مقارنة Scsi sas sata. مقارنة بين واجهات SCSI و SAS و SATA

واجهة SAS.

توفر واجهة SAS أو Serial Attached SCSI اتصالاً عبر واجهة فعلية ، على غرار SATA، الأجهزة، الأمر الذي يحركها SCSI. الحيازة متوافق مع الإصدارات السابقة مع SATA، فإنه يجعل من الممكن توصيل أي أجهزة يتم التحكم فيها بواسطة مجموعة أوامر SCSI عبر هذه الواجهة - ليس فقط محركات الأقراص الثابتة ، ولكن أيضًا الماسحات الضوئية والطابعات وما إلى ذلك. قناتين أو أكثر. يتم دعم موسعات الناقل أيضًا ، مما يتيح لك توصيل أجهزة SAS متعددة بمنفذ واحد.

تم تطوير بروتوكول SAS وصيانته من قبل لجنة T10. تم تصميم SAS للتواصل مع الأجهزة مثل محركات الأقراص الثابتة والتخزين الأقراص الضوئيةوما شابه ذلك. تستخدم SAS واجهة تسلسلية للعمل مع محركات الأقراص المتصلة مباشرة ، والمتوافقة مع واجهة SATA. على الرغم من استخدام SAS لواجهة تسلسلية بدلاً من الواجهة المتوازية المستخدمة بواسطة SCSI التقليدي ، لا تزال أوامر SCSI تستخدم للتحكم في أجهزة SAS. الأوامر (الشكل 1) المرسلة إلى جهاز SCSI هي سلسلة من البايتات لبنية معينة (كتل واصف الأوامر).

أرز. 1.

بعض الأوامر مصحوبة بـ "كتلة معلمات" إضافية تتبع كتلة واصف الأوامر ، ولكن تم تمريرها بالفعل على أنها "بيانات".

يتكون نظام واجهة SAS النموذجي من المكونات التالية:

1) البادئين.البادئ هو جهاز ينشئ طلبات خدمة للأجهزة المستهدفة ويتلقى إقرارات أثناء تنفيذ الطلبات.

2) الأجهزة المستهدفة. يحتوي الجهاز المستهدف على كتل منطقية ومنافذ مستهدفة تتلقى طلبات الخدمة وتنفذها ؛ بعد اكتمال معالجة الطلب ، يتم إرسال تأكيد بالطلب إلى منشئ الطلب. يمكن أن يكون الجهاز المستهدف إما محرك أقراص ثابتًا واحدًا أو مجموعة أقراص كاملة.

3) النظام الفرعي لتسليم البيانات. إنه جزء من نظام الإدخال / الإخراج الذي ينقل البيانات بين البادئين والأجهزة المستهدفة. عادةً ما يتكون النظام الفرعي لتسليم البيانات من كبلات تربط البادئ والجهاز الهدف. بالإضافة إلى ذلك ، بالإضافة إلى الكابلات ، قد يشتمل النظام الفرعي لتسليم البيانات على موسعات SAS.

3.1) المتوسعات.موسعات SAS هي أجهزة تشكل جزءًا من النظام الفرعي لتسليم البيانات وتتيح تسهيل عمليات نقل البيانات بين أجهزة SAS ، على سبيل المثال ، مما يسمح لك بتوصيل العديد من أجهزة SAS المستهدفة بمنفذ واحد من البادئ. الاتصال من خلال الموسع شفاف تمامًا للأجهزة المستهدفة.

تدعم SAS توصيل أجهزة SATA.يستخدم SAS بروتوكولًا تسلسليًا لنقل البيانات بين أجهزة متعددة وبالتالي يستخدم عددًا أقل من خطوط الإشارة. يستخدم SAS أوامر SCSI لإدارة الأجهزة المستهدفة والتواصل معها. تستخدم واجهة SAS اتصالات من نقطة إلى نقطة - كل جهاز متصل بوحدة التحكم عن طريق قناة مخصصة. بخلاف SCSI ، لا يتطلب SAS من المستخدم إنهاء الناقل. تستخدم واجهة SCSI ناقلًا مشتركًا - جميع الأجهزة متصلة بنفس الناقل ، ويمكن لجهاز واحد فقط العمل مع وحدة التحكم في كل مرة. في SCSI ، يمكن أن تختلف سرعة نقل المعلومات على الخطوط المختلفة التي تشكل واجهة متوازية. لا تحتوي واجهة SAS على هذا القصور. يدعم SAS عددًا كبيرًا جدًا من الأجهزة ، بينما يدعم SCSI 8 أو 16 أو 32 جهازًا على الناقل. يدعم SAS معدلات نقل البيانات العالية (1.5 أو 3.0 أو 6.0 جيجابت في الثانية). يمكن تحقيق هذه السرعة عن طريق نقل المعلومات على كل اتصال ، بينما في ناقل SCSI ، يتم تقسيم عرض النطاق الترددي للناقل بين جميع الأجهزة المتصلة به.

تستخدم SATA مجموعة أوامر ATA وتدعم محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص الضوئية ، بينما تدعم SAS نطاقًا أوسع من الأجهزة ، بما في ذلك محركات الأقراص الثابتة والماسحات الضوئية والطابعات. يتم تحديد أجهزة SATA من خلال رقم المنفذ لوحدة التحكم في واجهة SATA ، بينما يتم تحديد أجهزة SAS من خلال معرفات WWN (الاسم العالمي). لا تدعم أجهزة SATA (الإصدار 1) قوائم انتظار الأوامر ، بينما تدعم أجهزة SAS قوائم انتظار الأوامر ذات العلامات. تدعم أجهزة SATA منذ الإصدار 2 وضع الأوامر الأصلية في قائمة انتظار (NCQ).

تتواصل أجهزة SAS مع الأجهزة المستهدفة على عدة خطوط مستقلة، مما يزيد من التسامح مع الخطأ في النظام (لا تحتوي واجهة SATA على هذه الإمكانية). في نفس الوقت ، تستخدم واجهة الإصدار 2 من SATA أجهزة نسخ المنافذ لتحقيق قدرة مماثلة.

يستخدم SATA في الغالب في التطبيقات غير الهامة مثل أجهزة الكمبيوتر المنزلية. يمكن استخدام واجهة SAS ، نظرًا لموثوقيتها ، في الخوادم ذات المهام الحرجة. يتم تعريف اكتشاف الأخطاء ومعالجتها بشكل أفضل في SAS مقارنة بـ SATA. تعتبر SAS مجموعة شاملة من SATA ، ولا تتنافس معها.

تعتبر موصلات SAS أصغر بكثير من موصلات SCSI المتوازية التقليدية ، مما يسمح باستخدام موصلات SAS لتوصيل محركات الأقراص المضغوطة مقاس 2.5 بوصة. يدعم SAS معدلات نقل البيانات من 3 جيجابت / ثانية إلى 10 جيجابت / ثانية. هناك عدة خيارات لموصلات SAS:

SFF 8482 هو متغير متوافق مع موصل واجهة SATA ؛

SFF 8484 - موصل داخلي مع تعبئة كثيفة للاتصالات ؛ يسمح لك بتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة ؛

SFF 8470 - موصل معبأ بكثافة للتوصيل الأجهزة الخارجية؛ يسمح لك بتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة ؛

SFF 8087 - موصل Molex iPASS مخفض ، يحتوي على موصل لتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة داخلية ؛ يدعم 10 جيجابت في الثانية ؛

SFF 8088 - موصل Molex iPASS مخفض ، يحتوي على موصل لتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة خارجية ؛ يدعم سرعة 10 جيجابت في الثانية.

