Odată cu apariția unui număr suficient de mare de periferice Serial Attached SCSI (SAS), putem afirma începutul tranziției mediului corporativ la șinele noii tehnologii. Dar SAS nu este doar un succesor recunoscut al tehnologiei UltraSCSI, ci deschide și noi domenii de utilizare, ridicând scalabilitatea sistemelor la cote de neconceput. Am decis să demonstrăm potențialul SAS, aruncând o privire mai atentă asupra tehnologiei, adaptoarelor gazdă, hard disk-urilor și sistemelor de stocare.

SAS nu este o tehnologie complet nouă: este nevoie de tot ce este mai bun din ambele lumi. Prima parte a SAS este despre comunicarea în serie, care necesită mai puține fire și pini fizice. Trecerea de la transmisia paralelă la transmisia în serie a făcut posibilă scăparea de magistrală. Deși specificațiile SAS actuale definesc debitul la 300 MB/s per port, care este mai mic de 320 MB/s pentru UltraSCSI, înlocuirea unei magistrale partajate cu o conexiune punct la punct este un avantaj semnificativ. A doua parte a SAS este protocolul SCSI, care rămâne puternic și popular.

SAS poate folosi, de asemenea, un set mare tipuri de RAID. Giganți precum Adaptec sau LSI Logic oferă un set avansat de caracteristici pentru extindere, migrare, imbricare și alte caracteristici în produsele lor, inclusiv matrice RAID distribuită pe mai multe controlere și unități.

În fine, majoritatea acțiunilor menționate astăzi sunt deja efectuate „din mers”. Aici ar trebui să remarcăm produsele excelente AMCC/3Ware , ArecaȘi Broadcom/Raidcore, care a permis transferul caracteristicilor de clasă enterprise în spațiile SATA.

În comparație cu SATA, implementarea tradițională SCSI pierde teren pe toate fronturile, cu excepția soluțiilor high-end enterprise. Oferte SATA hard disk-uri adecvate, are un pret bun si o gama larga de decizii. Și să nu uităm de o altă caracteristică „inteligentă” a SAS: se înțelege ușor cu infrastructurile SATA existente, deoarece adaptoarele gazdă SAS funcționează cu ușurință cu unitățile SATA. Dar unitatea SAS nu poate fi conectată la adaptorul SATA.

Sursa: Adaptec.

În primul rând, ni se pare, ar trebui să ne întoarcem la istoria SAS. Standardul SCSI (însemnând „interfață de sistem de calculator mic”) a fost întotdeauna privit ca o magistrală profesională pentru conectarea unităților și a altor dispozitive la computere. Hard disk-urile pentru servere și stații de lucru folosesc încă tehnologia SCSI. Spre deosebire de standardul ATA de masă, care permite conectarea doar a două unități la un port, SCSI permite conectarea a până la 15 dispozitive pe o singură magistrală și oferă un protocol de comandă puternic. Dispozitivele trebuie să aibă un ID SCSI unic, care poate fi atribuit fie manual, fie prin protocolul SCAM (Configurare automată SCSI). Deoarece ID-urile dispozitivelor pentru magistralele a două sau mai multe adaptoare SCSI pot să nu fie unice, au fost adăugate numere de unitate logică (LUN) pentru a ajuta la identificarea dispozitivelor în medii SCSI complexe.

Hardware-ul SCSI este mai flexibil și mai fiabil decât ATA (acest standard se mai numește și IDE, Integrated Drive Electronics). Dispozitivele pot fi conectate atât în ​​interiorul computerului, cât și în exterior, iar lungimea cablului poate fi de până la 12 m, dacă este terminat corespunzător (pentru a evita reflexiile semnalului). Pe măsură ce SCSI a evoluat, au apărut numeroase standarde care specifică diferite lățimi de magistrală, viteze de ceas, conectori și tensiuni ale semnalului (Fast, Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra2, Ultra2 Wide, Ultra3, Ultra320 SCSI). Din fericire, toți folosesc același set de comenzi.

Orice comunicare SCSI este stabilită între inițiator (adaptorul gazdă) care trimite comenzi și unitatea țintă care răspunde la acestea. Imediat după primirea unui set de comenzi, unitatea țintă trimite un așa-numit cod de sens (stare: ocupat, eroare sau liber), prin care inițiatorul va ști dacă va primi sau nu răspunsul dorit.

Protocolul SCSI specifică aproape 60 de comenzi diferite. Acestea sunt împărțite în patru categorii: non-date, bidirecționale, date citite și date de scriere.

Limitările SCSI încep să apară atunci când adăugați unități la magistrală. Astăzi este greu de găsit un hard disk care să poată încărca complet viteza de 320 MB/s a Ultra320 SCSI. Dar cinci sau mai multe unități cu același autobuz este cu totul altă problemă. O opțiune ar fi adăugarea unui al doilea adaptor gazdă pentru echilibrarea sarcinii, dar acest lucru are un cost. Cablurile sunt și ele o problemă: cablurile răsucite cu 80 de fire sunt foarte scumpe. Dacă doriți, de asemenea, să obțineți un „hot swap” de unități, adică o înlocuire ușoară a unei unități defectuoase, atunci este necesar un echipament special (backplane).

Desigur, cel mai bine este să plasați unitățile în dispozitive sau module separate, care sunt de obicei înlocuibile la cald împreună cu alte caracteristici de control plăcute. Ca urmare, există mai multe soluții SCSI profesionale pe piață. Dar toate costă foarte mult, motiv pentru care standardul SATA s-a dezvoltat atât de rapid în ultimii ani. Și deși SATA nu va satisface niciodată nevoile sistemelor de întreprindere de vârf, acest standard completează perfect SAS în crearea de noi soluții scalabile pentru mediile de rețea de generație următoare.

SAS nu utilizează o magistrală comună pentru mai multe dispozitive. Sursa: Adaptec.

SATA

În stânga este conectorul SATA pentru transferul de date. În dreapta este conectorul de alimentare. Există destui pini pentru a furniza tensiuni de 3,3 V, 5 V și 12 V pentru fiecare unitate SATA.

