Scsi sas sata сравнение. Сравнение на SCSI, SAS и SATA интерфейси

SAS интерфейс.

SAS или Serial Attached SCSI интерфейсът осигурява свързаност през физически интерфейс, подобно на SATA, устройства, управляван от набор от команди SCSI. Притежание обратно съвместим със SATA, прави възможно свързването на всякакви устройства, управлявани от SCSI командния набор чрез този интерфейс - не само твърди дискове, но също и скенери, принтери и т.н. В сравнение със SATA, SAS осигурява по-развита топология, позволяваща паралелно свързване на едно устройство през два или повече канала. Поддържат се и шинни разширители, които ви позволяват да свържете множество SAS устройства към един порт.

Протоколът SAS се разработва и поддържа от комисията T10. SAS е проектиран да комуникира с устройства като твърди дискове, съхранение оптични дисковеи подобни. SAS използва сериен интерфейс за работа с директно свързани устройства, съвместими със SATA интерфейса. Въпреки че SAS използва сериен интерфейс за разлика от паралелния интерфейс, използван от традиционния SCSI, SCSI командите все още се използват за управление на SAS устройства. Командите (фиг. 1), изпратени до SCSI устройството, са поредица от байтове с определена структура (блокове на дескриптори на команди).

Ориз. 1.

Някои команди са придружени от допълнителен „блок с параметри“, който следва блока на дескриптора на командата, но вече е предаден като „данни“.

Типичната SAS интерфейсна система се състои от следните компоненти:

1) Инициатори.Инициаторът е устройство, което генерира заявки за услуги за целеви устройства и получава потвърждения, когато заявките се изпълняват.

2) Целеви устройства. Целевото устройство съдържа логически блокове и целеви портове, които получават заявки за услуги и ги изпълняват; след приключване на обработката на заявката се изпраща потвърждение на заявката до инициатора на заявката. Целевото устройство може да бъде или един твърд диск, или цял дисков масив.

3) Подсистема за доставка на данни. Това е част от I / O системата, която прехвърля данни между инициаторите и целевите устройства. Обикновено подсистемата за доставка на данни се състои от кабели, които свързват инициатора и целевото устройство. Освен това, в допълнение към кабелите, подсистемата за доставка на данни може да включва SAS разширители.

3.1) Разширители. SAS разширителите са устройства, които са част от подсистемата за доставка на данни и правят възможно улесняването на трансфера на данни между SAS устройства, например, като ви позволяват да свържете няколко целеви SAS устройства към един порт на инициатора. Свързването чрез разширител е напълно прозрачно за целевите устройства.

SAS поддържа свързване на SATA устройства. SAS използва сериен протокол за прехвърляне на данни между множество устройства и по този начин използва по-малко сигнални линии. SAS използва SCSI команди за управление и комуникация с целеви устройства. SAS интерфейсът използва връзки от точка до точка - всяко устройство е свързано към контролера чрез специален канал. За разлика от SCSI, SAS не изисква от потребителя да прекрати шината. SCSI интерфейсът използва обща шина - всички устройства са свързани към една и съща шина и само едно устройство може да работи с контролера в даден момент. В SCSI скоростта на пренос на информация по различни линии, които съставляват паралелен интерфейс, може да варира. SAS интерфейсът няма този недостатък. SAS поддържа много голям брой устройства, докато SCSI поддържа 8, 16 или 32 устройства в шината. SAS поддържа високи скорости на данни (1,5, 3,0 или 6,0 Gbps). Такава скорост може да се постигне чрез прехвърляне на информация при всяка връзка, докато при SCSI шината честотната лента на шината се разделя между всички свързани към нея устройства.

SATA използва набора от команди ATA и поддържа твърди дискове и оптични устройства, докато SAS поддържа по-широка гама от устройства, включително твърди дискове, скенери и принтери. SATA устройствата се идентифицират чрез номера на порта на интерфейсния контролер SATA, докато SAS устройствата се идентифицират чрез техните WWN (World Wide Name) идентификатори. SATA устройствата (версия 1) не поддържат командни опашки, докато SAS устройствата поддържат етикетирани командни опашки. SATA устройствата от версия 2 поддържат Native Command Queuing (NCQ).

SAS хардуерът комуникира с целевите устройства на няколко независими линии, което повишава отказоустойчивостта на системата (SATA интерфейсът няма тази възможност). В същото време интерфейсът SATA версия 2 използва дубликатори на портове, за да постигне подобна възможност.

SATA се използва предимно в некритични приложения като домашни компютри. SAS интерфейсът, поради своята надеждност, може да се използва в критични сървъри. Откриването и обработката на грешки е много по-добре дефинирано в SAS, отколкото в SATA. SAS се счита за надстройка на SATA и не се конкурира с него.

SAS конекторите са много по-малки от традиционните паралелни SCSI конектори, което позволява SAS конекторите да се използват за свързване на 2,5" компактни устройства. SAS поддържа скорости на трансфер на данни от 3 Gb/s до 10 Gb/s. Има няколко опции за SAS конектори:

SFF 8482 е вариант, съвместим със SATA интерфейсен конектор;

SFF 8484 - вътрешен конектор с плътно опаковане на контактите; ви позволява да свържете до 4 устройства;

SFF 8470 - плътно опакован конектор за свързване външни устройства; ви позволява да свържете до 4 устройства;

SFF 8087 - намален конектор Molex iPASS, съдържа конектор за свързване на до 4 вътрешни устройства; поддържа 10 Gbps;

SFF 8088 - намален конектор Molex iPASS, съдържа конектор за свързване на до 4 външни устройства; поддържа скорост от 10 Gbps.

