para cuatro unidades SAS o SATA, pero debe conectarse a un controlador SAS. El ventilador de 120 mm mantiene frías las unidades. También tendrá que conectar dos enchufes de alimentación Molex a la plataforma.
Adaptec ha incluido un cable I2C que se puede utilizar para controlar las herramientas a través de un controlador apropiado. Pero esto no funcionará con unidades SAS. Un cable LED adicional está destinado a señalar la actividad de las unidades, pero, nuevamente, solo para unidades SATA. El volumen de suministro también incluye un cable SAS interno para cuatro unidades, por lo que un cable externo de cuatro canales será suficiente para conectar las unidades. Si desea utilizar unidades SATA, deberá utilizar adaptadores SAS a SATA.
El precio minorista de $ 369 no es barato. Pero obtienes una solución sólida y confiable.
Almacenamiento SAS
SANbloc S50 es una solución empresarial de 12 unidades. Recibirá un gabinete de montaje en rack de 2U que se conecta a los controladores SAS. Este es uno de los mejores ejemplos de soluciones SAS escalables. 12 unidades pueden ser SAS o SATA. O imagina una mezcla de ambos tipos. El expansor incorporado puede usar una o dos interfaces SAS de 4 carriles para conectar el S50 a un adaptador de host o controlador RAID. Ya que ante nosotros es claramente solución profesional, está equipado con dos fuentes de alimentación (redundantes).
Si ya ha comprado un adaptador de host SAS de Adaptec, puede conectarlo fácilmente al S50 y utilizar Adaptec Storage Manager para administrar sus unidades. Si instala discos duros SATA de 500 GB, obtenemos 6 TB de almacenamiento. Si tomamos unidades SAS de 300 GB, la capacidad es de 3,6 TB. Dado que el expansor está conectado al controlador de host con dos interfaces de cuatro canales, obtenemos un ancho de banda de 2.4 GB / s, que será más que suficiente para cualquier tipo de arreglo. Si instala 12 unidades en una matriz RAID0, el rendimiento máximo es de solo 1,1 GB / s. A mediados de este año, Adaptec promete lanzar una versión ligeramente modificada con dos unidades de E / S SAS independientes.
SANbloc S50 contiene monitoreo automático y control automático de velocidad del ventilador. Sí, el dispositivo es demasiado ruidoso, por lo que nos sentimos aliviados de regalarlo del laboratorio después de que se completaron las pruebas. Se envía un mensaje de falla de la unidad al controlador a través de SES-2 (Servicios de caja SCSI) o mediante la interfaz física I2C.
Las temperaturas de funcionamiento de los actuadores son de 5 a 55 ° C y de los accesorios de 0 a 40 ° C.
Al comienzo de nuestras pruebas, obtuvimos un rendimiento máximo de solo 610 MB / s. Al intercambiar el cable entre el S50 y el controlador de host Adaptec, aún pudimos alcanzar 760 MB / s. Usamos siete discos duros para cargar el sistema en modo RAID 0. El aumento en la cantidad de discos duros no dio lugar a un aumento en el rendimiento.
