Złącze sas: rodzaje, cechy i zdjęcia

SAS Serial Attached SCSI jest oparty na koncepcji SCSI. Historycznie, protokół SCSI nie był zbytnio wykorzystywany w obliczeniach. Stosowany jest przede wszystkim w systemach serwerowych oraz w innych zastosowaniach, takich jak światłowodowe połączenia pamięci masowej. SAS, w przeciwieństwie do SSD, nie jest nośnikiem danych, lecz interfejsem połączeniowym, który przesyła dane przez sieć duże ilości informacji przy różnych prędkościach przesyłu. Dyski SAS i SATA są bardzo podobne, różnią się jedynie złączami. Zanim więc podłączysz dysk SAS do złącza SATA, musisz nauczyć się rozróżniać pomiędzy pamięcią masową (SSD lub HDD) a interfejsami łączności dla tych systemów.

Historia protokołu

SATA to nazwa od Serial Advanced Technology Attachment i jest następcą starszego PATA (Parallel ATA), powszechnie znanego jako ATA lub IDE. Komputery z lat 80. lub wcześniejsze miały dyski SAS z 40-pinowymi złączami "stripe", które umożliwiały podłączenie do dwóch urządzeń - jednego master i jednego slave. Regulacji dokonywano za pomocą małych zworek.

Różnica między tymi dwoma technologiami polega na tym, że bity na dysku SATA są przenoszone szeregowo, a nie równolegle, chociaż protokół używany do transferu jest taki sam dla obu. Nawet jeśli "język", którym się posługują jest taki sam, to przekaz informacji jest inny. W jednym przypadku bity idą jeden za drugim (szeregowo), a w drugim idą w grupach po 16 (równolegle).

Oprócz niewielkiej różnicy między złączami, różnica między tymi dwoma technologiami polega na protokole komunikacyjnym, dlatego dysk SAS nie jest bezpośrednio podłączony do kontrolera, co należy wziąć pod uwagę przed podłączeniem dysku SAS do złącza SATA. Jednym z wymogów systemu SAS jest możliwość pracy z podłączonymi dyskami SATA, chociaż prowadzi to do zmniejszenia wydajności w przypadku dostępu do danych.

Istnieje typ dysku o nazwie SAS-NL lub Nearline SAS, który posiada połączenie SAS pomiędzy dyskiem a kontrolerem, ale komponent mechaniczny jest dyskiem SATA. Ideą tych dysków było zapewnienie szybkiego dostępu przy minimalnych kosztach, ponieważ dyski SAS są zazwyczaj droższe niż SATA.

Interfejs Serial Attached SCSI

SAS jest interfejsem najbardziej nieznanym ogółowi społeczeństwa, ponieważ jego zastosowanie zostało ograniczone do korporacyjnych pamięci masowych i serwerów masowych, chociaż jest on zaprojektowany podobnie i bardzo blisko SATA.

Podobnie jak SATA, SAS zastąpił standard SCSI (Small Computer System Interface), który znajdował się wówczas w większości serwerów i który stał się niewystarczająco wydajny dla ogromnego przepływu informacji, potrzebny do usługi sieciowe i mnożenie się urządzeń podłączonych. Pojawienie się SAS oznaczało, że możliwe było osiągnięcie szybszego transferu, a jednocześnie umożliwienie podłączenia większej liczby urządzeń peryferyjnych w tym samym czasie.

Interfejs SAS w wersji trzeciej ma zakres przepustowości od 3Gb/s dla SAS-1, do 6Gb/s dla SAS-2, 12Gb/s dla SAS-3 i 24Gb/s dla jego następnej wersji, SAS-4.

Przy wyższych prędkościach transferu, schemat połączenia dysków SAS podwaja pamięć podręczną na dysku SATA z 64 MB do 128 MB. Dzięki temu bufor jest zawsze gotowy do wysłania informacji i czasami wykorzystuje hybrydowe systemy buforowania, które oprócz tradycyjnych układów pamięci podręcznej wykorzystują pamięć NAND w celu przyspieszenia wysyłania informacji.