Standardul SATA este pe piață de câțiva ani, iar astăzi a ajuns la a doua generație. SATA I a prezentat un debit de 1,5 Gb/s cu două conexiuni seriale folosind semnalizare diferențială de joasă tensiune. Stratul fizic folosește codare de 8/10 biți (10 biți reali pentru 8 biți de date), care reprezintă debitul maxim al interfeței de 150 MB/s. După trecerea SATA la o viteză de 300 MB / s, mulți au început să numească noul standard SATA II, deși în timpul standardizării SATA-IO(International Organization) a planificat să adauge mai întâi mai multe funcții și apoi să-l numească SATA II. Prin urmare, cea mai recentă specificație se numește SATA 2.5, include extensii SATA precum Coada nativă de comandă(NCQ) și eSATA (SATA extern), multiplicatori de porturi (până la patru unități pe port) etc. Dar funcțiile SATA suplimentare sunt opționale atât pentru controler, cât și pentru hard disk în sine.

Să sperăm că în 2007 va mai fi lansat SATA III la 600 MB/s.

Acolo unde cablurile paralele ATA (UltraATA) erau limitate la 46 cm, cablurile SATA pot avea o lungime de până la 1 m, iar pentru eSATA de două ori mai mult. În loc de 40 sau 80 de fire, transmisia în serie necesită doar câțiva pini. Prin urmare, cablurile SATA sunt foarte înguste, ușor de direcționat în interiorul carcasei unui computer și nu obstrucționează atât de mult fluxul de aer. Un singur dispozitiv se bazează pe un port SATA, ceea ce îl face o interfață punct la punct.

Conectorii SATA pentru date și alimentare oferă mufe separate.

SAS

Protocolul de semnalizare aici este același cu cel al SATA. Sursa: Adaptec.

O caracteristică plăcută a Serial Attached SCSI este că tehnologia acceptă atât SCSI, cât și SATA, drept urmare unitățile SAS sau SATA (sau ambele standarde) pot fi conectate la controlerele SAS. Cu toate acestea, unitățile SAS nu pot funcționa cu controlerele SATA din cauza utilizării protocolului Serial SCSI (SSP). La fel ca SATA, SAS urmează principiul conexiunii punct-la-punct pentru unități (azi 300 MB/s), iar datorită expandoarelor SAS (sau expanderelor, expandarelor), pot fi conectate mai multe unități decât sunt porturile SAS disponibile. Hard disk-urile SAS acceptă două porturi, fiecare cu propriul său ID SAS unic, astfel încât să puteți utiliza două conexiuni fizice pentru a oferi redundanță - conectați unitatea la două gazde diferite. Datorită STP (SATA Tunneling Protocol), controlerele SAS pot comunica cu unitățile SATA conectate la expander.

Sursa: Adaptec.

Sursa: Adaptec.

Sursa: Adaptec.

Desigur, singura conexiune fizică a expander-ului SAS la controlerul gazdă poate fi considerată un „gât de sticlă”, astfel încât porturile SAS largi sunt prevăzute în standard. Un port larg grupează mai multe conexiuni SAS într-o singură legătură între oricare două dispozitive SAS (de obicei între un controler gazdă și un extender/expander). Numărul de conexiuni din cadrul conexiunii poate fi mărit, totul depinde de cerințele impuse. Dar conexiunile redundante nu sunt acceptate și nici bucle sau inele nu sunt permise.

Sursa: Adaptec.

Implementările viitoare ale SAS vor adăuga o lățime de bandă de 600 și 1200 MB/s per port. Desigur, performanța hard disk-urilor nu va crește în aceeași proporție, dar va fi mai convenabil să utilizați expandoare pe un număr mic de porturi.

Dispozitivele numite „Fan Out” și „Edge” sunt expandoare. Dar numai expanderul Fan Out principal poate funcționa cu domeniul SAS (vezi conexiunea 4x în centrul diagramei). Sunt permise până la 128 de conexiuni fizice pentru fiecare expandor Edge și puteți utiliza porturi largi și/sau conecta alte expandoare/unități. Topologia poate fi destul de complexă, dar în același timp flexibilă și puternică. Sursa: Adaptec.

Sursa: Adaptec.

Backplane-ul este elementul de bază al oricărui sistem de stocare care trebuie să fie conectat la cald. Prin urmare, expansoarele SAS implică adesea platforme puternice (atât într-un singur caz, cât și nu). De obicei, o singură legătură este utilizată pentru a conecta un simplu snap-in la un adaptor gazdă. Expansoarele cu snap-in-uri încorporate, desigur, se bazează pe conexiuni multicanal.

Pentru SAS au fost dezvoltate trei tipuri de cabluri și conectori. SFF-8484 este un cablu intern multicore care conectează adaptorul gazdă la echipament. În principiu, același lucru se poate realiza prin ramificarea acestui cablu la un capăt în mai mulți conectori SAS separati (vezi ilustrația de mai jos). SFF-8482 este un conector prin care unitatea este conectată la o singură interfață SAS. În cele din urmă, SFF-8470 este un cablu multicore extern, lung de până la șase metri.

Sursa: Adaptec.

Cablu SFF-8470 pentru conexiuni externe SAS multilink.

Cablu multifilar SFF-8484. Patru canale/porturi SAS trec printr-un conector.

Cablu SFF-8484 care vă permite să conectați patru unități SATA.

SAS ca parte a soluțiilor SAN

De ce avem nevoie de toate aceste informații? Majoritatea utilizatorilor nu se vor apropia de topologia SAS despre care am discutat mai sus. Dar SAS este mai mult decât o interfață de ultimă generație pentru hard disk-uri profesionale, deși este ideal pentru construirea de matrice RAID simple și complexe bazate pe unul sau mai multe controlere RAID. SAS este capabil de mai mult. Aceasta este o interfață serială punct la punct care se scalează cu ușurință pe măsură ce adăugați mai multe legături între oricare două dispozitive SAS. Unitățile SAS vin cu două porturi, astfel încât să puteți conecta un port printr-un expander la un sistem gazdă și apoi să creați o cale de rezervă către un alt sistem gazdă (sau un alt expander).