Configuración de prueba
| Hardware del sistema | |
| Procesadores | 2x Intel Xeon(núcleo de Nocona) 3,6 GHz, FSB800, 1 MB de caché L2 |
| Plataforma | Asus NCL-DS (Toma 604) Conjunto de chips Intel E7520, BIOS 1005 |
| Memoria | Corsair CM72DD512AR-400 (DDR2-400 ECC, reg.) 2x 512 MB, CL3-3-3-10 |
| Disco duro del sistema | Caviar Western Digital WD1200JB 120 GB 7200 RPM 8 MB de caché UltraATA / 100 |
| Controladores de almacenamiento | Controlador Intel 82801EB UltraATA / 100 (ICH5) Promesa SATA 300TX4 Adaptec AIC-7902B Ultra320 Adaptec 48300 PCI-X SAS de 8 puertos Adaptec 4800 PCI-X SAS de 8 puertos LSI Logic SAS3442X 8 puertos PCI-X SAS |
| Bóvedas | Plataforma de interior intercambiable en caliente de 4 bahías 2U, 12 HDD SAS / SATA JBOD |
| La red | Broadcom BCM5721 Gigabit Ethernet |
| Tarjeta de video | Incorporado ATi RageXL, 8 MB |
| Pruebas | |
| medición del desempeño | c "t h2benchw 3.6 |
| Medición del rendimiento de E / S | IOMeter 2003.05.10 Benchmark del servidor de archivos Benchmark del servidor web Benchmark de base de datos Estación de trabajo-Benchmark |
| Controladores y software del sistema | |
| SO | Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition, Service Pack 1 |
| Conductor de plataforma | Utilidad de instalación de chipset Intel 7.0.0.1025 |
| Controlador de gráficos Script de la estación de trabajo. Después de examinar varios discos duros SAS nuevos, tres controladores asociados y dos complementos, quedó claro que SAS era una tecnología prometedora. Si observa la documentación técnica de SAS, comprenderá por qué. No solo tenemos el sucesor SCSI en serie (rápido, conveniente y fácil de usar), sino también un excelente nivel de escalabilidad y crecimiento de la infraestructura, en comparación con el cual las soluciones SCSI Ultra320 parecen una edad de piedra. Y la compatibilidad es genial. Si planea comprar hardware SATA profesional para su servidor, entonces debería mirar más de cerca a SAS. Cualquier controlador o hardware SAS es compatible con discos duros SAS y SATA. Por lo tanto, puede crear entornos SAS de alto rendimiento y entornos SATA de alta capacidad, o ambos. El cómodo soporte para almacenamiento externo es otro beneficio importante de SAS. Si el almacenamiento SATA utiliza soluciones patentadas o un solo enlace SATA / eSATA, la interfaz de almacenamiento SAS permite un mayor ancho de banda en grupos de cuatro enlaces SAS. Como resultado, tenemos la oportunidad de aumentar el rendimiento para las necesidades de las aplicaciones y no descansar en UltraSCSI de 320 MB / s o SATA de 300 MB / s. Además, los expansores SAS le permiten crear una jerarquía completa de dispositivos SAS, para que los administradores tengan más libertad de actividad. La evolución de los dispositivos SAS no termina ahí. Nos parece que la interfaz UltraSCSI puede considerarse obsoleta y poco a poco descartada. Es poco probable que la industria lo mejore, a menos que continúe respaldando las implementaciones UltraSCSI existentes. De todos modos, nuevos discos duros, los últimos modelos de almacenamiento y accesorios, así como un aumento en la velocidad de la interfaz hasta 600 MB / s, y luego hasta 1200 MB / s, todo esto está destinado a SAS. ¿Cuál debería ser la infraestructura de almacenamiento moderna? Los días de UltraSCSI están contados con la disponibilidad de SAS. La versión secuencial es un paso lógico hacia adelante y hace frente a todas las tareas mejor que su predecesora. La cuestión de elegir entre UltraSCSI y SAS se vuelve obvia. Elegir entre SAS o SATA es un poco más difícil. Pero si mira hacia adelante, los componentes SAS son aún mejores. De hecho, para obtener el máximo rendimiento o desde una perspectiva de escalabilidad, en la actualidad ya no existe una alternativa a SAS. | |
Durante más de 20 años, la interfaz de bus paralelo ha sido el protocolo de comunicación más común para la mayoría de los sistemas de almacenamiento digital. Pero con la creciente demanda de ancho de banda y flexibilidad, se han hecho evidentes las deficiencias de dos de las tecnologías de interfaz paralela más comunes, SCSI y ATA. La falta de compatibilidad entre las interfaces SCSI y ATA paralelas (diferentes conectores, cables y conjuntos de instrucciones utilizados) aumenta el costo de mantenimiento de los sistemas, la investigación y el desarrollo, la capacitación y la calificación de nuevos productos.
