Jfyhkgu

НЖМД с интерфейсом SAS: слева НЖМД типоразмера 2,5 дюйма, справа — типоразмера 3,5 дюйма

Serial Attached SCSI (SAS) — последовательный компьютерный интерфейс, разработанный для подключения различных устройств хранения данных, например, жёстких дисков и ленточных накопителей. SAS разработан для замены параллельного интерфейса SCSI и основывается во многом на терминологии и наборах команд SCSI.

SAS обратно совместим с интерфейсом SATA: устройства 3 Гбит/с и 6 Гбит/с SATA могут быть подключены к контроллеру SAS, но не наоборот.

Последняя реализация SAS обеспечивает передачу данных со скоростью до 12 Гбит/с на одну линию. К 2017 году ожидается появление спецификации SAS со скоростью передачи данных 24 Гбит/с^[1].

Протокол SAS разработан и поддерживается комитетом T10^[2]. Консорциум производителей различного оборудования под названием SCSI Trade Association (SCSITA) занимается продвижением различных технологий, связанных с SCSI, в том числе SAS.

Введение |

Типичная система с интерфейсом SAS состоит из следующих компонентов:

Инициаторы (англ. Initiators)

Инициатор — устройство, которое порождает запросы на обслуживание для целевых устройств и получает подтверждения по мере исполнения запросов. Чаще всего инициатор выполняется в виде СБИС.

Целевые устройства (англ. Targets)

Целевое устройство содержит логические блоки и целевые порты, которые осуществляют приём запросов на обслуживание, исполняет их; после того, как закончена обработка запроса, инициатору запроса отсылается подтверждение выполнения запроса. Целевое устройство может быть как отдельным жёстким диском, так и целым дисковым массивом.

Подсистема доставки данных (англ. Service Delivery Subsystem)

Является частью системы ввода-вывода, которая осуществляет передачу данных между инициаторами и целевыми устройствами. Обычно подсистема доставки данных состоит из кабелей, которые соединяют инициатор и целевое устройство. Дополнительно, кроме кабелей, в состав подсистемы доставки данных могут входить расширители SAS.

Расширители (экспандеры) (англ. Expanders)

Расширители (экспандеры) SAS — устройства, входящие в состав подсистемы доставки данных и позволяющие облегчить передачу данных между устройствами SAS; например, расширитель позволяет подключить несколько целевых устройств SAS к одному порту инициатора. Подключение через расширитель является абсолютно прозрачным для целевых устройств.

Терминология |

• Одиночная дифференциальная пара, ведущая от одного устройства к другому (в одном направлении), называется PHY (от physical).


• Пара PHY, образующая дуплексный канал, называется 'physical link'.


• Один или несколько physical link образуют port. Если порт содержит более одного physical link, то такой порт называется 'wide port'.


• Каждый port имеет sas_address. Все physical link, анонсирующие один и тот же sas_address автоматически объединяются в один wide port (например, если у HBA есть 2 4x SAS интерфейса, то подключив их всех вместе к enclosure, можно получить wide port 8x).

Сравнение SAS и параллельного SCSI |

• SAS использует последовательный протокол передачи данных между несколькими устройствами и, таким образом, использует меньшее количество сигнальных линий.


• Интерфейс SCSI использует общую шину. Таким образом, все устройства подключены к одной шине, и с контроллером одновременно может работать только одно устройство. Интерфейс SAS использует соединения точка-точка — каждое устройство соединено с контроллером выделенным каналом.


• В отличие от SCSI, SAS не нуждается в терминации шины пользователем.


• В SCSI имеется проблема, связанная с тем, что время распространения сигнала по разным линиям, составляющим параллельный интерфейс, может отличаться. Интерфейс SAS лишён этого недостатка.


• SAS поддерживает большое количество устройств (> 16384), в то время как интерфейс SCSI поддерживает 8, 16, или 32 устройства на шине.


• SAS обеспечивает более высокую пропускную способность (1,5, 3,0, 6,0 или 12,0 Гбит/с). Такая пропускная способность может быть обеспечена на каждом соединении инициатор-целевое устройство, в то время как на шине SCSI пропускная способность шины разделена между всеми подключёнными к ней устройствами.


• контроллеры SAS могут поддерживать подключение устройств с интерфейсом SATA, при прямом подключении — с использованием протокола SATA, при подключении через SAS-экспандеры — с использованием туннелирования через протокол STP (SATA Tunneled Protocol).


• SAS, так же, как и параллельный SCSI, использует команды SCSI для управления и обмена данными с целевыми устройствами.

Сравнение SAS и SATA |

• SAS имеет частичную совместимость с SATA-устройствами лишь на уровне разъёмов и кабелей для подключения отдельных дисков. Устройства SATA используют другой физический уровень (в том числе разный уровень напряжений^[3] и другой набор команд (ATA). Для подключения SATA-устройства к домену SAS (т.е. к SAS-экспандеру) используется специальный протокол STP (англ. Serial ATA Tunneling Protocol), описывающий согласование идентификаторов SAS и SATA^[4].


• Устройства SATA 1 и SAS поддерживают тегированные очереди команд TCQ (англ. Tagged Command Queuing). В то же время устройства SATA версии 2 поддерживают как TCQ, так и NCQ (англ. Native Command Queuing). В современных дисках SAS максимальная глубина очереди равна 256, для дисков SATA — 32.