Comunicarea între adaptoarele SAS și expandare (precum și între două expandoare) poate fi la fel de largă pe cât sunt disponibile porturi SAS. Expansoarele sunt de obicei sisteme montate pe rack care pot găzdui un număr mare de unități, iar posibila conectare a SAS la un dispozitiv superior din ierarhie (de exemplu, un controler gazdă) este limitată doar de capacitățile expanderului.

Cu o infrastructură bogată și funcțională, SAS vă permite să creați topologii complexe de stocare, mai degrabă decât hard disk-uri dedicate sau stocare separată în rețea. În acest caz, „complicat” nu ar trebui să însemne că este dificil să lucrezi cu o astfel de topologie. Configurațiile SAS constau în sisteme simple de discuri sau folosesc expandoare. Orice legătură SAS poate fi mărită sau redusă în funcție de cerințele de lățime de bandă. Puteți utiliza atât hard disk-uri SAS puternice, cât și modele SATA de mare capacitate. Împreună cu controlere RAID puternice, puteți configura, extinde sau reconfigura cu ușurință matricele de date - atât în ​​ceea ce privește nivelul RAID, cât și partea hardware.

Toate acestea devin și mai importante atunci când luați în considerare cât de rapidă crește stocarea corporativă. Astăzi toată lumea vorbește despre SAN - rețea de stocare. Implică o organizare descentralizată a unui subsistem de stocare a datelor cu servere tradiționale care utilizează stocări fizice la distanță. Un protocol SCSI ușor modificat este lansat peste rețelele Gigabit Ethernet sau Fibre Channel existente, încapsulate în pachete Ethernet (iSCSI - Internet SCSI). Un sistem care rulează de la un singur hard disk la matrice RAID imbricate complexe devine o așa-numită țintă (țintă) și este legat de un inițiator (sistem gazdă, inițiator), care tratează ținta ca și cum ar fi doar un element fizic.

iSCSI, desigur, vă permite să creați o strategie pentru dezvoltarea stocării, organizarea datelor sau controlul accesului. Obținem un alt nivel de flexibilitate prin eliminarea spațiului de stocare atașat direct la servere, permițând oricărui subsistem de stocare să devină o țintă iSCSI. Trecerea la stocarea la distanță face ca sistemul să fie independent de serverele de stocare (un punct periculos de eșec) și îmbunătățește gestionabilitatea hardware-ului. Din punct de vedere programatic, stocarea este încă „în interiorul” serverului. Ținta și inițiatorul iSCSI pot fi în apropiere, pe etaje diferite, în camere sau clădiri diferite - totul depinde de calitatea și viteza conexiunii IP dintre ele. Din acest punct de vedere, este important de remarcat faptul că SAN-ul nu este foarte potrivit pentru cerințele aplicațiilor online precum bazele de date.

Hard disk SAS de 2,5".

Hard disk-urile de 2,5" pentru sectorul profesional sunt încă percepute ca o noutate. Am revizuit prima astfel de unitate de la Seagate de ceva timp - 2,5" Ultra320 Savvio care a lăsat o impresie bună. Toate unitățile SCSI de 2,5 inchi folosesc o viteză a axului de 10.000 rpm, dar nu ajung la nivelurile de performanță ale hard disk-urilor de 3,5 inchi cu aceeași viteză a axului. Faptul este că pistele exterioare ale modelelor de 3,5 "se rotesc cu o viteză liniară mai mare, ceea ce asigură o rată de transfer de date mai mare.

Avantajul hard disk-urilor mici nu constă în capacitate: astăzi maximul pentru ele este încă de 73 GB, în timp ce la hard disk-urile de 3,5 "enterprise-class primim deja 300 GB. În multe domenii, raportul dintre performanță și volumul fizic ocupat este foarte importantă sau eficiență energetică. Cu cât folosiți mai multe hard disk-uri, cu atât obțineți mai multă performanță - asociată cu infrastructura adecvată, desigur. În același timp, hard disk-urile de 2,5" consumă aproape jumătate mai multă energie decât concurenții de 3,5". Dacă luăm în considerare raportul de performanță pe watt (operații I/O pe watt), factorul de formă de 2,5" dă rezultate foarte bune.

Dacă aveți nevoie de capacitate mai presus de toate, atunci este puțin probabil ca unitățile de disc de 3,5" 10.000 rpm să fie cea mai bună alegere. Faptul este că hard disk-urile SATA de 3,5" oferă cu 66% mai multă capacitate (500 în loc de 300 GB per hard disk), lăsând nivelul de performanță. acceptabil. Mulți producători de hard disk oferă modele SATA pentru funcționare 24/7, iar prețul unităților a fost redus la minimum. Problemele de fiabilitate pot fi rezolvate prin achiziționarea de unități de rezervă (de rezervă) pentru înlocuirea imediată a matricei.

Linia MAY reprezintă generația actuală de unități de 2,5" Fujitsu pentru sectorul profesional. Viteza de rotație este de 10.025 rpm, iar capacitățile sunt de 36,7 și 73,5 GB. Toate unitățile vin cu 8 MB cache și oferă un timp mediu de citire de 4,0 ms și 4,5 ms scrie După cum am menționat deja, o caracteristică plăcută a hard disk-urilor de 2,5" este consumul redus de energie. De obicei, un hard disk de 2,5" economisește cel puțin 60% din energie, comparativ cu o unitate de 3,5".

Hard disk SAS de 3,5 inchi

MAX este linia actuală Fujitsu de hard disk-uri de înaltă performanță de 15.000 rpm. Deci numele se potrivește perfect. Spre deosebire de unitățile de 2,5", aici obținem 16 MB de cache și un timp mediu scurt de căutare de 3,3 ms pentru citire și 3,8 ms pentru scriere. Fujitsu oferă modele de 36,7 GB, 73,4 GB și 146 GB. GB (cu unul, doi și patru farfurii).

Rulmenții fluid-dinamici și-au făcut drum spre hard disk-uri de clasă enterprise, astfel încât noile modele sunt semnificativ mai silențioase decât cele anterioare la 15.000 rpm. Desigur, astfel de hard disk-uri ar trebui să fie răcite corespunzător, iar echipamentul oferă și acest lucru.

