Serial Attached SCSI

Allikas: Vikipeedia

SAS (inglise: Serial Attached Small Computer System Interface ehk Serial Attached SCSI; jadaliidesega SCSI ehk SCSI järjestikliides) on arvutiliides, mida kasutatakse ühissiini ühendamiseks massmälu seadmetega nagu kõvakettad ja optilised seadmed. SAS on tänapäeva serveritel enimkasutatud liides, mis pakub võrreldes SATA-ga paremat jõudlust. SAS kasutab punktist-punkti jadaliidese protokolli, mis asendab SCSI paralleelliidese tehnoloogia, mis kerkis esile 1980.-ndate keskel. SAS kasutab SCSI standardi käsustikku. SAS võimaldab tagasiühilduvust teise generatsiooni SATA ketastega. SATA 3 Gbit/s ketast on võimalik ühendada SAS-iga tagasiühilduvuse kaudu, SAS ketast aga SATA-ga ei ole võimalik ühendada samal moel.

T10 tehniline komitee (INCITS) arendab ja hooldab SAS protokolli.


SAS
Andmed
Kasutus

Alguses 3.0 Gbit/s

Alates 2009. a veebruar saadaval 6.0 Gbit/s
Ühendus

Jadaühendus

kuni 10 m pikkune kaabel

255 seadme pordi ekspanderitega (kokku >65 000 seadet)

SAS-SATA ühilduvus
Kättesaadavus

Mitme pordi HDDs

Mitme-algatajaga punktist punkti
Draiver Kasutab sama tarkvara mis SCSI

Sissejuhatus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tüüpiline jadaliidesega SCSI süsteem koosneb järgnevatest osadest:


  1. Algataja: seade, mis kõigepealt võtab vastu sihtseadmelt teenuse ja ülesannete haldamise päringuid ning saab teistelt sihtseadmetelt vastu samade päringute vastused.
  2. Sihtseade: seade, mis sisaldab loogilisi elemente ja sihtporte, mis võtavad töötlemiseks vastu seadme teenuse ja ülesannete haldamise päringud ning saadavad vastused algatajasse. Sihtseadmeks võib olla näiteks kõvaketas.
  3. Teenuse kohale toimetamise alamsüsteem (Service Delivery Subsystem): Osa I/O süsteemist, mis edastab algataja ja sihtseadme vahel andmeid. Tavaliselt kasutatakse algataja ja sihtseadme ühendamiseks kaableid.
  4. Ekspanderid: Seadmed, mis kuuluvad teenuse kohale toimetamise alamsüsteemi, ning lihtsustavad erinevate SAS seadmete vahelist suhtlemist.


Nimetus ja addresseerimine[muuda | redigeeri lähteteksti]

SAS-i domeen koosneb SAS seadmete komplektist (nagu ka SCSI domeen), mis suhtlevad omavahel teenuse kohale toimetamise alamsüsteemi abil. Igal SAS domeenil on SCSI pordi identifikaator, mis tuvastab vastava pordi SAS domeenis. See on seadme tootja poolt määratud ja on unikaalne. Analoogiks võib tuua Ethernet’i seadme MAC aadressi, millel on sama põhimõte. SAS seadmed kasutavad pordi identifikaatoreid, et luua üksteisega ühendusi. Lisaks on igal SAS seadmel SCSI seadme nimi, mille kaudu saab SAS seadet kogu maailmas unikaalselt tuvastada. Paralleelliidesega SCSI puhul on SCSI ID pordi identifikaator ja seadme nimi. SCSI pordi identifikaatorid ja seadme nimed esitatakse SAS-i puhul SAS aadressina (64 bitti). SAS’i aadressi kutsutakse vahel ka World Wide Name-iks (WNM).


Võrdlemine SCSI paralleelliidesega (SPI)[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • SAS kasutab punktist-punkti arhitektuuri, SCSI siin kasutab multitegumitööd. Kui SAS seadmel ei ole kasutatud ekspanderit, on iga seade eri lingiga algatajaga ühendatud. Saab ka ainult ühe algataja ühendada ühe sihtseadmega, SCSI paralleelliidesega tekitaks selline olukord vastuolu.
  • Ekspanderite kasutamine võimaldab SAS-il toetada kuni 65,535 seadet, SPI-l on piirang ühel kanalil 8 või 16 seadet.
  • SAS võimaldab kiiremat andmeedastuskiirust (3 või 6 Gbit/s) kui enamus SPI standardeid. Nende kiirusteni jõuab SAS iga algataja-sihtmärgi ühendusega, mis tagab ka suurema läbilaske, samal ajal kui SPI jagab läbilaskevõimet üle kogu multitegumitöö siini.
  • SAS kontrollereid võib ühendada SATA seadmete külge, kas otseühenduse läbi kasutades SATA algset protokolli, või läbi SAS ekspanderite, kasutades SATA Tunneled Protocol-i (STP).
  • Nii SAS kui ka SCSI paralleelliides kasutavad SCSI käskude komplekti.

