Поиск по сайту

SAS - Serial Attached SCSI

Serial Attached SCSI (SAS) — компьютерный интерфейс, разработанный для обмена данными с такими устройствами, как жёсткие диски, накопители на оптическом диске и т. д. SAS использует последовательный интерфейс для работы с непосредственно подключаемыми накопителями (англ. Direct Attached Storage (DAS) devices). SAS разработан для замены параллельного интерфейса SCSI и позволяет достичь более высокой пропускной способности, чем SCSI; в то же время SAS совместим с интерфейсом SATA. Хотя SAS использует последовательный интерфейс в отличие от параллельного интерфейса, используемого традиционным SCSI, для управления SAS-устройствами по-прежнему используются команды SCSI. Протокол SAS разработан и поддерживается комитетом T10. Текущую рабочую версию спецификации SAS можно скачать с его сайта. SAS поддерживает передачу информации со скоростью до 3 Гбит/с; ожидается, что к 2010 году скорость передачи достигнет 10 Гбит/с.

Technical specifications Serial Attached SCSI
Performance Full-duplex with link aggregation (wide ports at 24 Gbit/s)
3.0 Gbit/s at introduction, 6.0 Gbit/s avail Feb '09
Connectivity 8 meter external cable
128 device port expanders (16K + total devices)
SAS-to-SATA compatibility
Availability Dual-port HDDs
Multi-initiator point-to-point
Driver Software-transparent with SCSI


SAS 1.0/1.1 SAS 2.0
Features
Preserves legacy SCSI
SATA compatible
3 Gb/s compatible
Improved signaling
Zoning management
Improved scalability
Storage Features
RAID 6
Small form factors
HPC
High capacity SAS drives
Ultra320 SCSI replacement
Choice: SATA or SAS
Blade servers
RAS (Data Protection)
Security (FDE)
Clustering
Larger Topologies
SSDs
Virtualization
External Storage
4K sector size
Line Rate and Cable Throughput 4 x 3 Gb/s (1.2 GB/s) 4 x 6 Gb/s (2.4 GB/s)
Cable Type
Copper Copper
Cable Length
8 m 10 m

Введение

Типичная система с интерфейсом SAS состоит из следующих компонентов:

Инициаторы (англ. Initiators)
Инициатор — устройство, которое порождает запросы на обслуживание для целевых устройств и получает подтверждения по мере исполнения запросов. Чаще всего инициатор выполняется в виде СБИС.
Целевые устройства (англ. Targets)
Целевое устройство содержит логические блоки и целевые порты, которые осуществляют приём запросов на обслуживание, исполняет их; после того, как закончена обработка запроса, инициатору запроса отсылается подтверждение выполнения запроса. Целевое устройство может быть как отдельным жёстким диском, так и целым дисковым массивом.
Подсистема доставки данных (англ. Service Delivery Subsystem)
Является частью системы ввода-вывода, которая осуществляет передачу данных между инициаторами и целевыми устройствами. Обычно подсистема доставки данных состоит из кабелей, которые соединяют инициатор и целевое устройство. Дополнительно, кроме кабелей в состав подсистемы доставки данных могут входить расширители SAS.
Расширители (англ. Expanders)
Расширители SAS — устройства, входящие в состав подсистемы доставки данных и позволяют облегчить передачи данных между устройствами SAS, например, позволяет соединить несколько целевых устройств SAS к одному порту инициатора. Подключение через расширитель является абсолютно прозрачным для целевых устройств.
SAS
Сигнальный протокол здесь такой же, как и у SATA.

 Сравнение SAS и параллельного SCSI

  • SAS использует последовательный протокол передачи данных между несколькими устройствами, и, таким образом, использует меньшее количество сигнальных линий.
  • Интерфейс SCSI использует общую шину. Таким образом, все устройства подключены к одной шине, и с контроллером одновременно может работать только одно устройство. Интерфейс SAS использует соединения точка-точка — каждое устройство соединено с контроллером выделенным каналом.
  • В отличие от SCSI, SAS не нуждается в терминации шины пользователем.
  • В SCSI имеется проблема, связанная с тем, что скорость передачи информации по разным линиям, составляющим параллельный интерфейс, может отличаться. Интерфейс SAS лишён этого недостатка.
  • SAS поддерживает большое количество устройств (> 16384), в то время как интерфейс SCSI поддерживает 8, 16, или 32 устройства на шине.
  • SAS поддерживает высокие скорости передачи данных (1,5, 3,0 или 6,0 Гбит/с). Такая скорость может быть достигнута при передаче информации на каждом соединении инициатор-целевое устройство, в то время как на шине SCSI пропускная способность шины разделена между всеми подключёнными к ней устройствами.
  • SAS поддерживает подключение устройств с интерфейсом SATA.
  • SAS использует команды SCSI для управления и обмена данными с целевыми устройствами.
  SATA SAS Fibre Channel
Best Data Type Usage Reference Data Transacsonal Data Transacsonal Data
Performance 1.5 Gbit/sec 3.0 Gbit/sec announced 3.0 Gbit/sec Wide ports enable 12 Gbit/sec 2.0 Gbit/sec 4.0 Gbit/sec announced
Performance Features Base Command Queuing Extensive Command Queuing Rich Command Features Extensive Command Queuing Rich Command Features
Cable Length 1 Meter 8 Meters 15 Meters
Scalability Up to 15 devices per port with Port Multiplier Up to 16k devices total with Expanders Up to 127 devices per loop or loop switch
High Reliability Factors Port Selector Active Dual Porting Multi-initiator Active Dual Porting Multi-initiator
Fault Isolation Architecture Point-to-Point Point-to-Point Looped
Device Compatibility SA ТА only SAS and SATA devices Fibre Channel only