Hitachi Global Storage Technologies oferă, de asemenea, propria sa linie de soluții de înaltă performanță. UltraStar 15K147 rulează la 15.000 rpm și are un cache de 16 MB, la fel ca unitățile Fujitsu, dar configurația platoului este diferită. Modelul de 36,7 GB folosește două platouri în loc de unul, în timp ce modelul de 73,4 GB utilizează trei platouri în loc de două. Acest lucru indică o densitate mai mică a datelor, dar un astfel de design, de fapt, vă permite să nu utilizați zonele interioare, cele mai lente ale plăcilor. Drept urmare, capetele trebuie să se miște mai puțin, ceea ce oferă un timp mediu de acces mai bun.

Hitachi oferă, de asemenea, modele de 36,7 GB, 73,4 GB și 147 GB cu un timp de căutare (citit) de 3,7 ms.

Deși Maxtor a devenit deja parte a Seagate, liniile de produse ale companiei sunt încă păstrate. Producătorul oferă modele de 36, 73 și 147 GB, toate având o viteză a axului de 15.000 rpm și 16 MB cache. Compania susține un timp mediu de căutare de 3,4 ms pentru citiri și 3,8 ms pentru scriere.

Cheetah a fost mult timp asociat cu hard disk-uri de înaltă performanță. Seagate a reușit să insufle o asociere similară cu lansarea Barracuda în segmentul PC-urilor desktop, oferind prima unitate desktop de 7200 RPM în 2000.

Disponibil în modelele de 36,7 GB, 73,4 GB și 146,8 GB. Toate se disting printr-o viteză a axului de 15.000 rpm și un cache de 8 MB. Timpul mediu de căutare pentru citire este de 3,5 ms și pentru scriere de 4,0 ms.

Adaptoare gazdă

Spre deosebire de controlerele SATA, componentele SAS pot fi găsite numai pe plăcile de bază de tip server sau ca plăci de expansiune pentru PCI-X sau PCI Express. Dacă facem un pas mai departe și ne uităm la controlerele RAID (Redundant Array of Inexpensive Drives), acestea sunt vândute, în cea mai mare parte, ca plăci individuale datorită complexității lor. Cardurile RAID conțin nu numai controlerul în sine, ci și un cip de accelerare pentru calcularea informațiilor de redundanță (motor XOR), precum și memorie cache. O cantitate mică de memorie este uneori lipită pe card (cel mai adesea 128 MB), dar unele carduri vă permit să extindeți cantitatea folosind DIMM sau SO-DIMM.

Atunci când alegeți un adaptor gazdă sau un controler RAID, ar trebui să definiți clar de ce aveți nevoie. Gama de noi dispozitive crește chiar în fața ochilor noștri. Adaptoarele gazdă multiport simple vor costa relativ puțin, în timp ce plăcile RAID puternice vor costa mult. Luați în considerare unde vă veți plasa unitățile: stocarea externă necesită cel puțin un slot extern. Serverele rack necesită de obicei carduri cu profil redus.

Dacă aveți nevoie de RAID, decideți dacă veți folosi accelerarea hardware. Unele plăci RAID utilizează resurse CPU pentru calculele XOR pentru matrice RAID 5 sau 6; alții folosesc propriul motor hardware XOR. Accelerarea RAID este recomandată pentru mediile în care serverul face mai mult decât stocarea datelor, cum ar fi bazele de date sau serverele web.

Toate plăcile adaptoare gazdă pe care le-am menționat în articolul nostru acceptă 300 MB/s per port SAS și permit implementarea foarte flexibilă a infrastructurii de stocare. Astăzi, puțini oameni vor fi surprinși de porturile externe și vor lua în considerare suportul atât pentru hard disk-uri SAS, cât și pentru SATA. Toate cele trei plăci folosesc interfața PCI-X, dar versiunile PCI Express sunt deja în dezvoltare.

În articolul nostru, am acordat atenție cardurilor cu opt porturi, dar numărul de hard disk-uri conectate nu se limitează la asta. Cu ajutorul unui expander SAS (extern), puteți conecta orice spațiu de stocare. Atâta timp cât o conexiune pe 4 benzi este suficientă, puteți crește numărul de hard disk-uri până la 122. Din cauza costului de performanță al calculării informațiilor de paritate RAID 5 sau RAID 6, stocările RAID externe tipice nu vor putea încărca lățime de bandă cu patru benzi suficientă, chiar dacă se utilizează un număr mare de unități.

48300 este un adaptor gazdă SAS conceput pentru magistrala PCI-X. Piața serverelor de astăzi continuă să fie dominată de PCI-X, deși tot mai multe plăci de bază sunt echipate cu interfețe PCI Express.

Adaptec SAS 48300 folosește o interfață PCI-X la 133 MHz, oferind un debit de 1,06 GB/s. Destul de rapid dacă magistrala PCI-X nu este încărcată cu alte dispozitive. Dacă includeți un dispozitiv cu viteză mai mică în autobuz, atunci toate celelalte plăci PCI-X își vor reduce viteza la aceeași. În acest scop, mai multe controlere PCI-X sunt uneori instalate pe placă.

Adaptec poziționează SAS 4800 pentru servere și stații de lucru midrange și low-end. Prețul de vânzare sugerat este de 360 ​​USD, ceea ce este destul de rezonabil. Caracteristica Adaptec HostRAID este acceptată, permițându-vă să faceți upgrade la cele mai simple matrice RAID. În acest caz, acestea sunt nivelurile RAID 0, 1 și 10. Cardul acceptă o conexiune externă SFF8470 cu patru canale, precum și un conector intern SFF8484 asociat cu un cablu pentru patru dispozitive SAS, adică obținem opt porturi în total.

Cardul se potrivește într-un server rack 2U când este instalat un capac de slot cu profil redus. Pachetul include, de asemenea, un CD cu un driver, un ghid de instalare rapidă și un cablu SAS intern prin care se pot conecta până la patru unități de sistem la card.

Playerul SAS LSI Logic ne-a trimis un adaptor gazdă SAS3442X PCI-X, un concurent direct al Adaptec SAS 48300. Acesta vine cu opt porturi SAS care sunt împărțite între două interfețe cu patru linii. „Inima” cardului este cipul LSI SAS1068. Una dintre interfețe este destinată dispozitivelor interne, a doua - pentru DAS extern (Direct Attached Storage). Placa folosește interfața magistrală PCI-X 133.