Võrdlemine SATA-ga[1][muuda | redigeeri lähteteksti]

  • SAS seadmed on tuvastatavad tänu oma ainulaadsele WWN (World Wide Name) nimele, SATA seadmed on tuvastatavad pordi numbrite kaudu. adapteriga.
  • SAS-i protokoll võimaldab SAS-i domeenis kasutada mitut algatajat, samal ajal kui SATA-l analoogne säte puudub.
  • Enamus SAS kettaid kasutab TCQ voogedastuse käske, samal ajal kui uuemad SATA kettad kasutavad NCQ voogedastuse käske, millel mõlemal on oma plussid ja miinused.
  • SATA kasutab ATA käskude komplekti, SAS kasutab SCSI käskude komplekti.
  • SAS kasutab vigade parandamiseks ja veateadete jaoks SCSI käsustikku, mis on otstarbekam kui ATA SMART käsustik, mida SATA kettad kasutavad.
  • SAS kasutab kõrgemat signaalinivood (800-1600 mV saatmisel, 275-1600 mV vastuvõtul) kui SATA (400-600 mV saatmisel, 325-600 mV vastuvõtul).
  • Tänu kõrgematele signaalinivoodele, võib SAS kasutada kuni 10 m pikkuseid kaableid, SATA maksimaalne kaablipikkus on 1 m, eSATA-l 2 m.
  • SAS pakub võrreldes SATA-ga paremat jõudlust (kiiremad kettad, kiiremad liidesed).


SAS ja SATA liidesed[2]

Liides Teised nimetused
names
Laius
(bits)
Sagedus Maksimaalne võimalik
Kogu ribalaius (Mbit/s) Edastuskiirus (MB/s) Pikkus Seadmeid kanali kohta
SATA 6 6000 Mbit/s 600 MB/s 1 m 1
SATA 3 3000 Mbit/s 300 MB/s 1 m 1
SATA 1.5 1500 Mbit/s 150 MB/s 1 m 1
SAS 600 1 6000 Mbit/s 600 MB/s 10 m 1 (>65k laiendajatega)
SAS 300 1 3000 Mbit/s 300 MB/s 10 m 1 (>65k laiendajatega)
SAS 150 1 1500 Mbit/s 150 MB/s 10 m 1 (>65k laiendajatega)

Karakteristikud[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tehnilised andmed[muuda | redigeeri lähteteksti]

SCSI järjestikliidese standard kirjeldab mitut kihti (järjestatud kõrgemast madalamani):

  • Rakendus
  • Transport
  • Port
  • Link
  • PHY
  • Füüsiline

SCSI järjestikliides koosneb 3 transpordi protokollist:

  1. SCSI järjestikliidese protokoll (Serial SCSI Protocol; SSP) – toetab SAS kettaid.
  2. SATA Tunneling Protocol (STP) – toetab SATA kettaid.
  3. Järjestikliidese haldamise protokoll (Serial Management Protocol; SMP) – SAS ekspanderite haldamiseks.

Lingi ja PHY kihi jaoks on SAS-il defineeritud oma eraldi protokoll.

Füüsilise kihi juures defineerib SAS standard pistikuid ja pingenivoosid. SAS-i kaabelduse ja signaliseerimise füüsilised karakteristikud on ühilduvad SATA-ga kiirusel kuni 6 Gbit/s. Samal ajal kui SAS-1.0/SAS-1.1 võtsid omaks SATA füüsilise signaliseerimise karakteristiku kiirustel 1.5 Gbit/s ja 3 Gbit/s, arendas SAS-2.0 välja 6 Gbit/s füüsilise kiiruse ja hakkas juhtima taolise SATA kiiruse arengut.

Ülesehitus[muuda | redigeeri lähteteksti]

SAS on üles ehitatud kuuest kihist.

  • Füüsiline kiht:
    • määratleb elektrilisi ja füüsilisi karakteristikuid
    • eristatav signaalide edastamine
    • Kolme tüüpi pistikud:
      • SFF 8482 – SATA-ga ühilduv
      • SFF 8484 – kuni neli seadet
      • SFF 8470 – väline pistik (InfiniBand pistik), kuni neli seadet
  • PHY kiht:
    • 8b/10b kodeering
    • lingi algatamine, kiiruse sobitamine ja järjendi algseadistamine
  • Lingi kiht:
    • algeliste lisandumine ja eemaldamine, et sobitada taktsageduste erinevusi
    • algeline kodeerimine
    • SAS sihtseadmete ja algatajate vahelise ühenduste loomine ja katkestamine
    • SAS algatajate ja sihtseadmete, mis on ühendatud ekspanderitega, tunnelühenduste loomine ja katkestamine
  • Pordi kiht:
    • ühendab mitu sama aadressiga PHY-d laiadesse portidesse
  • Transpordi kiht:
    • toetab kolme transpordi protokolli:
      • SCSI järjestikliidese protokoll (SSP): toetab SAS seadmeid
      • SATA Tunneled Protocol (STP): toetab SATA seadmeid, millele on kinnitatud SAS ekspanderid
      • Järjestikliidese haldamise protokoll (SMP): Tagab SAS ekspanderite paigutuse

Topoloogia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Algataja võib ühendada otse sihtmärgiga läbi ühe või mitme PHY (sellist ühendust kutsutakse pordiks, nii ühe kui ka mitme PHY korral).

