Đầu nối Sas và sata. Giao diện SAS: lịch sử, ví dụ về tổ chức lưu trữ

Giao diện SAS.

Giao diện SAS hoặc SCSI đính kèm nối tiếp cung cấp kết nối qua giao diện vật lý, tương tự như SATA, thiết bị, được điều khiển bởi bộ lệnh SCSI. Sở hữu tương thích ngược với SATA, nó cho phép kết nối bất kỳ thiết bị nào được điều khiển bởi bộ lệnh SCSI thông qua giao diện này - không chỉ ổ cứng mà còn cả máy quét, máy in, v.v. So với SATA, SAS cung cấp cấu trúc liên kết tiên tiến hơn, cho phép kết nối song song một thiết bị qua hai hoặc nhiều kênh. Bộ mở rộng bus cũng được hỗ trợ, cho phép bạn kết nối nhiều thiết bị SAS với một cổng.

Giao thức SAS được phát triển và duy trì bởi ủy ban T10. SAS được thiết kế để trao đổi dữ liệu với các thiết bị như ổ cứng, thiết bị lưu trữ đĩa quang và những thứ tương tự. SAS sử dụng giao diện nối tiếp để hoạt động với các ổ đĩa được kết nối trực tiếp và tương thích với giao diện SATA. Mặc dù SAS sử dụng giao diện nối tiếp trái ngược với giao diện song song được SCSI truyền thống sử dụng, các lệnh SCSI vẫn được sử dụng để điều khiển các thiết bị SAS. Các lệnh (Hình 1) được gửi tới thiết bị SCSI là một chuỗi byte có cấu trúc nhất định (khối mô tả lệnh).

Cơm. 1.

Một số lệnh đi kèm với một "khối tham số" bổ sung, theo sau khối mô tả lệnh, nhưng được truyền dưới dạng "dữ liệu".

Một hệ thống SAS điển hình bao gồm các thành phần sau:

1) Người khởi xướng. Bộ khởi tạo là một thiết bị tạo ra các yêu cầu dịch vụ cho thiết bị đích và nhận được xác nhận khi các yêu cầu được thực thi.

2) Thiết bị mục tiêu. Thiết bị đích chứa các khối logic và cổng đích nhận yêu cầu dịch vụ và thực thi chúng; Sau khi quá trình xử lý yêu cầu hoàn tất, xác nhận yêu cầu sẽ được gửi đến người khởi tạo yêu cầu. Thiết bị mục tiêu có thể là một ổ cứng riêng biệt hoặc toàn bộ mảng đĩa.

3) Hệ thống con phân phối dữ liệu. Nó là một phần của hệ thống đầu vào/đầu ra giúp truyền dữ liệu giữa các thiết bị khởi tạo và thiết bị đích. Thông thường, hệ thống con phân phối dữ liệu bao gồm các cáp kết nối bộ khởi động và thiết bị đích. Ngoài ra, ngoài cáp, hệ thống con phân phối dữ liệu có thể bao gồm các bộ mở rộng SAS.

3.1) Bộ mở rộng. Bộ mở rộng SAS là các thiết bị là một phần của hệ thống con phân phối dữ liệu và cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị SAS, chẳng hạn như cho phép bạn kết nối một số thiết bị SAS mục tiêu với một cổng khởi tạo. Kết nối qua bộ mở rộng hoàn toàn trong suốt đối với các thiết bị mục tiêu.

SAS hỗ trợ kết nối các thiết bị với giao diện SATA. SAS sử dụng giao thức nối tiếp để truyền dữ liệu giữa nhiều thiết bị và do đó sử dụng ít đường tín hiệu hơn. SAS sử dụng các lệnh SCSI để điều khiển và liên lạc với các thiết bị mục tiêu. Giao diện SAS sử dụng kết nối điểm-điểm - mỗi thiết bị được kết nối với bộ điều khiển bằng một kênh chuyên dụng. Không giống như SCSI, SAS không yêu cầu người dùng chấm dứt bus. Giao diện SCSI sử dụng một bus chung - tất cả các thiết bị được kết nối với một bus và mỗi lần chỉ có một thiết bị có thể hoạt động với bộ điều khiển. Trong SCSI, tốc độ truyền thông tin dọc theo các đường khác nhau tạo nên giao diện song song có thể khác nhau. Giao diện SAS không có nhược điểm này. SAS hỗ trợ số lượng thiết bị rất lớn, trong khi SCSI hỗ trợ 8, 16 hoặc 32 thiết bị trên mỗi bus. SAS hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao (1,5, 3,0 hoặc 6,0 Gbps). Tốc độ này có thể đạt được bằng cách truyền thông tin trên mỗi kết nối, trong khi trên bus SCSI, băng thông bus được chia cho tất cả các thiết bị được kết nối với nó.

SATA sử dụng bộ lệnh ATA và hỗ trợ ổ đĩa cứng và ổ đĩa quang, trong khi SAS hỗ trợ nhiều loại thiết bị hơn, bao gồm ổ cứng, máy quét và máy in. Các thiết bị SATA được xác định bằng số cổng của bộ điều khiển giao diện SATA, trong khi Thiết bị SASđược xác định bởi số nhận dạng WWN của họ ( toàn thế giới Tên). Các thiết bị SATA (phiên bản 1) không hỗ trợ hàng đợi lệnh, trong khi các thiết bị SAS hỗ trợ hàng đợi lệnh được gắn thẻ. Các thiết bị SATA kể từ phiên bản 2 hỗ trợ Hàng đợi lệnh gốc (NCQ).

Phần cứng SAS giao tiếp với các thiết bị mục tiêu thông qua một số dòng độc lập, làm tăng khả năng chịu lỗi của hệ thống (giao diện SATA không có khả năng này). Đồng thời, SATA phiên bản 2 sử dụng bộ sao chép cổng để đạt được khả năng tương tự.

SATA chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng không quan trọng như máy tính gia đình. Giao diện SAS, do độ tin cậy của nó, có thể được sử dụng trong các trường hợp quan trọng máy chủ quan trọng. Phát hiện và xử lý lỗi tình huống sai lầmđược xác định trong SAS tốt hơn nhiều so với SATA. SAS được coi là siêu bộ của SATA và không cạnh tranh với nó.

Đầu nối SAS nhỏ hơn nhiều so với đầu nối SCSI song song truyền thống, cho phép sử dụng đầu nối SAS để kết nối các ổ đĩa 2,5 inch nhỏ gọn. SAS hỗ trợ truyền thông tin ở tốc độ từ 3 Gbit/s đến 10 Gbit/s. Có một số tùy chọn cho đầu nối SAS:

SFF 8482 - tùy chọn tương thích với đầu nối giao diện SATA;

SFF 8484 - đầu nối bên trong có lớp tiếp xúc dày đặc; cho phép bạn kết nối tối đa 4 thiết bị;

SFF 8470 - đầu nối với các tiếp điểm dày đặc để kết nối thiết bị bên ngoài; cho phép bạn kết nối tối đa 4 thiết bị;

SFF 8087 - đầu nối Molex iPASS rút gọn, chứa đầu nối để kết nối tối đa 4 thiết bị bên trong; hỗ trợ tốc độ 10 Gbps;

SFF 8088 - đầu nối Molex iPASS rút gọn, chứa đầu nối để kết nối tối đa 4 thiết bị bên ngoài; hỗ trợ tốc độ 10 Gbps.

Đầu nối SFF 8482 cho phép bạn kết nối thiết bị SATA với bộ điều khiển SAS, loại bỏ nhu cầu cài đặt bộ điều khiển SATA bổ sung chỉ vì bạn cần kết nối ổ ghi DVD chẳng hạn. Ngược lại, các thiết bị SAS không thể kết nối với giao diện SATA và được trang bị một đầu nối ngăn chúng kết nối với giao diện SATA.

Ồ, không có Seagate cho bạn;). Tôi đã xem một bài thuyết trình xuất sắc về sự khác biệt giữa SAS và SATA của Igor Makarov từ Seagate. Tôi cố gắng ngắn gọn và đi vào trọng tâm.