Конекторът SFF 8482 ви позволява да свържете SATA устройства към SAS контролери, елиминирайки необходимостта от инсталиране на допълнителен SATA контролер, само защото трябва да свържете устройство за запис, например. DVD дискове. Обратно, SAS устройствата не могат да се свържат към SATA интерфейса и на тях е инсталиран конектор, за да им попречи да се свържат към SATA интерфейса.

Сериен прикачен SCSI

Сериен прикачен SCSI (SAS) - компютърен интерфейс, проектиран да комуникира с устройства като твърди дискове и лентови устройства. SAS използва сериен интерфейс за работа с директно свързани устройства (англ. Директно свързани устройства за съхранение (DAS). ). SAS е предназначен да замени паралелния SCSI интерфейс и да постигне по-високи нива честотна лентаотколкото SCSI; в същото време SAS е обратно съвместим със SATA интерфейс: 3Gb/s и 6Gb/s SATA устройства могат да бъдат свързани към SAS контролера, но SAS устройствата не могат да бъдат свързани към SATA контролера. Въпреки че SAS използва сериен интерфейс за разлика от паралелния интерфейс, използван от традиционния SCSI, SCSI командите все още се използват за управление на SAS устройства. Протоколът SAS се разработва и поддържа от комисията T10. Текущата работна версия на спецификацията на SAS може да бъде изтеглена от неговия уебсайт. SAS поддържа трансфер на информация със скорост до 6 Gb/s; скоростта на предаване се очаква да достигне 12 Gbps до 2012 г. С по-малък SAS конектор, той осигурява пълно свързване с два порта за 3,5" и 2,5" твърди дискове (преди това беше налично само за 3,5" Fibre Channel твърди дискове).

Въведение

Типичната SAS интерфейсна система се състои от следните компоненти:

Инициаторите Инициатори) Инициатор - устройство, което генерира заявки за услуги за целеви устройстваи получава потвърждения, когато заявките се изпълняват. Най-често инициаторът се изпълнява под формата на VLSI. Целеви устройства Цели) Целевото устройство съдържа логически блокове и целеви портове, които получават заявки за услуги и ги изпълняват; след приключване на обработката на заявката се изпраща потвърждение на заявката до инициатора на заявката. Целевото устройство може да бъде или един твърд диск, или цял дисков масив. Подсистема за доставка на данни Подсистема за предоставяне на услуги) Е част от I/O системата, която прехвърля данни между инициаторите и целевите устройства. Обикновено подсистемата за доставка на данни се състои от кабели, които свързват инициатора и целевото устройство. Освен това, в допълнение към кабелите, подсистемата за доставка на данни може да включва SAS удължители. Удължители (разширители) (англ. Разширители) Разширители (разширители) SAS - устройства, които са част от подсистемата за доставка на данни и дават възможност за улесняване на трансфера на данни между SAS устройства; например, разширител позволява множество SAS целеви устройства да бъдат свързани към един порт на инициатора. Свързването чрез разширител е напълно прозрачно за целевите устройства.

Спецификациите за SAS регулират физическия слой, нивото на връзката за данни и логическия слой на интерфейса.

Сравнение на SAS и паралелен SCSI

• SAS използва сериен протокол за прехвърляне на данни между множество устройства и по този начин използва по-малко сигнални линии.
• SCSI интерфейсът използва обща шина. По този начин всички устройства са свързани към една и съща шина и само едно устройство може да работи с контролера в даден момент. SAS интерфейсът използва връзки от точка до точка - всяко устройство е свързано към контролера чрез специален канал.
• За разлика от SCSI, SAS не изисква от потребителя да прекрати шината.
• SCSI има проблем, тъй като времето за разпространение на сигнала по различните линии, съставляващи паралелния интерфейс, може да варира. SAS интерфейсът няма този недостатък.
• SAS поддържа голям брой устройства (> 16384), докато SCSI интерфейсът поддържа 8, 16 или 32 устройства в шината.
• SAS осигурява по-висока пропускателна способност (1,5, 3,0 или 6,0 Gbps). Такава широчина на честотната лента може да бъде осигурена на всяка връзка инициатор-цел, докато на SCSI шината, широчината на шината се споделя между всички устройства, свързани към нея.
• SAS контролерите могат да поддържат свързване на устройства със SATA интерфейс, когато са свързани директно - чрез SATA протокол, когато са свързани чрез SAS разширители - използвайки тунелиране чрез STP (SATA Tunneled Protocol).
• SAS, подобно на паралелния SCSI, използва SCSI команди за управление и комуникация с целеви устройства.

Сравнение на SAS и SATA

Съединители

Като правило SAS конекторите са много по-малки от традиционните SCSI конектори, което ви позволява да използвате SAS конектори за свързване на компактни 2,5-инчови устройства.

Има няколко опции за SAS конектори:

• SFF 8482 е вариант, който е механично съвместим със SATA интерфейсния конектор. Това прави възможно свързването на SATA устройства към SAS контролери. Свързването на SAS устройство към SATA интерфейса няма да работи, това се предотвратява от липсата на специален ключов изрез в средата на конектора (вижте изображението на конектора в таблицата по-долу);
• SFF 8484 - вътрешен конектор с плътно опаковане на контактите; ви позволява да свържете до 4 устройства;
• SFF 8470 - плътно опакован конектор за свързване на външни устройства (този тип конектор се използва в интерфейса Infiniband и освен това може да се използва за свързване на вътрешни устройства); ви позволява да свържете до 4 устройства;
• SFF 8087 - намален конектор Molex iPASS, съдържа конектор за свързване на до 4 вътрешни устройства;
• SFF 8088 - намален конектор Molex iPASS, съдържа конектор за свързване на до 4 външни устройства;