W jednostkach SAS dane są najważniejsze, dlatego dyski te posiadają bardziej zaawansowane systemy zapobiegania utracie danych, dzięki czemu są bezpieczniejsze i bardziej niezawodne. Złącza SAS i SATA są fizycznie bardzo podobne, choć istnieją pewne różnice i aby uniknąć błędów w połączeniu, należy je uwzględnić przed zainstalowaniem dysku SATA na SAS.

Standardy SCSI

SCSI (Small Computer System Interface) to inteligentna magistrala, sterowana przez mikroprocesor, która pozwala dodać do komputera do 15 urządzeń peryferyjnych. Mogą to być dyski twarde, skanery, drukarki i inne urządzenia peryferyjne. Wydajne, pojedyncze karty SCSI posiadają dwa kontrolery i obsługują do 30 urządzeń peryferyjnych na jednej karcie rozszerzeń. Zaletą SCSI jest to, że, możesz podłączenie wielu elementów do adaptera hosta przy użyciu tylko 1 gniazda na magistrali.

SAS to najnowszy standard umożliwiający przejście z trybu równoległego na szeregowy. Wszystkie standardy są interfejsami równoległymi, co oznacza, że są to liczne przewody i złącza SAS obok siebie. Oznacza to, że SAS będzie pierwszym niekompatybilnym standardem SCSI, przynajmniej jeśli chodzi o złącze.

Został zaprojektowany tak, aby wykorzystać najlepsze cechy dysków SCSI, Serial ATA i Fibre Channel, i ma pewną zgodność z SATA tylko w jednym kierunku. Kontroler SAS rozpozna dysk SATA, ale nie rozpozna dysku SAS. Szybkość transmisji zaczyna się od 3 Gbit/s, a standard wymaga zwiększenia do 10 Gbit/s.

Połączenie szeregowe urządzeń

Urządzenia SCSI połączone szeregowo. Zewnętrzne posiadają dwa porty, jeden dla kabla przychodzącego i jeden dla kabla wychodzącego do kolejnego elementu. Urządzenie wewnętrzne ma port, który łączy się z kablem taśmowym z wieloma złączami dysków SAS. Niektóre karty SCSI wyższej klasy mogą mieć więcej niż jeden port wewnętrzny.

SCSI posiada unikalny numer identyfikacyjny. Numery te można zazwyczaj ustawić poprzez naciśnięcie przełączników obrotowych na urządzeniach zewnętrznych lub poprzez ustawienie wewnętrznej zworki. SCSI ID określa ich kolejność, która waha się od 7 do 0 i 15 do 8. Domyślnie adapter hosta ma najwyższy priorytet 7. Zakończ urządzenie na końcu łańcucha SCSI, ustawiając przełącznik lub podłączając moduł rezystora do otwartego portu.

Zazwyczaj adaptery hostów są domyślnie zakończone. Jeśli urządzenia są podłączone zarówno wewnętrznie jak i zewnętrznie, użytkownik powinien usunąć terminację adaptera hosta i zastosować terminację na końcach obu obwodów. Istnieją adaptery, które umożliwiają podłączenie urządzeń peryferyjnych SCSI do portu równoległego. Szybkość portu równoległego jest znacznie mniejsza niż adaptera hosta SCSI, ale może zapewnić łączność SCSI z laptopami.

Nie wszystkie urządzenia mogą pracować na adapterze równoległym, niektóre mają własne adaptery portu równoległego. Ogólnie rzecz biorąc, przy zastosowaniu adaptera SCSI, port równoległy może osiągnąć szybkość transferu około 1 Mbit/s.

Systemy Windows 95, 98, NT, Me, 2000 i XP oraz większość starszych komputerów Macintosh zapewniają wewnętrzną obsługę SCSI, a system Windows 3.1 i DOS. Nowsze komputery Macintosh obsługują interfejs FireWire zamiast SCSI w celu uzyskania wysokiej wydajności. Aby zainstalować SCSI w systemie Windows 3.1 lub komputera z systemem DOS, należy dodać odpowiedni sterownik.