Hoy en día, las tecnologías paralelas todavía se adaptan a los usuarios de los sistemas corporativos modernos en términos de rendimiento, pero la creciente demanda de velocidades más altas, una mayor seguridad de los datos durante la transmisión, dimensiones físicas, así como una estandarización más amplia, cuestionan la capacidad de la interfaz paralela para mantenerse al día con el rápido crecimiento del rendimiento de la CPU unidades de disco duro... Además, en condiciones de austeridad, cada vez es más difícil para las empresas encontrar fondos para el desarrollo y mantenimiento de varios tipos de conectores. paneles traseros gabinetes de servidor y matrices de discos externos, pruebas de compatibilidad de interfaces heterogéneas e inventario de conexiones heterogéneas para E / S.
El uso de interfaces paralelas también presenta otros problemas. La transmisión de datos en paralelo a través de cables terminales anchos es propensa a la diafonía, que puede crear interferencias adicionales y provocar errores de señal; para evitar esta trampa, es necesario reducir la velocidad de la señal o limitar la longitud del cable, o ambos. La terminación de señales en paralelo también está asociada con ciertas dificultades: debe terminar cada línea por separado, generalmente esta operación la realiza el último acumulador para evitar la reflexión de la señal al final del cable. Por último, los grandes cables y conectores utilizados en las interfaces paralelas hacen que estas tecnologías no sean adecuadas para los nuevos sistemas informáticos compactos.
Presentación de SAS y SATA
Las tecnologías seriales como Serial ATA (SATA) y Serial Attached SCSI (SAS) superan las limitaciones arquitectónicas inherentes a las interfaces paralelas tradicionales. Estas nuevas tecnologías deben su nombre al método de transmisión de señales, cuando toda la información se transmite de forma secuencial (serie en inglés), un solo flujo, en contraste con múltiples flujos, que se utilizan en tecnologías paralelas. La principal ventaja de la interfaz en serie es que cuando los datos se transfieren en un solo flujo, se mueve mucho más rápido que con la interfaz paralela.Las tecnologías seriales combinan muchos bits de datos en paquetes y luego los transmiten por cable a velocidades hasta 30 veces más rápidas que las interfaces paralelas.
SATA amplía las capacidades de la tecnología ATA tradicional al permitir la transferencia de datos entre unidades de disco a velocidades de 1,5 GB por segundo y superiores. Bajo costo por gigabyte de almacenamiento Unidad SATA seguirá siendo la interfaz de disco dominante en computadoras de escritorio, servidores de nivel de entrada y sistemas de almacenamiento en red, donde el costo es una consideración importante.
SAS, el sucesor de SCSI paralelo, se basa en la funcionalidad probada de su predecesor y promete expandir en gran medida las capacidades de los sistemas de almacenamiento empresarial actuales. SAS tiene muchos beneficios que no están disponibles soluciones tradicionales en el campo del almacenamiento de datos. En particular, SAS permite conectar hasta 16,256 dispositivos a un solo puerto y proporciona conexiones seriales punto a punto confiables a velocidades de hasta 3 Gb / s.
Además, con un conector SAS más pequeño, proporciona una conectividad completa de dos puertos para unidades de 3,5 "y 2,5" (anteriormente solo estaba disponible con unidades de canal de fibra de 3,5 "). Esta es una característica muy útil cuando necesita acomodar una gran cantidad de unidades redundantes en un sistema compacto como un servidor blade de bajo perfil.
SAS mejora el direccionamiento y la conectividad de las unidades con extensores de hardware que le permiten conectar una gran cantidad de unidades a uno o más controladores de host. Cada expansor admite hasta 128 dispositivos físicos, que pueden ser otros controladores de host, otros expansores SAS o unidades de disco. Este diseño se escala bien y le permite crear topologías a escala empresarial que admiten fácilmente la agrupación en clústeres de varios sitios para la recuperación automática del sistema en caso de una falla y para un equilibrio de carga uniforme.