Có một số câu trả lời và từ các phía khác nhau.
1. Về mặt giao thức, SAS là giao thức hướng tới tính linh hoạt, độ tin cậy và chức năng tối đa. Tôi sẽ so sánh công nghệ SAS với ECC về bộ nhớ. SAS có ECC, SATA không có. Một ví dụ là các tính năng độc đáo sau đây (so với SATA).
- 2 cổng song công hoàn toàn trên thiết bị SAS, trái ngược với một cổng bán song công trên SATA. Điều này giúp có thể xây dựng cấu trúc liên kết nhiều đĩa có khả năng chịu lỗi trong hệ thống lưu trữ dữ liệu.
- bảo vệ dữ liệu đầu cuối T.10. - một bộ thuật toán SAS, cho phép bạn sử dụng tổng kiểm tra để đảm bảo rằng dữ liệu chuẩn bị ghi được ghi vào thiết bị mà không bị biến dạng. Và đọc và truyền đến máy chủ mà không có lỗi. Chức năng độc đáo này cho phép bạn loại bỏ cái gọi là lỗi im lặng, tức là khi dữ liệu sai được ghi vào đĩa nhưng không ai biết về nó. Lỗi có thể xuất hiện ở mọi cấp độ. Thường xuyên nhất là trong bộ đệm trong RAM trong quá trình thu và truyền. Lỗi im lặng là tai họa của SATA. Một số công ty khẳng định rằng trên ổ đĩa SATA có dung lượng hơn 500 GB, khả năng dữ liệu bị hỏng ở ít nhất một khu vực là gần bằng một.
- Chúng ta đã nói về phép nhân trong các câu trả lời trước.
- Phân vùng T.10 - cho phép bạn chia miền SAS thành các vùng (như Vlan, nếu sự tương tự như vậy gần hơn).
- và rất nhiều người khác. Tôi chỉ trích dẫn những tính năng nổi tiếng nhất. Đối với những người quan tâm, hãy đọc thông số kỹ thuật SAS/SATA

2. Không phải tất cả các ổ SAS đều giống nhau. Có một số loại SAS và SATA.
- cái gọi là Enterprise SAS - thường là 10K hoặc 15K RPM. Dung lượng lên tới 1 TB. Được sử dụng cho DBMS và các ứng dụng quan trọng về tốc độ.
- Nearline SAS - thường là 7,2K, dung lượng từ 1 TB. Cơ chế hoạt động của các thiết bị như vậy tương tự như Enterprise SATA. Nhưng vẫn còn hai cổng và thú vui khác của SAS. Được sử dụng trong các doanh nghiệp cần khối lượng lớn.
- Enterprise SATA, đôi khi là phiên bản RAID SATA - gần giống như NL SAS, chỉ có một cổng SATA. Rẻ hơn một chút so với NL SAS. Khối lượng từ 1 TB
- Desktop SATA - thứ được cài đặt trong PC. Đĩa rẻ nhất và chất lượng thấp nhất.
Ba loại đầu tiên có thể được đặt trong mảng trên bộ điều khiển của LSI và Adaptec. Điều cuối cùng là hoàn toàn không thể. Bạn sẽ không gặp bất kỳ vấn đề gì sau này. Và không phải vì chúng tôi có một tập đoàn, mà vì các đĩa được thiết kế cho các nhiệm vụ khác nhau. Tức là 8x5 hoặc 24x7 chẳng hạn. Ngoài ra còn có một thứ gọi là độ trễ tối đa cho phép, sau đó bộ điều khiển coi đĩa đã chết. Đối với đĩa máy tính để bàn, nó lớn hơn nhiều lần. Điều này có nghĩa là khi đang tải, các nhân viên SATA của Máy tính để bàn sẽ “rơi ra” khỏi mảng.
Tóm lại, hãy tập trung vào những dòng cụ thể cho những nhiệm vụ cụ thể. Tốt nhất nên xem trang web của nhà sản xuất. Ví dụ, có những loại vít đặc biệt có độ ồn thấp và nhiệt độ thấp dành cho thiết bị điện tử gia dụng.

Các cách tiếp cận tương tự cũng áp dụng cho SSD, nhưng lĩnh vực này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai nên có rất nhiều điều cần tinh tế. Ở đây chúng tôi tập trung vào các thông số. Mặc dù mọi điều được nói trong đoạn này cũng đúng với SSD.

Ổ cứng cho máy chủ, các tính năng được lựa chọn

Ổ cứng là thành phần có giá trị nhất trong bất kỳ máy tính nào. Rốt cuộc, nó lưu trữ thông tin mà máy tính và người dùng làm việc cùng, nếu chúng ta đang nói về máy tính cá nhân. Mỗi khi một người ngồi xuống máy tính, anh ta sẽ phải chạy qua màn hình tải. hệ điều hành, và anh ta sẽ bắt đầu làm việc với dữ liệu của mình mà ổ cứng sẽ giải phóng “lên núi” từ độ sâu của nó. Nếu chúng ta đang nói về một ổ cứng, hoặc thậm chí một mảng trong số chúng như một phần của máy chủ, thì có hàng chục, hàng trăm và hàng nghìn người dùng mong muốn có được quyền truy cập vào dữ liệu cá nhân hoặc công việc. Và tất cả công việc yên tĩnh hoặc nghỉ ngơi và giải trí của họ đều phụ thuộc vào những thiết bị liên tục lưu trữ dữ liệu này. Từ sự so sánh này, rõ ràng là nhu cầu đặt ra đối với ổ cứng gia đình và ổ cứng công nghiệp là không đồng đều - trong trường hợp đầu tiên, một người dùng làm việc với nó, trong trường hợp thứ hai - hàng nghìn. Hóa ra ổ cứng thứ hai phải đáng tin cậy hơn, nhanh hơn và ổn định hơn nhiều lần so với ổ cứng thứ nhất, bởi vì nhiều người dùng làm việc với nó và tin tưởng vào nó. Bài viết này sẽ xem xét các loại được sử dụng trong khu vực doanh nghiệp ổ cứng và các tính năng thiết kế của chúng để đạt được độ tin cậy và hiệu suất cao nhất.

Ổ đĩa SAS và SATA - vừa giống vừa khác

Cho đến gần đây, các tiêu chuẩn của ổ cứng loại công nghiệp và ổ cứng gia đình khác nhau đáng kể và không tương thích - SCSI và IDE, nhưng hiện nay tình hình đã thay đổi - phần lớn ổ cứng trên thị trường là SATA và SAS (SCSI đính kèm nối tiếp). Đầu nối SAS có hình thức phổ biến và tương thích với SATA. Điều này cho phép bạn kết nối trực tiếp với hệ thống SAS cả ổ SAS tốc độ cao nhưng dung lượng nhỏ (tại thời điểm viết bài - lên tới 300 GB) và ổ đĩa SATA tốc độ thấp hơn, nhưng có dung lượng lớn hơn nhiều lần (tại thời gian viết - lên tới 2 TB ). Do đó, trong một hệ thống con đĩa, bạn có thể kết hợp các ứng dụng quan trọng đòi hỏi hiệu suất cao và truy cập dữ liệu nhanh chóng cũng như các ứng dụng tiết kiệm hơn với chi phí trên mỗi gigabyte thấp hơn.

Khả năng tương thích thiết kế như vậy mang lại lợi ích cho cả nhà sản xuất tấm phía sau, Vì thế người dùng cuối, bởi vì điều này làm giảm chi phí thiết bị và thiết kế.

Nghĩa là, cả thiết bị SAS và SATA đều có thể được kết nối với đầu nối SAS, nhưng chỉ các thiết bị SATA mới có thể được kết nối với đầu nối SATA.

SAS và SATA - tốc độ cao và dung lượng lớn. Chọn cái gì?

Ổ đĩa SAS, thay thế ổ SCSI, kế thừa hoàn toàn các đặc tính chính đặc trưng của ổ cứng: tốc độ trục chính (15.000 vòng / phút) và tiêu chuẩn âm lượng (36,74,147 và 300 GB). Tuy nhiên, bản thân công nghệ SAS có sự khác biệt đáng kể so với SCSI. Chúng ta hãy xem xét ngắn gọn những khác biệt và tính năng chính: Giao diện SAS sử dụng kết nối điểm-điểm - mỗi thiết bị được kết nối với bộ điều khiển bằng một kênh chuyên dụng, ngược lại SCSI hoạt động trên một bus chung.

SAS hỗ trợ số lượng lớn thiết bị (>16384), trong khi SCSI hỗ trợ 8, 16 hoặc 32 thiết bị trên mỗi bus.

Giao diện SAS hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu giữa các thiết bị ở tốc độ 1,5; 3; 6 Gb/s, trong khi đối với giao diện SCSI, tốc độ bus không được phân bổ cho từng thiết bị mà được phân chia giữa chúng.

SAS hỗ trợ kết nối các thiết bị SATA chậm hơn.

Cấu hình SAS dễ cài đặt và cài đặt hơn nhiều. Một hệ thống như vậy dễ dàng mở rộng quy mô hơn. Ngoài ra, ổ cứng SAS kế thừa độ tin cậy của ổ cứng SCSI.

Khi chọn hệ thống con đĩa - SAS hoặc SATA, bạn cần được hướng dẫn về những chức năng nào sẽ được thực hiện bởi máy chủ hoặc máy trạm. Để làm điều này, bạn cần quyết định các câu hỏi sau:

1. Đĩa sẽ xử lý đồng thời bao nhiêu yêu cầu đa dạng? Nếu nó lớn, lựa chọn rõ ràng của bạn là đĩa SAS. Ngoài ra, nếu hệ thống của bạn phục vụ số lượng lớn người dùng, hãy chọn SAS.