SAS ekspanderid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Jadaliidesega SCSI ekspanderid (SAS Expanders) hõlbustavad suhtlemist eriti siis, kui SAS seademid on väga palju. Ekspanderid koosnevad kahest või enamast välisest ekspander-pordist. Iga ekspander koosneb vähemalt ühest SAS haldamisprotokolli sihtpordist aga võib lisaks ka sisaldada SAS seadmeid. Näiteks võib ekspander sisaldada SCSI protokolli sihtporti, et pääseda ligi välisele seadmele. Ekspander ei ole nõutav, et liita omavahel SAS algataja ja sihtseade, aga see lubab ühel algatajal suhelda rohkem kui ühe SAS/SATA sihtseadmega. Samal põhimõttel töötab võrgu kommutaator, mis lubab mitmel süsteemil olla ühenduses, kasutades ainult ühte kommutaatori porti.

SAS 1 eristab kahte eri tüüpi ekspanderit, SAS-2.0 standard ei pea aga vajalikuks nendel kahel vahet teha.

  • Otsa ekspander (edge expander)– lubab suhelda kuni 255 SAS aadressiga, lisaks lubab ka SAS algatajal suhelda lisandseadmetega.
  • Koormatavuse ekspander (fanout expander) - saab olla ühenduses maksimaalselt 255 otsa ekspanderi komplektiga, seega ka veel suurema arvu SAS seadmete aadressidega.

Pistikud[muuda | redigeeri lähteteksti]

SAS-i pistik on palju väiksem kui traditsiooniline SCSI paralleelliidese pistik. SAS-i pistik sobib 2.5-tollistele ketastele. Käesoleval hetkel toetab SAS andmeedastuskiiruseid kuni 6 Gbit/s, kuid jõuab aastaks 2012 kiiruseni 12 Gbit/s.

On palju füüsiliselt erinevaid SAS pistikuid:[3]

Pilt Kood Teised nimetused Väline/sise- PIN-ide arv Seadmete arv Kommentaar
SAS-drive-connector.jpg SFF-8482 Sisene 29 1 On disainitud SATA-ga ühilduvuseks. Pistikupesa on ühilduv SATA ketastega, SATA pistikupesa aga ei ole ühilduv SFF-8482 (SAS) ketastega.
SFF 8484 angled.jpg SFF-8484 Sisene 32 (19) 4 (2) Kõrge tihedusega pistik
SFF-8485 SGPIO (SFF 8484 laiend), jadaühenduse protokoll mida tavaliselt kasutatakse LED indikaatoritel
SFF 8470.jpg SFF-8470 Infiniband pistik, Molex LaneLink™ Väline 32 4 Kõrge tihedusega väline pistik (mida kasutatakse ka sisemise pistikuna).
SFF 8086.jpg SFF-8086 Sisene mini-SAS, sisene mSAS Sisene 26 4 väga sarnane SFF-8087-ga, kuid vähem levinud.[4]
SFF 8087.jpg SFF-8087 Sisene mini-SAS, sisene mSAS Sisene 36 4 Molex iPass™ , kitsam

Sisene 4× pistik, millel tulevikus 10 Gbit/s tugi.

SFF 8088.jpg SFF-8088 Väline mini-SAS, väline mSAS Väline 26 4 Molex iPass™ kitsam,

väline 4x pistik, millel tulevikus 10 Gbit/s tugi.


Lähim SAS[muuda | redigeeri lähteteksti]

Lähim SAS võir NL-SAS draiverid on SATA draiverid SAS liidesega,pea, meedia ja traditsioonilise SATA enterprise- klassi draiverite pöörlemiskiirus koos täiesti võimelise SAS liidesega, mis on tüüpiline klassikalise SAS kõvaketa jaoks.

Süsteemi müüjad nagu Dell, EMC, Fujitsu, ja IBM pakuvad need kettad SAN masiivide, NASA lahenduste ja serverite süsteemide jaoks.

Nendel on järgmised eelises võrreldes SATA’ga.

  • Kahekordsed portid võimaldavad koondatud teed.
  • Mitu hostide toetus.
  • Täielik SCSI käsude komplekt.
  • Pole vajadust SATA interposeri kaardidest.

Kokkuvõtteks: Lähimad SAS draiverid on lihtsalt suured ja odavad.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]