Scsi sas sata porovnanie. Porovnanie rozhraní SCSI, SAS a SATA

Rozhranie SAS.

Rozhranie SAS alebo Serial Attached SCSI poskytuje konektivitu cez fyzické rozhranie, podobne ako SATA, zariadenia, SCSI riadený súpravou príkazov. Vlastniť spätne kompatibilný so SATA, umožňuje cez toto rozhranie pripojiť akékoľvek zariadenia ovládané sadou príkazov SCSI - nielen pevné disky, ale aj skenery, tlačiarne atď. Oproti SATA poskytuje SAS rozvinutejšiu topológiu, ktorá umožňuje paralelné pripojenie jedného zariadenia cez dva alebo viac kanálov. Podporované sú aj expandéry zbernice, ktoré umožňujú pripojiť viacero zariadení SAS k jednému portu.

Protokol SAS vyvíja a udržiava výbor T10. SAS bol navrhnutý na komunikáciu so zariadeniami, ako sú pevné disky, úložiská optické disky a podobne. SAS používa sériové rozhranie na prácu s priamo pripojenými jednotkami, kompatibilnými s rozhraním SATA. Hoci SAS používa sériové rozhranie na rozdiel od paralelného rozhrania používaného tradičným SCSI, príkazy SCSI sa stále používajú na ovládanie zariadení SAS. Príkazy (obr. 1) odoslané do zariadenia SCSI sú sekvenciou bajtov určitej štruktúry (bloky deskriptora príkazov).

Ryža. 1.

Niektoré príkazy sú sprevádzané dodatočným „blokom parametrov“, ktorý nasleduje po bloku deskriptora príkazov, ale už sa odovzdáva ako „údaje“.

Typický systém rozhrania SAS pozostáva z nasledujúcich komponentov:

1) Iniciátori. Iniciátor je zariadenie, ktoré vytvára požiadavky na služby pre cieľové zariadenia a prijíma potvrdenia, keď sú požiadavky vykonávané.

2) Cieľové zariadenia. Cieľové zariadenie obsahuje logické bloky a cieľové porty, ktoré prijímajú servisné požiadavky a vykonávajú ich; po ukončení spracovania žiadosti je iniciátorovi žiadosti zaslané potvrdenie žiadosti. Cieľovým zariadením môže byť buď jeden pevný disk, alebo celé diskové pole.

3) Subsystém doručovania údajov. Je súčasťou I/O systému, ktorý prenáša dáta medzi iniciátormi a cieľovými zariadeniami. Subsystém doručovania údajov sa zvyčajne skladá z káblov, ktoré spájajú iniciátor a cieľové zariadenie. Okrem káblov môže subsystém na doručovanie údajov obsahovať rozširovače SAS.

3.1) Expandery. SAS extendery sú zariadenia, ktoré sú súčasťou subsystému doručovania údajov a umožňujú napríklad uľahčenie prenosu údajov medzi zariadeniami SAS, umožňujúce pripojiť niekoľko cieľových zariadení SAS k jednému portu iniciátora. Pripojenie cez extender je pre cieľové zariadenia úplne transparentné.

SAS podporuje pripojenie zariadení SATA. SAS používa sériový protokol na prenos údajov medzi viacerými zariadeniami, a preto využíva menej signálnych liniek. SAS používa príkazy SCSI na správu a komunikáciu s cieľovými zariadeniami. Rozhranie SAS používa pripojenia typu point-to-point – každé zariadenie je pripojené k ovládaču pomocou vyhradeného kanála. Na rozdiel od SCSI, SAS nevyžaduje, aby užívateľ ukončil zbernicu. Rozhranie SCSI využíva spoločnú zbernicu – všetky zariadenia sú pripojené na rovnakú zbernicu a s radičom môže súčasne pracovať iba jedno zariadenie. V SCSI sa rýchlosť prenosu informácií na rôznych linkách, ktoré tvoria paralelné rozhranie, môže líšiť. Rozhranie SAS tento nedostatok nemá. SAS podporuje veľmi veľký počet zariadení, zatiaľ čo SCSI podporuje 8, 16 alebo 32 zariadení na zbernici. SAS podporuje vysoké dátové rýchlosti (1,5, 3,0 alebo 6,0 Gbps). Takáto rýchlosť sa dá dosiahnuť prenosom informácií o každom spojení, pričom na zbernici SCSI je šírka pásma zbernice rozdelená medzi všetky zariadenia, ktoré sú k nej pripojené.

SATA používa sadu príkazov ATA a podporuje pevné disky a optické jednotky, zatiaľ čo SAS podporuje širší rozsah zariadení vrátane pevných diskov, skenerov a tlačiarní. Zariadenia SATA sú identifikované podľa čísla portu radiča rozhrania SATA, zatiaľ čo zariadenia SAS sú identifikované pomocou identifikátorov WWN (World Wide Name). Zariadenia SATA (verzia 1) nepodporovali fronty príkazov, zatiaľ čo zariadenia SAS podporujú označené fronty príkazov. Zariadenia SATA od verzie 2 podporujú Native Command Queuing (NCQ).

Hardvér SAS komunikuje s cieľovými zariadeniami na niekoľkých nezávislých linkách, čo zvyšuje odolnosť systému voči chybám (rozhranie SATA túto schopnosť nemá). Rozhranie SATA verzie 2 zároveň využíva duplikátory portov na dosiahnutie podobnej schopnosti.

SATA sa používa prevažne v nekritických aplikáciách, ako sú domáce počítače. Rozhranie SAS je vďaka svojej spoľahlivosti možné použiť na kritických serveroch. Detekcia chýb a ich spracovanie je oveľa lepšie definované v SAS ako v SATA. SAS sa považuje za nadmnožinu SATA a nekonkuruje mu.

Konektory SAS sú oveľa menšie ako tradičné paralelné konektory SCSI, čo umožňuje použitie konektorov SAS na pripojenie 2,5" kompaktných diskov. SAS podporuje rýchlosti prenosu dát od 3 Gb/s do 10 Gb/s. Existuje niekoľko možností pre konektory SAS:

SFF 8482 je variant kompatibilný s konektorom rozhrania SATA;

SFF 8484 - vnútorný konektor s hustým balením kontaktov; umožňuje pripojiť až 4 zariadenia;

SFF 8470 - husto osadený konektor na pripojenie externých zariadení; umožňuje pripojiť až 4 zariadenia;

SFF 8087 - redukovaný konektor Molex iPASS, obsahuje konektor pre pripojenie až 4 interných zariadení; podporuje 10 Gbps;

SFF 8088 - redukovaný konektor Molex iPASS, obsahuje konektor pre pripojenie až 4 externých zariadení; podporuje rýchlosť 10 Gbps.