Сравнение SAS и SATA

  • SATA-устройства идентифицируются номером порта контроллера интерфейса SATA, в то время как устройства SAS идентифицируются их WWN-идентификаторами (WWN — англ. World Wide Name).
  • Устройства SATA версии 1 не поддерживают очередей команд, в то время как устройства SAS поддерживают теггированные очереди команд (англ. Tagged Command Queuing). В то же время, устройства SATA версии 2 поддерживают англ. Native Command Queuing (NCQ).
  • SATA использует набор команд ATA и поддерживает жёсткие диски и накопители на оптическом диске, в то время как SAS поддерживает более широкий набор устройств, в том числе жёсткие диски, сканеры, принтеры и др.
  • Аппаратура SAS поддерживает связь с целевыми устройствами по нескольким независимым линиям, что повышает отказоустойчивость системы. Интерфейс SATA версии 1 такой возможности не имеет. В то же время, интерфейс SATA версии 2 использует дубликаторы портов для достижения аналогичной возможности.
  • SATA преимущественно используется в некритических приложениях, например в домашних компьютерах. Интерфейс SAS, благодаря своей надёжности, может быть использован в критически важных серверах.
  • Выявление ошибок и обработка ошибочных ситуаций определено в SAS гораздо лучше чем в SATA.
  • SAS является надмножеством SATA, и не конкурирует с ним.

Разъёмы

Некоторые версии разъёмов SAS значительно меньше разъёмов традиционного интерфеса SCSI, что позволяет использовать разъёмы SAS для подключения компактных накопителей размером 2,5 дюйма.

Существует несколько вариантов разъёмов SAS:

  • SFF 8482 — вариант, механически совместимый с разъёмом интерфейса SATA. За счет этого возможно подключать устройства SATA к контроллерам SAS. Подключить же SAS-устройство к интерфейсу SATA - не получится, этому препятствует отсутствие посередине разъема специально выреза-ключа (см. изображение разъема в таблице ниже);
  • SFF 8484 — внутренний разъём с плотной упаковкой контактов; позволяет подключить до 4 устройств;
  • SFF 8470 — разъём с плотной упаковкой контактов для подключения внешних устройств (разъём такого типа применяется в интерфейсе Infiniband, а кроме того, может использоваться для подключения внутренних устройств); позволяет подключить до 4 устройств;
  • SFF 8087 — уменьшенный разъём Molex iPASS, содержит разъём для подключения до 4 внутренних устройств; поддерживает скорость 10 Гбит/с;
  • SFF 8088 — уменьшенный разъём Molex iPASS, содержит разъём для подключения до 4 внешних устройств; поддерживает скорость 10 Гбит/с.
Изображение Кодовое название Также известен как Внеш./внутр. К-во линий К-во устр-в Комментарий
Image
SFF-8482, internal SAS/SATA disk drive connector
SFF 8482 SATA разъём Внутренний 1 Форм-фактор, совместимый с SATA-устройствами: позволяет SATA-устройствам соединяться с SAS-контроллером или планкой SAS-разъёмов, что устраняет необходимость в дополнительном SATA контроллере для подключения SATA-устройств типа DVD-рекордеров. Однако жёсткие диски с интерфейсом SAS не могут подключаться к шине SATA, поэтому их физический разъём имеет «ключ», не позволяющий подключение к шине SATA. Изображённый на рисунке разъём является разъёмом «дисковой» стороны интерфейса.
Image
SFF-8484, internal SAS x4 connector
SFF 8484 Внутренний 32 (19) 4 (2) Разъём с высокой плотностью контактов; в стандарте SFF определены разъёмы для подключения 2 или 4 устройств.
SFF 8485 Определяет SGPIO (расширение стандарта SFF 8484) — последовательное соединение, обычно используемое для подключения светодиодных индикаторов.
Image
SFF-8470, external SAS x4 connector
SFF 8470 Разъём типа Infiniband Внешний 32 4 Внешний разъём с высокой плотностью контактов (также может использоваться в качестве внутреннего разъёма).
Image
SFF-8087, internal MiniSAS x4 connector
SFF 8087 Внутренний мини-SAS Внутренний 4 Внутренний разъём типа Molex iPASS уменьшённой ширины с подключением до 4-х устройств, в будущем планируется поддержка скоростей до 10 Гбит/с.
Image
SFF-8088, external MiniSAS x4 connector
SFF 8088 Внешний мини-SAS Внешний 32 4 Внешний разъём типа Molex iPASS уменьшённой ширины с подключением до 4-х устройств, в будущем планируется поддержка скоростей до 10 Гбит/c.