يسمح لك موصل SFF 8482 بتوصيل أجهزة SATA بوحدات تحكم SAS ، مما يلغي الحاجة إلى تثبيت وحدة تحكم SATA إضافية لمجرد أنك تحتاج إلى توصيل جهاز للتسجيل ، على سبيل المثال. أقراص DVD. على العكس من ذلك ، لا يمكن لأجهزة SAS الاتصال بواجهة SATA ، ويتم تثبيت موصل عليها لمنعها من الاتصال بواجهة SATA.

المسلسل مرفق SCSI

المسلسل مرفق SCSI (ساس) - واجهة الكمبيوتر، مصمم للتواصل مع الأجهزة مثل محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأشرطة. تستخدم SAS واجهة تسلسلية للعمل مع محركات الأقراص المتصلة مباشرة (Eng. أجهزة التخزين المتصل المباشر (DAS) ). تم تصميم SAS ليحل محل واجهة SCSI المتوازية وتحقيق أعلى عرض النطاقمن SCSI ؛ في الوقت نفسه ، تتوافق SAS مع واجهة SATA بشكل عكسي: يمكن توصيل أجهزة 3Gb / s و 6 Gb / s SATA بوحدة التحكم SAS ، ولكن لا يمكن توصيل أجهزة SAS بوحدة التحكم SATA. على الرغم من استخدام SAS لواجهة تسلسلية بدلاً من الواجهة المتوازية المستخدمة بواسطة SCSI التقليدي ، لا تزال أوامر SCSI تستخدم للتحكم في أجهزة SAS. تم تطوير بروتوكول SAS وصيانته من قبل لجنة T10. يمكن تنزيل إصدار العمل الحالي لمواصفات SAS من موقعه على الويب. يدعم SAS نقل المعلومات بسرعات تصل إلى 6 جيجابت / ثانية ؛ من المتوقع أن تصل سرعات النقل إلى 12 جيجابت في الثانية بحلول عام 2012. مع موصل SAS أصغر حجمًا ، فإنه يوفر اتصالاً كاملاً بمنفذين لكل من محركات الأقراص الثابتة مقاس 3.5 بوصة و 2.5 بوصة (كانت متوفرة سابقًا فقط على محركات الأقراص الثابتة ذات القناة الليفية مقاس 3.5 بوصة).

مقدمة

يتكون نظام واجهة SAS النموذجي من المكونات التالية:

المبادرون البادئين) البادئ - جهاز يقوم بإنشاء طلبات خدمة لـ الأجهزة المستهدفةويتلقى التأكيدات عند تنفيذ الطلبات. في أغلب الأحيان ، يتم تنفيذ البادئ في شكل VLSI. الأجهزة المستهدفة الأهداف) يحتوي الجهاز المستهدف على كتل منطقية ومنافذ مستهدفة تتلقى طلبات الخدمة وتنفذها ؛ بعد اكتمال معالجة الطلب ، يتم إرسال تأكيد بالطلب إلى منشئ الطلب. يمكن أن يكون الجهاز المستهدف إما محرك أقراص ثابتًا واحدًا أو مجموعة أقراص كاملة. النظام الفرعي لتسليم البيانات النظام الفرعي لتقديم الخدمة) هو جزء من نظام الإدخال / الإخراج الذي ينقل البيانات بين البادئين والأجهزة المستهدفة. عادةً ما يتكون النظام الفرعي لتسليم البيانات من كبلات تربط البادئ والجهاز الهدف. بالإضافة إلى ذلك ، بالإضافة إلى الكابلات ، قد يشمل النظام الفرعي لتسليم البيانات موسعات SAS. موسعات (موسعات) (هندسة. المتوسعات) الموسعات (الموسعات) - الأجهزة التي تشكل جزءًا من النظام الفرعي لتسليم البيانات وتتيح تسهيل نقل البيانات بين أجهزة SAS ؛ على سبيل المثال ، يسمح الموسع بتوصيل العديد من الأجهزة المستهدفة SAS بمنفذ بادئ واحد. الاتصال من خلال الموسع شفاف تمامًا للأجهزة المستهدفة.

تنظم مواصفات SAS الطبقات المادية ووصلة البيانات والطبقات المنطقية للواجهة.

مقارنة SAS و SCSI الموازية

يستخدم SAS بروتوكولًا تسلسليًا لنقل البيانات بين أجهزة متعددة وبالتالي يستخدم عددًا أقل من خطوط الإشارة.
تستخدم واجهة SCSI ناقل عام. وبالتالي ، فإن جميع الأجهزة متصلة بنفس الناقل ، ويمكن لجهاز واحد فقط العمل مع وحدة التحكم في كل مرة. تستخدم واجهة SAS اتصالات من نقطة إلى نقطة - كل جهاز متصل بوحدة التحكم عن طريق قناة مخصصة.
بخلاف SCSI ، لا يتطلب SAS من المستخدم إنهاء الناقل.
توجد مشكلة في SCSI في أن وقت انتشار الإشارة على الخطوط المختلفة التي تشكل الواجهة المتوازية يمكن أن يختلف. لا تحتوي واجهة SAS على هذا القصور.
تدعم SAS عددًا كبيرًا من الأجهزة (> 16384) ، بينما تدعم واجهة SCSI 8 أو 16 أو 32 جهازًا على الناقل.
يوفر SAS إنتاجية أعلى (1.5 أو 3.0 أو 6.0 جيجابت في الثانية). يمكن توفير عرض النطاق الترددي هذا على كل اتصال مستهدف بادئ ، بينما في ناقل SCSI ، يتم مشاركة عرض النطاق الترددي للناقل بين جميع الأجهزة المتصلة به.
يمكن لوحدات تحكم SAS دعم توصيل الأجهزة بواجهة SATA ، عند الاتصال مباشرة - باستخدام بروتوكول SATA ، عند الاتصال عبر موسعات SAS - باستخدام الأنفاق عبر STP (بروتوكول SATA النفقي).
يستخدم SAS ، مثل SCSI المتوازي ، أوامر SCSI للتحكم في الأجهزة المستهدفة والتواصل معها.

مقارنة بين SAS و SATA

موصلات

كقاعدة عامة ، تكون موصلات SAS أصغر بكثير من موصلات SCSI التقليدية ، مما يسمح لك باستخدام موصلات SAS لتوصيل محركات الأقراص المدمجة مقاس 2.5 بوصة.

هناك عدة خيارات لموصلات SAS:

SFF 8482 هو متغير متوافق ميكانيكيًا مع موصل واجهة SATA. هذا يجعل من الممكن توصيل أجهزة SATA بوحدات تحكم SAS. لن يعمل توصيل جهاز SAS بواجهة SATA ، ويتم منع ذلك بسبب عدم وجود انقطاع خاص للمفتاح في منتصف الموصل (انظر صورة الموصل في الجدول أدناه) ؛
SFF 8484 - موصل داخلي مع تعبئة كثيفة للاتصالات ؛ يسمح لك بتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة ؛
SFF 8470 - موصل معبأ بكثافة لتوصيل الأجهزة الخارجية (يستخدم هذا النوع من الموصلات في واجهة Infiniband ، بالإضافة إلى أنه يمكن استخدامه لتوصيل الأجهزة الداخلية) ؛ يسمح لك بتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة ؛
SFF 8087 - موصل Molex iPASS مخفض ، يحتوي على موصل لتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة داخلية ؛
SFF 8088 - موصل Molex iPASS مخفض ، يحتوي على موصل لتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة خارجية ؛