Ca de obicei, interfața de 300 MB/s este acceptată pentru unitățile SATA și SAS. Există 16 LED-uri pe placa de control. Opt dintre ele sunt LED-uri de activitate simple, iar încă opt sunt concepute pentru a raporta o defecțiune a sistemului.

LSI SAS3442X este o placă cu profil redus, astfel încât se potrivește cu ușurință în orice server rack 2U.

Rețineți că suportul pentru drivere pentru Linux, Netware 5.1 și 6, Windows 2000 și Server 2003 (x64), Windows XP (x64) și Solaris până la 2.10. Spre deosebire de Adaptec, LSI a ales să nu adauge suport pentru niciun mod RAID.

Adaptoare RAID

SAS RAID4800SAS este soluția Adaptec pentru medii SAS mai complexe și poate fi folosit pentru servere de aplicații, servere de streaming și multe altele. În fața noastră, din nou, este un card cu opt porturi, cu o conexiune SAS externă cu patru benzi și două interfețe interne cu patru benzi. Dar dacă se folosește o conexiune externă, atunci rămâne doar o interfață cu patru canale din cele interne.

Cardul este proiectat și pentru magistrala PCI-X 133, care oferă suficientă lățime de bandă chiar și pentru cele mai solicitante configurații RAID.

În ceea ce privește modurile RAID, SAS RAID 4800 își depășește cu ușurință „fratele mai mic”: nivelurile RAID 0, 1, 10, 5, 50 sunt acceptate implicit dacă aveți suficiente unități. Spre deosebire de 48300, Adaptec a investit două cabluri SAS, astfel încât să puteți conecta imediat opt ​​hard disk-uri la controler. Spre deosebire de 48300, cardul necesită un slot PCI-X de dimensiune completă.

Dacă decideți să vă actualizați cardul la Adaptec Advanced Data Protection Suite, veți putea face upgrade la moduri RAID dublu redundante (6, 60), precum și o gamă de caracteristici de clasă enterprise: unitate oglindă cu dungi (RAID 1E), spațiere la cald (RAID 5EE) și copiere de rezervă. Utilitarul Adaptec Storage Manager are o interfață asemănătoare browserului și poate fi utilizat pentru a gestiona toate adaptoarele Adaptec.

Adaptec oferă drivere pentru Windows Server 2003 (și x64), Windows 2000 Server, Windows XP (x64), Novell Netware, Red Hat Enterprise Linux 3 și 4, SuSe Linux Enterprise Server 8 și 9 și FreeBSD.

Snap-in-uri SAS

335SAS este un accesoriu de unitate SAS sau SATA cu patru unități, dar trebuie conectat la un controler SAS. Datorită ventilatorului de 120 mm, unitățile vor fi bine răcite. De asemenea, va trebui să conectați două mufe Molex la echipament.

Adaptec a inclus un cablu I2C care poate fi folosit pentru a controla instalația printr-un controler adecvat. Dar cu unitățile SAS, acest lucru nu va mai funcționa. Un cablu LED suplimentar este proiectat pentru a semnala activitatea unităților, dar, din nou, doar pentru unitățile SATA. Pachetul include și un cablu SAS intern pentru patru unități, astfel încât un cablu extern cu patru canale va fi suficient pentru a conecta unitățile. Dacă doriți să utilizați unități SATA, va trebui să utilizați adaptoare SAS la SATA.

Prețul de vânzare cu amănuntul de 369 USD nu este ieftin. Dar veți obține o soluție solidă și de încredere.

Stocare SAS

SANbloc S50 este o soluție de clasă enterprise cu 12 unități. Veți primi o carcasă de montare în rack 2U care se conectează la controlerele SAS. Acesta este unul dintre cele mai bune exemple de soluții SAS scalabile. Cele 12 unități pot fi fie SAS, fie SATA. Sau reprezintă un amestec al ambelor tipuri. Expansorul încorporat poate utiliza una sau două interfețe SAS cu patru linii pentru a conecta S50 la un adaptor gazdă sau la un controler RAID. Deoarece avem o soluție clar profesională, acesta este echipat cu două surse de alimentare (cu redundanță).

Dacă ați achiziționat deja un adaptor gazdă Adaptec SAS, îl puteți conecta cu ușurință la S50 și puteți gestiona unitățile utilizând Managerul de stocare Adaptec. Dacă instalați hard disk-uri SATA de 500 GB, atunci obținem 6 TB de stocare. Dacă luăm unități SAS de 300 GB, atunci capacitatea va fi de 3,6 TB. Deoarece expander-ul este conectat la controlerul gazdă prin două interfețe cu patru benzi, vom obține un debit de 2,4 GB / s, care va fi mai mult decât suficient pentru o matrice de orice tip. Dacă instalați 12 unități într-o matrice RAID0, atunci debitul maxim va fi de numai 1,1 GB / s. La mijlocul acestui an, Adaptec promite să lanseze o versiune ușor modificată cu două blocuri I/O SAS independente.

SANbloc S50 conține funcția de monitorizare automată și control automat al vitezei ventilatorului. Da, dispozitivul este prea tare, așa că am fost ușurați să-l returnăm de la laborator după ce au fost finalizate testele. Un mesaj de eroare a unității este trimis controlerului prin SES-2 (SCSI Enclosure Services) sau prin interfața fizică I2C.

Temperaturile de funcționare pentru actuatoare sunt de 5-55°C, iar pentru accesorii - de la 0 la 40°C.

La începutul testelor noastre, am obținut un debit maxim de doar 610 MB/s. Schimbând cablul dintre S50 și controlerul gazdă Adaptec, am reușit totuși să ajungem la 760 MB/s. Am folosit șapte hard disk-uri pentru a încărca sistemul în modul RAID 0. Creșterea numărului de hard disk nu a dus la o creștere a debitului.

Testați configurația

În acest articol, ne vom uita la viitorul SCSI și vom analiza câteva dintre avantajele și dezavantajele interfețelor SCSI, SAS și SATA.