Konektor SFF 8482 umožňuje pripojiť SATA zariadenia k SAS radičom, čím odpadá nutnosť inštalovať ďalší SATA radič len preto, že potrebujete pripojiť zariadenie napríklad na nahrávanie. DVD disky. Naopak, zariadenia SAS sa nemôžu pripojiť k rozhraniu SATA a je na nich nainštalovaný konektor, ktorý im zabráni pripojiť sa k rozhraniu SATA.

Sériovo pripojené SCSI

Sériovo pripojené SCSI (SAV) - počítačové rozhranie, navrhnutý na komunikáciu so zariadeniami, ako sú pevné disky a páskové jednotky. SAS používa sériové rozhranie na prácu s priamo pripojenými jednotkami (angl. Zariadenia DAS (Direct Attached Storage). ). SAS je navrhnutý tak, aby nahradil paralelné rozhranie SCSI a dosiahol vyššie šírku pásma ako SCSI; zároveň je SAS spätne kompatibilný s rozhraním SATA: 3Gb/s a 6Gb/s SATA zariadenia je možné pripojiť k SAS radiču, ale SAS zariadenia nie je možné pripojiť k SATA radiču. Hoci SAS používa sériové rozhranie na rozdiel od paralelného rozhrania používaného tradičným SCSI, príkazy SCSI sa stále používajú na ovládanie zariadení SAS. Protokol SAS vyvíja a udržiava výbor T10. Aktuálnu pracovnú verziu špecifikácie SAS je možné stiahnuť z jeho webovej stránky. SAS podporuje prenos informácií rýchlosťou až 6 Gb/s; Očakáva sa, že prenosové rýchlosti do roku 2012 dosiahnu 12 Gbps. S menším konektorom SAS poskytuje plnú dvojportovú konektivitu pre 3,5" aj 2,5" pevné disky (predtým dostupné len pre 3,5" pevné disky Fibre Channel).

Úvod

Typický systém rozhrania SAS pozostáva z nasledujúcich komponentov:

Iniciátori Iniciátori) Iniciátor – zariadenie, ktoré generuje servisné požiadavky pre cieľové zariadenia a dostáva potvrdenia o vykonaní požiadaviek. Najčastejšie sa iniciátor vykonáva vo forme VLSI. Cieľové zariadenia Ciele) Cieľové zariadenie obsahuje logické bloky a cieľové porty, ktoré prijímajú servisné požiadavky a vykonávajú ich; po ukončení spracovania žiadosti je iniciátorovi žiadosti zaslané potvrdenie žiadosti. Cieľovým zariadením môže byť buď jeden pevný disk, alebo celé diskové pole. Subsystém doručovania údajov Subsystém poskytovania služieb) Je súčasťou I/O systému, ktorý prenáša dáta medzi iniciátormi a cieľovými zariadeniami. Subsystém doručovania údajov sa zvyčajne skladá z káblov, ktoré spájajú iniciátor a cieľové zariadenie. Okrem káblov môže subsystém doručovania údajov zahŕňať extendery SAS. Extendery (expandéry) (angl. Expandery) Expandéry (expandéry) SAS - zariadenia, ktoré sú súčasťou subsystému doručovania dát a umožňujú uľahčiť prenos dát medzi zariadeniami SAS; napríklad expandér umožňuje pripojenie viacerých cieľových zariadení SAS k jedinému portu iniciátora. Pripojenie cez extender je pre cieľové zariadenia úplne transparentné.

Špecifikácie pre SAS regulujú fyzickú, dátovú linku a logické vrstvy rozhrania.

Porovnanie SAS a paralelného SCSI

  • SAS používa sériový protokol na prenos údajov medzi viacerými zariadeniami, a preto využíva menej signálnych liniek.
  • Rozhranie SCSI používa spoločnú zbernicu. Všetky zariadenia sú teda pripojené na rovnakú zbernicu a s ovládačom môže súčasne pracovať iba jedno zariadenie. Rozhranie SAS používa pripojenia typu point-to-point – každé zariadenie je pripojené k ovládaču pomocou vyhradeného kanála.
  • Na rozdiel od SCSI, SAS nevyžaduje, aby užívateľ ukončil zbernicu.
  • SCSI má problém v tom, že čas šírenia signálu na rôznych linkách, ktoré tvoria paralelné rozhranie, sa môže meniť. Rozhranie SAS tento nedostatok nemá.
  • SAS podporuje veľký počet zariadení (> 16384), zatiaľ čo rozhranie SCSI podporuje 8, 16 alebo 32 zariadení na zbernici.
  • SAS poskytuje vyššiu priepustnosť (1,5, 3,0 alebo 6,0 Gbps). Takáto šírka pásma môže byť poskytnutá na každom spojení iniciátor-cieľ, zatiaľ čo na zbernici SCSI je šírka pásma zbernice zdieľaná medzi všetkými zariadeniami, ktoré sú k nej pripojené.
  • Radiče SAS môžu podporovať pripojenie zariadení s rozhraním SATA, pri priamom pripojení - pomocou protokolu SATA, pri pripojení cez expandéry SAS - pomocou tunelovania cez STP (SATA Tunneled Protocol).
  • SAS, podobne ako paralelné SCSI, používa príkazy SCSI na ovládanie a komunikáciu s cieľovými zariadeniami.

Porovnanie SAS a SATA

Konektory

Konektory SAS sú spravidla oveľa menšie ako tradičné konektory SCSI, čo vám umožňuje použiť konektory SAS na pripojenie kompaktných 2,5-palcových jednotiek.