2. Bao nhiêu thông tin sẽ được lưu trữ trên hệ thống đĩa con của máy chủ của bạn hoặc trạm làm việc? Nếu lớn hơn 1-1,5 TB, bạn nên chú ý đến hệ thống dựa trên ổ cứng SATA.

3. Ngân sách được phân bổ cho việc mua máy chủ hoặc máy trạm là bao nhiêu? Cần nhớ rằng ngoài các đĩa SAS, bạn sẽ cần một bộ điều khiển SAS, điều này cũng cần được tính đến.

4. Bạn có dự định tăng khối lượng dữ liệu, tăng năng suất hoặc tăng khả năng chịu lỗi hệ thống sau này không? Nếu có thì bạn sẽ cần một hệ thống con đĩa dựa trên SAS; nó dễ dàng mở rộng quy mô và đáng tin cậy hơn.

5. Máy chủ của bạn sẽ hoạt động với các ứng dụng và dữ liệu quan trọng - Lựa chọn của bạn là ổ đĩa SAS được thiết kế cho các điều kiện hoạt động khắc nghiệt.

Một hệ thống con đĩa đáng tin cậy không chỉ bao gồm ổ cứng chất lượng cao của nhà sản xuất nổi tiếng mà còn bao gồm bộ điều khiển đĩa bên ngoài. Chúng sẽ được thảo luận ở một trong những bài viết sau. Chúng ta hãy xem ổ đĩa SATA, những loại ổ đĩa này có những loại nào và loại nào nên được sử dụng khi xây dựng hệ thống máy chủ.

Ổ đĩa SATA: lĩnh vực gia dụng và công nghiệp

Ổ đĩa SATA, được sử dụng ở mọi nơi, từ thiết bị điện tử tiêu dùng và máy tính gia đình đến máy trạm và máy chủ hiệu suất cao, có nhiều loại phụ, có các ổ đĩa để sử dụng trong các thiết bị gia dụng, có khả năng sinh nhiệt, tiêu thụ điện năng thấp và do đó, hiệu suất bị giảm, có ổ đĩa loại trung dành cho máy tính gia đình và có ổ đĩa dành cho hệ thống cao cấp. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét loại ổ cứng dành cho hệ thống và máy chủ hiệu suất cao.

Đặc tính hiệu suất

Bảng này hiển thị các đặc điểm của ổ cứng từ một trong những nhà sản xuất hàng đầu; một cột hiển thị dữ liệu cho ổ cứng SATA cấp máy chủ và cột còn lại hiển thị dữ liệu cho ổ cứng SATA thông thường.

Từ bảng, chúng ta thấy rằng các đĩa không chỉ khác nhau về đặc tính hiệu suất mà còn về đặc tính vận hành, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và hoạt động thành công của ổ cứng. Xin lưu ý rằng những ổ cứng này chỉ khác nhau một chút về bề ngoài. Hãy xem những công nghệ và tính năng nào cho phép chúng tôi làm điều này:

Trục gia cố (trục xoay) của ổ cứng được một số nhà sản xuất cố định ở cả hai đầu, giúp giảm ảnh hưởng của rung động bên ngoài và tạo điều kiện cho việc định vị chính xác bộ phận đầu trong quá trình đọc và ghi.

Việc sử dụng các công nghệ thông minh đặc biệt có tính đến cả độ rung tuyến tính và góc, giúp giảm thời gian định vị đầu và tăng hiệu suất đĩa lên tới 60%

Chức năng loại bỏ lỗi trong quá trình hoạt động ở mảng RAID giúp ổ cứng không bị rơi ra khỏi RAID, đây là tính năng đặc trưng của ổ cứng thông thường.

Việc điều chỉnh độ cao bay của các đầu kết hợp với công nghệ ngăn tiếp xúc với bề mặt đĩa, giúp tăng tuổi thọ của đĩa một cách đáng kể.

Một loạt các chức năng tự chẩn đoán cho phép bạn dự đoán trước thời điểm ổ cứng bị lỗi và cảnh báo người dùng về điều đó, giúp bạn có thời gian lưu thông tin vào ổ đĩa dự phòng.

Tính năng làm giảm tỷ lệ lỗi đọc không thể phục hồi, giúp tăng độ tin cậy của ổ cứng máy chủ so với ổ cứng thông thường.

Nói về khía cạnh thực tế của vấn đề, chúng ta có thể tự tin nói rằng các ổ cứng chuyên dụng trong máy chủ “hoạt động” tốt hơn nhiều. Có ít cuộc gọi đến dịch vụ kỹ thuật hơn đáng kể liên quan đến tính không ổn định của mảng RAID và lỗi ổ cứng. Sự hỗ trợ của nhà sản xuất cho phân khúc ổ cứng máy chủ diễn ra nhanh hơn nhiều so với ổ cứng thông thường, do thực tế là hướng ưu tiên Công việc của bất kỳ nhà sản xuất hệ thống lưu trữ nào đều là lĩnh vực công nghiệp. Rốt cuộc, ở đây những công nghệ tiên tiến nhất được sử dụng để bảo vệ thông tin của bạn.

Tương tự của đĩa SAS:

Ổ cứng của Western Digital VelociRaptor. Các ổ đĩa này có tốc độ quay đĩa 10 nghìn vòng/phút, được trang bị giao diện SATA 6 Gb/s và bộ nhớ đệm 64 MB. Thời gian giữa các lần hỏng hóc của các ổ đĩa này là 1,4 triệu giờ.
Thông tin chi tiết trên trang web của nhà sản xuất www.wd.com

Bạn có thể đặt hàng lắp ráp máy chủ dựa trên SAS hoặc tương tự ổ cứng SAS từ công ty "Status" của chúng tôi ở St. Petersburg, ngoài ra, bạn có thể mua hoặc đặt mua ổ cứng SAS ở St. Petersburg:

• gọi +7-812-385-55-66 ở St. Petersburg
• viết vào địa chỉ
• để lại đơn đăng ký trên trang web của chúng tôi trên trang "Ứng dụng trực tuyến"

Với sự ra đời của một số lượng đủ lớn các thiết bị ngoại vi SCSI nối tiếp (SAS), chúng ta có thể đánh dấu sự khởi đầu của quá trình chuyển đổi môi trường doanh nghiệp sang công nghệ mới. Nhưng SAS không chỉ là người kế thừa được công nhận của công nghệ UltraSCSI mà còn hiện thực hóa các lĩnh vực sử dụng mới, nâng cao khả năng mở rộng của hệ thống lên tầm cao không thể tưởng tượng được. Chúng tôi quyết định chứng minh tiềm năng của SAS bằng cách xem xét kỹ hơn công nghệ, bộ điều hợp máy chủ, ổ cứng và hệ thống lưu trữ.

SAS không thể được gọi hoàn toàn công nghệ mới: Cô ấy có được điều tốt nhất của cả hai thế giới. Phần đầu tiên của SAS đề cập đến việc truyền dữ liệu nối tiếp, yêu cầu ít dây và chân vật lý hơn. Việc chuyển đổi từ truyền song song sang truyền nối tiếp đã giúp loại bỏ bus. Mặc dù các thông số kỹ thuật SAS hiện tại chỉ định thông lượng ở mức 300 MB/s trên mỗi cổng, thấp hơn 320 MB/s của UltraSCSI, nhưng việc thay thế bus dùng chung bằng kết nối điểm-điểm là một lợi thế đáng kể. Phần thứ hai của SAS là giao thức SCSI, giao thức này vẫn mạnh mẽ và phổ biến.

SAS cũng có thể sử dụng bộ lớn các loại RAID. Những gã khổng lồ như Adaptec hay LSI Logic cung cấp một bộ chức năng mở rộng trong sản phẩm của họ để mở rộng, di chuyển, lồng ghép và các khả năng khác, bao gồm cả những chức năng liên quan đến mảng RAID phân tán trên nhiều bộ điều khiển và ổ đĩa.

Cuối cùng, hầu hết các hành động được đề cập hôm nay đều được thực hiện nhanh chóng. Ở đây phải kể đến những sản phẩm tuyệt vời AMCC/3Ware , cau Và Broadcom/Raidcore, cho phép các chức năng cấp doanh nghiệp được chuyển sang không gian SATA.

So với SATA, việc triển khai SCSI truyền thống mất điểm trên mọi phương diện, ngoại trừ các giải pháp doanh nghiệp cao cấp. Ưu đãi SATA ổ cứng phù hợp, có giá tốt và phạm vi rộng các giải pháp. Và đừng quên một tính năng thông minh khác của SAS: nó dễ dàng cùng tồn tại với cơ sở hạ tầng SATA hiện có, vì bộ điều hợp máy chủ SAS dễ dàng hoạt động với ổ đĩa SATA. Nhưng bạn sẽ không thể kết nối ổ SAS với bộ chuyển đổi SATA.