Изображение	кодово име	Също известен като	Външен/Вътрешен	Брой линии	Брой устройства	Коментар
	SFF 8482	SAS конектор	Интериор		1	Съвместим със SATA форм фактор: Позволява на SATA устройствата да се свързват към SAS контролер или SAS конекторна лента, елиминирайки необходимостта от допълнителен SATA контролер за свързване на SATA устройства като DVD рекордери. SAS твърдите дискове обаче не могат да бъдат свързани към SATA шината, тъй като физическият им конектор има „ключ“, който не позволява свързване към SATA шината. Конекторът, показан на фигурата, е конекторът от страната на "диска" на интерфейса.
	SFF 8484	SAS 4x 32-пинов	Интериор	32 (19)	4 (2)	Конектор с висока контактна плътност; стандартът SFF дефинира конектори за свързване на 2 или 4 устройства.
	SFF 8485					Дефинира SGPIO (разширение на стандарта SFF 8484), серийна връзка, обикновено използвана за свързване на LED индикатори.
	SFF 8470	Infiniband конектор	Външен	32	4	Външен конектор с висока плътност (може да се използва и като вътрешен конектор).
	SFF 8087	Вътрешен mini-SAS	Интериор		4	Molex вътрешен конектор
	SFF 8088	Външен mini-SAS	Външен	32	4	Външен конектор Molex iPASS с намалена ширина за до 4 устройства.

Бележки

Връзки

Компютърни гуми
Основни понятия	Адресна шина Шина за данни Шина за управление Честотни ленти
Процесори	BSB FSB DMI HyperTransport QPI
Вътрешен	AGP ASUS Media Bus EISA InfiniBand ISA LPC MBus MCA NuBus PCI PCIe PCI-X Q-Bus SBus SMBus VLB VMEbus Zorro III
лаптопи	ExpressCard MXM PC карта
Кара	ST-506 ESDI ATA eSATA Fibre Channel HIPPI iSCSI SAS SATA SCSI
Периферия	1-Wire ADB I²C IEEE 1284 (LPT) IEEE 1394 (FireWire) Multibus PS/2 RS-232 RS-485 SPI USB порт за игри
Универсален	Futurebus InfiniBand QuickRing SCI RapidIO IEEE-488 Thunderbolt (Light Peak)

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Wikipedia en Francais

Сериен прикачен SCSI- Паралелен наследник на SCSI. Aumenta la velocidad y permite la conexion y desconexion en caliente. Al utilizar el mismo conector que serial ATA permite utilizar estos discos, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Los … Енциклопедия Universal

Компютърен интерфейс за високоскоростна комуникация с USB устройствасъхранение като твърди дискове, твърди дисковеи флашки. UAS зависи от USB протокола и използва стандартни SCSI команди. Проектиран за ... ... Wikipedia

Сериен ATA- (SATA, също S ATA/Serial Advanced Technology Attachment) Serial ATA лого Deutsch Wikipedia

Серийна архитектура за съхранение- (SSA) beschreibt eine Methode, um Speichersubsysteme (също Massenspeicher wie Jukeboxen und Disk Arrays) hochperformant an Rechner zu koppeln, insbesondere an Server Systeme or Großcomputer. SSA ist ein mittlerweile überholter Standard und… … Немска Уикипедия електронна книга

Тази статия ще обсъди какво ви позволява да се свържете HDDкъм компютъра, а именно относно интерфейса харддиск. По-точно за интерфейсите твърди дискове, защото голямо разнообразие от технологии за свързване на тези устройства са изобретени през целия период на тяхното съществуване и изобилието от стандарти в тази област може да обърка неопитен потребител. Въпреки това, всичко е на първо място.

Интерфейси на твърдия диск (или, строго погледнато, интерфейси външни дискове, тъй като не само могат да действат като тях, но и други видове устройства, например оптични дискови устройства) са проектирани да обменят информация между тези външни устройства с памет и дънна платка. Интерфейсите на твърдия диск, не по-малко от физическите параметри на устройствата, влияят на много от производителността и производителността на устройството. По-специално, интерфейсите на задвижването определят такива параметри като скоростта на обмен на данни между харддиски дънна платка, брой устройства, които могат да бъдат свързани към компютъра, възможност за създаване на дискови масиви, възможност за горещо включване, поддръжка на NCQ и AHCI технологии и др. Също така зависи от интерфейса на твърдия диск кой кабел, кабел или адаптер трябва да го свържете към дънната платка.

SCSI - Малък компютърен системен интерфейс

SCSI интерфейсът е един от най-старите интерфейси, разработени за свързване на устройства в персонални компютри. Този стандарт се появява в началото на 80-те години. Един от неговите разработчици е Алън Шугарт, известен също като изобретателя на флопи дисковите устройства.

Появата на SCSI интерфейса на платката и кабела, свързващ се към него

Стандартът SCSI (традиционно това съкращение се чете в руската транскрипция като "skazi") първоначално е бил предназначен за използване в персонални компютри, както се вижда дори от името на формата - Small Computer System Interface или системен интерфейсза малки компютри. Случи се обаче така, че съхранението от този типсе използват главно в персонални компютри от най-висок клас, а по-късно и в сървъри. Това се дължи на факта, че въпреки успешната архитектура и широк набор от команди, техническата реализация на интерфейса беше доста сложна и не беше подходяща за цената на масовите компютри.

Този стандарт обаче имаше редица функции, недостъпни за други типове интерфейси. Например, кабел за свързване на устройства с интерфейс на малка компютърна система може да има максимална дължина от 12 m и скорост на трансфер на данни от 640 MB/s.