Existuje niekoľko možností pre konektory SAS:

  • SFF 8482 je variant, ktorý je mechanicky kompatibilný s konektorom rozhrania SATA. To umožňuje pripojiť zariadenia SATA k radičom SAS. Pripojenie zariadenia SAS k rozhraniu SATA nebude fungovať, tomu bráni absencia špeciálneho výrezu kľúča v strede konektora (pozri obrázok konektora v tabuľke nižšie);
  • SFF 8484 - vnútorný konektor s hustým balením kontaktov; umožňuje pripojiť až 4 zariadenia;
  • SFF 8470 - husto osadený konektor na pripojenie externých zariadení (tento typ konektora sa používa v rozhraní Infiniband a navyše ho možno použiť na pripojenie interných zariadení); umožňuje pripojiť až 4 zariadenia;
  • SFF 8087 - redukovaný konektor Molex iPASS, obsahuje konektor pre pripojenie až 4 interných zariadení;
  • SFF 8088 - redukovaný konektor Molex iPASS, obsahuje konektor pre pripojenie až 4 externých zariadení;
Obrázok kódové meno Taktiež známy ako Vonkajšie/Vnútorné Počet riadkov Počet zariadení Komentár
SFF 8482 SAS konektor Interiér 1 SATA Compatible Form Factor: Umožňuje SATA zariadeniam pripojiť sa k SAS radiču alebo SAS konektorovej lište, čím sa eliminuje potreba ďalšieho SATA radiča na pripojenie SATA zariadení, ako sú DVD rekordéry. Pevné disky SAS však nemožno pripojiť k zbernici SATA, pretože ich fyzický konektor má „kľúč“, ktorý neumožňuje pripojenie k zbernici SATA. Konektor zobrazený na obrázku je konektor na strane rozhrania „disk“.
SFF 8484 SAS 4x 32-pin Interiér 32 (19) 4 (2) Konektor s vysokou hustotou kontaktov; štandard SFF definuje konektory pre pripojenie 2 alebo 4 zariadení.
SFF 8485 Definuje SGPIO (rozšírenie štandardu SFF 8484), sériové pripojenie bežne používané na pripojenie LED indikátorov.
SFF 8470 Infiniband konektor Vonkajšie 32 4 Externý konektor s vysokou hustotou (možno použiť aj ako interný konektor).
SFF 8087 Interný mini-SAS Interiér 4 Vnútorný konektor Molex
SFF 8088 Externý mini-SAS Vonkajšie 32 4 Externý konektor Molex iPASS so zmenšenou šírkou až pre 4 zariadenia.

Poznámky

Odkazy


Nadácia Wikimedia. 2010.

Wikipedia en Francais

Sériovo pripojené SCSI- Paralelne nasledovník SCSI. Aumenta la velocidad y permite la conexion y desconexion en caliente. Využite rôzne konektory pre sériový ATA, ktoré vám umožňujú používať diskotéky, rôzne aplikácie potrebné pre rýchlosť a hornú hranicu nákladov. Los … Univerzálna encyklopédia

Počítačové rozhranie pre vysokorýchlostnú komunikáciu s USB zariadeniaúložisko, ako sú pevné disky, disky SSD a flash disky. UAS je závislý na protokole USB a používa štandardné sady príkazov SCSI. Navrhnuté pre ... ... Wikipedia

Serial ATA- (SATA, tiež S ATA/Serial Advanced Technology Attachment) Serial ATA Logo Deutsch Wikipedia

Architektúra sériového úložiska- (SSA) zahrňujúce metódu, speichersubsysteme (tiež Massenspeicher s Jukeboxen und Disk Arrays) pracujúceho v Rechner zu koppeln, insbesondere Server System alebo Großcomputer. SSA je ein mittlerweile überholter Standard und… … nemecká Wikipedia eBook


Tento článok bude diskutovať o tom, čo vám umožňuje pripojiť sa HDD k počítaču, konkrétne o rozhraní pevný disk. Presnejšie o rozhraniach pevné disky, pretože za celú dobu ich existencie bolo vynájdených veľké množstvo technológií na pripojenie týchto zariadení a množstvo noriem v tejto oblasti môže neskúseného používateľa zmiasť. Najprv však.

Rozhrania pevného disku (alebo, prísne povedané, rozhrania externé disky, keďže nielenže môžu fungovať ako oni, ale aj iné typy jednotiek, napríklad jednotky optických diskov) sú určené na výmenu informácií medzi týmito externými pamäťovými zariadeniami a základná doska. Rozhrania pevného disku, nie menej ako fyzické parametre diskov, ovplyvňujú mnohé z výkonu a výkonu disku. Rozhrania pohonov určujú najmä také parametre, ako je rýchlosť výmeny údajov medzi nimi pevný disk a základnej dosky, počet zariadení, ktoré je možné pripojiť k počítaču, možnosť vytvárať diskové polia, možnosť hot-plug, podpora technológií NCQ a AHCI atď. Záleží tiež na rozhraní pevného disku, ktorý kábel, kábel alebo adaptér potrebujete na pripojenie k základnej doske.

SCSI - Rozhranie malého počítačového systému

Rozhranie SCSI je jedným z najstarších rozhraní vyvinutých na pripojenie jednotiek v osobných počítačoch. Tento štandard sa objavil na začiatku osemdesiatych rokov. Jedným z jeho vývojárov bol Alan Shugart, známy aj ako vynálezca disketových jednotiek.

Vzhľad rozhrania SCSI na doske a kábla, ktorý sa k nemu pripája

Štandard SCSI (tradične sa táto skratka číta v ruskej transkripcii ako „skazi“) bol pôvodne určený na použitie v osobných počítačoch, o čom svedčí aj samotný názov formátu – Small Computer System Interface, resp. systémové rozhranie pre malé počítače. Stalo sa však, že sklad tohto typu sa používali najmä v špičkových osobných počítačoch, neskôr v serveroch. Bolo to spôsobené tým, že napriek úspešnej architektúre a širokému spektru príkazov bola technická implementácia rozhrania dosť komplikovaná a nevyhovovala nákladom na masové počítače.

Tento štandard však mal množstvo funkcií, ktoré nie sú dostupné pre iné typy rozhraní. Napríklad kábel na pripojenie zariadení s rozhraním Small Computer System Interface môže mať maximálnu dĺžku 12 ma rýchlosť prenosu dát 640 MB/s.

Rovnako ako rozhranie IDE, ktoré sa objavilo o niečo neskôr, rozhranie SCSI je paralelné. To znamená, že rozhranie používa zbernice, ktoré prenášajú informácie cez niekoľko vodičov. Táto funkcia bol jedným z limitujúcich faktorov pre vývoj štandardu, a preto bol ako jeho náhrada vyvinutý pokročilejší, sériový štandard SAS (od Serial Attached SCSI).