De fapt, problema este puțin mai complexă decât doar înlocuirea SCSI cu SATA și SAS. SCSI paralel tradițional este o interfață încercată și testată, care există de mult timp. În prezent, SCSI oferă o rată de transfer de date foarte rapidă de 320 Megaocteți pe secundă (Mbps) folosind interfața modernă Ultra320 SCSI. În plus, SCSI oferă o gamă largă de caracteristici, inclusiv Command-Tag Queuing (o metodă de optimizare a comenzilor I/O pentru a crește performanța). Hard disk-urile SCSI sunt fiabile; pe o distanță scurtă, puteți crea un lanț de 15 dispozitive conectate la o legătură SCSI. Aceste caracteristici fac din SCSI o alegere excelentă pentru desktop-uri și stații de lucru de înaltă performanță, până la și inclusiv servere de întreprindere, până în prezent.

Hard disk-urile SAS folosesc setul de comenzi SCSI și au aceeași fiabilitate și performanță ca și unitățile SCSI, dar folosesc o versiune serială a interfeței SCSI la 300 Mbps. Deși este puțin mai lentă decât 320 Mbps SCSI, interfața SAS este capabilă să suporte până la 128 de dispozitive pe distanțe mai mari decât Ultra320 și se poate extinde la 16.000 de dispozitive pe canal. Hard disk-urile SAS oferă aceeași fiabilitate și viteze de rotație (10000-15000) ca și unitățile SCSI.

Unitățile SATA sunt puțin diferite. Acolo unde unitățile SCSI și SAS se concentrează pe performanță și fiabilitate, unitățile SATA le schimbă în favoarea creșterilor masive de capacitate și a reducerilor de costuri. De exemplu, o unitate SATA a atins acum o capacitate de 1 terabyte (TB). SATA este utilizat acolo unde este nevoie de capacitate maximă, cum ar fi backupul sau arhivarea datelor. SATA oferă acum conexiuni punct la punct la viteze de până la 300 Mbps și depășește cu ușurință interfața tradițională paralelă ATA la 150 Mbps.

Deci, ce se va întâmpla cu SCSI? Funcționează grozav. Problema cu SCSI tradițional este că tocmai se apropie de sfârșitul vieții sale utile. SCSI paralel la 320 Mb/s nu va rula mult mai rapid pe lungimile curente de cablu SCSI. În comparație, unitățile SATA vor ajunge la 600 Mb/s în viitorul apropiat, SAS are planuri să ajungă la 1200 Mb/s. Unitățile SATA pot funcționa și cu interfața SAS, astfel încât aceste unități pot fi utilizate simultan în unele sisteme de stocare. Potențialul de scalabilitate crescută și performanță de transfer de date îl depășește cu mult pe cel al SCSI. Dar SCSI nu va dispărea prea curând. Vom vedea SCSI în serverele mici și mijlocii încă câțiva ani. Pe măsură ce se face upgrade hardware, SCSI va fi înlocuit sistematic cu unități SAS/SATA pentru a obține conexiuni mai rapide și mai convenabile.

Acest articol își propune să explice diferența dintre tipurile de hard disk și să vă ajute să faceți alegerea potrivită atunci când cumpărați un server dedicat.

SATA - Serial ATA

În prezent, unitățile SATA sunt folosite pe majoritatea computerelor personale din lume și pe configurațiile hardware ale serverelor bugetare. În comparație cu unitățile SAS și SSD, viteza de citire și scriere a unităților SATA este vizibil mai mică, dar acestea sunt alese din cauza cantității mari de informații stocate.

Unitățile SATA sunt potrivite pentru serverele de jocuri care nu necesită scriere și citire frecventă a informațiilor. De asemenea, este recomandabil să utilizați discuri SATA în următoarele scopuri:

• operațiuni de streaming, cum ar fi codificarea video;
• depozite de date;
• sisteme de rezervă;
• servere de fișiere voluminoase, dar neîncărcate.

SAS - Serial Attached SCSI

Unitățile SAS sunt proiectate de la zero ținând cont de sarcinile de lucru ale întreprinderilor și industriale, ceea ce are un efect pozitiv asupra performanței lor. Viteza de rotație a unităților SAS este de două ori mai mare decât cea a SATA, așa că ar trebui alese pentru sarcini care sunt sensibile la viteză și necesită acces multi-thread. De asemenea, unitățile SAS (spre deosebire de SSD-urile) pot oferi o suprascriere fiabilă și repetabilă a datelor.

Pentru organizațiile de găzduire, unitățile SAS vor fi optime, deoarece pot oferi o fiabilitate ridicată a stocării datelor. În plus, hard disk-urile SAS sunt potrivite pentru următoarele sarcini:

• sisteme de gestionare a bazelor de date (DBMS);
• Servere WEB cu sarcină mare;
• sisteme distribuite;
• sisteme care procesează un număr mare de solicitări - servere terminale, servere 1C.

Singurul dezavantaj al unităților SAS (cum ar fi SSD-urile) este volumul lor mic și prețul ridicat.

SSD - Unitate solidă

Recent, SSD-urile au devenit din ce în ce mai populare. Un SSD nu folosește discuri magnetice pentru înregistrare, ci conține doar cipuri de memorie nevolatile, similare cu cele folosite în unitățile flash USB.

Unitățile SSD nu au părți mobile, ceea ce asigură rezistență mecanică ridicată, consum redus de energie și viteză mare. În acest moment, unitățile SSD oferă cea mai mare viteză posibilă de citire și scriere, ceea ce le permite să fie utilizate pentru orice proiecte cu încărcare mare.

Principalul dezavantaj al unităților SSD este că sunt limitate în cantitatea de informații care pot fi rescrise pe unitate. În consecință, dacă sistemul dvs. suprascrie mai mult de 20 GB de date pe zi, fiți pregătit să schimbați unitatea SSD după un timp. Apropo, prețul unor astfel de discuri este mai mare decât cel al ambelor tipuri de mai sus.

Multe CMS moderne atunci când generează o pagină necesită adesea acces simultan la mai multe fișiere de pe disc. Pentru a lucra cu astfel de sisteme, unitățile SSD sunt alegerea ideală. Utilizarea unităților SSD pentru site-uri aglomerate este o garanție că veți obține viteza maximă de citire a datelor.

