SAS-роз’єм: типи, особливості та фото

SAS Serial Attached SCSI заснований на концепції SCSI. Історично склалося так, що протокол SCSI не так часто використовувався в обчисленнях. Він застосовується в основному в серверних системах і в інших областях, таких, як оптоволоконні з’єднання з системами зберігання. SAS, на відміну від SSD, є не носієм даних, а інтерфейсом сполуки, що відправляв великі обсяги інформації з різними швидкостями передачі. Диски SAS і SATA дуже схожі і відрізняються лише роз’ємами. Тому потрібно навчиться розрізняти систему зберігання (SSD або HDD) і інтерфейси підключення для цих систем перед тим, як підключити SAS-диск до SATA-роз’єму.

Історія розвитку протоколу

Назва SATA походить від Serial Advanced Technology Attachment і є заміною старого PATA (Parallel ATA), відомого як ATA або IDE. Комп’ютери 80-х або більш ранніх моделей були укомплектовані дисками з SAS-роз’ємами з «смугами» з 40 контактів, які дозволяли підключати до двох пристроїв – одного головного і іншого підлеглого. Регулювання здійснювалася крихітними перемичками.

Різниця між цими двома технологіями полягає в тому, що спосіб переміщення бітів на дисках SATA послідовний, а не паралельний, хоча протокол, використовуваний для передачі, однаковий в обох випадках. Навіть якщо «мова», на якому вони кажуть, однаковий, передача інформації різна. В одному випадку біти йдуть один за іншим (серії), а в іншому – групами по 16 (паралельно).

Крім невеликої різниці між роз’ємами, відмінність між цими двома технологіями полягає в протоколі зв’язку, тому диск SAS безпосередньо не приєднується до контролера, що враховують перед тим, як підключити SAS-диск до SATA-роз’єму. Одна з вимог системи SAS полягає в тому, що вона може працювати з підключеними дисками SATA, хоча при доступі до нього це призводить до зниження продуктивності.

Існує тип диска під назвою SAS-NL або Nearline SAS, який має з’єднання SAS між диском і контролером, але механічна частина – це диск SATA. Ідея цих дисків полягає в тому, щоб забезпечити швидкий доступ з мінімальною вартістю, оскільки диски SAS зазвичай дорожче, ніж SATA.

Інтерфейс Serial Attached SCSI

Інтерфейс SAS – самий невідомий для широкої публіки, оскільки його використання було поширено виключно в області корпоративних сховищ і масових серверів, незважаючи на те, що його розробка схожа і дуже близька до SATA.

Як і у випадку з SATA, інтерфейс SAS прийшов на зміну стандарту SCSI (Small Computer System Interface), який був присутнім на більшості серверів того часу і став малопотужним для величезного потоку інформації, необхідної для мережних служб і збільшення кількості приєднаних пристроїв. Поява інтерфейсу SAS дозволило підвищити швидкість передачі інформації та одночасно підключити більшу кількість периферійних елементів.

Інтерфейс SAS у третій версії має пропускну здатність від 3 Гбіт/с в першій версії SAS-1, до 6 Гбіт/с в SAS-2, 12 Гбіт/с в SAS-3 і 24 Гбіт/с для його наступної версії SAS-4.

З більш високою швидкістю передачі даних схема підключення SATA-дисків SAS-роз’ємі подвоює кеш дисків SATA з 64 МБ до 128 МБ. Таким чином буфер завжди готовий до відправлення інформації, при цьому іноді застосовуються гібридні системи кешування, в яких, крім традиційних мікросхем кеш-пам’яті, також використовується пам’ять NAND для прискорення надсилання інформації.

У блоках SAS дані є найбільш важливими, тому ці диски мають більш досконалі системи захисту від втрати інформації, що робить їх безпечними і надійними. Роз’єми SAS і SATA фізично дуже схожі, хоча є деякі відмінності між ними, і щоб вони не призводили до помилок при підключенні, їх треба враховувати перед тим, як підключити диск SATA в SAS.