SAS - Serial Attached SCSI

Takto vyzerá rozhranie SAS disku servera

Serial Attached SCSI bol vyvinutý ako vylepšenie pomerne starého rozhrania spojenie tuhého Jednotky systémového rozhrania pre malé počítače. Napriek tomu, že Serial Attached SCSI využíva hlavné výhody svojho predchodcu, má mnoho výhod. Medzi nimi stojí za zmienku nasledovné:

  • Použitie spoločnej zbernice všetkými zariadeniami.
  • Sériový komunikačný protokol používaný SAS umožňuje použitie menšieho počtu signálových liniek.
  • Ukončenie autobusu nie je potrebné.
  • Prakticky neobmedzený počet pripojených zariadení.
  • Vyššia šírka pásma (až 12 Gbps). Očakáva sa, že budúce implementácie protokolu SAS budú podporovať prenosové rýchlosti až do 24 Gbps.
  • Schopnosť pripojiť disky s rozhraním Serial ATA k radiču SAS.

Systémy Serial Attached SCSI sú zvyčajne zostavené z niekoľkých komponentov. Medzi hlavné komponenty patria:

  • cieľové zariadenia. Táto kategória zahŕňa skutočné jednotky alebo diskové polia.
  • Iniciátory sú čipy určené na generovanie požiadaviek na cieľové zariadenia.
  • Systém doručovania dát - káble spájajúce cieľové zariadenia a iniciátory

Serial Attached SCSI konektory sa dodávajú v rôznych tvaroch a veľkostiach v závislosti od typu (externé alebo interné) a verzie SAS. Nižšie je uvedený interný konektor SFF-8482 a externý konektor SFF-8644 určený pre SAS-3:

Vľavo - vnútorný konektor SAS SFF-8482; Vpravo je externý konektor SAS SFF-8644 s káblom.

Niekoľko príkladov vzhľadu káblov a adaptérov SAS: kábel HD-Mini SAS a kábel adaptéra SAS-Serial ATA.

Vľavo - HD Mini SAS kábel; Vpravo - kábel adaptéra zo SAS na Serial ATA

Firewire - IEEE 1394

Dnes je úplne bežné nájsť pevné disky s rozhraním Firewire. Hoci rozhranie Firewire môže pripojiť akýkoľvek typ periférií a nie je to vyhradené rozhranie určené výhradne na pripojenie pevných diskov, ale Firewire má množstvo funkcií, vďaka ktorým je na tento účel mimoriadne pohodlné.

FireWire - IEEE 1394 - pohľad na notebook

Rozhranie Firewire bolo vyvinuté v polovici 90-tych rokov. Začiatok vývoja položila známa spoločnosť Apple, ktorá potrebovala vlastnú, odlišnú od USB, zbernicu na pripojenie periférnych zariadení, predovšetkým multimediálnych. Špecifikácia popisujúca činnosť zbernice Firewire sa nazýva IEEE 1394.

Firewire je dnes jedným z najbežnejšie používaných formátov vysokorýchlostnej sériovej zbernice. Medzi hlavné vlastnosti normy patrí:

  • Možnosť horúceho pripojenia zariadení.
  • Otvorená architektúra autobusov.
  • Flexibilná topológia pre pripojenie zariadení.
  • Široko rozdielna rýchlosť prenosu dát - od 100 do 3200 Mbps.
  • Schopnosť prenášať dáta medzi zariadeniami bez účasti počítača.
  • Možnosť organizácie lokálnych sietí s pomocou pneumatiky.
  • Prenos výkonu zbernice.
  • Veľký počet pripojených zariadení (až 63).

Na pripojenie pevných diskov (zvyčajne cez externé puzdrá na pevné disky) cez zbernicu Firewire sa spravidla používa špeciálny štandard SBP-2, ktorý používa sadu príkazov protokolu Small Computers System Interface. Firewire zariadenia je možné pripojiť k bežnému USB konektoru, ale vyžaduje si to špeciálny adaptér.

IDE - Integrovaná elektronika pohonu

Skratka IDE je nepochybne známa väčšine používateľov. osobné počítače. Štandard rozhrania pevného disku IDE bol vyvinutý známym výrobcom pevných diskov, spoločnosťou Western Digital. Výhodou IDE oproti iným rozhraniam, ktoré v tom čase existovali, najmä Small Computers System Interface, ako aj štandardu ST-506, bolo, že nebolo potrebné inštalovať radič pevného disku na základnú dosku. Štandard IDE znamenal inštaláciu radiča disku na puzdro samotného disku a na základnej doske zostal iba adaptér hostiteľského rozhrania na pripojenie diskov IDE.

IDE rozhranie na základnej doske

Táto inovácia zlepšila výkon jednotky IDE vďaka tomu, že sa zmenšila vzdialenosť medzi ovládačom a samotnou jednotkou. Okrem toho inštalácia IDE radiča vo vnútri krytu pevného disku umožnila trochu zjednodušiť základné dosky aj výrobu samotných pevných diskov, pretože technológia dala výrobcom voľnosť v oblasti optimálnej organizácie logiky prevádzky disku.

Nová technológia sa pôvodne volala Integrated Drive Electronics. Následne bol vyvinutý štandard, ktorý to popisuje, nazvaný ATA. Tento názov pochádza z poslednej časti názvu rodiny počítačov PC/AT pridaním slova Attachment.

Vyhradený kábel IDE sa používa na pripojenie pevného disku alebo iného zariadenia, napríklad optickej jednotky, ktorá podporuje technológiu Integrated Drive Electronics, k základnej doske. Keďže ATA označuje paralelné rozhrania (preto sa nazýva aj Parallel ATA alebo PATA), teda rozhrania, ktoré poskytujú súčasný prenos dát cez niekoľko liniek, má jeho dátový kábel veľký počet vodičov (zvyčajne 40 a v najnovšie verzie protokolu bolo možné použiť 80-žilový kábel). Bežný dátový kábel pre tento štandard má plochý a široký vzhľad, ale existujú aj okrúhle káble. Napájací kábel pre Parallel ATA disky má 4-pinový konektor a pripája sa k napájaciemu zdroju počítača.

Nasledujú príklady kábla IDE a okrúhleho dátového kábla PATA:

Vzhľad kábla rozhrania: vľavo - plochý, vpravo v okrúhlom plášti - PATA alebo IDE.