Подобно на IDE интерфейса, който се появи малко по-късно, SCSI интерфейсът е паралелен. Това означава, че интерфейсът използва шини, които предават информация по няколко проводника. Тази функциябеше един от ограничаващите фактори за разработването на стандарта и затова беше разработен по-напреднал, сериен SAS стандарт (от Serial Attached SCSI) като негова замяна.

SAS - Serial Attached SCSI

Ето как изглежда SAS интерфейсът на сървърния диск

Serial Attached SCSI е разработен като подобрение на доста стар интерфейс връзка на твърдСистемни интерфейсни устройства за малки компютри. Въпреки факта, че Serial Attached SCSI използва основните предимства на своя предшественик, той има много предимства. Сред тях си струва да се отбележи следното:

• Използване на обща шина от всички устройства.
• Серийният комуникационен протокол, използван от SAS, позволява използването на по-малко сигнални линии.
• Няма нужда от автобусна терминация.
• Практически неограничен брой свързани устройства.
• По-висока честотна лента (до 12 Gbps). Очаква се бъдещите реализации на протокола SAS да поддържат скорости на данни до 24 Gbps.
• Възможност за свързване на дискове със Serial ATA интерфейс към SAS контролера.

Обикновено серийно свързаните SCSI системи са изградени от няколко компонента. Основните компоненти включват:

• целеви устройства. Тази категория включва действителните устройства или дискови масиви.
• Инициаторите са чипове, предназначени да генерират заявки към целеви устройства.
• Система за предаване на данни - кабели, свързващи целеви устройства и инициатори

Серийно свързаните SCSI конектори се предлагат в различни форми и размери в зависимост от типа (външен или вътрешен) и SAS версиите. По-долу са вътрешният конектор SFF-8482 и външният конектор SFF-8644, предназначени за SAS-3:

Ляво - вътрешен конектор SAS SFF-8482; Отдясно има външен конектор SAS SFF-8644 с кабел.

Няколко примера за външния вид на SAS кабели и адаптери: HD-Mini SAS кабел и SAS-Serial ATA адаптерен кабел.

Отляво - HD Mini SAS кабел; Вдясно - адаптерен кабел от SAS към Serial ATA

Firewire - IEEE 1394

Днес е доста обичайно да се намерят твърди дискове с интерфейс Firewire. Въпреки че интерфейсът Firewire може да свързва всякакъв тип периферни устройства, и това не е специален интерфейс, предназначен изключително за свързване на твърди дискове, но Firewire има редица функции, които го правят изключително удобен за тази цел.

FireWire - IEEE 1394 - изглед на лаптоп

Интерфейсът Firewire е разработен в средата на 90-те години. Началото на развитието беше положено от известната компания Apple, която се нуждаеше от собствена, различна от USB, шина за свързване на периферно оборудване, предимно мултимедия. Спецификацията, описваща работата на шината Firewire, се нарича IEEE 1394.

Firewire е един от най-често използваните формати на високоскоростна серийна предна шина днес. Основните характеристики на стандарта включват:

• Възможност за горещо свързване на устройства.
• Отворена автобусна архитектура.
• Гъвкава топология за свързване на устройства.
• Широко варираща скорост на трансфер на данни - от 100 до 3200 Mbps.
• Възможност за прехвърляне на данни между устройства без участието на компютър.
• Възможност за организация локални мрежис помощта на гума.
• Автобусно предаване на мощност.
• Голям брой свързани устройства (до 63).

За свързване на твърди дискове (обикновено чрез кутии за външни твърди дискове) чрез шина Firewire, като правило се използва специален стандарт SBP-2, който използва набора от команди на протокола за системен интерфейс на малки компютри. Възможно е да свържете Firewire устройства към обикновен USB конектор, но това изисква специален адаптер.

IDE - Интегрирана задвижваща електроника

Съкращението IDE несъмнено е известно на повечето потребители. персонални компютри. Стандартът за интерфейс на твърдия диск IDE е разработен от добре известен производител на твърди дискове, Western Digital. Предимството на IDE пред други интерфейси, съществуващи по това време, по-специално системния интерфейс за малки компютри, както и стандарта ST-506, беше, че нямаше нужда да инсталирате контролер на твърдия диск на дънната платка. Стандартът IDE означаваше инсталиране на контролера на устройството върху кутията на самото устройство и само адаптерът за хост интерфейс за свързване на IDE устройства остана на дънната платка.

IDE интерфейс на дънната платка

Тази иновация подобри производителността на IDE устройството поради факта, че разстоянието между контролера и самото устройство е намалено. В допълнение, инсталирането на IDE контролер в корпуса на твърдия диск направи възможно до известна степен да се опростят както дънните платки, така и производството на самите твърди дискове, тъй като технологията даде свобода на производителите по отношение на оптималната организация на логиката на работа на устройството.

Новата технология първоначално се нарича Integrated Drive Electronics. Впоследствие беше разработен стандарт, който го описва, наречен ATA. Това име идва от последната част от името на компютърната фамилия PC/AT чрез добавяне на думата Attachment.

Специален IDE кабел се използва за свързване на твърд диск или друго устройство, като например оптично устройство, което поддържа технологията Integrated Drive Electronics, към дънната платка. Тъй като ATA се отнася до паралелни интерфейси (поради което се нарича още паралелен ATA или PATA), тоест интерфейси, които осигуряват едновременен трансфер на данни по няколко линии, неговият кабел за данни има голям брой проводници (обикновено 40, а в най-новите версиипротокол, беше възможно да се използва 80-жилен кабел). Обикновен кабел за данни за този стандартима плосък и широк външен вид, но има и кръгли кабели. Захранващият кабел за Parallel ATA устройства има 4-пинов конектор и се свързва към захранването на компютъра.