اسم الرمز	يُعرف أيضًا باسم	خارجي / داخلي	عدد الخطوط	عدد الأجهزة	تعليق
SFF 8482	موصل SAS	الداخلية		1	عامل الشكل المتوافق مع SATA: يسمح لأجهزة SATA بالاتصال بوحدة تحكم SAS أو شريط موصل SAS ، مما يلغي الحاجة إلى وحدة تحكم SATA إضافية لتوصيل أجهزة SATA مثل مسجلات DVD. ومع ذلك ، لا يمكن توصيل محركات الأقراص الثابتة SAS بحافلة SATA ، لأن الموصل الفعلي بها "مفتاح" لا يسمح بالاتصال بناقل SATA. الموصل الموضح في الشكل هو الموصل الموجود على جانب "القرص" من الواجهة.
SFF 8484	SAS 4x 32-pin	الداخلية	32 (19)	4 (2)	موصل بكثافة تلامس عالية ؛ يحدد معيار SFF الموصلات لتوصيل 2 أو 4 أجهزة.
SFF 8485					يعرّف SGPIO (امتداد لمعيار SFF 8484) ، وهو اتصال تسلسلي شائع الاستخدام لتوصيل مؤشرات LED.
SFF 8470	موصل Infiniband	خارجي	32	4	موصل خارجي عالي الكثافة (يمكن استخدامه أيضًا كموصل داخلي).
SFF 8087	مصغرة داخلية SAS	الداخلية		4	موصل داخلي موليكس
SFF 8088	مصغرة خارجية SAS	خارجي	32	4	موصل خارجي Molex iPASS منخفض العرض لما يصل إلى 4 أجهزة.

ملحوظات

الروابط

إطارات الكمبيوتر
مفاهيم أساسية	عنوان ناقل بيانات ناقل التحكم في الحافلة عرض النطاق الترددي
معالجات	BSB FSB DMI HyperTransport QPI
داخلي	ناقل وسائط AGP ASUS EISA InfiniBand ISA LPC MBus MCA NuBus PCI PCIe PCI-X Q-Bus SBus SMBus VLB VMEbus Zorro III
أجهزة الكمبيوتر المحمولة	بطاقة ExpressCard MXM PC Card
محركات	ST-506 ESDI ATA eSATA Fibre Channel HIPPI iSCSI ساس SATA SCSI
المحيط	1-Wire ADB I²C IEEE 1284 (LPT) IEEE 1394 (FireWire) Multibus PS / 2 RS-232 RS-485 SPI USB Game Port
عالمي	Futurebus InfiniBand QuickRing SCI RapidIO IEEE-488 Thunderbolt (قمة الضوء)

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

ويكيبيديا باللغة الفرنسية

المسلسل مرفق SCSI- Sucesor del SCSI Paralelo. Aumenta la velocidad y permite la conexion y desconexion en caliente. Al Useizar el mismo conector que series ATA permite useizar estos discos، para aplicaciones con menos necesidad de velocidad، ahorrando costes. Los… Enciclopedia Universal

واجهة كمبيوتر للاتصال عالي السرعة مع جهاز USB:٪ sالتخزين مثل محركات الأقراص الثابتة ، محركات الأقراص الصلبةومحركات أقراص فلاش. تعتمد أنظمة UAS على بروتوكول USB ، وتستخدم مجموعات أوامر SCSI القياسية. مصممة لـ ... ... ويكيبيديا

المسلسل ATA- (SATA ، أيضًا S ATA / Serial Advanced Technology Attachment) Serial ATA Logo Deutsch Wikipedia. شعار المسلسل ATA ويكيبيديا الألمانية

هندسة التخزين التسلسلي- (SSA) beschreibt eine Methode ، um Speichersubsysteme (أيضًا Massenspeicher wie Jukeboxen und Disk Arrays) وهو يعمل على Rechner zu koppeln ، ولا يوجد به نظام خادم أو كمبيوتر ضخم. SSA ist ein mittlerweile überholter Standard und…… ويكيبيديا الألمانية الكتاب الاليكتروني

ستناقش هذه المقالة ما الذي يسمح لك بالاتصال HDDلجهاز الكمبيوتر ، أي حول الواجهة قرص صلب. بتعبير أدق ، حول الواجهات محركات الأقراص الصلبة، لأنه تم اختراع مجموعة كبيرة ومتنوعة من التقنيات لتوصيل هذه الأجهزة طوال فترة وجودها ، ويمكن لوفرة المعايير في هذا المجال إرباك المستخدم عديم الخبرة. ومع ذلك ، أول الأشياء أولا.

واجهات محرك الأقراص الثابتة (أو بالمعنى الدقيق للكلمة واجهات محركات خارجية، نظرًا لأنه لا يمكن أن يعمل فقط مثلهم ، ولكن أيضًا أنواع أخرى من محركات الأقراص ، على سبيل المثال ، محركات الأقراص الضوئية) مصممة لتبادل المعلومات بين أجهزة الذاكرة الخارجية هذه و اللوحة الأم. تؤثر واجهات محركات الأقراص الثابتة ، التي لا تقل عن المعلمات الفعلية لمحركات الأقراص ، على العديد من أداء محرك الأقراص وأدائه. على وجه الخصوص ، تحدد واجهات محرك الأقراص مثل هذه المعلمات مثل سرعة تبادل البيانات بين قرص صلبواللوحة الأم ، وعدد الأجهزة التي يمكن توصيلها بالكمبيوتر ، والقدرة على إنشاء مصفوفات القرص ، والقدرة على التوصيل السريع ، ودعم تقنيات NCQ و AHCI ، إلخ. يعتمد أيضًا على واجهة محرك الأقراص الثابتة ، أي كابل أو سلك أو محول تحتاجه لتوصيله باللوحة الأم.

SCSI - واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة

تعد واجهة SCSI واحدة من أقدم الواجهات التي تم تطويرها لتوصيل محركات الأقراص في أجهزة الكمبيوتر الشخصية. ظهر هذا المعيار في أوائل الثمانينيات. كان أحد مطوريها هو Alan Shugart ، المعروف أيضًا باسم مخترع محركات الأقراص المرنة.

ظهور واجهة SCSI على السبورة والكابل المتصل بها

معيار SCSI (تقليديا ، يُقرأ هذا الاختصار في النسخ الروسي باسم "skazi") كان مخصصًا في الأصل للاستخدام في أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، كما يتضح حتى من اسم التنسيق - واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة ، أو واجهة النظاملأجهزة الكمبيوتر الصغيرة. ومع ذلك ، حدث ذلك أن التخزين من هذا النوعتم استخدامها بشكل أساسي في أجهزة الكمبيوتر الشخصية من الدرجة الأولى ، ثم في الخوادم لاحقًا. كان هذا بسبب حقيقة أنه على الرغم من التصميم الناجح ومجموعة كبيرة من الأوامر ، كان التنفيذ الفني للواجهة معقدًا إلى حد ما ولم يكن مناسبًا لتكلفة أجهزة الكمبيوتر الجماعية.

ومع ذلك ، يحتوي هذا المعيار على عدد من الميزات غير المتاحة لأنواع أخرى من الواجهات. على سبيل المثال ، يمكن أن يبلغ الحد الأقصى لطول السلك الخاص بأجهزة واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة 12 مترًا ومعدل نقل البيانات 640 ميجا بايت / ثانية.

مثل واجهة IDE التي ظهرت بعد ذلك بقليل ، فإن واجهة SCSI متوازية. هذا يعني أن الواجهة تستخدم حافلات تنقل المعلومات عبر عدة موصلات. هذه الميزةكان أحد العوامل المحددة لتطوير المعيار ، وبالتالي ، تم تطوير معيار SAS تسلسلي أكثر تقدمًا (من Serial Attached SCSI) كبديل له.