Kvôli relatívnej lacnosti jednotiek Parallel ATA, ľahkej implementácii rozhrania na základnej doske a ľahkej inštalácii a konfigurácii zariadení PATA pre používateľa, jednotky ako Integrated Drive Electronics vytlačili zariadenia iných typov rozhraní z trhu pevné disky pre osobné počítače nižšej kategórie na dlhú dobu.

Štandard PATA má však aj množstvo nevýhod. V prvom rade ide o obmedzenie dĺžky, ktorú môže mať dátový kábel Parallel ATA - nie viac ako 0,5 m. Okrem toho paralelná organizácia rozhrania ukladá množstvo obmedzení na najvyššia rýchlosť prenos dát. Nepodporuje štandard PATA a mnoho pokročilých funkcií, ktoré majú iné typy rozhraní, ako napríklad zariadenia pripájané za chodu.

SATA - Serial ATA

Pohľad na rozhranie SATA na základnej doske

Rozhranie SATA (Serial ATA), ako už názov napovedá, je vylepšením ATA. Toto vylepšenie spočíva predovšetkým v konverzii tradičného paralelného ATA (Parallel ATA) na sériové rozhranie. Rozdiely medzi štandardom Serial ATA a tradičným sa však neobmedzujú len na toto. Okrem zmeny typu prenosu dát z paralelného na sériový sa zmenili aj konektory na prenos dát a napájanie.

Nižšie je uvedený dátový kábel SATA:

Dátový kábel pre rozhranie SATA

To umožnilo použiť oveľa dlhší kábel a zvýšiť rýchlosť prenosu dát. Nevýhodou však bola skutočnosť, že PATA zariadenia, ktoré boli pred príchodom SATA na trhu v obrovskom množstve, nebolo možné priamo pripojiť k novým konektorom. Je pravda, že väčšina nových základných dosiek má stále staré konektory a podporuje pripojenie starých zariadení. Avšak spätný chod- pripojenie nového typu disku k starej základnej doske zvyčajne spôsobuje oveľa viac problémov. Na túto operáciu používateľ zvyčajne vyžaduje adaptér Serial ATA na PATA. Adaptér napájacieho kábla má zvyčajne pomerne jednoduchý dizajn.

Napájací adaptér Serial ATA na PATA:

Vľavo všeobecná forma kábel; zväčšené vpravo vzhľad Konektory PATA a Serial ATA

Zložitejšia je však situácia so zariadením, akým je adaptér na pripojenie zariadenia sériového rozhrania ku konektoru paralelného rozhrania. Typicky je tento typ adaptéra vyrobený vo forme malého mikroobvodu.

Vzhľad univerzálneho obojsmerného adaptéra medzi rozhraniami SATA - IDE

Rozhranie Serial ATA v súčasnosti prakticky nahradilo Parallel ATA a disky PATA už nájdeme len v dosť starých počítačoch. Ďalšou vlastnosťou nového štandardu, ktorá zabezpečila jeho širokú popularitu, bola podpora pre .

Typ adaptéra z IDE na SATA

Môžete povedať niečo viac o technológii NCQ. Hlavnou výhodou NCQ je, že vám umožňuje používať nápady, ktoré sú už dlho implementované v protokole SCSI. NCQ podporuje najmä systém na objednávanie operácií čítania/zápisu prichádzajúcich na viacero jednotiek nainštalovaných v systéme. NCQ teda môže výrazne zlepšiť výkon diskov, najmä polí pevných diskov.

Typ adaptéra zo SATA na IDE

NCQ vyžaduje technologickú podporu z pevného disku, ako aj hostiteľského adaptéra základná doska. Takmer všetky adaptéry, ktoré podporujú AHCI, podporujú aj NCQ. Niektoré staršie proprietárne adaptéry navyše podporujú aj NCQ. NCQ tiež vyžaduje podporu operačného systému, aby fungoval.

eSATA - Externé SATA

Samostatne stojí za zmienku formát eSATA (External SATA), ktorý sa v tom čase javil ako perspektívny, no nebol široko používaný. Ako ste už z názvu mohli uhádnuť, eSATA je typ Serial ATA navrhnutý na pripojenie výhradne k externým diskom. Štandard eSATA ponúka väčšinu funkcií štandardu pre externé zariadenia, t.j. interné Serial ATA, najmä rovnaký systém signálov a príkazov a rovnako vysoká rýchlosť.

eSATA konektor na notebooku

eSATA má však aj určité odlišnosti od interného štandardu zbernice, z ktorého vznikol. Najmä eSATA podporuje dlhší dátový kábel (až 2 m) a má tiež vyššie nároky na napájanie úložiska. Okrem toho sa konektory eSATA trochu líšia od štandardných konektorov Serial ATA.

V porovnaní s inými externými zbernicami ako USB a Firewire má však eSATA jednu významnú nevýhodu. Ak tieto zbernice umožňujú napájanie zariadenia cez samotný kábel zbernice, potom eSATA disk vyžaduje špeciálne napájacie konektory. Preto aj napriek pomerne vysokej rýchlosti prenosu dát nie je v súčasnosti eSATA ako rozhranie na pripojenie externých diskov veľmi obľúbené.

Záver

Informácie uložené na pevnom disku nemôžu byť pre používateľa užitočné a prístupné aplikačné programy kým nezíska prístup CPU počítač. Rozhrania pevných diskov poskytujú prostriedky komunikácie medzi týmito diskami a základnou doskou. Dnes ich je veľa rôzne druhy rozhrania pevných diskov, z ktorých každý má svoje výhody, nevýhody a charakteristické vlastnosti. Dúfame, že informácie uvedené v tomto článku budú pre čitateľa v mnohých ohľadoch užitočné, pretože výber moderného pevného disku je do značnej miery určený nielen jeho vnútornými vlastnosťami, ako je kapacita, vyrovnávacia pamäť, prístup a rýchlosť otáčania, ale aj rozhraním, pre ktoré bol vyvinutý.

Prečo SAS?

Rozhranie Serial Attached SCSI nie je len sériová implementácia protokolu SCSI. Robí oveľa viac než len prenášanie funkcií SCSI, ako je TCQ (Tagged Command Queuing) cez nový konektor. Ak by sme chceli čo najväčšiu jednoduchosť, potom by sme použili rozhranie Serial ATA (SATA), čo je jednoduché pripojenie typu point-to-point medzi hostiteľom a koncovým zariadením, akým je napríklad pevný disk.