Nguồn: Adaptec

Đầu tiên, có vẻ như chúng ta nên quay lại lịch sử của SAS. Chuẩn SCSI (viết tắt của "giao diện hệ thống máy tính nhỏ") luôn được coi là bus chuyên nghiệp để kết nối các ổ đĩa và một số thiết bị khác với máy tính. Ổ cứng cho máy chủ, máy trạm vẫn sử dụng công nghệ SCSI. Không giống như tiêu chuẩn ATA chính thống, cho phép bạn chỉ kết nối hai ổ đĩa với một cổng, SCSI cho phép bạn kết nối tối đa 15 thiết bị trên một bus và cung cấp giao thức lệnh mạnh mẽ. Các thiết bị phải có ID SCSI duy nhất, có thể được gán thủ công hoặc thông qua giao thức SCAM (SCSI Configuration Automation). Do ID thiết bị cho bus của hai bộ điều hợp SCSI trở lên có thể không phải là duy nhất nên LUN (Số đơn vị logic) đã được thêm vào để giúp xác định các thiết bị trong môi trường SCSI phức tạp.

Phần cứng SCSI linh hoạt và đáng tin cậy hơn so với ATA (tiêu chuẩn này còn được gọi là IDE, Integrated Drive Electronics). Các thiết bị có thể được kết nối cả bên trong và bên ngoài máy tính và chiều dài cáp có thể lên tới 12 m, miễn là nó được kết nối đúng cách (để tránh phản xạ tín hiệu). Khi SCSI phát triển, nhiều tiêu chuẩn đã xuất hiện quy định các độ rộng bus khác nhau, tần số đồng hồ, đầu nối và điện áp tín hiệu (Fast, Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra2, Ultra2 Wide, Ultra3, Ultra320 SCSI). May mắn thay, tất cả đều sử dụng cùng một bộ lệnh.

Mọi giao tiếp SCSI đều được tổ chức giữa bộ khởi tạo (bộ điều hợp máy chủ) gửi lệnh và ổ đĩa đích phản hồi chúng. Ngay sau khi nhận được một bộ lệnh, ổ đĩa đích sẽ gửi cái gọi là mã cảm nhận (trạng thái: bận, lỗi hoặc rảnh), nhờ đó người khởi tạo biết liệu anh ta có nhận được phản hồi mong muốn hay không.

Giao thức SCSI chỉ định gần 60 lệnh khác nhau. Chúng được chia thành bốn loại: phi dữ liệu, hai chiều, đọc dữ liệu và ghi dữ liệu.

Những hạn chế của SCSI bắt đầu bộc lộ khi bạn thêm các ổ đĩa vào bus. Ngày nay khó tìm ổ cứng, có khả năng tải đầy đủ băng thông 320 MB/s của Ultra320 SCSI. Nhưng năm chuyến trở lên trên một xe buýt lại là một vấn đề hoàn toàn khác. Một tùy chọn là thêm bộ điều hợp máy chủ thứ hai để cân bằng tải, nhưng việc này sẽ tốn tiền. Vấn đề là ở cáp: cáp xoắn 80 dây rất đắt tiền. Nếu bạn cũng muốn có được một ổ đĩa “thay thế nóng”, tức là dễ dàng thay thế một ổ đĩa bị lỗi, thì cần phải có thiết bị đặc biệt (bảng nối đa năng).

Tất nhiên, tốt nhất là đặt các ổ đĩa trong các phần đính kèm hoặc mô-đun riêng biệt thường hỗ trợ " trao đổi nóng" cùng với các chức năng điều khiển thú vị khác. Kết quả là thị trường có số lớn hơn giải pháp SCSI chuyên nghiệp. Nhưng tất cả chúng đều có giá rất cao, đó là lý do tại sao tiêu chuẩn SATA lại phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Mặc dù SATA sẽ không bao giờ đáp ứng được nhu cầu của các hệ thống doanh nghiệp cao cấp nhưng nó là sự bổ sung tuyệt vời cho SAS trong việc tạo ra các giải pháp mới, có thể mở rộng cho môi trường mạng thế hệ tiếp theo.

SAS không chia sẻ bus trên nhiều thiết bị. Nguồn: Adaptec

SATA

Bên trái có đầu nối SATA để truyền dữ liệu. Bên phải là đầu nối nguồn điện. Có đủ chân để cấp nguồn 3,3V, 5V và 12V cho mỗi ổ SATA.

Chuẩn SATA đã có mặt trên thị trường được vài năm và ngày nay nó đã đạt đến thế hệ thứ hai. SATA I có thông lượng 1,5 Gbps với hai kết nối nối tiếp sử dụng tín hiệu chênh lệch điện áp thấp. Ở lớp vật lý, mã hóa 8/10 bit được sử dụng (10 bit thực tế cho 8 bit dữ liệu), điều này giải thích thông lượng giao diện tối đa là 150 MB/s. Sau khi chuyển đổi SATA sang tốc độ 300 MB / s, nhiều người bắt đầu gọi tiêu chuẩn mới là SATA II, mặc dù khi tiêu chuẩn hóa SATA-IO(Tổ chức quốc tế) trước tiên người ta lên kế hoạch bổ sung thêm nhiều chức năng hơn và sau đó gọi nó là SATA II. Do đó, thông số kỹ thuật mới nhất được gọi là SATA 2.5, nó bao gồm các phần mở rộng SATA như Hàng đợi lệnh gốc(NCQ) và eSATA (SATA bên ngoài), bộ nhân cổng (tối đa bốn ổ đĩa trên mỗi cổng), v.v. Nhưng các chức năng SATA bổ sung là tùy chọn cho cả bộ điều khiển và ổ cứng.

Hãy hy vọng rằng SATA III với tốc độ 600 MB/s vẫn sẽ được phát hành vào năm 2007.

Trong khi cáp song song ATA (UltraATA) bị giới hạn ở 46 cm thì cáp SATA có thể dài tới 1 m và đối với eSATA thì chiều dài gấp đôi. Thay vì 40 hoặc 80 dây, truyền nối tiếp chỉ cần một vài tiếp điểm. Do đó, cáp SATA rất hẹp, dễ dàng đi bên trong vỏ máy tính và không cản trở nhiều luồng khí. Cổng SATA phụ thuộc vào một thiết bị, khiến nó trở thành giao diện điểm-điểm.

Đầu nối SATA để truyền dữ liệu và cấp nguồn có phích cắm riêng.

SAS

Giao thức báo hiệu ở đây giống với giao thức của SATA. Nguồn: Adaptec

Một tính năng hay của SCSI đính kèm nối tiếp là công nghệ này hỗ trợ cả SCSI và SATA, do đó các ổ đĩa SAS hoặc SATA (hoặc cả hai tiêu chuẩn cùng một lúc) có thể được kết nối với bộ điều khiển SAS. Tuy nhiên, ổ đĩa SAS không thể hoạt động với Bộ điều khiển SATA do việc sử dụng Giao thức SCSI nối tiếp (SSP). Giống như SATA, SAS tuân theo nguyên tắc kết nối điểm-điểm cho các ổ đĩa (hiện nay là 300 MB/s) và nhờ các bộ mở rộng (hoặc bộ mở rộng) SAS, bạn có thể kết nối nhiều ổ đĩa hơn số cổng SAS có sẵn. Ổ cứng SAS hỗ trợ hai cổng, mỗi cổng có ID SAS riêng, vì vậy bạn có thể sử dụng hai kết nối vật lý để cung cấp khả năng dự phòng bằng cách kết nối ổ đĩa với hai nút máy chủ khác nhau. Nhờ STP (Giao thức đường hầm SATA), bộ điều khiển SAS có thể trao đổi dữ liệu với các ổ đĩa SATA được kết nối với thiết bị mở rộng.

Nguồn: Adaptec

Nguồn: Adaptec

Nguồn: Adaptec

Tất nhiên, kết nối vật lý duy nhất của thiết bị mở rộng SAS với bộ điều khiển máy chủ có thể được coi là “nút cổ chai”, do đó tiêu chuẩn này cung cấp phạm vi rộng Cổng SAS. Cổng rộng nhóm nhiều kết nối SAS vào kết nối đơn giữa hai thiết bị SAS bất kỳ (thường là giữa bộ điều khiển máy chủ và thiết bị mở rộng/mở rộng). Số lượng kết nối trong giao tiếp có thể tăng lên, tất cả phụ thuộc vào các yêu cầu được đặt ra. Nhưng các kết nối dự phòng không được hỗ trợ cũng như không cho phép bất kỳ vòng lặp hoặc vòng nào.