SAS - SCSI المرفقة بالمسلسل

هكذا تبدو واجهة SAS لقرص الخادم

تم تطوير Serial Attached SCSI كتحسين لواجهة قديمة نوعًا ما اتصال جامدمحركات واجهة نظام أجهزة الكمبيوتر الصغيرة. على الرغم من حقيقة أن SCSI المرفقة التسلسلية تستخدم المزايا الرئيسية لسابقتها ، إلا أنها تتمتع بالعديد من المزايا. من بينها تجدر الإشارة إلى ما يلي:

استخدام ناقل مشترك من قبل جميع الأجهزة.
يسمح بروتوكول الاتصال التسلسلي المستخدم بواسطة SAS باستخدام عدد أقل من خطوط الإشارة.
ليست هناك حاجة لإنهاء الحافلة.
عدد غير محدود تقريبًا من الأجهزة المتصلة.
نطاق ترددي أعلى (يصل إلى 12 جيجابت في الثانية). من المتوقع أن تدعم التطبيقات المستقبلية لبروتوكول SAS معدلات بيانات تصل إلى 24 جيجابت في الثانية.
القدرة على توصيل محركات الأقراص بواجهة Serial ATA بوحدة التحكم SAS.

عادةً ما يتم إنشاء أنظمة SCSI التسلسلية المرفقة من عدة مكونات. المكونات الرئيسية تشمل:

الأجهزة المستهدفة. تتضمن هذه الفئة محركات الأقراص الفعلية أو صفائف القرص.
البادئين عبارة عن شرائح مصممة لإنشاء طلبات للأجهزة المستهدفة.
نظام تسليم البيانات - الكابلات التي تربط الأجهزة المستهدفة والمبدعين

تأتي موصلات SCSI التسلسلية المرفقة في مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام ، اعتمادًا على النوع (خارجي أو داخلي) وإصدارات SAS. يوجد أدناه موصل SFF-8482 الداخلي وموصل SFF-8644 الخارجي المصمم لـ SAS-3:

اليسار - الموصل الداخلي SAS SFF-8482 ؛ على اليمين يوجد موصل SAS SFF-8644 خارجي مع كابل.

بعض الأمثلة على مظهر أسلاك ومحولات SAS: سلك HD-Mini SAS وسلك محول SAS-Serial ATA.

اليسار - سلك HD Mini SAS ؛ يمين - كبل محول من SAS إلى Serial ATA

فايرواير - IEEE 1394

اليوم ، من الشائع جدًا العثور على محركات أقراص صلبة بواجهة Firewire. على الرغم من أن واجهة Firewire يمكنها توصيل أي نوع من ملفات ملحقات، وهي ليست واجهة مخصصة مصممة حصريًا لتوصيل محركات الأقراص الثابتة ، ولكن Firewire بها عدد من الميزات التي تجعلها ملائمة للغاية لهذا الغرض.

FireWire - IEEE 1394 - عرض الكمبيوتر المحمول

تم تطوير واجهة Firewire في منتصف التسعينيات. تم وضع بداية التطوير من قبل شركة Apple المعروفة ، والتي كانت بحاجة إلى ناقل خاص بها ، مختلف عن USB ، لتوصيل المعدات الطرفية ، والوسائط المتعددة بشكل أساسي. تسمى المواصفات التي تصف تشغيل ناقل Firewire IEEE 1394.

يعد Firewire أحد أكثر تنسيقات الحافلات الأمامية التسلسلية عالية السرعة استخدامًا اليوم. تشمل الميزات الرئيسية للمعيار ما يلي:

القدرة على توصيل الأجهزة الساخنة.
فتح هندسة الحافلات.
طوبولوجيا مرنة لتوصيل الأجهزة.
معدل نقل بيانات متنوع على نطاق واسع - من 100 إلى 3200 ميجابت في الثانية.
القدرة على نقل البيانات بين الأجهزة دون مشاركة جهاز كمبيوتر.
امكانية التنظيم الشبكات المحليةبمساعدة إطار.
نقل طاقة الحافلات.
عدد كبير من الأجهزة المتصلة (حتى 63).

لتوصيل محركات الأقراص الثابتة (عادةً من خلال حالات محركات الأقراص الثابتة الخارجية) عبر ناقل Firewire ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام معيار SBP-2 خاص ، والذي يستخدم مجموعة أوامر بروتوكول واجهة نظام أجهزة الكمبيوتر الصغيرة. من الممكن توصيل أجهزة Firewire بموصل USB عادي ، لكن هذا يتطلب محولًا خاصًا.

IDE - إلكترونيات محرك متكاملة

IDE الاختصار معروف بلا شك لمعظم المستخدمين. حواسيب شخصية. تم تطوير معيار واجهة محرك الأقراص الثابتة IDE بواسطة شركة تصنيع محركات الأقراص الثابتة المعروفة ، Western Digital. كانت ميزة IDE على الواجهات الأخرى التي كانت موجودة في ذلك الوقت ، على وجه الخصوص ، واجهة نظام أجهزة الكمبيوتر الصغيرة ، بالإضافة إلى معيار ST-506 ، أنه لم تكن هناك حاجة لتثبيت وحدة تحكم بالقرص الصلب على اللوحة الأم. يعني معيار IDE تثبيت وحدة التحكم في محرك الأقراص في حالة محرك الأقراص نفسه ، وبقي فقط محول واجهة المضيف لتوصيل محركات أقراص IDE على اللوحة الأم.

واجهة IDE على اللوحة الأم

أدى هذا الابتكار إلى تحسين أداء محرك IDE نظرًا لتقليل المسافة بين وحدة التحكم والمحرك نفسه. بالإضافة إلى ذلك ، أتاح تثبيت وحدة تحكم IDE داخل حاوية محرك الأقراص الثابتة إمكانية تبسيط كل من اللوحات الأم وإنتاج محركات الأقراص الثابتة إلى حد ما ، نظرًا لأن التكنولوجيا منحت الشركات المصنعة الحرية فيما يتعلق بالتنظيم الأمثل لمنطق تشغيل محرك الأقراص.

كانت التقنية الجديدة تسمى في الأصل إلكترونيات Drive المدمجة. بعد ذلك ، تم تطوير معيار يصفه ، يسمى ATA. يأتي هذا الاسم من الجزء الأخير من اسم عائلة أجهزة الكمبيوتر PC / AT عن طريق إضافة كلمة المرفقات.

يتم استخدام كبل IDE مخصص لتوصيل محرك الأقراص الثابتة أو أي جهاز آخر ، مثل محرك الأقراص الضوئية الذي يدعم تقنية إلكترونيات محرك الأقراص المدمجة ، باللوحة الأم. نظرًا لأن ATA يشير إلى واجهات متوازية (وهذا هو السبب في تسميته أيضًا Parallel ATA أو PATA) ، أي الواجهات التي توفر نقلًا متزامنًا للبيانات عبر عدة خطوط ، يحتوي كبل البيانات الخاص به على عدد كبير من الموصلات (عادةً 40 ، وفي أحدث الإصداراتالبروتوكول ، كان من الممكن استخدام كابل 80 نواة). كابل بيانات منتظم لـ هذا المعيارلها مظهر مسطح وعريض ، ولكن هناك أيضًا كبلات مستديرة. يحتوي كبل الطاقة لمحركات أقراص ATA المتوازية على موصل ذي 4 سنون ومتصل بمصدر طاقة الكمبيوتر.