Doskonałe dodatki do interfejsu

Zgodność z SCSI-SATA zapewniająca większą elastyczność w korporacyjnej pamięci masowej. Ponieważ podsystemy te mogą korzystać ze wspólnej płyty bazowej i obudowy, pojedynczy podsystem oparty na interfejsie SAS może wykonywać szeroki zakres zadań związanych z pamięcią masową w przedsiębiorstwie, od pamięci masowej online o wysokiej dostępności, po transfery między dyskami, tworzenie kopii zapasowych i pamięci masowej typu nearline. Konsolidacja w mniejszą liczbę bardziej znacjonalizowanych podsystemów pozwala zaoszczędzić znaczne kwoty i zminimalizować przestrzeń kolokacyjną, co skutkuje niższymi kosztami utrzymania pamięci masowej IT.

Ponadto rozwijające się organizacje mogą zakupić kable SAS, płytki montażowe i obudowy do użytku podstawowego z dyskami SATA, mając pewność, że sprzęt ten nie stanie się przestarzały w miarę wzrostu potrzeb w zakresie pamięci masowej i upowszechniania się dysków klasy korporacyjnej. Dyski SAS można po prostu podłączyć do istniejących podsystemów pamięci masowej.

Układ pinów gniazda wewnętrznego

Układ pinów złącza SAS zapewniający prawidłowy transfer danych. SAS zastępuje stary Parallel SCSI i podobnie jak jego poprzednik wykorzystuje standardowy zestaw poleceń SCSI. SAS oferuje opcjonalną kompatybilność z SATA w wersji 2 i wyższej. Pozwala to na podłączenie dysków SATA do większości backplanów lub kontrolerów SAS. Nie można ich podłączyć z powrotem do płytek montażowych SATA. Istnieje ponad sześć różnych opcji złączy fizycznych. Rozkład pinów wewnętrznego złącza SFF-8482 SAS.

Integrator systemu (SI)

Wyzwania, przed jakimi stają integratorzy systemów (SI), ucząc się, jak współdziałać z technologią i komponentami, aby wszystko razem działało, wymagają wiedzy specjalistycznej. PMC-Sierra postawiła Integratora Systemu (SI) w pozycji ankietera. Gniazdo systemowe SAS jest kompatybilne ze złączami dysków twardych SAS i SATA. Gniazdo SATA z płytką drukowaną (PCB) nie przyjmuje jednak złącza dysku twardego SAS.

Urządzenie zawiera kilka różnych konfiguracji mechanicznych takich jak:

• konfiguracja łopatek z wieloma napędami na płozie;
• Konfiguracja w szafie z wieloma napędami na płycie tylnej.

Grupa robocza ds. standardów Small Form Factor Fork (SFF) określiła kilka złączy dysków SAS do podłączenia do płytki drukowanej.

Dostępne są opcje montażu prostego, pionowego, montażu na panelu i montażu na kablu. Dwa różne kable zewnętrzne, czterosygnałowe i dwusygnałowe, zostały zdefiniowane przez Komitet SFF jako podstawowe. Sygnał 4X i gniazdo PCB są określone w SFF-8470. Sygnał 2x i gniazdo HSSDC2 określone w SFF-8424.

Dostępnych jest kilka wewnętrznych kabli dla SAS. Pierwszy z nich to 1x SAS/SATA i gniazdo określone w SFF-8482. Drugim, dostępnym dla połączeń wewnętrznych wewnątrz urządzenia, jest czterokanałowe, wyspecyfikowane złącze SAS w fot. SFF-8484.

Dyski SAS vs. dyski SATA

Należy pamiętać, że SATA i SAS to interfejsy łączące, które są zintegrowane z systemem pamięci masowej, zwykle z dyskiem twardym. Jednak już sam fakt włączenia jednego z dwóch interfejsów wpływa na charakterystykę i wydajność tego urządzenia.