Стандарти SCSI

SCSI (інтерфейс малих комп’ютерних систем) – це інтелектуальна шина, керована мікропроцесором, яка дозволяє додавати до 15 периферійних пристроїв до комп’ютера. Це можуть бути жорсткі диски, сканери, принтери та інші периферійні пристрої. Високопродуктивні поодинокі плати SCSI мають два контролера і підтримують до 30 периферійних пристроїв на одній платі розширення. Перевага SCSI в тому, що можна підключити декілька елементів до хост-адаптеру, використовуючи тільки 1 слот на шині.

SAS – це останній стандарт, намагається перейти на послідовний інтерфейс з паралельного. Всі стандарти є паралельними інтерфейсами, тобто це кілька проводів і рознімань SAS поруч. Це означає, що SAS буде першим несумісним стандартом SCSI, принаймні, коли мова піде про з’єднувачі.

Він призначений для використання кращих функцій SCSI, Serial ATA і дисків Fibre Channel, має деяку сумісність з SATA тільки в одному напрямку. Контролер SAS розпізнає диск SATA, але той не розпізнає диск SAS. Швидкості передачі починаються з 3 Гбіт/с, а стандарт вимагає збільшення до 10 Гбіт/с.

Послідовне з’єднання пристроїв

Пристрої SCSI, з’єднані послідовно. Зовнішні мають два порти, один – для вхідного кабелю і інший для вихідного до наступного елемента. Внутрішнє пристрій має порт, який підключається до стрічкового дроту з декількома роз’ємами дисків SAS. Деякі карти SCSI більш високого класу можуть мати кілька внутрішніх портів.

SCSI має унікальний номер. Зазвичай можна встановити ці числа, натискаючи поворотні перемикачі на зовнішніх пристроях або встановлюючи внутрішню перемичку. Ідентифікатор SCSI, визначає їх порядок, який варіюється від 7 до 0 і від 15 до 8. За замовчуванням, хост-адаптер має найвищий пріоритет – 7. Потрібно завершити роботу пристрою в кінці ланцюга SCSI або встановивши перемикач, або вставивши резисторний модуль у відкритий порт.

Зазвичай хост-адаптери за замовчуванням перериваються. Якщо пристрої підключені як всередині, так і зовні, користувач повинен видалити завершення хост-адаптера і застосувати завершення до кінців обох ланцюгів. Існують адаптери, що дозволяють підключати периферійні пристрої SCSI через паралельний порт. Швидкість передачі даних через паралельний порт значно нижче, ніж у хост-адаптера SCSI, але він забезпечує можливість підключення SCSI до ноутбуків.

Не всі пристрої можуть працювати на паралельному адаптері, деякі мають свої власні адаптери паралельного порту. В цілому при використанні адаптера SCSI паралельний порт отримає швидкість передачі близько 1 Мбіт/с.

Windows 95, 98, NT, Me, 2000 і XP, а також більшість старих комп’ютерів Macintosh забезпечують внутрішню підтримку SCSI, а Windows 3.1 і DOS – ні. Нові комп’ютери Macintosh підтримують FireWire, а не SCSI для високопродуктивних інтерфейсів. Щоб встановити SCSI на комп’ютер під управлінням Windows 3.1 або DOS, необхідно додати відповідний драйвер.

Ідеальні доповнення до інтерфейсів

Сумісність SCSI з SATA забезпечує додаткову гнучкість корпоративного сховища. Оскільки їх диски можуть спільно використовувати спільну об’єднувальну панель і розміщуватися в одному корпусі, одна підсистема на основі SAS здатна виконувати широкий спектр завдань корпоративного зберігання: від высокодоступного онлайн-сховища до переносу даних з диска на диск, резервне копіювання та зберігання на близькій відстані. Консолідація в меншу кількість більш націоналізованих підсистем може заощадити значну суму коштів і мінімізувати місця розміщення, що призведе до зниження витрат на обслуговування сховища ІТ.

Крім того, розвиваються організації можуть набувати кабелі SAS, об’єднавчі плати та корпуси для початкового використання з дисками SATA будучи впевненими в тому, що таке обладнання не застаріє, коли їх потреби в сховище будуть розширюватися, а диски корпоративного класу затребувані. Диски SAS можна просто підключити до існуючих підсистем зберігання.