فيما يلي أمثلة على كبل IDE وكابل بيانات PATA دائري:

مظهر كبل الواجهة: على اليسار - مسطح ، على اليمين في غلاف دائري - PATA أو IDE.

نظرًا للرخص النسبي لمحركات أقراص Parallel ATA ، وسهولة تنفيذ واجهة على اللوحة الأم ، وسهولة تثبيت وتكوين أجهزة PATA للمستخدم ، فإن محركات الأقراص مثل الأجهزة الإلكترونية المتكاملة لمحركات الأقراص المنبثقة من أنواع أخرى من الواجهة من سوق محركات الأقراص الصلبة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية المنخفضة الجودة لفترة طويلة.

ومع ذلك ، فإن معيار PATA له أيضًا عدد من العيوب. بادئ ذي بدء ، يعد هذا قيدًا على الطول الذي يمكن أن يمتلكه كبل بيانات ATA المتوازي - لا يزيد عن 0.5 متر. بالإضافة إلى ذلك ، يفرض التنظيم الموازي للواجهة عددًا من القيود على السرعة القصوىنقل البيانات. لا يدعم معيار PATA والعديد من الميزات المتقدمة التي تمتلكها أنواع أخرى من الواجهات ، مثل أجهزة التوصيل السريع.

ساتا - المسلسل ATA

منظر لواجهة SATA على اللوحة الأم

واجهة SATA (Serial ATA) ، كما يوحي الاسم ، هي تحسين على ATA. يتمثل هذا التحسين ، أولاً وقبل كل شيء ، في تحويل ATA المتوازي التقليدي (Parallel ATA) إلى واجهة تسلسلية. ومع ذلك ، فإن الاختلافات بين معيار Serial ATA والمعيار التقليدي لا تقتصر على هذا. بالإضافة إلى تغيير نوع نقل البيانات من المتوازي إلى التسلسلي ، فقد تغيرت أيضًا موصلات نقل البيانات وإمدادات الطاقة.

يوجد أدناه سلك بيانات SATA:

كابل بيانات لواجهة SATA

هذا جعل من الممكن استخدام كابل أطول بكثير وزيادة معدل نقل البيانات. ومع ذلك ، كان الجانب السلبي هو حقيقة أن أجهزة PATA ، التي كانت موجودة في السوق بكميات ضخمة قبل ظهور SATA ، أصبح من المستحيل الاتصال مباشرة بالموصلات الجديدة. صحيح أن معظم اللوحات الأم الجديدة لا تزال تحتوي على الموصلات القديمة وتدعم اتصال الأجهزة القديمة. لكن عملية عكسية- عادة ما يتسبب توصيل نوع جديد من محرك الأقراص بلوحة أم قديمة في حدوث مشكلات أكثر بكثير. بالنسبة لهذه العملية ، يحتاج المستخدم عادةً إلى محول Serial ATA إلى PATA. عادةً ما يكون لمحول كبل الطاقة تصميم بسيط نسبيًا.

Serial ATA to PATA محول الطاقة:

غادر الشكل العامكابل؛ مكبر على اليمين مظهرموصلات PATA و Serial ATA

ومع ذلك ، فإن الأمر الأكثر تعقيدًا هو الموقف مع جهاز مثل محول لتوصيل جهاز واجهة تسلسلية بموصل واجهة متوازية. عادةً ما يتم تصنيع هذا النوع من المحولات على شكل دائرة كهربائية صغيرة.

ظهور محول ثنائي الاتجاه عالمي بين واجهات SATA-IDE

في الوقت الحالي ، حلت واجهة Serial ATA محل Parallel ATA عمليًا ، ويمكن الآن العثور على محركات أقراص PATA بشكل أساسي فقط في أجهزة الكمبيوتر القديمة إلى حد ما. ميزة أخرى للمعيار الجديد ، والتي ضمنت شعبيته على نطاق واسع ، كانت دعمه.

نوع المحول من IDE إلى SATA

يمكنك معرفة المزيد عن تقنية NCQ. الميزة الرئيسية لـ NCQ هي أنه يسمح لك باستخدام الأفكار التي تم تنفيذها منذ فترة طويلة في بروتوكول SCSI. على وجه الخصوص ، يدعم NCQ نظامًا لطلب عمليات القراءة / الكتابة الواردة إلى محركات أقراص متعددة مثبتة في النظام. وبالتالي ، يمكن لـ NCQ تحسين أداء محركات الأقراص بشكل كبير ، وخاصة صفيفات محركات الأقراص الثابتة.

نوع المحول من SATA إلى IDE

يتطلب NCQ دعمًا تقنيًا من القرص الصلب بالإضافة إلى المهايئ المضيف اللوحة الأم. تقريبًا جميع المحولات التي تدعم AHCI تدعم أيضًا NCQ. بالإضافة إلى ذلك ، تدعم بعض المحولات القديمة أيضًا NCQ. أيضًا ، يتطلب NCQ دعمه من نظام التشغيل حتى يعمل.

eSATA - ساتا خارجي

بشكل منفصل ، تجدر الإشارة إلى تنسيق eSATA (External SATA) ، والذي بدا واعدًا في ذلك الوقت ، لكنه لم يتم استخدامه على نطاق واسع. كما قد تتخيل من الاسم ، فإن eSATA هو نوع من Serial ATA مصمم للاتصال حصريًا بمحركات الأقراص الخارجية. يقدم معيار eSATA معظم ميزات المعيار للأجهزة الخارجية ، أي الداخلية Serial ATA ، على وجه الخصوص ، نفس نظام الإشارات والأوامر ونفس السرعة العالية.

موصل eSATA على جهاز كمبيوتر محمول

ومع ذلك ، فإن eSATA لديه أيضًا بعض الاختلافات عن معيار الناقل الداخلي الذي أدى إلى ظهوره. على وجه الخصوص ، يدعم eSATA كبل بيانات أطول (يصل إلى 2 متر) ولديه أيضًا متطلبات طاقة تخزين أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، تختلف موصلات eSATA نوعًا ما عن موصلات Serial ATA القياسية.

بالمقارنة مع الناقلات الخارجية الأخرى مثل USB و Firewire ، فإن eSATA له عيب كبير. إذا كانت هذه الحافلات تسمح للجهاز بالتزويد بالطاقة عبر كابل الناقل نفسه ، فإن محرك eSATA يتطلب موصلات طاقة خاصة. لذلك ، على الرغم من معدل نقل البيانات المرتفع نسبيًا ، لا تحظى eSATA حاليًا بشعبية كبيرة كواجهة لتوصيل محركات الأقراص الخارجية.

خاتمة

لا يمكن أن تصبح المعلومات المخزنة على القرص الصلب مفيدة للمستخدم ويمكن الوصول إليها برامج التطبيقاتحتى يتم الوصول إليه وحدة المعالجة المركزيةحاسوب. توفر واجهات محرك الأقراص الثابتة وسيلة اتصال بين محركات الأقراص هذه واللوحة الأم. اليوم هناك الكثير أنواع مختلفةواجهات محركات الأقراص الثابتة ، لكل منها مزاياها وعيوبها وخصائصها المميزة. نأمل أن تكون المعلومات الواردة في هذه المقالة مفيدة للقارئ في كثير من النواحي ، لأن اختيار القرص الصلب الحديث يتحدد إلى حد كبير ليس فقط من خلال خصائصه الداخلية ، مثل السعة وذاكرة التخزين المؤقت وسرعة الوصول والدوران ، ولكن أيضًا من خلال الواجهة التي تم تطويرها من أجلها.