Uno de los principales beneficios de la nueva tecnología en serie es que la interfaz SAS también será compatible con las unidades SATA de menor costo, lo que permitirá a los diseñadores de sistemas utilizar ambos tipos de unidades en el mismo sistema sin gastar dinero. fondos adicionales para admitir dos interfaces diferentes. Por lo tanto, SAS, la próxima generación de tecnología SCSI, supera las limitaciones existentes de las tecnologías paralelas en términos de rendimiento, escalabilidad y disponibilidad de datos.
Múltiples niveles de compatibilidad
Compatibilidad fisicaEl conector SAS es universal y compatible con SATA en factor de forma. Esto permite que las unidades SAS y SATA se conecten directamente al sistema SAS y, por lo tanto, utilicen el sistema para aplicaciones de misión crítica que requieren un alto rendimiento y acceso rápido a los datos, o para aplicaciones más rentables con un menor costo por gigabyte.
El conjunto de comandos SATA es un subconjunto del conjunto de comandos SAS, que proporciona compatibilidad entre dispositivos SATA y controladores SAS. Sin embargo, las unidades SAS no pueden funcionar con un controlador SATA, por lo que están equipadas con teclas especiales en los conectores para eliminar la posibilidad de una conexión incorrecta.
Además, las características físicas de las interfaces SAS y SATA son similares, lo que permite que el nuevo plano posterior SAS universal se adapte a unidades SAS y SATA. Como resultado, no es necesario utilizar dos paneles posteriores diferentes para las unidades SCSI y ATA. Esta compatibilidad de diseño beneficia tanto a los fabricantes de backplane como a los usuarios finales al reducir los costos de hardware y diseño.
Compatibilidad de protocolo
La tecnología SAS incluye tres tipos de protocolos, cada uno de los cuales se utiliza para transferir datos diferentes tipos a través de la interfaz en serie, dependiendo del dispositivo al que se acceda. El primero es el protocolo serial SCSI SSP, que envía comandos SCSI, y el segundo es el protocolo de administración SCSI (SMP), que transfiere información de control a los expansores. El tercero, SATA Tunneled Protocol STP, establece una conexión que permite la transmisión de comandos SATA. Al utilizar estos tres protocolos, la interfaz SAS es totalmente compatible con las aplicaciones SCSI, el software de gestión y los dispositivos SATA existentes.
Esta arquitectura multiprotocolo, combinada con compatibilidad física Conectores SAS y SATA, hace que la tecnología SAS sea un pegamento universal entre los dispositivos SAS y SATA.
Beneficios de la compatibilidad
La interoperabilidad SAS y SATA ofrece una variedad de beneficios a los diseñadores de sistemas, ensambladores y usuarios finales.
Los diseñadores de sistemas pueden utilizar los mismos paneles posteriores, conectores y conexiones de cables debido a la compatibilidad con SAS y SATA. Actualizar un sistema de SATA a SAS es esencialmente una cuestión de reemplazar las unidades de disco. En contraste, para los usuarios tradicionales en paralelo, el cambio de ATA a SCSI significa reemplazar paneles traseros, conectores, cables y unidades. Otros beneficios rentables de la interoperabilidad de la tecnología secuencial incluyen la certificación simplificada y la gestión de materiales.
Los revendedores de VAR y los constructores de sistemas pueden reconfigurar fácil y rápidamente los sistemas personalizados simplemente instalando la unidad de disco adecuada en el sistema. No es necesario trabajar con tecnologías incompatibles y utilizar conectores especiales y diferentes conexiones de cables. Además, la flexibilidad adicional para equilibrar el precio y el rendimiento permitirá a los revendedores de VAR y a los desarrolladores de sistemas diferenciar mejor sus productos.