Терморегулятори внутрішнього роз’єму

Призначення SAS-роз’єму проводиться для правильної передачі даних. SAS замінює старий Parallel SCSI і, як і його попередник, використовує стандартний набір команд SCSI. SAS пропонує опціональну сумісність з SATA версії 2 і вище. Це дозволяє підключати диски SATA до більшості об’єднавчих плат SAS або контролерів. Зворотне підключення їх до з’єднувальним платам SATA неможливо. Існує більше шести різних варіантів фізичних роз’ємів. Терморегулятори внутрішнього роз’єму SAS SFF-8482.

Системний інтегратор (SI)

Проблеми, з якими стикаються системні інтегратори (SI) при вивченні того, як взаємодіяти з технологіями та компонентами для того, щоб змусити працювати всі разом, вимагають досвіду. PMC-Sierra поставила системного інтегратора (SI) на місце інтерв’юера. Системна розетка SAS сумісна як з роз’ємом SAS HDD, так і з SATA HDD. Однак розетка SATA з друкованою платою (PCB) не прийме штекер SAS HDD.

Пристрій включає кілька різних механічних конфігурацій, таких як:

• конфігурація блейд з декількома дисками на полозках;
• конфігурація стійки з декількома дисками на об’єднавчій платі.

Комітет з малого форм-фактору (SFF) в рамках робочої групи по стандартам визначив кілька роз’ємів дисків SAS для підключення до друкованої плати.

Доступні наступні варіанти: монтаж під прямим кутом, вертикальний монтаж, монтаж на панелі і кабель. Два різних зовнішніх кабелю: 4-сигнальні і 2-сигнальні, були визначені в Комітеті SFF як основні. Сигнальний 4X і розетка для друкованої плати зазначені в SFF-8470. Сигнальний 2x і дворядна розетка HSSDC2 вказані в SFF-8424.

Для SAS доступно кілька внутрішніх кабелів. Перший – це 1x SAS/SATA і роз’єм, зазначені в SFF-8482. Другим, доступним для внутрішніх зв’язків усередині блоку, є чотириканальний, зазначений роз’єм SAS у фото SFF-8484.

Диски SAS проти SATA

Слід пам’ятати, що і SATA і SAS є інтерфейсами підключення, які інтегровані в систему зберігання, зазвичай – HDD. Однак простий факт включення одного з двох інтерфейсів вже зумовлює характеристики і продуктивність цього блоку.

Диски SATA більш поширені і доступні. Якщо інтерфейс SAS має велику смугу пропускання, через яку можна одночасно передавати велику кількість даних, було б марнотратним не використовувати його з системами зберігання, здатними працювати з більш високою швидкістю.

Одне з основних відмінностей між жорсткими дисками, що використовують інтерфейс SAS і SATA, полягає в тому, що в разі SATA вони обертаються зі швидкістю від 5400 до 7200 об/хв на дисках, які вони використовують. Інтерфейс SAS робить це на швидкостях від 10000 до 15000 об/хв, що значно покращує кінцеву продуктивність.

Ще одне основне відмінність, яка спостерігається між блоками SAS і SATA, полягає у високому співвідношенні ціни за гігабайт місткості. Диск SAS 15 000 об/хв і 900 ГБ може коштувати близько 420 євро (0,466 євро/ГБ), в той час, як диск SATA 7200 об/хв і 1 ТБ (1024 ГБ) – близько 45 євро (0,044 €/ГБ).

Не зважаючи на величезну різницю в ціні, обидві системи дуже рівномірні з точки зору можливостей. Технологія зберігання даних, використовувана для обох інтерфейсів, побудована на одній базі і дозволяє знаходити диски об’ємом до 12 ТБ з інтерфейсом SATA або SAS.

SATA і SAS використовують полнодуплексные комутовані послідовні з’єднання “точка-точка”. Немає необхідності вручну призначати ідентифікатори пристроїв або розривати з’єднання як у випадку рішення Parallel SCSI. І SATA і SAS забезпечують швидкісне підключення пристрою, хоча слід дотримуватися обережності, щоб уникнути статичного розряду.