Nguồn: Adaptec

Việc triển khai SAS trong tương lai sẽ tăng thêm thông lượng 600 và 1200 MB/s trên mỗi cổng. Tất nhiên, hiệu suất của ổ cứng sẽ không tăng theo tỷ lệ tương ứng nhưng sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng các thiết bị mở rộng trên một số cổng ít.

Các thiết bị có tên "Fan Out" và "Edge" là các thiết bị mở rộng. Nhưng chỉ có thiết bị mở rộng Fan Out chính mới có thể xử lý miền SAS (xem liên kết 4x ở giữa sơ đồ). Mỗi thiết bị mở rộng Edge cho phép tối đa 128 kết nối vật lý và bạn có thể sử dụng các cổng rộng và/hoặc kết nối các thiết bị mở rộng/ổ đĩa khác. Cấu trúc liên kết có thể khá phức tạp nhưng đồng thời cũng linh hoạt và mạnh mẽ. Nguồn: Adaptec

Nguồn: Adaptec

Bảng nối đa năng là khối xây dựng cơ bản của bất kỳ hệ thống lưu trữ nào phải hỗ trợ cắm nóng. Do đó, bộ mở rộng SAS thường ám chỉ thiết bị mạnh mẽ (cả trong một gói duy nhất và không phải). Thông thường, một liên kết duy nhất được sử dụng để kết nối một thiết bị đơn giản với bộ điều hợp máy chủ. Tất nhiên, các thiết bị mở rộng có phụ kiện tích hợp dựa vào kết nối đa kênh.

Ba loại cáp và đầu nối đã được phát triển cho SAS. SFF-8484 là cáp nội bộ đa lõi kết nối bộ điều hợp máy chủ với thiết bị. Về nguyên tắc, điều tương tự có thể đạt được bằng cách phân nhánh cáp này ở một đầu thành nhiều đầu nối SAS riêng biệt (xem hình minh họa bên dưới). SFF-8482 là một đầu nối qua đó ổ đĩa được kết nối với một giao diện SAS duy nhất. Cuối cùng, SFF-8470 là cáp đa lõi bên ngoài dài tới sáu mét.

Nguồn: Adaptec

Cáp SFF-8470 cho kết nối SAS đa kênh bên ngoài.

Cáp đa lõi SFF-8484. Bốn kênh/cổng SAS đi qua một đầu nối.

Cáp SFF-8484, cho phép bạn kết nối bốn ổ đĩa SATA.

SAS là một phần của giải pháp SAN

Tại sao chúng ta cần tất cả thông tin này? Hầu hết người dùng sẽ không tiếp cận được cấu trúc liên kết SAS mà chúng tôi đã mô tả ở trên. Nhưng SAS không chỉ là giao diện thế hệ tiếp theo dành cho ổ cứng chuyên nghiệp, mặc dù nó lý tưởng để xây dựng các mảng RAID đơn giản và phức tạp dựa trên một hoặc nhiều bộ điều khiển RAID. SAS có khả năng nhiều hơn nữa. Đây là giao diện nối tiếp điểm-điểm, dễ dàng mở rộng quy mô khi bạn thêm nhiều liên kết hơn giữa hai thiết bị SAS bất kỳ. Ổ đĩa SAS có hai cổng, vì vậy bạn có thể kết nối một cổng thông qua thiết bị mở rộng với hệ thống máy chủ, sau đó tạo đường dẫn dự phòng đến hệ thống máy chủ khác (hoặc thiết bị mở rộng khác).

Giao tiếp giữa bộ điều hợp SAS và thiết bị mở rộng (và giữa hai thiết bị mở rộng) có thể rộng rãi như có sẵn cổng SAS. Bộ mở rộng thường là hệ thống gắn trên giá có thể chứa một số lượng lớn ổ đĩa và kết nối có thể SAS đối với thiết bị cấp cao hơn trong hệ thống phân cấp (ví dụ: bộ điều khiển máy chủ) chỉ bị giới hạn bởi khả năng của bộ mở rộng.

Với cơ sở hạ tầng phong phú và đầy đủ chức năng, SAS cho phép bạn tạo các cấu trúc liên kết lưu trữ phức tạp thay vì các ổ cứng chuyên dụng hoặc bộ lưu trữ gắn mạng riêng biệt. TRONG trong trường hợp này Khi nói “phức tạp”, chúng ta không có nghĩa là cấu trúc liên kết như vậy khó làm việc. Cấu hình SAS bao gồm các phần đính kèm đĩa đơn giản hoặc sử dụng các bộ mở rộng. Bất kỳ liên kết SAS nào cũng có thể được mở rộng hoặc thu nhỏ tùy theo yêu cầu về băng thông. Bạn có thể sử dụng cả ổ cứng SAS mạnh mẽ và các mẫu SATA dung lượng lớn. Cùng với bộ điều khiển RAID mạnh mẽ, mảng dữ liệu có thể được cấu hình, mở rộng hoặc cấu hình lại dễ dàng - cả từ cấp độ RAID và góc độ phần cứng.

Tất cả những điều này càng trở nên quan trọng hơn khi bạn xem xét tốc độ phát triển của bộ nhớ doanh nghiệp. Ngày nay mọi người đều nghe nói về SAN - mạng vùng lưu trữ. Nó liên quan đến việc tổ chức phi tập trung một hệ thống con lưu trữ dữ liệu với các máy chủ truyền thống, sử dụng bộ nhớ vật lý từ xa. Trên các mạng Gigabit Ethernet hoặc Fibre Channel hiện có, giao thức SCSI được sửa đổi một chút sẽ được khởi chạy, được gói gọn trong các gói Ethernet (iSCSI - Internet SCSI). Hệ thống chạy từ một ổ cứng duy nhất đến các mảng RAID lồng nhau phức tạp sẽ trở thành mục tiêu và được liên kết với bộ khởi tạo (hệ thống máy chủ), hệ thống này xử lý mục tiêu như thể nó chỉ là một phần tử vật lý.

Tất nhiên, iSCSI cho phép bạn tạo chiến lược phát triển bộ nhớ, sắp xếp dữ liệu hoặc quản lý quyền truy cập vào nó. Chúng tôi đạt được mức độ linh hoạt khác bằng cách loại bỏ bộ lưu trữ được gắn trực tiếp vào máy chủ, cho phép mọi hệ thống con lưu trữ trở thành mục tiêu của iSCSI. Việc chuyển sang lưu trữ từ xa khiến hệ thống hoạt động độc lập với các máy chủ lưu trữ dữ liệu ( điểm nguy hiểm thất bại) và cải thiện khả năng kiểm soát của phần cứng. Từ quan điểm phần mềm, bộ lưu trữ vẫn nằm "bên trong" máy chủ. Mục tiêu và bộ khởi tạo iSCSI có thể được đặt gần đó, trên các tầng khác nhau, trong các phòng hoặc tòa nhà khác nhau - tất cả phụ thuộc vào chất lượng và tốc độ kết nối IP giữa chúng. Từ góc độ này, điều quan trọng cần lưu ý là SAN không phù hợp lắm với yêu cầu của các ứng dụng trực tuyến như cơ sở dữ liệu.

Ổ cứng SAS 2,5"

Ổ cứng 2,5" dành cho giới chuyên nghiệp vẫn được coi là một điều mới lạ. Chúng tôi đã xem xét ổ đĩa đầu tiên như vậy của Seagate từ khá lâu rồi - 2.5" Ultra320 Savvio, để lại ấn tượng tốt. Tất cả các ổ đĩa SCSI 2,5" đều sử dụng tốc độ trục chính 10.000 vòng/phút, nhưng chúng không đạt được mức hiệu suất của các ổ đĩa 3,5" có cùng tốc độ trục chính. Thực tế là các rãnh bên ngoài của mẫu 3,5" quay với tốc độ lớn hơn. tốc độ tuyến tính, cung cấp thêm tốc độ cao truyền dữ liệu.

Ưu điểm của ổ cứng nhỏ không nằm ở dung lượng: ngày nay, mức tối đa đối với chúng vẫn là 73 GB, trong khi với ổ cứng cấp doanh nghiệp 3,5 inch, chúng ta đã có 300 GB. Ở nhiều khu vực, tỷ lệ hiệu suất trên dung lượng vật lý chiếm dụng là rất quan trọng hoặc hiệu quả năng lượng. Bạn càng sử dụng nhiều ổ cứng, bạn sẽ càng đạt được hiệu suất cao hơn - tất nhiên là kết hợp với cơ sở hạ tầng phù hợp. Đồng thời, ổ cứng 2,5" tiêu thụ gần như một nửa năng lượng so với các đối thủ cạnh tranh 3,5". chúng tôi xem xét tỷ lệ hiệu suất trên mỗi watt (số lượng hoạt động I/O trên mỗi watt), sau đó hệ số dạng 2,5" cho kết quả rất tốt.