Para los usuarios finales, la compatibilidad con SATA y SAS significa un nuevo nivel de flexibilidad cuando se trata de elegir la relación precio / rendimiento adecuada. Las unidades SATA son la mejor opción para servidores y sistemas de almacenamiento de bajo costo, mientras que las unidades SAS brindan rendimiento máximo, fiabilidad y compatibilidad con software de control. La capacidad de actualizar de unidades SATA a unidades SAS sin la necesidad de comprar un nuevo sistema simplifica enormemente el proceso de decisión de compra, protege la inversión de su sistema y reduce el costo total de propiedad.
Co-desarrollo de protocolos SAS y SATA
20 de enero de 2003 SCSI Trade Association (STA) y Grupo de trabajo El grupo de trabajo Serial ATA (SATA) II anunció una colaboración para garantizar la compatibilidad a nivel de sistema de la tecnología SAS con unidades de disco SATA.Las dos organizaciones están trabajando juntas, así como los esfuerzos conjuntos de los proveedores de almacenamiento y los comités de estándares, para proporcionar pautas de interoperabilidad aún más precisas para ayudar a los diseñadores de sistemas, profesionales de TI y usuarios finales a ajustar sus sistemas para lograr un rendimiento y confiabilidad óptimos. y menor costo total de propiedad.
La especificación SATA 1.0 fue aprobada en 2001 y actualmente existen productos SATA en el mercado de varios fabricantes. La especificación SAS 1.0 fue aprobada a principios de 2003 y se espera que los primeros productos lleguen al mercado en el primer semestre de 2004.
Este artículo se centrará en lo que le permite conectar un disco duro a su computadora, es decir, la interfaz del disco duro. Más precisamente, sobre las interfaces de los discos duros, porque se han inventado una gran cantidad de tecnologías para conectar estos dispositivos durante todo el período de su existencia, y la abundancia de estándares en esta área puede confundir a un usuario sin experiencia. Sin embargo, todo en orden.
Las interfaces de disco duro (o, estrictamente hablando, interfaces de almacenamiento externo, ya que pueden usarse no solo, sino también otros tipos de unidades, por ejemplo, unidades ópticas) están diseñadas para intercambiar información entre estos dispositivos de memoria externos y la placa base. Las interfaces de disco duro, tanto como los parámetros físicos de las unidades, afectan gran parte del rendimiento de la unidad. En particular, las interfaces de las unidades determinan sus parámetros, como la velocidad de intercambio de datos entre el disco duro y la placa base, la cantidad de dispositivos que se pueden conectar a una computadora, la capacidad de crear matrices de discos, la posibilidad de conexión en caliente. , soporte para tecnologías NCQ y AHCI, etc. ... También depende de la interfaz del disco duro qué cable, cable o adaptador necesita para conectarlo a la placa base.
SCSI: interfaz de sistema informático pequeño
SCSI es una de las interfaces más antiguas desarrolladas para conectar dispositivos de almacenamiento en computadoras personales. Este estándar apareció a principios de la década de 1980. Uno de sus desarrolladores fue Alan Shugart, también conocido como el inventor de las unidades de disquete.
Vista externa de la interfaz SCSI en la placa y el cable para conectarse a ella
El estándar SCSI (tradicionalmente esta abreviatura se lee en la transcripción rusa como "cuento de hadas") fue originalmente diseñado para su uso en computadoras personales, como lo demuestra el mismo nombre del formato: Small Computer System Interface, o una interfaz de sistema para computadoras pequeñas. Sin embargo, sucedió que las unidades de este tipo se utilizaron principalmente en computadoras personales de primera clase y, más tarde, en servidores. Esto se debió al hecho de que, a pesar de la arquitectura exitosa y un amplio conjunto de comandos, la implementación técnica de la interfaz era bastante complicada y no se ajustaba al costo de las PC masivas.
Sin embargo, este estándar tenía una serie de capacidades que no están disponibles para otros tipos de interfaces. Por ejemplo, un cable de interfaz de sistema informático pequeño puede tener una longitud máxima de 12 my una velocidad de transferencia de datos de 640 MB / s.