Кабелі даних і живлення SATA можуть встановлюватися незалежно або у вигляді з’єднувального роз’єму. Ця остання конфігурація призводить до плутанини з роз’ємом SAS, який виглядає аналогічно у сполученому SATA.

Карти розширення Mini-SAS, підтримують 4 або 8 портів, стають досить популярними для реалізацій RAID (випадковий масив незалежних дисків), які забезпечують більш високу продуктивність введення-виведення, так і надмірність компонентів.

Маркування кабелю

Наступна таблиця містить інформацію про маркування кабелю, призначеної для відповідності правильного порту компонента, до якого повинен бути підключений кінець кабелю.

Портфель продуктів Mini-SAS HD

Amphenol пропонує mini SAS роз’єм HD з оптичними кабелями для протоколів SAS 2.1 (6G) і SAS 3.0 (12G). Він оснащений спіральним оптичним кабелем діаметром 2,9 мм, що забезпечує просту прокладку його в будь-якому напрямку, а також виходами, в яких можна розмістити або прямий оптоволоконний вихід на задній стороні роз’єму, або прямокутний вихід. Довжина його від 5 до 100 метрів.

Характеристики:

Mini-SAS Amphenol ICC, система з’єднувачів високої щільності, відноситься до SAS наступного покоління. Вона забезпечує більш високі швидкості передачі даних і більшу пропускну здатність.

Система коннекторів Mini-SAS Amphenol ICC забезпечує подвоєну щільність портів поточних коннекторів Mini-SAS з опціями портів 1 x 1 (4x), 1 x 2 (8x), 1 x 4 (16x). Система роз’ємів Mini-SAS HD має дворядний прямокутний роз’єм зі швидкістю передачі даних 12 Гбіт/с на канал. Кожен порт обробляє 4 смуги даних зі швидкістю до 48 Гбіт/с загальною пропускною здатністю.

Особливості та переваги.

Недоліки загального інтерфейсу

Відомі випадки, коли перенесення даних з SAS в SATA був корисний. Наприклад, використання дисків SAS для масового зберігання інформації з низькою доступністю є марнотратним розподілом ресурсів, а об’єднавчі плати SAS дозволять ІТ-менеджерам безперешкодно замінити недорогі диски SATA для таких додатків зберігання даних. Це являє собою розумне і економічно ефективне користування в корпоративному середовищі.

Однак під тиском урізання ІТ-бюджетів та ентузіазму з приводу очевидної переваги SATA у співвідношенні ціна/продуктивність, деякі ІТ-менеджери почали розгортати диски SATA для цілей підприємств, для яких вони абсолютно не підходять. Будь-яка економія, досягнута шляхом вибору SATA замість SAS, може бути швидко стерта за рахунок втрати інформації, часу простою і зниження продуктивності. Диски SATA виходять з ладу жорстких умовах, для яких SAS спеціально розроблені.

Користувачі не повинні помилятися, хоча послідовні інтерфейси роблять їх схожими. Диски SAS і SATA сильно відрізняються. Приводи SAS розроблені для роботи у важких умовах, і кожен компонент – приводний двигун, шпиндель, повний привід, магнітні записуючі головки, керуючі і серво-процесори, вбудоване програмне забезпечення, спеціально розраховані і виготовлені для стрес-використання.

Диски SATA є вражаючим прикладом розумного проектування для досягнення великої ємності при низьких витратах, але вони не здатні відповідати стандартам продуктивності і надійності, які висуваються в додатках зберігання даних з високим навантаженням.

Корпоративне сховище даних вступило в нову еру, цільові рішення тепер доступні для задоволення найрізноманітніших потреб: від самих строгих додатків з високою доступністю до чутливих до вартості сховищ великих обсягів.

Вибір «кращого» запам’ятовуючого пристрою – це просто питання визначення потреб і оцінка можливостей кожного потенційного рішення. Serial Attached SCSI і Serial SATA мають своє місце в континуумі корпоративного сховища.