Следват примери за IDE кабел и кръгъл PATA кабел за данни:

Външният вид на интерфейсния кабел: отляво - плосък, отдясно в кръгла обвивка - PATA или IDE.

Поради относителната евтиност на паралелните ATA устройства, лекотата на внедряване на интерфейс на дънната платка и лекотата на инсталиране и конфигуриране на PATA устройства за потребителя, устройства като Integrated Drive Electronics изместиха устройства с други типове интерфейси от пазара на твърди дискове за нисък клас персонални компютри от дълго време.

Стандартът PATA обаче има и редица недостатъци. На първо място, това е ограничение за дължината, която може да има паралелен ATA кабел за данни - не повече от 0,5 м. В допълнение, паралелната организация на интерфейса налага редица ограничения на максимална скоростпредаване на данни. Не поддържа стандарта PATA и много разширени функции, които имат други видове интерфейси, като например устройства за горещо включване.

SATA - Сериен ATA

Изглед на SATA интерфейса на дънната платка

Интерфейсът SATA (Serial ATA), както подсказва името, е подобрение на ATA. Това подобрение се състои преди всичко в превръщането на традиционния паралелен ATA (Parallel ATA) в сериен интерфейс. Разликите между стандарта Serial ATA и традиционния обаче не се ограничават до това. В допълнение към промяната на типа трансфер на данни от паралелен към сериен, конекторите за трансфер на данни и захранване също са променени.

По-долу е SATA кабелът за данни:

Кабел за данни за SATA интерфейс

Това направи възможно използването на много по-дълъг кабел и увеличаване на скоростта на трансфер на данни. Недостатъкът обаче беше фактът, че PATA устройствата, които присъстваха на пазара в огромни количества преди появата на SATA, станаха невъзможни за директно свързване към новите конектори. Вярно е, че повечето нови дънни платки все още имат старите конектори и поддържат връзката на стари устройства. въпреки това обратна операция- свързването на нов тип устройство към стара дънна платка обикновено причинява много повече проблеми. За тази операция потребителят обикновено се нуждае от Serial ATA към PATA адаптер. Адаптерът за захранващ кабел обикновено има сравнително прост дизайн.

Захранващ адаптер от сериен ATA към PATA:

Наляво обща формакабел; увеличен вдясно външен вид PATA и Serial ATA конектори

По-сложна обаче е ситуацията с устройство като адаптер за свързване на устройство със сериен интерфейс към конектор за паралелен интерфейс. Обикновено този тип адаптер е направен под формата на малка микросхема.

Поява на универсален двупосочен адаптер между SATA - IDE интерфейси

Понастоящем интерфейсът Serial ATA практически е изместил Parallel ATA и PATA устройствата вече могат да бъдат намерени само в сравнително стари компютри. Друга характеристика на новия стандарт, която осигури широката му популярност, беше поддръжката на .

Тип адаптер от IDE към SATA

Можете да кажете малко повече за NCQ технологията. Основното предимство на NCQ е, че ви позволява да използвате идеи, които отдавна са внедрени в протокола SCSI. По-специално, NCQ поддържа система за подреждане на операции за четене/запис, идващи към множество устройства, инсталирани в системата. По този начин NCQ може значително да подобри производителността на устройствата, особено масивите от твърди дискове.

Тип адаптер от SATA към IDE

NCQ изисква технологична поддръжка от твърдия диск, както и от хост адаптера дънна платка. Почти всички адаптери, които поддържат AHCI, поддържат и NCQ. В допълнение, някои по-стари патентовани адаптери също поддържат NCQ. Освен това NCQ изисква поддръжката си от операционната система, за да работи.

eSATA - Външен SATA

Отделно си струва да споменем формата eSATA (External SATA), който изглеждаше обещаващ по това време, но не беше широко използван. Както може би се досещате от името, eSATA е вид Serial ATA, предназначен да се свързва изключително с външни устройства. Стандартът eSATA предлага повечето от функциите на стандарта за външни устройства, т.е. вътрешен Serial ATA, по-специално същата система от сигнали и команди и същата висока скорост.

eSATA конектор на лаптоп

Въпреки това, eSATA също има някои разлики от стандарта за вътрешна шина, който го е породил. По-специално, eSATA поддържа по-дълъг кабел за данни (до 2 м) и също така има по-високи изисквания за мощност за съхранение. В допълнение, eSATA конекторите са малко по-различни от стандартните Serial ATA конектори.

В сравнение с други външни шини като USB и Firewire обаче, eSATA има един съществен недостатък. Ако тези шини позволяват захранването на устройството през самия кабел на шината, тогава eSATA устройството изисква специални конектори за захранване. Следователно, въпреки относително високата скорост на трансфер на данни, eSATA в момента не е много популярен като интерфейс за свързване на външни устройства.

Заключение

Информацията, съхранявана на твърдия диск, не може да стане полезна за потребителя и достъпна приложни програмидокато получи достъп процесоркомпютър. Интерфейсите на твърдия диск осигуряват средство за комуникация между тези устройства и дънната платка. Днес има много различни видовеинтерфейси на твърди дискове, всеки от които има своите предимства, недостатъци и характерни особености. Надяваме се, че информацията, предоставена в тази статия, ще бъде полезна за читателя в много отношения, тъй като изборът на модерен твърд диск до голяма степен се определя не само от неговите вътрешни характеристики, като капацитет, кеш памет, достъп и скорост на въртене, но също и от интерфейса, за който е разработен.

Защо SAS?