Como la interfaz IDE posterior, la interfaz SCSI es paralela. Esto significa que la interfaz utiliza buses que transportan información a través de múltiples conductores. Esta característica fue uno de los factores limitantes para el desarrollo del estándar y, por lo tanto, como reemplazo, se desarrolló el estándar SAS serial más avanzado (de Serial Attached SCSI).
SAS: SCSI conectado en serie
Así es como se ve la interfaz SAS de un disco de servidor
Serial Attached SCSI se desarrolló como una mejora de la interfaz de sistema de computadoras pequeñas bastante antigua para conectar discos duros. A pesar de que Serial Attached SCSI aprovecha las principales ventajas de su predecesor, tiene muchas ventajas. Entre ellos, cabe destacar los siguientes:
- Uso de un bus común para todos los dispositivos.
- El protocolo de comunicación en serie utilizado por SAS permite que se utilicen menos líneas de señal.
- No se requiere terminación de bus.
- Número casi ilimitado de dispositivos conectados.
- Mayor ancho de banda (hasta 12 Gbps). Se espera que las futuras implementaciones del protocolo SAS admitan velocidades de datos de hasta 24 Gbps.
- La capacidad de conectarse a las unidades del controlador SAS con interfaz Serial ATA.
Normalmente, los sistemas SCSI conectados en serie se construyen alrededor de varios componentes. Los componentes principales incluyen:
- Dispositivos de destino. Esta categoría incluye las unidades o matrices de discos reales.
- Los iniciadores son microcircuitos diseñados para generar solicitudes a los dispositivos de destino.
- Sistema de entrega de datos: cables que conectan los dispositivos de destino y los iniciadores
Los conectores SCSI conectados en serie vienen en diferentes formas y tamaños, según el tipo (externo o interno) y las versiones SAS. El siguiente es un conector interno SFF-8482 y un conector externo SFF-8644 diseñado para SAS-3:
Izquierda: conector SAS SFF-8482 interno; A la derecha hay un conector SAS SFF-8644 externo con un cable.
Algunos ejemplos de la apariencia de los cables y adaptadores SAS: cable HD-Mini SAS y cable adaptador SAS-Serial ATA.
Izquierda: cable HD Mini SAS; Derecha: cable adaptador SAS a Serial ATA
Firewire - IEEE 1394
Hoy puedes encontrar a menudo unidades de disco duro con interfaz Firewire. Aunque puede conectar cualquier tipo de dispositivo periférico a su computadora a través de la interfaz Firewire, y no se puede llamar una interfaz especializada diseñada para conectar exclusivamente discos duros, Firewire tiene una serie de características que lo hacen extremadamente conveniente para este propósito.
FireWire - IEEE 1394 - Vista de portátil
La interfaz Firewire se desarrolló a mediados de la década de 1990. El inicio del desarrollo lo puso la conocida empresa Apple, que necesitaba su propio bus, además del USB, para conectar equipos periféricos, principalmente multimedia. La especificación que describe cómo funciona el bus Firewire se llama IEEE 1394.
Firewire es uno de los formatos de bus externo serie de alta velocidad más utilizados en la actualidad. Las principales características del estándar incluyen:
- Dispositivos conectables en caliente.
- Arquitectura de bus abierta.
- Topología flexible para conectar dispositivos.
- Velocidades de transferencia de datos muy variables: de 100 a 3200 Mbit / s.
- La capacidad de transferir datos entre dispositivos sin una computadora.
- La capacidad de organizar redes locales mediante un bus.
- Transmisión de potencia por bus.
- Una gran cantidad de dispositivos conectados (hasta 63).
Para conectar discos duros (generalmente por medio de carcasas externas para discos duros) a través del bus Firewire, como regla, se usa un estándar especial SBP-2, que usa el conjunto de comandos del protocolo de interfaz del sistema de computadoras pequeñas. Es posible conectar dispositivos Firewire a un conector USB normal, pero esto requiere un adaptador especial.