Dyski SATA są bardziej powszechne i dostępne. Jeśli interfejs SAS ma dużą przepustowość, przez którą można jednocześnie przesyłać duże ilości danych, to nieużywanie go z szybszymi systemami pamięci masowej byłoby marnotrawstwem.

Jedną z głównych różnic między dyskami twardymi wykorzystującymi SAS i SATA jest to, że w przypadku SATA obracają się one z prędkością od 5400 do 7200 obr. Interfejs SAS wykonuje to przy prędkości od 10 000 do 15 000 obr/min, co znacznie poprawia końcową wydajność.

Kolejną istotną różnicą, którą można zaobserwować pomiędzy jednostkami SAS i SATA jest wysoki stosunek ceny do pojemności. Dysk SAS 15 000 obr/min o pojemności 900 GB może kosztować około 420 EUR (0,466 EUR/GB), natomiast dysk SATA 7200 obr/min o pojemności 1 TB (1024 GB) może kosztować około 45 EUR (0,044 EUR/GB).

Pomijając ogromną różnicę w cenie, oba systemy są bardzo wyrównane pod względem możliwości. Technologia pamięci masowej zastosowana w obu interfejsach opiera się na tej samej podstawie i umożliwia znalezienie dysków o pojemności do 12 TB w wersji SATA lub SAS.

SATA i SAS wykorzystują przełączane połączenia szeregowe w trybie full-duplex "Point-to-point". Nie ma potrzeby ręcznego przypisywania identyfikatorów urządzeń lub porzucania połączeń, jak w przypadku rozwiązania Parallel SCSI. Zarówno SATA, jak i SAS zapewniają szybką łączność, choć należy uważać, aby uniknąć wyładowań statycznych.

Kable danych i zasilania SATA mogą być instalowane niezależnie lub jako złącze. Ta ostatnia konfiguracja prowadzi do pomyłek ze złączem SAS, które wygląda podobnie do złącza SATA.

Karty rozszerzeń Mini-SAS, obsługujące 4 lub 8 portów, stają się dość popularne w implementacjach RAID (random array of independent disks), które zapewniają jako wyższy Wydajność I/O oraz redundancja komponentów.

Oznaczenie kabli

Poniższa tabela zawiera informacje o oznaczeniach kabli odpowiadających właściwym portom komponentu, do którego ma być podłączony koniec kabla.

Portfolio produktów Mini-SAS HD

Amphenol oferuje złącze mini SAS HD z kablami optycznymi dla protokołów SAS 2.1 (6G) i SAS 3.0 (12G). Posiada spiralny kabel optyczny o średnicy 2,9 mm, który można łatwo poprowadzić w dowolnym kierunku i zapewnia proste wyjście światłowodowe z tyłu złącza lub wyjście prostokątne. Długość od 5 do 100 metrów.

Cechy:

1. Wewnętrzne i zewnętrzne złącza IMLA płyty zostały zaprojektowane tak, aby spełniały wymagania specyfikacji elektrycznej SAS 2.1 i zaproponował 3.0.
2. Złącza 1X1, 1X2 i 1X4 zapewniają elastyczność projektowania rodziny produktów.
3. Wszystkie złącza mini SAS HD i konfiguracje płyt są w pełni zgodne z wymogami 6G i 12G, co pozwala na uzyskanie identycznych numerów części przy modernizacji z 6G do 12G.
4. Metalowe klatki na złączu zewnętrznym i kablach zapewniają 360EMI.
5. Typ złącza jednostopniowego "igła" и "klatka" Zapewnienie spójnej aplikacji na płytce drukowanej.
6. Zespoły kabli zewnętrznych i wewnętrznych są dostępne w konfiguracjach 4x i 8x z pełną zgodnością z EEPROM.
7. Zewnętrzne odciążenie kabla.
8. Konstrukcja zatrzasku kablowego zmniejsza siłę wprowadzania kabla i problemy z dopasowaniem.
9. Hybrydowe kable zewnętrzne od Mini-SAS HD do Mini-SAS zapewniają wsteczną kompatybilność ze starszym sprzętem systemowym.