Интерфейсът Serial Attached SCSI не е просто серийно изпълнение на протокола SCSI. Той прави много повече от просто пренасяне на SCSI функции като TCQ (Tagged Command Queuing) през новия конектор. Ако искахме най-голяма простота, тогава бихме използвали интерфейса Serial ATA (SATA), който е проста връзка от точка до точка между хост и крайно устройство, като например твърд диск.

Но SAS се основава на обектен модел, който дефинира "SAS домейн" - система за доставка на данни, която може да включва опционални разширители (разширител) и SAS крайни устройства, като твърди дискове и хост адаптери (host bus адаптери, HBA). От SATA, SAS устройствата могат да имат множество портове, всеки от които може да използва множество физически връзки, за да осигури по-бързи (по-широки) SAS връзки, множество инициатори могат да имат достъп до всяка дадена цел и дължините на кабелите могат да бъдат до осем метра (за първото поколение на SAS) срещу един метър за SATA. Ясно е, че това предоставя много възможности за създаване на високопроизводителни или излишни решения за съхранение. Освен това SAS поддържа SATA Tunneling Protocol (STP), който ви позволява да свързвате SATA устройства към SAS контролера .

Второто поколение SAS стандарт увеличава скоростта на връзката от 3 на 6 Gb / s. Това увеличение на скоростта е много важно за сложни среди, където се изисква висока производителност поради високоскоростно съхранение. Нова версия SAS също има за цел да намали сложността на окабеляването, както и броя на връзките на Gb/s честотна лента чрез увеличаване на възможната дължина на кабелите и подобряване на производителността на разширителите (зониране и автоматично откриване). По-долу ще говорим подробно за тези промени.

SAS скорост до 6 Gb/s

За да донесете предимствата на SAS на повече широка публика, Търговската асоциация на SCSI (SCSI TA) представи урок за SAS технологията на Световната конференция за мрежи за съхранение по-рано тази година в Орландо, Флорида, САЩ. Така нареченият SAS Plugfest, който демонстрира 6Gb/s SAS работа, съвместимост и функции, се проведе още по-рано през ноември 2008 г. LSI и Seagate бяха първите, които представиха 6Gb/s SAS-съвместим хардуер на пазара, но други доставчици също трябва да наваксат скоро. В нашата статия ще разгледаме текущото състояние на SAS технологията и някои нови устройства.

Функции и основи на SAS

Основи на SAS

За разлика от SATA, интерфейсът SAS работи на база пълен дуплекс, осигурявайки пълна честотна лента в двете посоки. Както споменахме по-рано, SAS връзките винаги се установяват чрез физически връзки, използвайки уникални адреси на устройства. За разлика от тях SATA може да адресира само номера на портове.

Всеки SAS адрес може да съдържа множество интерфейси на физически слой (PHY), което позволява по-широки връзки чрез InfiniBand (SFF-8470) или мини-SAS кабели (SFF-8087 и -8088). Обикновено четири SAS интерфейса с по един PHY се комбинират в един широк SAS интерфейс, който вече е свързан към SAS устройството. Комуникацията може да се осъществява и чрез разширители, които действат повече като комутатори, отколкото като SAS устройства.

Функции като зониране сега позволяват на администраторите да свързват конкретни SAS устройства с инициатори. Това е мястото, където повишената пропускателна способност на 6Gb/s SAS ще бъде полезна, тъй като връзката с четири ленти вече ще има два пъти по-висока скорост. И накрая, SAS устройствата могат дори да имат множество SAS адреси. Тъй като SAS устройствата могат да използват два порта, с по един PHY на всеки, устройството може да има два SAS адреса.

Връзки и интерфейси

Кликнете върху снимката, за да я увеличите.

SAS връзките се адресират чрез SAS портове, използвайки SSP (сериен SCSI протокол), но комуникацията на долния слой от PHY към PHY се извършва с помощта на една или повече физически връзки поради причини, свързани с честотната лента. SAS използва 8/10 битово кодиране, за да преобразува 8 бита данни в предавания на 10 знака за целите на възстановяване на времето, DC баланс и откриване на грешки. Това води до ефективна пропускателна способност от 300 MB/s за режим на трансфер 3 Gb/s и 600 MB/s за 6 Gb/s връзки. Fibre Channel, Gigabit Ethernet, FireWire и други работят в подобна схема на кодиране.

SAS и SATA интерфейсите за захранване и данни са много сходни един с друг. Но ако SAS има интерфейси за данни и захранване, комбинирани в един физически интерфейс (SFF-8482 от страната на устройството), тогава SATA изисква два отделни кабела. Пропастта между щифтовете за захранване и данните (вижте илюстрацията по-горе) е затворена в случай на SAS, което не позволява свързване на SAS устройство към SATA контролер.

От друга страна, SATA устройствата могат да работят добре на SAS инфраструктура благодарение на STP или в естествен режим, ако не се използват разширители. STP добавя допълнителна латентност към разширителите, тъй като те трябва да установят връзка, която е по-бавна от директната SATA връзка. Закъсненията обаче все още са много малки.

Домейни, разширители

SAS домейните могат да бъдат представени като дървовидни структури като комплекс Ethernet мрежи. SAS разширителите могат да работят с голям брой SAS устройства, но те използват принципа на превключване на вериги, а не по-често срещаното превключване на пакети. Някои разширители съдържат SAS устройства, други не.

SAS 1.1 разпознава периферни разширители, които позволяват на SAS инициатор да комуникира с до 128 допълнителни SAS адреса. В домейн SAS 1.1 могат да се използват само два разширителя на границите. Въпреки това, един разширител на разклонител може да свърже до 128 периферни разширителя, което значително увеличава капацитета на инфраструктурата на вашето SAS решение.