SAS je však založený na objektovom modeli, ktorý definuje „doménu SAS“ – systém doručovania údajov, ktorý môže zahŕňať voliteľné expandéry (expandery) a koncové zariadenia SAS, ako sú pevné disky a hostiteľské adaptéry (adaptéry hostiteľskej zbernice, HBA). Zo SATA môžu mať zariadenia SAS viacero portov, z ktorých každý môže využívať viacero fyzických pripojení na poskytovanie rýchlejších (širších) pripojení SAS, viacero iniciátorov môže pristupovať k akémukoľvek danému cieľu a dĺžka káblov môže byť až osem metrov (pre prvú generáciu SAS) verzus jeden meter pre SATA. Je zrejmé, že to poskytuje veľa príležitostí na vytváranie vysokovýkonných alebo redundantných úložných riešení. Okrem toho SAS podporuje protokol SATA Tunneling Protocol (STP), ktorý umožňuje pripojiť zariadenia SATA k radiču SAS .

Druhá generácia štandardu SAS zvyšuje rýchlosť pripojenia z 3 na 6 Gb/s. Toto zvýšenie rýchlosti je veľmi dôležité pre zložité prostredia, kde sa vyžaduje vysoký výkon vďaka vysokorýchlostnému úložisku. Nová verzia Cieľom SAS je tiež znížiť zložitosť kabeláže, ako aj počet pripojení na Gb/s šírky pásma zvýšením možnej dĺžky káblov a zlepšením výkonu expandérov (zónovanie a autodetekcia). Nižšie si o týchto zmenách povieme podrobnejšie.

Rýchlosť SAS Až 6 Gb/s

Preniesť výhody SAS na viac široké publikum, SCSI Trade Association (SCSI TA) predstavila tutoriál o technológii SAS na svetovej konferencii Storage Networking začiatkom tohto roka v Orlande na Floride v USA. Takzvaný SAS Plugfest, ktorý demonštroval 6Gb/s prevádzku SAS, kompatibilitu a funkcie, sa konal ešte skôr v novembri 2008. LSI a Seagate boli prvými, ktorí uviedli na trh hardvér s rýchlosťou 6 Gb/s SAS, no čoskoro by to mali dobehnúť aj ďalší predajcovia. V našom článku sa pozrieme na aktuálny stav technológie SAS a niektorých nových zariadení.

Funkcie a základy SAV

Základy SAV

Na rozdiel od SATA rozhranie SAS funguje na princípe plného duplexu a poskytuje plnú šírku pásma v oboch smeroch. Ako už bolo spomenuté, pripojenia SAS sa vždy vytvárajú prostredníctvom fyzické spojenia pomocou jedinečných adries zariadení. Naproti tomu SATA dokáže adresovať iba čísla portov.

Každá adresa SAS môže obsahovať viacero rozhraní fyzickej vrstvy (PHY), čo umožňuje širšie pripojenie cez káble InfiniBand (SFF-8470) alebo mini-SAS (SFF-8087 a -8088). Typicky sú štyri rozhrania SAS s jedným PHY spojené do jedného širokého rozhrania SAS, ktoré je už pripojené k zariadeniu SAS. Komunikácia môže prebiehať aj prostredníctvom expandérov, ktoré fungujú skôr ako prepínače než ako zariadenia SAS.

Funkcie, ako napríklad zónovanie, teraz umožňujú správcom priradiť konkrétne zariadenia SAS k iniciátorom. Tu príde vhod zvýšená priepustnosť 6Gb/s SAS, keďže štvorprúdové pripojenie bude mať teraz dvojnásobnú rýchlosť. Nakoniec, zariadenia SAS môžu mať dokonca viacero adries SAS. Keďže jednotky SAS môžu používať dva porty, pričom na každom je jeden PHY, jednotka môže mať dve adresy SAS.

Pripojenia a rozhrania


Pre zväčšenie kliknite na obrázok.

Pripojenia SAS sú adresované cez porty SAS pomocou protokolu SSP (Serial SCSI Protocol), ale komunikácia na spodnej vrstve z PHY do PHY sa vykonáva pomocou jedného alebo viacerých fyzických pripojení z dôvodov šírky pásma. SAS používa 8/10 bitové kódovanie na konverziu 8 bitov dát na 10 znakové prenosy na účely obnovy načasovania, DC rovnováhy a detekcie chýb. Výsledkom je efektívna priepustnosť 300 MB/s pre režim prenosu 3 Gb/s a 600 MB/s pre pripojenie 6 Gb/s. Fibre Channel, Gigabit Ethernet, FireWire a ďalšie fungujú v podobnej schéme kódovania.

Napájacie a dátové rozhrania SAS a SATA sú si navzájom veľmi podobné. Ale ak má SAS dátové a napájacie rozhrania kombinované do jedného fyzického rozhrania (SFF-8482 na strane zariadenia), potom SATA vyžaduje dva samostatné káble. Medzera medzi napájacími a dátovými kolíkmi (pozri obrázok vyššie) je v prípade SAS uzavretá, čo neumožňuje pripojenie zariadenia SAS k radiču SATA.

Na druhej strane, SATA zariadenia môžu fungovať dobre na infraštruktúre SAS vďaka STP alebo v natívnom režime, ak sa nepoužívajú expandéry. STP pridáva expandérom dodatočnú latenciu, pretože potrebujú nadviazať spojenie, ktoré je pomalšie ako priame pripojenie SATA. Oneskorenia sú však stále veľmi malé.

Domény, expandéry

Domény SAS môžu byť reprezentované ako komplexné stromové štruktúry Ethernetové siete. Expandéry SAS môžu pracovať s veľkým počtom zariadení SAS, ale využívajú skôr princíp prepínania okruhov než bežnejšie prepínanie paketov. Niektoré expandéry obsahujú zariadenia SAS, iné nie.

SAS 1.1 rozpoznáva okrajové expandéry, ktoré umožňujú iniciátorovi SAS komunikovať až s 128 dodatočnými adresami SAS. V doméne SAS 1.1 je možné použiť iba dva rozširovače okrajov. Jeden expandér fanout však môže pripojiť až 128 okrajových expandérov, čím sa výrazne zvýši kapacita infraštruktúry vášho riešenia SAS.

Pre zväčšenie kliknite na obrázok.