De ce SAS?

Interfața Serial Attached SCSI nu este doar o implementare în serie a protocolului SCSI. Face mult mai mult decât doar portarea funcțiilor SCSI precum TCQ (Tagged Command Queuing) prin noul conector. Dacă am dori cea mai mare simplitate, atunci am folosi interfața Serial ATA (SATA), care este o simplă conexiune punct la punct între o gazdă și un dispozitiv final, cum ar fi un hard disk.

Dar SAS se bazează pe un model de obiect care definește un „domeniu SAS” - un sistem de livrare a datelor care poate include expandoare opționale și dispozitive finale SAS, cum ar fi hard disk-uri și adaptoare gazdă (adaptoare magistrală gazdă, HBA). Spre deosebire de SATA, Dispozitivele SAS pot avea mai multe porturi, fiecare dintre acestea putând folosi mai multe conexiuni fizice pentru a oferi conexiuni SAS mai rapide (mai largi), mai mulți inițiatori pot accesa orice țintă dată, iar lungimea cablului poate fi de până la opt metri (pentru prima generație de SAS) față de un metru pentru SATA.Este clar că acest lucru oferă multe oportunități pentru a crea soluții de stocare de înaltă performanță sau redundante.În plus, SAS acceptă protocolul SATA Tunneling (STP), care vă permite să conectați dispozitive SATA la controlerul SAS.

Standardul SAS de a doua generație mărește viteza conexiunii de la 3 la 6 Gb/s. Această creștere a vitezei este foarte importantă pentru mediile complexe în care este necesară performanță ridicată datorită stocării de mare viteză. Noua versiune de SAS urmărește, de asemenea, să reducă complexitatea cablajului, precum și numărul de conexiuni pe debit de Gb/s prin creșterea lungimii posibile a cablurilor și îmbunătățirea performanței expanderilor (zonare și auto-descoperire). Mai jos vom vorbi despre aceste schimbări în detaliu.

Viteză SAS de până la 6 Gb/s

Pentru a aduce beneficiile SAS unui public mai larg, SCSI Trade Association (SCSI TA) a prezentat un tutorial despre tehnologia SAS la Conferința Mondială de Storage Networking la începutul acestui an din Orlando, Florida, SUA. Așa-numitul SAS Plugfest, care a demonstrat funcționarea, compatibilitatea și caracteristicile SAS de 6 Gb/s, a avut loc chiar mai devreme, în noiembrie 2008. LSI și Seagate au fost primii care au introdus pe piață hardware compatibil SAS de 6 Gb/s, dar și alți furnizori ar trebui să ajungă din urmă în curând. În articolul nostru, vom arunca o privire asupra stării actuale a tehnologiei SAS și a unor dispozitive noi.

Funcțiile și elementele de bază ale SAS

Fundamentele SAS

Spre deosebire de SATA, interfața SAS funcționează pe o bază full duplex, oferind lățime de bandă completă în ambele direcții. După cum am menționat mai devreme, conexiunile SAS sunt întotdeauna stabilite prin conexiuni fizice folosind adrese unice de dispozitiv. În schimb, SATA poate adresa doar numere de porturi.

Fiecare adresă SAS poate conține mai multe interfețe Physical Layer (PHY), permițând conexiuni mai largi prin InfiniBand (SFF-8470) sau cabluri mini-SAS (SFF-8087 și -8088). De obicei, patru interfețe SAS cu câte un PHY fiecare sunt combinate într-o interfață SAS largă care este deja conectată la dispozitivul SAS. Comunicarea poate fi realizată și prin expandoare, care acționează mai mult ca comutatoare decât ca dispozitive SAS.

Funcții precum zonarea permit acum administratorilor să asocieze anumite dispozitive SAS cu inițiatori. Aici va fi utilă debitul crescut de SAS de 6 Gb/s, deoarece o conexiune cu patru benzi va avea acum o viteză de două ori mai mare. În cele din urmă, dispozitivele SAS pot avea chiar mai multe adrese SAS. Deoarece unitățile SAS pot folosi două porturi, cu câte un PHY pe fiecare, unitatea poate avea două adrese SAS.

Conexiuni și interfețe

Click pe poza pentru marire.

Conexiunile SAS sunt adresate prin porturile SAS folosind SSP (Serial SCSI Protocol), dar comunicarea la nivelul inferior de la PHY la PHY se face folosind una sau mai multe conexiuni fizice din motive de lățime de bandă. SAS folosește codificarea pe 8/10 biți pentru a converti 8 biți de date în transmisii de 10 caractere în scopul recuperării temporizării, echilibrului DC și detectării erorilor. Acest lucru are ca rezultat un debit efectiv de 300 MB/s pentru modul de transfer de 3 Gb/s și 600 MB/s pentru conexiuni de 6 Gb/s. Fibre Channel, Gigabit Ethernet, FireWire și altele funcționează într-o schemă de codare similară.

Interfețele de alimentare și de date SAS și SATA sunt foarte asemănătoare între ele. Dar dacă SAS are interfețe de date și de alimentare combinate într-o singură interfață fizică (SFF-8482 pe partea dispozitivului), atunci SATA necesită două cabluri separate. Distanța dintre pinii de alimentare și de date (vezi ilustrația de mai sus) este închisă în cazul SAS, care nu permite conectarea unui dispozitiv SAS la un controler SATA.

Pe de altă parte, dispozitivele SATA pot funcționa bine pe o infrastructură SAS datorită STP, sau în modul nativ dacă nu sunt utilizate expandoare. STP adaugă latență suplimentară expansoarelor, deoarece acestea trebuie să stabilească o conexiune, care este mai lentă decât o conexiune SATA directă. Cu toate acestea, întârzierile sunt încă foarte mici.

Domenii, expansoare

Domeniile SAS pot fi reprezentate ca structuri arborescente similare rețelelor Ethernet complexe. Expansoarele SAS pot funcționa cu un număr mare de dispozitive SAS, dar folosesc principiul comutării circuitelor, mai degrabă decât comutarea mai comună de pachete. Unele extensii conțin dispozitive SAS, altele nu.