Кликнете върху снимката, за да я увеличите.

В сравнение със SATA, SAS интерфейсът може да изглежда сложен: различни инициатори имат достъп до целевите устройства чрез разширители, което включва полагане на подходящите маршрути. SAS 2.0 опростява и подобрява маршрутизирането.

Имайте предвид, че SAS не позволява цикли или множество пътища. Всички връзки трябва да са от точка до точка и изключителни, но самата архитектура на връзката се мащабира добре.

Нови характеристики на SAS 2.0: разширители, производителност

	SAS 1.0/1.1
функция	Запазва наследената SCSI поддръжка Съвместим със SATA	Съвместим с 3Gbps Подобрена скорост и сигнализация Управление на зони Подобрена скалируемост
Функции за съхранение	RAID 6 Малък форм фактор HPC SAS дискове с голям капацитет Замяна на Ultra320 SCSI Избор: SATA или SAS Блейд сървъри	RAS (защита на данните) Безопасност (FDE) Поддръжка на клъстери Поддръжка за по-големи топологии SSD Виртуализация Външна памет 4K размер на сектора
Скорост на трансфер на данни и честотна лента на кабела	4 x 3Gbps (1,2GB/s)	4 x 6 Gb/s (2,4 GB/s)
тип кабел	Мед	Мед
Дължина на кабела	8 м	10 м

Разширителни зони и автоматична конфигурация

Граничните (крайни) и разширяващите се (fanout) разширители практически останаха в историята. Това често се приписва на актуализации в SAS 2.0, но причината всъщност са SAS зоните, въведени във 2.0, които премахват разделянето между разширителите на ръба и разширението. Разбира се, зоните обикновено се прилагат специално за всеки производител, а не като единен индустриален стандарт.

Всъщност сега няколко зони могат да бъдат разположени в една инфраструктура за доставка на информация. Това означава, че различни инициатори могат да имат достъп до целите за съхранение (хранилища) чрез един и същ SAS разширител. Сегментирането на домейна се извършва чрез зони, достъпът се осъществява по ексклузивен начин.

Повече от 20 години интерфейсът на паралелната шина е най-разпространеният комуникационен протокол за повечето цифрови системи за съхранение. Но тъй като необходимостта от честотна лента и гъвкавост на системата нарасна, недостатъците на двете най-разпространени технологии за паралелен интерфейс, SCSI и ATA, станаха очевидни. Липсата на съвместимост между паралелни SCSI и ATA интерфейси - използвани различни конектори, кабели и набори от команди - увеличава разходите за поддръжка на системите, научно изследванеи разработване, обучение и квалификация на нови продукти.

Към днешна дата паралелните технологии все още са задоволителни за потребителите на модерните корпоративни системипо отношение на производителността, но нарастващите изисквания за по-високи скорости, по-добър интегритет на пренос на данни, по-малки физически размери и повече стандартизация поставят под въпрос способността на паралелния интерфейс да бъде рентабилно в крак с бързо нарастващата производителност на процесора и скорост на задвижване. твърди дискове. Освен това, в среда на строги икономии, става все по-трудно за бизнеса да набира средства за разработване и поддържане на различни конектори. задни панелисървърно шаси и външни дискови масиви, тестване за съвместимост на хетерогенни интерфейси и инвентаризация на хетерогенни връзки за I/O операции.

Използването на паралелни интерфейси идва и с редица други проблеми. Паралелното предаване на данни по широк кабел е обект на кръстосано смущаване, което може да създаде допълнителен шум и грешки в сигнала - за да избегнете този капан, трябва да намалите скоростта на сигнала или да ограничите дължината на кабела, или и двете. Терминирането на паралелни сигнали също е свързано с определени трудности - трябва да терминирате всяка линия отделно, обикновено последното устройство извършва тази операция, за да предотврати отражението на сигнала в края на кабела. И накрая, големите кабели и конектори, използвани в паралелни интерфейси, правят тези технологии неподходящи за нови компактни изчислителни системи.

Представяме ви SAS и SATA

Серийните технологии като Serial ATA (SATA) и Serial Attached SCSI (SAS) преодоляват архитектурните ограничения на традиционните паралелни интерфейси. Тези нови технологии получиха името си от метода на предаване на сигнала, когато цялата информация се предава последователно (англ. serial), в един поток, за разлика от множество потоци, които се използват в паралелни технологии. Основното предимство на серийния интерфейс е, че когато данните се прехвърлят в един поток, те се движат много по-бързо, отколкото при използване на паралелен интерфейс.

Серийните технологии комбинират много битове данни в пакети и след това ги прехвърлят по кабел със скорости до 30 пъти по-бързи от паралелните интерфейси.

SATA разширява възможностите на традиционната ATA технология, като позволява трансфер на данни между дискови устройства със скорости от 1,5 GB в секунда или повече. Поради ниската цена на гигабайт дисков капацитет, SATA ще продължи да бъде доминиращият дисков интерфейс в настолни компютри, сървъри от начално ниво и мрежови системи за съхранение, където цената е едно от основните съображения.

SAS технологията, наследникът на паралелния SCSI интерфейс, надгражда доказана висока функционалност на своя предшественик и обещава значително разширяване на възможностите модерни системисъхранение на данни в цялото предприятие. SAS има редица предимства, които не са налични при традиционните решения за съхранение. По-специално, SAS позволява до 16 256 устройства да бъдат свързани към един порт и осигурява надеждна серийна връзка от точка до точка при скорости до 3 Gb/s.