Nếu bạn chủ yếu cần dung lượng thì ổ đĩa 3,5 inch ở tốc độ 10.000 vòng/phút khó có thể phù hợp. lựa chọn tốt nhất. Thực tế là ổ cứng SATA 3,5" cung cấp dung lượng cao hơn 66% (500 thay vì 300 GB mỗi ổ cứng), khiến mức hiệu suất có thể chấp nhận được. Nhiều nhà sản xuất ổ cứng cung cấp các mẫu SATA để hoạt động 24/7 và giá ổ đĩa giảm Các vấn đề về độ tin cậy có thể được giải quyết bằng cách mua các ổ đĩa dự phòng để thay thế ngay trong mảng.

Dòng MAY đại diện cho thế hệ ổ đĩa Fujitsu 2,5" hiện tại dành cho khu vực chuyên nghiệp. Tốc độ quay là 10.025 vòng/phút và dung lượng là 36,7 và 73,5 GB. Tất cả các ổ đĩa đều có 8 MB bộ nhớ đệm và cho thời gian tìm kiếm đọc trung bình là 4,0 ms và ghi 4,5 ms. Như chúng tôi đã đề cập, một tính năng hay của ổ cứng 2,5" là giảm mức tiêu thụ điện năng. Thông thường, một ổ cứng 2,5" có thể tiết kiệm ít nhất 60% năng lượng so với ổ 3,5".

Ổ cứng SAS 3,5"

MAX là dòng ổ cứng tốc độ 15.000 vòng/phút hiệu suất cao hiện nay của Fujitsu. Vì thế cái tên này khá phù hợp. Không giống như các ổ đĩa 2,5", ở đây chúng tôi nhận được tới 16 MB bộ nhớ đệm và thời gian tìm kiếm trung bình ngắn là 3,3 ms để đọc và 3,8 ms để ghi. Fujitsu cung cấp các mẫu có 36,7 GB, 73,4 GB và 146 GB (với một, hai và bốn đĩa).

Vòng bi thủy động lực cũng đã được sử dụng cho ổ cứng cấp doanh nghiệp, vì vậy các mẫu mới yên tĩnh hơn đáng kể so với các mẫu trước đó ở tốc độ 15.000 vòng/phút. Tất nhiên, những ổ cứng như vậy phải được làm mát đúng cách và thiết bị cũng đảm bảo điều này.

Hitachi Global Storage Technologies cũng cung cấp dòng giải pháp hiệu suất cao của riêng mình. UltraStar 15K147 chạy ở tốc độ 15.000 vòng/phút và có bộ nhớ đệm 16 MB, giống như ổ Fujitsu, nhưng cấu hình đĩa khác. Mẫu 36,7 GB sử dụng hai đĩa thay vì một và mẫu 73,4 GB sử dụng ba đĩa thay vì hai. Điều này cho thấy mật độ dữ liệu thấp hơn, nhưng thiết kế tương tự về bản chất, tránh sử dụng các khu vực bên trong, chậm nhất của các tấm. Kết quả là các đầu phải di chuyển ít hơn, mang lại thời gian truy cập trung bình tốt hơn.

Hitachi cũng cung cấp các mẫu 36,7 GB, 73,4 GB và 147 GB với thời gian tìm kiếm (đọc) được công bố là 3,7 ms.

Mặc dù Maxtor đã trở thành một phần của Seagate nhưng các dòng sản phẩm của công ty vẫn được giữ nguyên. Nhà sản xuất cung cấp các mẫu 36, 73 và 147 GB, tất cả đều có tốc độ trục chính 15.000 vòng / phút và bộ nhớ đệm 16 MB. Công ty tuyên bố thời gian tìm kiếm trung bình là 3,4 mili giây để đọc và 3,8 mili giây để ghi.

Cheetah từ lâu đã gắn liền với ổ cứng hiệu năng cao. Seagate đã có thể khơi dậy mối liên hệ tương tự với việc phát hành Barracuda trong phân khúc máy tính để bàn, cung cấp ổ đĩa máy tính để bàn đầu tiên với tốc độ 7200 vòng/phút vào năm 2000.

Có sẵn các mẫu 36,7 GB, 73,4 GB và 146,8 GB. Tất cả chúng đều được phân biệt bởi tốc độ trục chính 15.000 vòng / phút và bộ nhớ đệm 8 MB. Thời gian tìm kiếm trung bình đã nêu để đọc là 3,5 mili giây và để viết là 4,0 mili giây.

Bộ điều hợp máy chủ

Không giống như bộ điều khiển SATA, các thành phần SAS chỉ có thể được tìm thấy trên bo mạch chủ ah lớp máy chủ hoặc ở dạng thẻ mở rộng cho PCI-X hoặc PCI Express. Nếu chúng ta tiến thêm một bước nữa và xem xét các bộ điều khiển RAID (Mảng ổ đĩa rẻ tiền dự phòng), do tính phức tạp của chúng, phần lớn chúng được bán dưới dạng các thẻ riêng biệt. Thẻ RAID không chỉ chứa bộ điều khiển mà còn chứa một con chip để tăng tốc tính toán thông tin dự phòng (công cụ XOR), cũng như bộ nhớ đệm. Đôi khi một lượng nhỏ bộ nhớ được hàn vào thẻ (thường là 128 MB), nhưng một số thẻ cho phép bạn mở rộng dung lượng bằng DIMM hoặc SO-DIMM.

Khi chọn bộ điều hợp máy chủ hoặc bộ điều khiển RAID, bạn nên xác định rõ ràng những gì mình cần. Một loạt các thiết bị mới đang phát triển trước mắt chúng ta. Bộ điều hợp máy chủ nhiều cổng đơn giản sẽ có giá tương đối thấp, nhưng thẻ RAID mạnh sẽ khiến bạn tốn rất nhiều tiền. Xem xét nơi bạn sẽ đặt ổ đĩa: Bộ nhớ ngoài yêu cầu ít nhất một khe cắm ngoài. Máy chủ rack thường yêu cầu thẻ cấu hình thấp.

Nếu bạn cần RAID, hãy quyết định xem bạn có sử dụng tăng tốc phần cứng. Một số thẻ RAID tiêu tốn tài nguyên CPU để thực hiện tính toán XOR cho mảng RAID 5 hoặc 6; những người khác sử dụng công cụ XOR phần cứng của riêng họ. Nên tăng tốc RAID cho các môi trường mà máy chủ không chỉ lưu trữ dữ liệu, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu hoặc máy chủ web.

Tất cả các thẻ bộ điều hợp máy chủ mà chúng tôi trình bày trong bài viết của mình đều hỗ trợ tốc độ 300 MB/s trên mỗi cổng SAS và cho phép triển khai cơ sở hạ tầng lưu trữ dữ liệu rất linh hoạt. Các cổng gắn ngoài ngày nay sẽ khiến ít người ngạc nhiên và tính đến việc hỗ trợ cho cả ổ cứng SAS và SATA. Cả ba thẻ đều sử dụng giao diện PCI-X, nhưng phiên bản PCI Express đã được phát triển.

Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi đã chú ý đến thẻ có tám cổng, nhưng số lượng ổ cứng được kết nối không giới hạn ở điều này. Sử dụng thiết bị mở rộng SAS (bên ngoài), bạn có thể kết nối bất kỳ bộ lưu trữ nào. Chỉ cần kết nối bốn làn là đủ, bạn có thể tăng số lượng ổ cứng lên tới 122. Do chi phí hiệu năng khi tính toán thông tin chẵn lẻ RAID 5 hoặc RAID 6, bộ lưu trữ RAID bên ngoài thông thường sẽ không thể tải đủ ổ đĩa băng thông của kết nối bốn làn, ngay cả khi bạn sử dụng số lượng lớn ổ đĩa.

48300 - Bộ điều hợp máy chủ SAS được thiết kế cho Xe buýt PCI-X. PCI-X tiếp tục thống trị thị trường máy chủ hiện nay, mặc dù ngày càng có nhiều bo mạch chủ được trang bị giao diện PCI Express.

Adaptec SAS 48300 sử dụng giao diện PCI-X ở tốc độ 133 MHz, mang lại thông lượng 1,06 GB/s. Đủ nhanh nếu bus PCI-X không được tải cùng với các thiết bị khác. Nếu bạn bao gồm ít hơn thiết bị tốc độ, thì tất cả các thẻ PCI-X khác sẽ giảm tốc độ xuống như cũ. Với mục đích này, một số bộ điều khiển PCI-X đôi khi được cài đặt trên bo mạch.

Adaptec đang định vị SAS 4800 cho các máy chủ giá trung bình và giá thấp cũng như máy trạm. Giá bán lẻ đề xuất là 360 USD, khá hợp lý. Adaptec HostRAID được hỗ trợ, cho phép bạn di chuyển sang các mảng RAID đơn giản nhất. Trong trường hợp này, đây là các cấp độ RAID 0, 1 và 10. Thẻ hỗ trợ kết nối SFF8470 bốn kênh bên ngoài, cũng như đầu nối SFF8484 bên trong được ghép nối với cáp cho bốn thiết bị SAS, nghĩa là chúng tôi có tổng cộng tám cổng .