لماذا ساس؟

لا تعد واجهة Serial Attached SCSI مجرد تطبيق تسلسلي لبروتوكول SCSI. إنه يفعل أكثر بكثير من مجرد نقل ميزات SCSI مثل TCQ (وضع علامات في قائمة انتظار الأوامر) عبر الموصل الجديد. إذا أردنا أكثر البساطة ، فسنستخدم واجهة Serial ATA (SATA) ، وهي عبارة عن اتصال بسيط من نقطة إلى نقطة بين مضيف وجهاز طرفي مثل محرك الأقراص الثابتة.

لكن SAS يعتمد على نموذج كائن يحدد "مجال SAS" - وهو نظام تسليم البيانات الذي يمكن أن يتضمن موسعات اختيارية (موسع) وأجهزة نهاية SAS ، مثل محركات الأقراص الثابتة ومحولات المضيف (محولات ناقل المضيف ، HBA). في المقابل من SATA ، يمكن أن تحتوي أجهزة SAS على منافذ متعددة ، يمكن لكل منها استخدام اتصالات مادية متعددة لتوفير اتصالات SAS أسرع (أوسع) ، ويمكن للمبادرين المتعددين الوصول إلى أي هدف محدد ، ويمكن أن تصل أطوال الكابلات إلى ثمانية أمتار (للجيل الأول من SAS) مقابل متر واحد لـ SATA. من الواضح أن هذا يوفر العديد من الفرص لإنشاء حلول تخزين عالية الأداء أو زائدة عن الحاجة. بالإضافة إلى ذلك ، تدعم SAS بروتوكول SATA Tunneling Protocol (STP) ، والذي يسمح لك بتوصيل أجهزة SATA بوحدة التحكم SAS .

يزيد معيار SAS من الجيل الثاني سرعة الاتصال من 3 إلى 6 جيجابت / ثانية. تعد زيادة السرعة هذه مهمة جدًا للبيئات المعقدة التي تتطلب أداءً عاليًا بسبب التخزين عالي السرعة. نسخة جديدةتهدف SAS أيضًا إلى تقليل تعقيد الكابلات وكذلك عدد التوصيلات لكل جيجابت / ثانية من عرض النطاق الترددي عن طريق زيادة الطول المحتمل للكابلات وتحسين أداء الموسعات (تقسيم المناطق والكشف التلقائي). أدناه سنتحدث عن هذه التغييرات بالتفصيل.

سرعة SAS تصل إلى 6 جيجابت / ثانية

لجلب فوائد SAS إلى المزيد جمهور عريض، قدمت SCSI Trade Association (SCSI TA) برنامجًا تعليميًا حول تقنية SAS في المؤتمر العالمي لشبكات التخزين في وقت سابق من هذا العام في أورلاندو ، فلوريدا ، الولايات المتحدة الأمريكية. تم تنفيذ ما يسمى بـ SAS Plugfest ، والذي أظهر تشغيل وتوافق وميزات SAS بسرعة 6 جيجابت / ثانية ، حتى في وقت سابق في نوفمبر 2008. كان LSI و Seagate أول من أدخلوا أجهزة قادرة على تشغيل SAS بسرعة 6 جيجابت / ثانية في السوق ، ولكن يجب على البائعين الآخرين اللحاق بالركب قريبًا أيضًا. في مقالتنا ، سنلقي نظرة على الوضع الحالي لتقنية SAS وبعض الأجهزة الجديدة.

وظائف وأساسيات SAS

أساسيات SAS

على عكس SATA ، تعمل واجهة SAS على أساس مزدوج كامل ، مما يوفر نطاقًا تردديًا كاملاً في كلا الاتجاهين. كما ذكرنا سابقًا ، يتم دائمًا إنشاء اتصالات SAS من خلال اتصالات فيزيائية، باستخدام عناوين جهاز فريدة. في المقابل ، يمكن لـ SATA معالجة أرقام المنافذ فقط.

يمكن أن يحتوي كل عنوان SAS على واجهات متعددة الطبقات المادية (PHY) ، مما يسمح باتصالات أوسع عبر InfiniBand (SFF-8470) أو كبلات mini-SAS (SFF-8087 و -8088). عادةً ما يتم دمج أربع واجهات SAS مع PHY واحدة في واجهة SAS واحدة متصلة بالفعل بجهاز SAS. يمكن أيضًا إجراء الاتصال من خلال الموسعات ، التي تعمل كمفاتيح أكثر من كونها مثل أجهزة SAS.

تتيح الميزات مثل تقسيم المناطق الآن للمسؤولين ربط أجهزة SAS محددة بالمبادرين. هذا هو المكان الذي ستكون فيه الإنتاجية المتزايدة لـ 6 جيجابت / ثانية SAS في متناول اليد ، حيث أن الاتصال رباعي الممرات سيكون له الآن ضعف السرعة. أخيرًا ، يمكن أن تحتوي أجهزة SAS على عناوين SAS متعددة. نظرًا لأن محركات أقراص SAS يمكنها استخدام منفذين ، مع وجود PHY واحد على كل منهما ، يمكن أن يحتوي محرك الأقراص على عنواني SAS.

التوصيلات والواجهات

اضغط على الصورة لتكبيرها.

تتم معالجة اتصالات SAS من خلال منافذ SAS باستخدام SSP (بروتوكول SCSI التسلسلي) ، ولكن يتم الاتصال في الطبقة السفلية من PHY إلى PHY باستخدام اتصال مادي واحد أو أكثر لأسباب تتعلق بالنطاق الترددي. يستخدم SAS ترميز 8/10 بت لتحويل 8 بتات من البيانات إلى عمليات إرسال مكونة من 10 أحرف لأغراض استعادة التوقيت وتوازن التيار المباشر واكتشاف الأخطاء. ينتج عن هذا إنتاجية فعالة تبلغ 300 ميجابايت / ثانية لوضع نقل 3 جيجابت / ثانية و 600 ميجابايت / ثانية لاتصالات 6 جيجابت / ثانية. تعمل القنوات الليفية و Gigabit Ethernet و FireWire وغيرها في مخطط تشفير مماثل.

تتشابه واجهات الطاقة والبيانات SAS و SATA إلى حد بعيد مع بعضها البعض. ولكن إذا كانت SAS تحتوي على واجهات بيانات وواجهات طاقة مدمجة في واجهة مادية واحدة (SFF-8482 على جانب الجهاز) ، فإن SATA يتطلب كبلين منفصلين. يتم إغلاق الفجوة بين دبابيس الطاقة والبيانات (انظر الرسم التوضيحي أعلاه) في حالة SAS ، والتي لا تسمح بتوصيل جهاز SAS بوحدة تحكم SATA.

من ناحية أخرى ، يمكن أن تعمل أجهزة SATA بشكل جيد على بنية SAS الأساسية بفضل STP ، أو في الوضع الأصلي إذا لم يتم استخدام الموسعات. يضيف STP زمن انتقال إضافي للموسعات حيث يحتاجون إلى إنشاء اتصال ، وهو أبطأ من اتصال SATA المباشر. ومع ذلك ، فإن التأخير لا يزال ضئيلا للغاية.

المجالات والموسعات

يمكن تمثيل مجالات SAS على أنها هياكل شجرية مثل المعقدة شبكات إيثرنت. يمكن لموسعات SAS العمل مع عدد كبير من أجهزة SAS ، لكنها تستخدم مبدأ تبديل الدائرة ، بدلاً من تبديل الحزمة الأكثر شيوعًا. تحتوي بعض الموسعات على أجهزة SAS ، والبعض الآخر لا يحتوي عليها.