В допълнение, по-малкият SAS конектор осигурява пълно двупортово свързване за 3,5" и 2,5" твърди дискове (преди това беше налично само за 3,5" Fibre Channel твърди дискове). Това е много полезна функциякъдето трябва да поставите много излишни устройства в компактна система, като блейд сървър с нисък профил.

SAS подобрява адресирането и свързването на устройства с хардуерни разширители, които позволяват голям брой устройства да бъдат свързани към един или повече хост контролери. Всеки разширител осигурява връзки за до 128 физически устройства, които могат да бъдат други хост контролери, други SAS разширители или дискови устройства. Тази схема се мащабира добре и ви позволява да създавате топологии в мащаб на предприятието, които лесно поддържат клъстериране с множество възли за автоматично възстановяване на системата в случай на повреда и за балансиране на натоварването.

Едно от най-големите предимства на новата серийна технология е, че интерфейсът SAS ще бъде съвместим и с по-рентабилни SATA устройства, позволявайки на системните дизайнери да използват и двата типа устройства в една и съща система без допълнителни разходи за поддръжка на два различни интерфейса. По този начин интерфейсът SAS, представляващ следващото поколение SCSI технология, преодолява съществуващите ограничения на паралелните технологии по отношение на производителност, мащабируемост и наличност на данни.

Множество нива на съвместимост

Физическа съвместимост

SAS конекторът е универсален и форм-фактор съвместим със SATA. Това позволява както SAS, така и SATA устройствата да бъдат директно свързани към SAS система, като по този начин позволява системата да се използва или за критични приложения, които изискват висока производителност и бърз достъп до данни, или за по-рентабилни приложения с по-ниска цена на гигабайт.

Наборът от команди SATA е подмножество от набора от команди SAS, който осигурява съвместимост между SATA устройства и SAS контролери. SAS устройствата обаче не могат да работят със SATA контролер, така че те са снабдени със специални ключове на конекторите, за да се елиминира възможността за неправилно свързване.

В допълнение, сходните физически параметри на SAS и SATA интерфейсите позволяват нова универсална SAS задна платка, която поддържа както SAS, така и SATA устройства. В резултат на това няма нужда да използвате две различни задни плочи за SCSI и ATA устройства. Тази оперативна съвместимост е от полза както за производителите на задната плоча, така и за крайните потребители чрез намаляване на хардуерните и инженерните разходи.

Съвместимост на ниво протокол

SAS технологията включва три вида протоколи, всеки от които се използва за пренос на данни различни видовечрез сериен интерфейс, в зависимост от това към кое устройство се осъществява достъп. Първият е сериен SCSI протокол (Serial SCSI Protocol SSP), който предава SCSI команди, вторият е SCSI Management Protocol (SMP), който предава контролна информация към разширителите. Третият, SATA Tunneled Protocol STP, установява връзка, която позволява предаването на SATA команди. Използвайки тези три протокола, SAS интерфейсът е напълно съвместим със съществуващите SCSI приложения, софтуер за управление и SATA устройства.

Тази многопротоколна архитектура, съчетана с физическата съвместимост на SAS и SATA конекторите, прави SAS технологията универсалната връзка между SAS и SATA устройствата.

Предимства на съвместимостта

Съвместимостта между SAS и SATA носи редица предимства за системните дизайнери, строителите и крайните потребители.

Системните дизайнери могат да използват едни и същи задни плочи, конектори и кабелни връзки поради съвместимостта на SAS и SATA. Надграждането на системата от SATA към SAS всъщност е подмяна на дискови устройства. Обратно, за потребителите на традиционните паралелни интерфейси преминаването от ATA към SCSI означава промяна на задните панели, конектори, кабели и устройства. Други икономически ефективни предимства на оперативната съвместимост на серийните технологии включват опростено сертифициране и управление на активи.

Дистрибуторите на VAR и създателите на системи могат бързо и лесно да преконфигурират потребителски системи, като просто инсталират подходящото дисково устройство в системата. Няма нужда да работите с несъвместими технологии и да използвате специални конектори и различни кабелни връзки. Нещо повече, добавената гъвкавост при избора на най-доброто съотношение цена/производителност ще позволи на дистрибуторите на VAR и създателите на системи да диференцират по-добре своите продукти.

За крайните потребители съвместимостта на SATA и SAS означава ново ниво на гъвкавост, когато става въпрос за избор на най-доброто съотношение цена/производителност. SATA устройства ще станат най-доброто решениеза евтини сървъри и системи за съхранение, докато SAS дисковете осигуряват максимална производителност, надеждност и съвместимост с управляващ софтуер. Възможност за надграждане от SATA устройства до SAS устройства, без да се налага да купувате нова системазначително опростява процеса на вземане на решение за покупка, защитава системните инвестиции и намалява общите разходи за притежание.

Съвместна разработка на SAS и SATA протоколи

На 20 януари 2003 г. SCSI Trade Association (STA) и Работна група Serial ATA (SATA) II Working Group обяви сътрудничество, за да гарантира, че SAS технологията е съвместима със SATA дискови устройства на системно ниво.

Сътрудничеството на двете организации, както и съвместните усилия на доставчиците на системи за съхранение и комитетите по стандарти, е насочено към разработване на още по-прецизни насоки за оперативна съвместимост, които ще помогнат на системните дизайнери, ИТ специалистите и крайните потребители да внедрят още повече фина настройкана техните системи за постигане на оптимална производителност и надеждност и намаляване на общите разходи за притежание.

Спецификацията SATA 1.0 беше одобрена през 2001 г. и SATA продукти от различни производители са на пазара днес. Спецификацията SAS 1.0 беше одобрена в началото на 2003 г., а първите продукти трябва да се появят на пазара през първата половина на 2004 г.