Thẻ phù hợp với máy chủ rackmount 2U nếu bạn cài đặt một khe trống cấu hình thấp. Gói này cũng bao gồm một đĩa CD có trình điều khiển, hướng dẫn cài đặt nhanh và cáp SAS bên trong để có thể kết nối tối đa bốn ổ đĩa hệ thống với thẻ.

Trình phát SAS LSI Logic đã gửi cho chúng tôi bộ điều hợp máy chủ SAS3442X PCI-X, đối thủ cạnh tranh trực tiếp với Adaptec SAS 48300. Nó đi kèm với tám cổng SAS, được phân chia giữa hai giao diện bốn kênh. “Trái tim” của chiếc card là chip LSI SAS1068. Một trong các giao diện dành cho các thiết bị bên trong, giao diện thứ hai dành cho DAS bên ngoài (Direct Bộ nhớ đính kèm). Bo mạch sử dụng giao diện bus PCI-X 133.

Như thường lệ, giao diện 300 MB/s được hỗ trợ cho ổ đĩa SATA và SAS. Có 16 đèn LED trên bảng điều khiển. Tám người trong số họ - đèn LED đơn giản hoạt động và tám hoạt động khác được thiết kế để báo cáo sự cố hệ thống.

LSI SAS3442X là thẻ cấu hình thấp nên dễ dàng lắp vào bất kỳ máy chủ rackmount 2U nào.

Chúng tôi lưu ý hỗ trợ trình điều khiển cho Linux, Netware 5.1 và 6, Windows 2000 và Server 2003 (x64), Windows XP (x64) và Solaris lên tới 2.10. Không giống như Adaptec, LSI chọn không thêm hỗ trợ cho bất kỳ chế độ RAID nào.

Bộ điều hợp RAID

SAS RAID4800SAS là giải pháp của Adaptec dành cho các môi trường SAS phức tạp hơn, có thể sử dụng cho các máy chủ ứng dụng, máy chủ phát trực tuyến vân vân. Trước mắt chúng ta một lần nữa là một thẻ có tám cổng, với một kết nối SAS bốn kênh bên ngoài và hai giao diện bốn kênh bên trong. Nhưng nếu sử dụng kết nối bên ngoài thì chỉ còn lại một giao diện bốn kênh từ các giao diện bên trong.

Thẻ cũng được thiết kế cho bus PCI-X 133, cung cấp đủ băng thông cho cả những cấu hình RAID đòi hỏi khắt khe nhất.

Đối với các chế độ RAID, ở đây SAS RAID 4800 dễ dàng vượt trội hơn “người em” của nó: theo mặc định, các cấp độ RAID 0, 1, 10, 5, 50 được hỗ trợ nếu bạn có đủ số lượng ổ đĩa. Không giống như 48300, Adaptec bao gồm hai cáp SAS, do đó bạn có thể kết nối ngay tám ổ cứng với bộ điều khiển. Không giống như 48300, thẻ yêu cầu khe cắm PCI-X kích thước đầy đủ.

Nếu bạn quyết định nâng cấp thẻ của mình lên Adaptec Bộ bảo vệ dữ liệu nâng cao, bạn sẽ có cơ hội chuyển sang chế độ RAID với khả năng dự phòng kép (6, 60), cũng như một số tính năng cấp doanh nghiệp: ổ đĩa nhân bản sọc (RAID 1E), khoảng cách nóng (RAID 5EE) và dự phòng nóng sao chép. Tiện ích Adaptec Storage Manager có giao diện giống trình duyệt và có thể được sử dụng để quản lý tất cả các bộ điều hợp Adaptec.

Adaptec cung cấp trình điều khiển cho Windows Server 2003 (và x64), Windows 2000 Server, Windows XP (x64), Novell Netware, Red Hat Enterprise Linux 3 và 4, SuSe Linux Enterprise Server 8 và 9, và FreeBSD.

Phần bổ trợ SAS

335SAS là một phần đính kèm cho bốn ổ đĩa SAS hoặc SATA, nhưng phải được kết nối với bộ điều khiển SAS. Nhờ có quạt 120mm, các ổ đĩa sẽ được làm mát tốt. Bạn cũng sẽ phải kết nối hai phích cắm điện Molex với thiết bị.

Adaptec đã bao gồm một cáp I2C có thể được sử dụng để điều khiển phần cứng thông qua bộ điều khiển thích hợp. Nhưng với ổ đĩa SAS thì điều này sẽ không còn hoạt động nữa. Một cáp LED bổ sung được thiết kế để báo hiệu hoạt động của ổ đĩa, nhưng một lần nữa, chỉ dành cho ổ đĩa SATA. Gói này cũng bao gồm một cáp SAS bên trong cho bốn ổ đĩa, vì vậy cáp bốn kênh bên ngoài sẽ đủ để kết nối các ổ đĩa. Nếu muốn sử dụng ổ đĩa SATA, bạn sẽ phải sử dụng các bộ chuyển đổi từ SAS sang SATA.

Giá bán lẻ $369 không thể gọi là thấp. Nhưng bạn sẽ có được một giải pháp chắc chắn và đáng tin cậy.

Lưu trữ SAS

SANbloc S50 - giải pháp cấp công ty cho 12 ổ đĩa. Bạn sẽ nhận được một hộp đựng gắn trên giá 2U kết nối với bộ điều khiển SAS. Trước mắt chúng tôi là một trong ví dụ tốt nhất giải pháp SAS có thể mở rộng. 12 ổ đĩa có thể là SAS hoặc SATA. Hoặc đại diện cho một hỗn hợp của cả hai loại. Bộ mở rộng tích hợp có thể sử dụng một hoặc hai giao diện SAS bốn kênh để kết nối S50 với bộ điều hợp máy chủ hoặc bộ điều khiển RAID. Vì đây rõ ràng là một giải pháp chuyên nghiệp nên nó được trang bị hai bộ nguồn (dự phòng).

Nếu đã mua bộ điều hợp máy chủ Adaptec SAS, bạn có thể dễ dàng kết nối nó với S50 và sử dụng Trình quản lý lưu trữ Adaptec để quản lý ổ đĩa. Nếu lắp ổ cứng SATA 500 GB thì chúng ta sẽ có được 6 TB dung lượng lưu trữ. Nếu chúng ta lấy ổ SAS 300 GB thì dung lượng sẽ là 3,6 TB. Vì thiết bị mở rộng được kết nối với bộ điều khiển máy chủ bằng hai giao diện bốn kênh nên chúng ta sẽ nhận được thông lượng 2,4 GB/s, quá đủ cho bất kỳ loại mảng nào. Nếu bạn cài đặt 12 ổ đĩa trong mảng RAID0, thông lượng tối đa sẽ chỉ là 1,1 GB/s. Vào giữa năm nay, Adaptec hứa hẹn sẽ tung ra một số phiên bản được sửa đổi với hai đơn vị I/O SAS độc lập.

SANbloc S50 chứa chức năng giám sát tự động và điều khiển tự động tốc độ quay của quạt. Có, thiết bị hơi ồn nên chúng tôi cảm thấy nhẹ nhõm khi lấy lại thiết bị từ phòng thí nghiệm sau khi hoàn tất quá trình thử nghiệm. Thông báo lỗi ổ đĩa được gửi đến bộ điều khiển thông qua SES-2 (Dịch vụ bao vây SCSI) hoặc qua giao diện vật lý I2C.

Nhiệt độ hoạt động của ổ đĩa là 5-55°C và đối với các phụ kiện - từ 0 đến 40°C.

Khi bắt đầu thử nghiệm, chúng tôi nhận được thông lượng cao nhất chỉ là 610 MB/s. Bằng cách thay đổi cáp giữa S50 và bộ điều khiển máy chủ Adaptec, chúng tôi vẫn có thể đạt được tốc độ 760 MB/s. Để tải hệ thống ở chế độ RAID 0, chúng tôi đã sử dụng bảy ổ cứng. Việc tăng số lượng ổ cứng không dẫn đến tăng thông lượng.

Cấu hình thử nghiệm

Tại sao lại là SAS?

Giao diện SCSI đính kèm nối tiếp không chỉ là triển khai nối tiếp giao thức SCSI. Nó thực hiện được nhiều việc hơn là chỉ chuyển các tính năng SCSI như Hàng đợi lệnh được gắn thẻ (TCQ) thông qua một trình kết nối mới. Nếu chúng ta muốn sự đơn giản nhất thì chúng ta sẽ sử dụng giao diện Serial ATA (SATA). kết nối đơn giản kết nối điểm-điểm giữa máy chủ và thiết bị đầu cuối như ổ cứng.