IDE: electrónica de accionamiento integrada
La abreviatura IDE es sin duda familiar para la mayoría de los usuarios de computadoras personales. El estándar de interfaz para conectar discos duros IDE fue desarrollado por el conocido fabricante de discos duros Western Digital. La ventaja de IDE sobre otras interfaces que existían en ese momento, en particular la Interfaz del sistema de computadoras pequeñas, así como el estándar ST-506, era que no había necesidad de instalar un controlador de disco duro en la placa base. El estándar IDE significaba instalar un controlador de unidad en la carcasa de la unidad, y la placa base solo tenía un adaptador de host de interfaz para conectar unidades IDE.
Interfaz IDE en la placa base
Esta innovación ha mejorado el rendimiento de la unidad IDE debido al hecho de que se reduce la distancia entre el controlador y la unidad en sí. Además, la instalación de un controlador IDE dentro de la caja del disco duro hizo posible simplificar un poco tanto las placas base como la producción de los propios discos duros, ya que la tecnología dio libertad a los fabricantes en términos de organización óptima de la lógica del disco.
La nueva tecnología se denominó originalmente Integrated Drive Electronics. Posteriormente, se desarrolló un estándar que lo describe, llamado ATA. Este nombre se deriva de la última parte del nombre de la familia de computadoras PC / AT agregando la palabra Adjunto.
Se utiliza un cable IDE dedicado para conectar un disco duro u otro dispositivo como una unidad óptica Integrated Drive Electronics a la placa base. Dado que ATA se refiere a interfaces paralelas (por lo tanto, también se denomina Parallel ATA o PATA), es decir, interfaces que permiten la transferencia simultánea de datos a través de varias líneas, su cable de datos tiene una gran cantidad de conductores (generalmente 40, y en el las últimas versiones del protocolo fue posible utilizar un cable de 80 hilos). Cable de datos normal para de este estándar tiene un aspecto plano y ancho, pero también hay cables redondos. El cable de alimentación para unidades Parallel ATA tiene un conector de 4 pines y está conectado a la fuente de alimentación de la computadora.
A continuación se muestran ejemplos de cable IDE y cable de datos PATA redondo:
Vista externa del cable de interfaz: a la izquierda - plano, a la derecha en una trenza redonda - PATA o IDE.
Debido a la comparativa economía de las unidades Parallel ATA, la simplicidad de la implementación de la interfaz en la placa base, así como la facilidad de instalación y configuración de los dispositivos PATA para el usuario, las unidades Integrated Drive Electronics durante mucho tiempo desbancaron a los dispositivos de otros tipos de interfaz del mercado de discos duros para computadoras personales de bajo presupuesto.
Sin embargo, el estándar PATA también tiene varias desventajas. En primer lugar, esta es una limitación en la longitud que puede tener un cable de datos ATA paralelo - no más de 0,5 m. Además, la organización en paralelo de la interfaz impone una serie de restricciones sobre la velocidad máxima de transferencia de datos. No es compatible con el estándar PATA y muchas de las funciones avanzadas que tienen otros tipos de interfaces, como los dispositivos de conexión en caliente.
SATA - Serie ATA
Interfaz SATA en la placa base
La interfaz SATA (Serial ATA), como su nombre indica, es una mejora de ATA. Esta mejora consiste, en primer lugar, en convertir el tradicional ATA paralelo (Parallel ATA) en una interfaz serie. Sin embargo, las diferencias entre el estándar Serial ATA y el tradicional no se limitan a esto. Además de cambiar el tipo de transferencia de datos de paralelo a serie, los conectores de alimentación y datos también han cambiado.
A continuación se muestra el cable de datos SATA:
Cable de datos para interfaz SATA
Esto hizo posible utilizar un cable significativamente más largo y aumentar la velocidad de transferencia de datos. Sin embargo, la desventaja fue el hecho de que los dispositivos PATA, que estaban presentes en el mercado en grandes cantidades antes de la llegada de SATA, se volvieron imposibles de conectar directamente a los nuevos conectores. Es cierto que la mayoría de las placas base nuevas todavía tienen conectores antiguos y admiten la conexión de dispositivos más antiguos. Sin embargo, la operación inversa: conectar un nuevo tipo de unidad a una placa base antigua suele causar muchos más problemas. Para esta operación, el usuario normalmente necesita un adaptador Serial ATA a PATA. El adaptador del cable de alimentación suele tener un diseño relativamente sencillo.