SAS 1.1 recunoaște expansoarele de margine, care permit unui inițiator SAS să comunice cu până la 128 de adrese SAS suplimentare. Într-un domeniu SAS 1.1, pot fi utilizate doar două expansoare de margine. Cu toate acestea, un singur expander de tip fanout poate conecta până la 128 de expansoare de margine, crescând foarte mult capacitățile de infrastructură ale soluției dumneavoastră SAS.

Click pe poza pentru marire.

Comparativ cu SATA, interfața SAS poate părea complicată: diferiți inițiatori accesează dispozitivele țintă prin expandere, ceea ce presupune așezarea rutelor corespunzătoare. SAS 2.0 simplifică și îmbunătățește rutarea.

Rețineți că SAS nu permite bucle sau căi multiple. Toate conexiunile trebuie să fie punct-la-punct și exclusive, dar arhitectura conexiunii în sine se scalează bine.

Noi caracteristici SAS 2.0: Expanders, Performanță

Zone de expansiune și configurare automată

Expansoarele de graniță (de margine) și de extindere (fanout) au rămas practic în istorie. Acest lucru este adesea atribuit actualizărilor din SAS 2.0, dar motivul este de fapt zonele SAS introduse în 2.0, care elimină separarea dintre expansoarele de margine și extensie. Desigur, zonele sunt de obicei implementate special pentru fiecare producător, și nu ca un singur standard industrial.

De fapt, acum mai multe zone pot fi localizate pe o singură infrastructură de livrare a informațiilor. Aceasta înseamnă că diferiți inițiatori pot accesa ținte de stocare (stocuri) prin același expander SAS. Segmentarea domeniilor se face prin zone, accesul se face exclusiv.

În sistemele informatice moderne, interfețele SATA și SAS sunt folosite pentru a conecta hard disk-urile principale. De regulă, prima opțiune se potrivește stațiilor de lucru de acasă, a doua - cele de server, astfel încât tehnologiile nu concurează între ele, îndeplinind cerințe diferite. Diferența semnificativă de cost și dimensiunea memoriei îi face pe utilizatori să se întrebe cum diferă SAS de SATA și să caute compromisuri. Să vedem dacă asta are sens.

SAS(Serial Attached SCSI) este o interfață serială pentru conectarea dispozitivelor de stocare, dezvoltată pe baza SCSI paralel pentru a executa același set de comenzi. Folosit în principal în sistemele server.

SATA(Serial ATA) este o interfață serială de schimb de date bazată pe paralel PATA (IDE). Este folosit în casă, birou, PC-uri multimedia și laptop-uri.

Dacă vorbim despre HDD, atunci, în ciuda diferitelor caracteristici tehnice și conectori, nu există diferențe cardinale între dispozitive. Compatibilitatea inversă unidirecțională face posibilă conectarea discurilor la placa de server folosind atât una, cât și a doua interfață.

Este de remarcat faptul că ambele opțiuni de conectare sunt reale și pentru SSD-uri, dar diferența semnificativă dintre SAS și SATA în acest caz va fi în costul unității: prima poate fi de zeci de ori mai scumpă cu un volum comparabil. Prin urmare, astăzi o astfel de soluție, dacă nu rară, este suficient de echilibrată și este destinată centrelor de date rapide la nivel corporativ.

Comparaţie

După cum știm deja, SAS este folosit în servere, SATA - în sistemele de acasă. În practică, aceasta înseamnă că mulți utilizatori îl accesează pe primul în același timp și rezolvă multe sarcini, în timp ce cel din urmă se ocupă de o singură persoană. În consecință, sarcina serverului este mult mai mare, astfel încât discurile trebuie să fie suficient de tolerante la erori și rapide. Protocoalele SCSI (SSP, SMP, STP) implementate în SAS vă permit să procesați mai multe operațiuni I/O în același timp.

Direct pentru HDD, viteza de acces este determinată în primul rând de viteza de rotație a axului. Pentru sisteme desktop și laptopuri, 5400 - 7200 RPM este necesar și suficient. În consecință, este aproape imposibil să găsești o unitate SATA cu 10.000 RPM (cu excepția să ne uităm la seria WD VelociRaptor, din nou concepută pentru stații de lucru), și orice mai mare este absolut de neatins. HDD-ul SAS se rotește cu cel puțin 7200 RPM, 10000 RPM poate fi considerat standard, iar 15000 RPM este un maxim suficient.

Unitățile seriale SCSI sunt considerate a fi mai fiabile și au MTBF mai mare. În practică, stabilitatea este atinsă mai mult datorită funcției de verificare a sumei de control. Unitățile SATA, pe de altă parte, suferă de „erori silentioase”, atunci când datele sunt parțial scrise sau corupte, ceea ce duce la sectoare proaste.

Principalul avantaj al SAS funcționează și pentru toleranța la erori a sistemului - două porturi duplex care vă permit să conectați un dispozitiv prin două canale. În acest caz, schimbul de informații se va desfășura simultan în ambele direcții, iar fiabilitatea este asigurată de tehnologia Multipath I/O (două controlere se asigură reciproc și împart sarcina). Coada de comenzi etichetate este construită până la o adâncime de 256. Majoritatea unităților SATA au un port semi-duplex, iar adâncimea cozii folosind tehnologia NCQ nu este mai mare de 32.

Interfața SAS presupune utilizarea cablurilor cu lungimea de până la 10 m. La un port pot fi conectate până la 255 de dispozitive prin expandoare. SATA este limitat la 1 m (2 m pentru eSATA) și acceptă doar conexiunea punct la punct a unui dispozitiv.

Perspective de dezvoltare ulterioară - care este diferența dintre SAS și SATA este, de asemenea, simțită destul de puternic. Lățimea de bandă a interfeței SAS ajunge la 12 Gb/s, iar producătorii anunță suport pentru rate de transfer de date de 24 Gb/s. Cea mai recentă revizuire a SATA s-a oprit la 6 Gb/s și nu va evolua în acest sens.

Unitățile SATA în ceea ce privește costul de 1 GB au un preț foarte atractiv. În sistemele în care viteza de acces la date nu este critică, iar cantitatea de informații stocate este mare, se recomandă utilizarea acestora.

masa