يتعرف SAS 1.1 على موسعات الحواف ، والتي تسمح لبادئ SAS بالاتصال بما يصل إلى 128 عنوان SAS إضافيًا. في مجال SAS 1.1 ، يمكن استخدام موسعين حافة فقط. ومع ذلك ، يمكن لموسع توزيع واحد توصيل ما يصل إلى 128 موسع حافة ، مما يزيد بشكل كبير من سعة البنية التحتية لحل SAS الخاص بك.

اضغط على الصورة لتكبيرها.

مقارنةً بـ SATA ، يمكن أن تبدو واجهة SAS معقدة: يقوم بادئون مختلفون بالوصول إلى الأجهزة المستهدفة من خلال الموسعات ، والتي تتضمن وضع المسارات المناسبة. يبسط SAS 2.0 التوجيه ويحسنه.

ضع في اعتبارك أن SAS لا يسمح بالحلقات أو المسارات المتعددة. يجب أن تكون جميع الاتصالات من نقطة إلى نقطة وحصرية ، لكن بنية الاتصال نفسها تتسع بشكل جيد.

ميزات SAS 2.0 الجديدة: توسعات ، أداء

	SAS 1.0 / 1.1
وظيفة	يحتفظ بدعم SCSI القديم متوافق مع SATA	متوافق مع 3Gbps تحسين السرعة والإشارات إدارة المنطقة تحسين قابلية التوسع
ميزات التخزين	RAID 6 عامل الشكل الصغير HPC محركات SAS عالية السعة استبدال Ultra320 SCSI الاختيار: SATA أو SAS خوادم بليد	RAS (حماية البيانات) السلامة (FDE) دعم الكتلة دعم الطبولوجيا الأكبر SSD الافتراضية تخزين خارجي 4K حجم القطاع
معدل نقل البيانات وعرض النطاق الترددي للكابل	4 × 3 جيجابت في الثانية (1.2 جيجابايت / ثانية)	4 × 6 جيجابت / ثانية (2.4 جيجابايت / ثانية)
نوع الكابل	نحاس	نحاس
طول الكابل	8 م	10 م

توسيع المناطق والتكوين التلقائي

بقيت الحدود (الحافة) والمتوسعة (الانقسامية) عمليا في التاريخ. غالبًا ما يُعزى هذا إلى التحديثات في SAS 2.0 ، ولكن السبب في الواقع هو مناطق SAS المقدمة في 2.0 ، والتي تزيل الفصل بين موسعات الحافة والامتداد. بالطبع ، يتم تنفيذ المناطق عادةً على وجه التحديد لكل مصنع ، وليس كمعيار صناعي واحد.

في الواقع ، يمكن الآن وضع عدة مناطق على بنية تحتية واحدة لتوصيل المعلومات. هذا يعني أن بادئين مختلفين يمكنهم الوصول إلى أهداف التخزين (المخازن) من خلال نفس موسع SAS. يتم تجزئة المجال من خلال المناطق ، ويتم الوصول بطريقة حصرية.

لأكثر من 20 عامًا ، كانت واجهة الناقل المتوازي هي بروتوكول الاتصال الأكثر شيوعًا لمعظم أنظمة التخزين الرقمية. ولكن مع تزايد الحاجة إلى عرض النطاق الترددي ومرونة النظام ، أصبحت أوجه القصور في أكثر تقنيات الواجهة المتوازية شيوعًا ، SCSI و ATA ، ظاهرة. يؤدي عدم التوافق بين واجهات SCSI و ATA المتوازية - الموصلات والكابلات ومجموعات الأوامر المختلفة المستخدمة - إلى زيادة تكلفة صيانة الأنظمة ، بحث علميوتطوير وتدريب وتأهيل المنتجات الجديدة.

حتى الآن ، لا تزال التقنيات الموازية مرضية لمستخدمي التكنولوجيا الحديثة أنظمة الشركاتمن حيث الأداء ، ولكن الطلبات المتزايدة على سرعات أعلى ، وسلامة أفضل لنقل البيانات ، وأحجام مادية أصغر ، والمزيد من التوحيد ، تدعو إلى التشكيك في قدرة الواجهة الموازية على مواكبة أداء وحدة المعالجة المركزية وسرعة القيادة المتزايدة بشكل فعال من حيث التكلفة. محركات الأقراص الصلبة. بالإضافة إلى ذلك ، في بيئة التقشف ، أصبح من الصعب بشكل متزايد على الشركات جمع الأموال لتطوير وصيانة مجموعة متنوعة من الموصلات. الألواح الخلفيةهيكل الخادم وصفائف القرص الخارجية ، واختبار توافق الواجهة غير المتجانسة ، وجرد الاتصالات غير المتجانسة لعمليات الإدخال / الإخراج.

يأتي استخدام الواجهات المتوازية أيضًا مع عدد من المشكلات الأخرى. يخضع نقل البيانات الموازي عبر كابل كعب عريض للتداخل المتبادل ، مما قد يؤدي إلى حدوث أخطاء إضافية في الضوضاء والإشارة - لتجنب هذا الفخ ، عليك تقليل سرعة الإشارة أو الحد من طول الكابل ، أو كليهما. يرتبط إنهاء الإشارات المتوازية أيضًا ببعض الصعوبات - عليك إنهاء كل سطر على حدة ، وعادة ما يقوم محرك الأقراص الأخير بهذه العملية لمنع انعكاس الإشارة في نهاية الكبل. أخيرًا ، تجعل الكابلات والموصلات الكبيرة المستخدمة في الواجهات المتوازية هذه التقنيات غير مناسبة لأنظمة الحوسبة المدمجة الجديدة.

إدخال SAS و SATA

تتغلب التقنيات التسلسلية مثل Serial ATA (SATA) و Serial Attached SCSI (SAS) على القيود المعمارية للواجهات المتوازية التقليدية. حصلت هذه التقنيات الجديدة على اسمها من طريقة إرسال الإشارات ، عندما يتم إرسال جميع المعلومات بالتتابع (المسلسل الإنجليزي) ، في دفق واحد ، على عكس التدفقات المتعددة المستخدمة في التقنيات المتوازية. الميزة الرئيسية للواجهة التسلسلية هي أنه عندما يتم نقل البيانات في دفق واحد ، فإنها تتحرك أسرع بكثير من استخدام واجهة متوازية.

تجمع التقنيات التسلسلية العديد من أجزاء البيانات في حزم ثم تنقلها عبر كابل بسرعات تصل إلى 30 مرة أسرع من الواجهات المتوازية.

تتوسع SATA في إمكانات تقنية ATA التقليدية من خلال تمكين نقل البيانات بين محركات الأقراص بمعدل 1.5 جيجابايت في الثانية أو أكثر. نظرًا لتكلفتها المنخفضة لكل جيجابايت من سعة القرص ، ستستمر SATA في كونها واجهة القرص المهيمنة في أجهزة الكمبيوتر المكتبية وخوادم مستوى الدخول وأنظمة تخزين الشبكة ، حيث تعد التكلفة أحد الاعتبارات الرئيسية.

تعتمد تقنية SAS ، التي خلفت واجهة SCSI الموازية ، على الوظائف العالية المثبتة لسابقتها وتعد بتوسيع القدرات بشكل كبير الأنظمة الحديثةتخزين البيانات على مستوى المؤسسة. تتمتع SAS بعدد من المزايا غير المتوفرة مع حلول التخزين التقليدية. على وجه الخصوص ، يسمح SAS بتوصيل ما يصل إلى 16256 جهازًا بمنفذ واحد ويوفر اتصالًا تسلسليًا موثوقًا من نقطة إلى نقطة بسرعات تصل إلى 3 جيجابت / ثانية.