Adaptador de corriente serial ATA a PATA:
Izquierda forma general cable; A la derecha, la vista externa de los conectores PATA y Serial ATA está ampliada
Sin embargo, más complejo es el caso de un dispositivo como un adaptador para conectar un dispositivo en serie a un conector de interfaz paralelo. Por lo general, un adaptador de este tipo se fabrica en forma de un pequeño microcircuito.
Aspecto del adaptador bidireccional universal entre Interfaces SATA- IDE
Hoy en día, la interfaz Serial ATA prácticamente ha reemplazado a Parallel ATA, y las unidades PATA ahora solo se pueden encontrar principalmente en computadoras bastante antiguas. Otra característica del nuevo estándar que ha asegurado su amplia popularidad es el soporte.
Tipo de adaptador de IDE a SATA
Puede contar un poco más sobre la tecnología NCQ. La principal ventaja de NCQ es que le permite utilizar ideas que se han implementado durante mucho tiempo en el protocolo SCSI. En particular, NCQ admite un sistema para secuenciar operaciones de lectura / escritura que llegan a varias unidades instaladas en el sistema. Por lo tanto, NCQ puede mejorar significativamente el rendimiento de los dispositivos de almacenamiento, especialmente las matrices de discos duros.
Adaptador SATA a IDE
Para utilizar NCQ, se requiere soporte tecnológico desde el lado del disco duro, así como desde el adaptador de host de la placa base. Casi todos los adaptadores que admiten AHCI también admiten NCQ. Además, NCQ es compatible con algunos adaptadores patentados más antiguos. Además, para el funcionamiento de NCQ, se requiere su soporte desde el sistema operativo.
eSATA - SATA externo
Por separado, cabe mencionar el formato eSATA (External SATA), que parecía prometedor en su momento, pero no ha recibido una amplia distribución. Como puede adivinar por el nombre, eSATA es un tipo de Serial ATA diseñado para conectar exclusivamente unidades externas. El estándar eSATA ofrece para dispositivos externos la mayoría de las capacidades del estándar, es decir Serial ATA interno, en particular el mismo sistema señales y comandos e igualmente de alta velocidad.
Conector ESATA en portátil
Sin embargo, eSATA tiene algunas diferencias con el estándar de bus interno que lo originó. En particular, eSATA admite cables de datos más largos (hasta 2 m) y también tiene mayores requisitos de energía para las unidades. Además, los conectores eSATA son ligeramente diferentes de los conectores Serial ATA estándar.
Comparado con otros buses externos como USB y Firewire, eSATA, sin embargo, tiene un gran inconveniente. Si bien estos buses permiten que el dispositivo se alimente a través del propio cable del bus, la unidad eSATA requiere conectores de alimentación dedicados. Por lo tanto, a pesar de la tasa de transferencia de datos relativamente alta, eSATA actualmente no es muy popular como interfaz para conectar unidades externas.
Conclusión
La información almacenada en el disco duro no puede resultar útil para el usuario y accesible para programas de aplicación hasta que tenga acceso UPC computadora. Las interfaces de disco duro son el medio de comunicación entre estas unidades y la placa base. Hoy hay muchos diferentes tipos interfaces de disco duro, cada una de las cuales tiene sus propias ventajas, desventajas y características. Esperamos que la información proporcionada en este artículo sea útil en muchos sentidos para el lector, porque la elección de un disco duro moderno está determinada en gran medida no solo por sus características internas, como la capacidad, la memoria caché, la velocidad de acceso y rotación, sino también por la interfaz para la que fue diseñado.