• Современные диски SAS имеют два физических порта. Это позволяет использовать такие диски в схемах с повышенной отказоустойчивостью, например, в 2-контроллерных системах хранения данных. Для некоторых СХД возможно применение дисков SATA в сочетании с дополнительными SATA-интерпозерами, обеспечивающими двухпортовое подключение^[5].


• Протокол SAS обеспечивает полнодуплексную передачу данных, в то время как SATA работает в полудуплексном режиме^[6][7].


• С дисками SAS может быть реализована сквозная проверка целостности данных (англ. End-to-end Data Protection)^[8].

Инфраструктура SAS |

Разъёмы |

Как правило, разъёмы SAS значительно меньше разъёмов традиционного интерфейса SCSI, что позволяет использовать разъёмы SAS для подключения компактных накопителей размером 2,5 дюйма.

Существует несколько вариантов разъёмов SAS:^[9]

Изображение	Кодовое название	Также известен как	Внешн./внутр.	К-во контактов	К-во устр-в	Комментарий
	SFF-8482	SAS-разъём	Внутренний		1	Форм-фактор, совместимый с SATA-устройствами. Позволяет подключить SATA-диск к SAS-контроллеру или бэкплейну SAS. Однако диски с интерфейсом SAS не могут быть подключены к контроллеру SATA, так как разъём SFF-8482 имеет «ключ», не позволяющий подключить обычный SATA-кабель. На рисунке изображён разъём кабеля. Для обеспечения совместимости бэкплейнов SAS как с дисками, так и контроллерами SATA используется разъём SFF-8482 со стороны дисков и SATA-разъёмы для подключения контроллера. Кабели с разъёмом SFF-8482 используются для подключения SAS и SATA дисков напрямую к контроллеру.
	SFF-8484	SAS 4x 32-pin	Внутренний	32 (19)	4 (2)	Разъём с высокой плотностью контактов; в стандарте SFF определены разъёмы для подключения 2 или 4 устройств. В настоящее время считается устаревшим. Вместо SFF-8484 используются разъёмы SFF-8087 (мини-SAS) и SFF-8643 (мини-SAS HD).
	SFF-8485					Определяет en:SGPIO (расширение стандарта SFF 8484) — последовательное соединение, обычно используемое для управления светодиодной индикацией в бэкплейнах SAS.
	SFF-8470	Разъём типа Infiniband CX4	Внешний	32	4	Внешний разъём с высокой плотностью контактов. В настоящее время считается устаревшим. Вместо SFF-8470 используются разъёмы SFF-8088 (внешний мини-SAS) и SFF-8644 (внешний мини-SAS HD).
	SFF-8087	Внутренний мини-SAS, iPASS	Внутренний	36	4	Внутренний разъём с высокой плотностью контактов.
	SFF-8088	Внешний мини-SAS	Внешний	26	4	Внешний разъём с высокой плотностью контактов.
	SFF-8643	Внутренний мини-SAS HD	Внутренний	36	4	Внутренний разъём с высокой плотностью контактов. Разработан для SAS 3 (12Гбит/с)
	SFF-8644	Внешний мини-SAS HD	Внешний	36	4	Внешний разъём с высокой плотностью контактов. Разработан для SAS 3 (12Гбит/с)

Кабели |

Спецификациями SAS 2.1 и 3.0 предусмотрена максимальная длина кабелей для внешних подключений:^[10]

• 10 метров для пассивных медных кабелей.


• 25 метров для активных медных кабелей.


• 100 метров для оптических кабелей.^[11]
  

Примечания |

Литература |

• Serial Attached SCSI Master Roadmap.

• Сайт комитета T10.

• 
  Bill Bissonette. Summary of SAS-SATA OOB Algorithm, Rev. 0 (англ.) (PDF). T10 (2005). Проверено 9 апреля 2015. (недоступная ссылка)
  

• Robert Elliott. Serial Attached SCSI (SAS) Interface Manual, Rev. B (англ.) (PDF). Seagate Technology LLC (2006). Проверено 9 апреля 2015.

• Willis Whittington. Desktop, Nearline & Enterprise Disk Drives (англ.) (PDF). SNIA (2007). Проверено 8 апреля 2015.

• Anthony Vandewerdt. Riddle me this: When is a SAS drive not a SAS drive? (англ.). IBM (21 February 2012). Проверено 18 ноября 2015.

• Jim Williams, Martin Petersen. Data Integrity in the Storage Stack (англ.) (PDF). SNIA (2008). Проверено 8 апреля 2015.

• Спецификации комитета SFF. Проверено 31 марта 2015.

• Bob Hansen. Extending SAS connectivity in the datacenter (англ.) (PDF) (недоступная ссылка — история). SNIA (2013). Проверено 9 апреля 2015. Архивировано 14 апреля 2015 года.

• Mini-SAS HD Active Optical Cable (англ.). FCI. Проверено 18 ноября 2015.

• Differences between SAS and SATA (англ.). SanDisk. Проверено 18 ноября 2015.

Ссылки |

• Спецификации различных версий SAS


• SCSI Trade Association


• Общий обзор SAS