Nhưng SAS dựa trên mô hình đối tượng, xác định "miền SAS" - một hệ thống phân phối dữ liệu có thể bao gồm các bộ mở rộng tùy chọn và thiết bị đầu cuối SAS, chẳng hạn như ổ cứng và bộ điều hợp bus chủ (HBA). Không giống như SATA, các thiết bị SAS có thể có nhiều cổng, mỗi cổng có thể sử dụng nhiều kết nối vật lý để cung cấp kết nối SAS nhanh hơn (rộng hơn). Hơn nữa, bất kỳ mục tiêu cụ thể nào cũng có thể được truy cập bởi nhiều bộ khởi tạo và chiều dài cáp có thể lên tới 8 mét (đối với thế hệ SAS đầu tiên) so với 1 mét đối với SATA. , điều này mang lại nhiều cơ hội để tạo ra các giải pháp lưu trữ dự phòng hoặc hiệu suất cao. Ngoài ra, SAS hỗ trợ Giao thức đường hầm SATA (STP), cho phép bạn kết nối các thiết bị SATA với bộ điều khiển SAS.

Chuẩn SAS thế hệ thứ hai tăng tốc độ kết nối từ 3 lên 6 Gbps. Việc tăng tốc độ này rất quan trọng đối với các môi trường phức tạp đòi hỏi hiệu suất cao do lưu trữ tốc độ cao. Phiên bản mới của SAS cũng nhằm mục đích giảm độ phức tạp của hệ thống cáp cũng như số lượng kết nối trên mỗi Gbps băng thông bằng cách tăng độ dài cáp có thể có và cải thiện hiệu suất của thiết bị mở rộng (phân vùng và tự động phát hiện). Chúng ta sẽ nói chi tiết về những thay đổi này bên dưới.

Tăng tốc độ SAS lên tới 6 Gbps

Để mang những lợi ích của SAS đến với nhiều đối tượng hơn, Hiệp hội Thương mại SCSI (SCSI TA) đã trình bày sơ lược về công nghệ SAS tại Hội nghị Thế giới về Mạng Lưu trữ vào đầu năm nay tại Orlando, Florida, Hoa Kỳ. Cái gọi là SAS Plugfest, nơi chứng minh hoạt động, khả năng tương thích và chức năng SAS 6 Gbps, thậm chí còn diễn ra sớm hơn vào tháng 11 năm 2008. LSI và Seagate là những công ty đầu tiên trên thị trường giới thiệu phần cứng tương thích với SAS 6 Gbps, nhưng các nhà sản xuất khác sẽ sớm bắt kịp. Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ xem xét hiện trạng công nghệ SAS và một số thiết bị mới.

Các tính năng và thông tin cơ bản của SAS

Nguyên tắc cơ bản của SAS

Không giống như SATA, giao diện SAS hoạt động trên cơ sở song công hoàn toàn, cung cấp băng thông đầy đủ theo cả hai hướng. Như đã đề cập trước đó, các kết nối SAS luôn được thiết lập thông qua các kết nối vật lý sử dụng địa chỉ thiết bị duy nhất. Ngược lại, SATA chỉ có thể đánh địa chỉ số cổng.

Mỗi địa chỉ SAS có thể chứa nhiều giao diện lớp vật lý (PHY), cho phép kết nối rộng hơn thông qua InfiniBand (SFF-8470) hoặc cáp mini-SAS (SFF-8087 và -8088). Thông thường, bốn giao diện SAS với một PHY, mỗi giao diện được kết hợp thành một giao diện SAS rộng, giao diện này đã được kết nối với thiết bị SAS. Việc liên lạc cũng có thể được thực hiện thông qua các thiết bị mở rộng, hoạt động giống như các thiết bị chuyển mạch hơn là các thiết bị SAS.

Các tính năng như phân vùng hiện cho phép quản trị viên liên kết thiết bị cụ thể SAS cho những người khởi xướng. Đây là lúc thông lượng tăng lên của SAS 6Gbps sẽ có ích, vì kết nối bốn liên kết giờ đây sẽ có tốc độ gấp đôi. Cuối cùng, thiết bị SAS thậm chí có thể có nhiều địa chỉ SAS. Vì ổ đĩa SAS có thể sử dụng hai cổng, với một PHY trên mỗi cổng nên ổ đĩa có thể có hai địa chỉ SAS.

Kết nối và giao diện

Click vào hình để phóng to.

Việc đánh địa chỉ các kết nối SAS xảy ra thông qua các cổng SAS sử dụng SSP (Giao thức SCSI nối tiếp), nhưng giao tiếp ở mức thấp hơn từ PHY đến PHY được thực hiện bằng cách sử dụng một hoặc nhiều kết nối vật lý vì lý do tăng băng thông. SAS sử dụng mã hóa 8/10 bit để chuyển đổi 8 bit dữ liệu thành truyền 10 ký tự nhằm mục đích phục hồi thời gian, cân bằng DC và phát hiện lỗi. Kết quả là, chúng tôi nhận được thông lượng hiệu quả là 300 MB/s cho chế độ truyền 3 Gb/s và 600 MB/s cho kết nối 6 Gb/s. Công nghệ Kênh sợi quang, Gigabit Ethernet, FireWire và các loại khác hoạt động bằng cách sử dụng sơ đồ mã hóa tương tự.

Giao diện nguồn và dữ liệu của SAS và SATA rất giống nhau. Nhưng nếu SAS có giao diện dữ liệu và nguồn được kết hợp thành một giao diện vật lý (SFF-8482 ở phía thiết bị), thì SATA yêu cầu hai cáp riêng biệt. Khe hở giữa chân nguồn và chân dữ liệu (xem hình minh họa ở trên) trong trường hợp SAS bị đóng, không cho phép kết nối thiết bị SAS với bộ điều khiển SATA.

Mặt khác, các thiết bị SATA có thể hoạt động tốt trên cơ sở hạ tầng SAS nhờ STP hoặc ở chế độ gốc nếu không sử dụng bộ mở rộng. STP tăng thêm độ trễ cho các thiết bị mở rộng vì chúng cần thiết lập kết nối, kết nối này chậm hơn kết nối SATA trực tiếp. Tuy nhiên, độ trễ vẫn còn rất nhỏ.

Tên miền, bộ mở rộng

Các miền SAS có thể được coi là cấu trúc cây, giống như các mạng Ethernet phức tạp. Bộ mở rộng SAS có thể hoạt động với một lượng lớn Các thiết bị SAS, nhưng chúng sử dụng chuyển mạch kênh thay vì chuyển mạch gói thông thường hơn. Một số thiết bị mở rộng có chứa thiết bị SAS, một số khác thì không.

SAS 1.1 nhận dạng các bộ mở rộng cạnh, cho phép bộ khởi tạo SAS giao tiếp với tối đa 128 địa chỉ bổ sung SAS. Trong miền SAS 1.1, bạn chỉ có thể sử dụng hai bộ mở rộng cạnh. Tuy nhiên, một thiết bị mở rộng fanout có thể kết nối tới 128 thiết bị mở rộng biên, giúp tăng đáng kể khả năng cơ sở hạ tầng cho giải pháp SAS của bạn.

Click vào hình để phóng to.

So với SATA, giao diện SAS có vẻ phức tạp: những người khởi tạo khác nhau truy cập các thiết bị mục tiêu thông qua các thiết bị mở rộng, nghĩa là phải bố trí các tuyến đường thích hợp. SAS 2.0 đơn giản hóa và cải thiện việc định tuyến.

Hãy nhớ rằng SAS không cho phép lặp hoặc nhiều đường dẫn. Tất cả các kết nối phải là điểm-điểm và độc quyền, nhưng bản thân kiến ​​trúc kết nối có khả năng mở rộng cao.

Các tính năng mới của SAS 2.0: Bộ mở rộng, Hiệu suất

Vùng mở rộng và cấu hình tự động

Các thiết bị mở rộng biên và fanout gần như đã là lịch sử. Điều này thường được cho là do các bản cập nhật trong SAS 2.0, nhưng lý do thực sự nằm ở các vùng SAS được giới thiệu trong 2.0, loại bỏ sự tách biệt giữa các bộ mở rộng cạnh và phần mở rộng. Tất nhiên, các vùng thường được triển khai cụ thể cho từng nhà sản xuất chứ không phải theo tiêu chuẩn ngành duy nhất.

Trên thực tế, hiện nay một số vùng có thể được đặt trên cùng một cơ sở hạ tầng cung cấp thông tin. Điều này có nghĩa là các mục tiêu lưu trữ (ổ đĩa) có thể được truy cập bởi những người khởi tạo khác nhau thông qua cùng một bộ mở rộng SAS. Việc phân chia miền được thực hiện thông qua các vùng và quyền truy cập là độc quyền.