Mini-SAS Amphenol ICC, system złącz o wysokiej gęstości, należy do SAS nowej generacji. Oferuje wyższą prędkość przesyłu danych i większą szerokość pasma.

System złącz Amphenol ICC Mini-SAS oferuje dwukrotnie większą gęstość portów niż obecne złącza Mini-SAS z opcjami 1 x 1 (4x), 1 x 2 (8x) i 1 x 4 (16x). System złącza Mini-SAS HD posiada dwurzędowe, prawostronne złącze o szybkości transferu 12 Gbit/s na kanał. Każdy port obsługuje do 4 pasów danych przy łącznej przepustowości do 48 Gb/s.

Cechy i korzyści.

1. Zgodność z SFF-8643.
2. Spełnia wymagania specyfikacji elektrycznej SAS 3.0 (12Gb/s).
3. System złączy o skoku 0,75 mm.
4. Poprawiona integralność sygnału i zminimalizowany przesłuch.
5. Eliminuje konieczność stosowania klucza mechanicznego.
6. Układ pinów karty jest łatwy w użyciu z istniejącym produktem Mini-SAS.
7. Konstrukcja z wytłoczonymi pinami pozwala na umieszczenie ich na płytce PCB w jednym miejscu.

Wspólne wady interfejsu

Znane przypadki, w których przeniesienie danych z SAS na SATA okazało się korzystne. Na przykład, używanie dysków SAS do masowej pamięci masowej o niskiej dostępności jest marnotrawstwem zasobów, ale płytki montażowe SAS umożliwią menedżerom IT bezproblemowe zastąpienie niedrogich dysków SATA w takich zastosowaniach pamięci masowej. Jest to inteligentne i opłacalne zastosowanie w środowisku korporacyjnym.

Jednak pod wpływem nieustannej presji ze strony ograniczonych budżetów IT i entuzjazmu związanego z oczywistymi korzyściami w zakresie kosztów i wydajności dysków SATA, niektórzy menedżerowie IT zaczęli wdrażać dyski SATA w zastosowaniach korporacyjnych, do których wyraźnie się nie nadają. Wszelkie oszczędności uzyskane w wyniku wyboru interfejsu SATA zamiast SAS mogą zostać szybko zniwelowane przez utratę danych, przestoje i utratę wydajności. Dyski SATA zawodzą w trudnych warunkach, do których dyski SAS są specjalnie zaprojektowane.

Użytkownicy nie powinni dać się zwieść, choć interfejsy szeregowe czynią je podobnymi. Dyski SAS i SATA są bardzo różne. Dyski SAS są zaprojektowane pracować z Napęd został zaprojektowany i zbudowany tak, aby wytrzymać trudne warunki, a każdy jego element - silnik napędowy, wrzeciono, napęd, magnetyczne głowice rejestrujące, procesory sterujące i serwo oraz oprogramowanie sprzętowe - został specjalnie zaprojektowany i zbudowany tak, aby wytrzymać naprężenia.

Dyski SATA są imponującym przykładem inteligentnej inżynierii pozwalającej uzyskać dużą pojemność przy niskich kosztach, ale nie spełniają standardów wydajności i niezawodności wymaganych w zastosowaniach pamięci masowej o dużej pojemności.

Pamięć masowa klasy korporacyjnej wkroczyła w nową erę, dostępne są już rozwiązania ukierunkowane na zaspokojenie szeroki wachlarz potrzebOd najbardziej wymagających aplikacji o wysokiej dostępności do wrażliwych na koszty pamięci masowych o dużej pojemności.

Wybór "najlepszego" urządzenia pamięci masowej to po prostu kwestia definicja potrzeb Oraz ocena możliwości każdego potencjalnego rozwiązania. Serial Attached SCSI i Serial SATA mają swoje miejsce w pamięci masowej przedsiębiorstw.