V porovnaní so SATA sa rozhranie SAS môže zdať komplikované: rôzni iniciátori pristupujú k cieľovým zariadeniam prostredníctvom expandérov, čo zahŕňa položenie vhodných trás. SAS 2.0 zjednodušuje a zlepšuje smerovanie.

Majte na pamäti, že SAS nepovoľuje slučky ani viaceré cesty. Všetky pripojenia musia byť point-to-point a exkluzívne, ale samotná architektúra pripojenia je dobre škálovateľná.

Nové funkcie SAS 2.0: Expandéry, výkon


SAS 1.0/1.1
Funkcia Zachováva starú podporu SCSI
Kompatibilné so SATA
Kompatibilné s 3Gbps
Vylepšená rýchlosť a signalizácia
Správa zón
Vylepšená škálovateľnosť
Funkcie úložiska RAID 6
Small Form Factor
HPC
Vysokokapacitné disky SAS
Náhrada Ultra320 SCSI
Možnosť výberu: SATA alebo SAS
Blade servery
RAS (ochrana údajov)
bezpečnosť (FDE)
Podpora klastrov
Podpora väčších topológií
SSD
Virtualizácia
Externé úložisko
Veľkosť sektora 4K
Rýchlosť prenosu dát a šírka pásma kábla 4 x 3 Gbps (1,2 GB/s) 4 x 6 Gb/s (2,4 GB/s)
typ kábla Meď Meď
Dĺžka kábla 8 m 10 m

Rozširujúce zóny a automatická konfigurácia

Boundary (edge) a expanders (fanout) expandéry prakticky zostali v histórii. Toto sa často pripisuje aktualizáciám v SAS 2.0, ale dôvodom sú v skutočnosti zóny SAS zavedené v 2.0, ktoré odstraňujú oddelenie medzi okrajovými a rozširovacími expandérmi. Samozrejme, zóny sú zvyčajne implementované špeciálne pre každého výrobcu a nie ako jeden priemyselný štandard.

V skutočnosti teraz môže byť niekoľko zón umiestnených na jednej infraštruktúre na poskytovanie informácií. To znamená, že rôzni iniciátori môžu pristupovať k úložným cieľom (úložiská) cez rovnaký expandér SAS. Segmentácia domény sa robí cez zóny, prístup sa robí exkluzívnym spôsobom.

Už viac ako 20 rokov je rozhranie paralelnej zbernice najbežnejším komunikačným protokolom pre väčšinu digitálnych úložných systémov. S rastúcou potrebou šírky pásma a flexibility systému sa však ukázali nedostatky dvoch najbežnejších technológií paralelného rozhrania, SCSI a ATA. Nedostatočná kompatibilita medzi paralelnými rozhraniami SCSI a ATA – používané rôzne konektory, káble a sady príkazov – zvyšuje náklady na údržbu systémov, vedecký výskum a vývoj, školenie a kvalifikácia nových produktov.

K dnešnému dňu sú paralelné technológie stále uspokojivé pre používateľov moderných podnikové systémy z hľadiska výkonu, ale rastúce požiadavky na vyššiu rýchlosť, lepšiu integritu prenosu dát, menšie fyzické veľkosti a väčšiu štandardizáciu spochybňujú schopnosť paralelného rozhrania nákladovo efektívne držať krok s rýchlo rastúcim výkonom CPU a rýchlosťou disku. pevné disky. Okrem toho je v prostredí úsporných opatrení pre podniky čoraz ťažšie získať finančné prostriedky na vývoj a údržbu rôznych konektorov. zadné panelyšasi servera a externé diskové polia, testovanie kompatibility heterogénneho rozhrania a inventár heterogénnych pripojení pre I/O operácie.

Používanie paralelných rozhraní prináša aj množstvo ďalších problémov. Paralelný prenos dát cez široký koncový kábel je vystavený presluchom, ktoré môžu vytvárať ďalší šum a chyby signálu – aby ste sa vyhli tejto pasci, musíte znížiť rýchlosť signálu alebo obmedziť dĺžku kábla, prípadne oboje. Ukončenie paralelných signálov je spojené aj s určitými ťažkosťami - každú linku musíte ukončiť samostatne, väčšinou túto operáciu vykoná posledný pohon, aby sa zabránilo odrazu signálu na konci kábla. Napokon, veľké káble a konektory používané v paralelných rozhraniach spôsobujú, že tieto technológie nie sú vhodné pre nové kompaktné výpočtové systémy.

Predstavujeme SAS a SATA

Sériové technológie ako Serial ATA (SATA) a Serial Attached SCSI (SAS) prekonávajú architektonické obmedzenia tradičných paralelných rozhraní. Tieto nové technológie dostali svoj názov podľa spôsobu prenosu signálu, kedy sa všetky informácie prenášajú postupne (anglický seriál), v jednom prúde, na rozdiel od viacerých prúdov, ktoré sa používajú v paralelných technológiách. Hlavnou výhodou sériového rozhrania je, že pri prenose dát v jednom prúde sa pohybujú oveľa rýchlejšie ako pri použití paralelného rozhrania.

Sériové technológie kombinujú veľa bitov dát do paketov a potom ich prenášajú cez kábel rýchlosťou až 30-krát vyššou ako paralelné rozhrania.

SATA rozširuje možnosti tradičnej technológie ATA tým, že umožňuje prenos údajov medzi diskovými jednotkami rýchlosťou 1,5 GB za sekundu alebo vyššou. Vzhľadom na nízke náklady na gigabajt diskovej kapacity bude SATA naďalej dominantným diskovým rozhraním v stolných počítačoch, serveroch základnej úrovne a sieťových úložných systémoch, kde je cena jedným z hlavných faktorov.

Technológia SAS, nástupca paralelného rozhrania SCSI, stavia na osvedčenej vysokej funkčnosti svojho predchodcu a sľubuje výrazné rozšírenie možností. moderné systémy celopodnikové úložisko dát. SAS má množstvo výhod, ktoré nie sú dostupné s tradičnými úložnými riešeniami. Najmä SAS umožňuje pripojiť až 16 256 zariadení k jedinému portu a poskytuje spoľahlivé sériové pripojenie point-to-point rýchlosťou až 3 Gb/s.

Menší konektor SAS navyše poskytuje plnú dvojportovú konektivitu pre 3,5" aj 2,5" pevné disky (predtým dostupné len na 3,5" pevných diskoch Fibre Channel). Toto je veľmi užitočná funkcia kde potrebujete umiestniť veľa redundantných jednotiek do kompaktného systému, ako je napríklad nízkoprofilový blade server.