بالإضافة إلى ذلك ، يوفر موصل SAS الأصغر اتصالاً كاملاً بمنفذين لكل من محركات الأقراص الثابتة مقاس 3.5 بوصة و 2.5 بوصة (كانت متوفرة سابقًا فقط على محركات الأقراص الثابتة ذات القناة الليفية مقاس 3.5 بوصة). هذا جدا ميزة مفيدةحيث تحتاج إلى تركيب الكثير من محركات الأقراص الزائدة في نظام مضغوط ، مثل خادم نصلي منخفض المستوى.

تعمل SAS على تحسين عنونة محرك الأقراص والاتصال بموسعات الأجهزة التي تسمح بتوصيل عدد كبير من محركات الأقراص بوحدة تحكم مضيفة واحدة أو أكثر. يوفر كل موسع اتصالات لما يصل إلى 128 جهازًا ماديًا ، والتي يمكن أن تكون وحدات تحكم مضيفة أخرى أو موسعات SAS أخرى أو محركات أقراص. يتوسع هذا المخطط جيدًا ويسمح لك بإنشاء طبولوجيا على مستوى المؤسسة تدعم بسهولة المجموعات متعددة العقد لاستعادة النظام تلقائيًا في حالة الفشل ولموازنة الحمل.

تتمثل إحدى أكبر مزايا التقنية التسلسلية الجديدة في أن واجهة SAS ستكون متوافقة أيضًا مع محركات أقراص SATA الأكثر فعالية من حيث التكلفة ، مما يسمح لمصممي النظام باستخدام كلا النوعين من محركات الأقراص في نفس النظام دون تكلفة إضافية لدعم واجهتين مختلفتين. وبالتالي ، فإن واجهة SAS ، التي تمثل الجيل التالي من تقنية SCSI ، تتغلب على القيود الحالية للتقنيات الموازية من حيث الأداء وقابلية التوسع وتوافر البيانات.

مستويات متعددة من التوافق

التوافق المادي

موصل SAS عالمي ومتوافق مع SATA. يسمح ذلك لكل من محركات أقراص SAS و SATA بالاتصال المباشر بنظام SAS ، مما يتيح استخدام النظام إما للتطبيقات ذات المهام الحرجة التي تتطلب أداءً عاليًا ووصولاً سريعًا إلى البيانات ، أو لتطبيقات أكثر فعالية من حيث التكلفة بتكلفة أقل لكل جيجابايت.

مجموعة أوامر SATA هي مجموعة فرعية من مجموعة أوامر SAS ، والتي توفر التوافق بين أجهزة SATA ووحدات تحكم SAS. ومع ذلك ، لا يمكن لمحركات SAS العمل مع وحدة تحكم SATA ، لذلك يتم تزويدهم بمفاتيح خاصة على الموصلات للتخلص من احتمال الاتصال غير الصحيح.

بالإضافة إلى ذلك ، تسمح المعلمات المادية المماثلة لواجهات SAS و SATA بلوحة SAS عالمية جديدة تدعم محركات SAS و SATA. نتيجة لذلك ، ليست هناك حاجة لاستخدام لوحين مختلفين مختلفين لمحركات أقراص SCSI و ATA. تفيد قابلية التشغيل البيني كلاً من مصنعي اللوحات الخلفية والمستخدمين النهائيين من خلال تقليل تكاليف الأجهزة والهندسة.

التوافق على مستوى البروتوكول

تتضمن تقنية SAS ثلاثة أنواع من البروتوكولات ، يستخدم كل منها لنقل البيانات أنواع مختلفةعبر واجهة تسلسلية ، اعتمادًا على الجهاز الذي يتم الوصول إليه. الأول هو بروتوكول SCSI التسلسلي (Serial SCSI Protocol SSP) ، الذي ينقل أوامر SCSI ، والثاني هو بروتوكول إدارة SCSI (SMP) ، الذي ينقل معلومات التحكم إلى الموسعات. الثالث ، SATA Tunneled Protocol STP ، ينشئ اتصالاً يسمح بنقل أوامر SATA. باستخدام هذه البروتوكولات الثلاثة ، تتوافق واجهة SAS تمامًا مع تطبيقات SCSI الحالية وبرامج الإدارة وأجهزة SATA.

هذه البنية متعددة البروتوكولات ، جنبًا إلى جنب مع التوافق المادي لموصلات SAS و SATA ، تجعل تقنية SAS هي الرابط العالمي بين أجهزة SAS و SATA.

فوائد التوافق

يوفر التوافق بين SAS و SATA عددًا من الفوائد لمصممي النظام والبناة والمستخدمين النهائيين.

يمكن لمصممي النظام استخدام نفس اللوحات الخلفية والموصلات وتوصيلات الكابلات نظرًا لتوافق SAS و SATA. ترقية النظام من SATA إلى SAS هو في الواقع بديل لمحركات الأقراص. في المقابل ، بالنسبة لمستخدمي الواجهات المتوازية التقليدية ، فإن الانتقال من ATA إلى SCSI يعني تغيير اللوحات الخلفية والموصلات والكابلات ومحركات الأقراص. تشمل مزايا التشغيل البيني الأخرى الفعالة من حيث التكلفة للتقنيات التسلسلية اعتمادًا مبسطًا وإدارة الأصول.

يمكن لبائعي VAR وبناة النظام إعادة تكوين الأنظمة المخصصة بسرعة وسهولة عن طريق تثبيت محرك الأقراص المناسب في النظام. ليست هناك حاجة للعمل مع التقنيات غير المتوافقة واستخدام موصلات خاصة وتوصيلات كبلات مختلفة. علاوة على ذلك ، ستسمح المرونة الإضافية في اختيار أفضل نسبة سعر / أداء لبائعي VAR وبناة النظام بتمييز منتجاتهم بشكل أفضل.

بالنسبة للمستخدمين النهائيين ، يعني توافق SATA و SAS مستوى جديدًا من المرونة عندما يتعلق الأمر باختيار أفضل نسبة سعر / أداء. سوف تصبح محركات SATA أفضل حلللخوادم وأنظمة التخزين منخفضة التكلفة ، بينما توفر محركات أقراص SAS الاداء العاليوالموثوقية والتوافق مع برامج التحكم. قابل للترقية من محركات أقراص SATA إلى محركات أقراص SAS دون الحاجة إلى الشراء نظام جديديبسط إلى حد كبير عملية قرار الشراء ، ويحمي الاستثمار في النظام ويقلل من التكلفة الإجمالية للملكية.

التطوير المشترك لبروتوكولات SAS و SATA

في 20 يناير 2003 ، قامت جمعية التجارة SCSI (STA) و فريق العملأعلنت مجموعة العمل Serial ATA (SATA) II عن تعاون لضمان توافق تقنية SAS مع محركات أقراص SATA على مستوى النظام.

يهدف التعاون بين المنظمتين ، بالإضافة إلى الجهود المشتركة لبائعي التخزين ولجان المعايير ، إلى تطوير إرشادات أكثر دقة للتشغيل البيني والتي ستساعد مصممي النظام ومتخصصي تكنولوجيا المعلومات والمستخدمين النهائيين على تنفيذ المزيد الكون المثالىمن أنظمتها لتحقيق الأداء الأمثل والموثوقية وتقليل التكلفة الإجمالية للملكية.

تمت الموافقة على مواصفات SATA 1.0 في عام 2001 ، وتوجد منتجات SATA من مختلف الشركات المصنعة في السوق اليوم. تمت الموافقة على مواصفات SAS 1.0 في أوائل عام 2003 ، وستطرح المنتجات الأولى السوق في النصف الأول من عام 2004.