SAS zlepšuje adresovanie diskov a konektivitu pomocou hardvérových expandérov, ktoré umožňujú pripojenie veľkého počtu diskov k jednému alebo viacerým hostiteľským radičom. Každý expandér poskytuje pripojenie až pre 128 fyzických zariadení, ktorými môžu byť iné hostiteľské radiče, iné expandéry SAS alebo diskové jednotky. Táto schéma je dobre škálovateľná a umožňuje vám vytvárať topológie na úrovni podniku, ktoré jednoducho podporujú klastrovanie viacerých uzlov na automatickú obnovu systému v prípade zlyhania a na vyrovnávanie záťaže.

Jednou z najväčších výhod novej sériovej technológie je, že rozhranie SAS bude kompatibilné aj s cenovo výhodnejšími diskami SATA, čo návrhárom systému umožní používať oba typy diskov v rovnakom systéme bez dodatočných nákladov na podporu dvoch rôznych rozhraní. Rozhranie SAS, ktoré predstavuje ďalšiu generáciu technológie SCSI, teda prekonáva existujúce obmedzenia paralelných technológií z hľadiska výkonu, škálovateľnosti a dostupnosti údajov.

Viaceré úrovne kompatibility

Fyzická kompatibilita

Konektor SAS je univerzálny a kompatibilný so SATA. To umožňuje, aby boli disky SAS aj SATA priamo pripojené k systému SAS, čo umožňuje použiť systém buď pre kritické aplikácie, ktoré vyžadujú vysoký výkon a rýchly prístup k dátam, alebo pre nákladovo efektívnejšie aplikácie s nižšími nákladmi na gigabajt.

Sada príkazov SATA je podmnožinou sady príkazov SAS, ktorá poskytuje kompatibilitu medzi zariadeniami SATA a radičmi SAS. Disky SAS však nedokážu spolupracovať s radičom SATA, preto sú na konektoroch vybavené špeciálnymi klávesmi, ktoré eliminujú možnosť nesprávneho pripojenia.

Okrem toho podobné fyzikálne parametre rozhraní SAS a SATA umožňujú novú univerzálnu základnú dosku SAS, ktorá podporuje disky SAS aj SATA. Vďaka tomu nie je potrebné používať dve rôzne zadné platne pre jednotky SCSI a ATA. Táto interoperabilita prináša výhody výrobcom backplate aj koncovým používateľom znížením nákladov na hardvér a inžinierstvo.

Kompatibilita na úrovni protokolu

Technológia SAS zahŕňa tri typy protokolov, z ktorých každý sa používa na prenos údajov odlišné typy cez sériové rozhranie, v závislosti od toho, ku ktorému zariadeniu sa pristupuje. Prvým je sériový protokol SCSI (Serial SCSI Protocol SSP), ktorý prenáša príkazy SCSI, druhým SCSI Management Protocol (SMP), ktorý prenáša riadiace informácie do expandérov. Tretí, SATA Tunneled Protocol STP, vytvára spojenie, ktoré umožňuje prenos príkazov SATA. Pomocou týchto troch protokolov je rozhranie SAS plne kompatibilné s existujúcimi aplikáciami SCSI, softvérom na správu a zariadeniami SATA.

Táto multiprotokolová architektúra v kombinácii s fyzickou kompatibilitou konektorov SAS a SATA robí z technológie SAS univerzálne prepojenie medzi zariadeniami SAS a SATA.

Výhody kompatibility

Kompatibilita medzi SAS a SATA prináša množstvo výhod pre systémových dizajnérov, tvorcov a koncových používateľov.

Dizajnéri systému môžu používať rovnaké zadné dosky, konektory a káblové pripojenia vďaka kompatibilite SAS a SATA. Upgrade systému zo SATA na SAS je vlastne výmena diskových jednotiek. Naproti tomu pre používateľov tradičných paralelných rozhraní znamená prechod z ATA na SCSI výmenu zadných panelov, konektorov, káblov a jednotiek. Medzi ďalšie nákladovo efektívne výhody interoperability sériových technológií patrí zjednodušená certifikácia a správa aktív.

Predajcovia VAR a tvorcovia systémov môžu rýchlo a jednoducho prekonfigurovať vlastné systémy jednoduchou inštaláciou príslušnej diskovej jednotky do systému. Nie je potrebné pracovať s nekompatibilnými technológiami a používať špeciálne konektory a rôzne káblové pripojenia. A čo viac, pridaná flexibilita pri výbere najlepšieho pomeru cena/výkon umožní predajcom VAR a tvorcom systémov lepšie odlíšiť svoje produkty.

Pre koncových používateľov znamená kompatibilita SATA a SAS novú úroveň flexibility, pokiaľ ide o výber najlepšieho pomeru cena/výkon. SATA disky sa stanú najlepšie riešenie pre nízkonákladové servery a úložné systémy, zatiaľ čo disky SAS poskytujú maximálny výkon spoľahlivosť a kompatibilitu s ovládacím softvérom. Upgradovateľné z diskov SATA na disky SAS bez nutnosti nákupu nový systém výrazne zjednodušuje proces rozhodovania o kúpe, chráni investície do systému a znižuje celkové náklady na vlastníctvo.

Spoločný vývoj protokolov SAS a SATA

Dňa 20. januára 2003 uzavrelo obchodné združenie SCSI (STA) a Pracovná skupina Pracovná skupina Serial ATA (SATA) II oznámila spoluprácu s cieľom zabezpečiť kompatibilitu technológie SAS s diskovými jednotkami SATA na systémovej úrovni.

Spolupráca týchto dvoch organizácií, ako aj spoločné úsilie predajcov úložísk a výborov pre štandardy sú zamerané na vývoj ešte presnejších smerníc pre interoperabilitu, ktoré pomôžu systémovým dizajnérom, IT profesionálom a koncovým používateľom implementovať ešte viac. jemné ladenie ich systémov na dosiahnutie optimálneho výkonu a spoľahlivosti a zníženie celkových nákladov na vlastníctvo.

Špecifikácia SATA 1.0 bola schválená v roku 2001 a dnes sú na trhu produkty SATA od rôznych výrobcov. Špecifikácia SAS 1.0 bola schválená začiatkom roku 2003 a prvé produkty by sa mali dostať na trh v prvej polovici roku 2004.



Načítava...
Hore