Sarjaliitetty SCSI

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 20. heinäkuuta 2018 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 23 muokkausta .

Serial Attached SCSI ( SAS ) on sarjaliitäntäinen tietokoneliitäntä, joka on suunniteltu yhdistämään erilaisia ​​tallennuslaitteita, kuten kiintolevyjä ja nauha-asemia. SAS on suunniteltu korvaamaan rinnakkainen SCSI -liitäntä, ja se perustuu suurelta osin SCSI-terminologiaan ja komentosarjaan.

SAS on taaksepäin yhteensopiva SATA :n kanssa: 3 Gb/s ja 6 Gb/s SATA-laitteet voidaan liittää SAS-ohjaimeen, mutta ei päinvastoin.

SAS:n uusin toteutus tarjoaa tiedonsiirron jopa 24 Gb/s nopeudella linjaa kohden, ja vuoden 2021 alussa sitä löytyy vain Kioxia-linjoilta.

SAS-protokollan on kehittänyt ja ylläpitänyt T10 [1] -komitea . SCSI Trade Association (SCSITA) -niminen laitevalmistajien konsortio edistää erilaisia ​​SCSI:hen liittyviä teknologioita, mukaan lukien SAS.

Johdanto

Tyypillinen SAS-liitäntäjärjestelmä koostuu seuraavista komponenteista:

Aloittajat _  _ _ Aloittaja on laite, joka lähettää palvelupyynnöt kohdelaitteille ja vastaanottaa kuittauksia pyyntöjen suorittamisesta. Useimmiten initiaattori suoritetaan VLSI -muodossa . Kohdelaitteet _  _ _ Kohdelaite sisältää loogisia lohkoja ja kohdeportteja, jotka vastaanottavat palvelupyyntöjä ja suorittavat ne; pyynnön käsittelyn päätyttyä lähetetään pyynnöstä vahvistus pyynnön alullepanijalle. Kohdelaite voi olla joko yksi kiintolevy tai koko levyryhmä. Tiedonjakelualijärjestelmä _  _ _ Se on osa I/O-järjestelmää, joka siirtää dataa aloittajien ja kohdelaitteiden välillä. Tyypillisesti tiedonjakelualijärjestelmä koostuu kaapeleista, jotka yhdistävät käynnistimen ja kohdelaitteen. Lisäksi tiedonjakelualijärjestelmä voi sisältää kaapeleiden lisäksi SAS-laajennuksia. Laajentimet (laajentimet) ( eng.  Expanders ) SAS-laajentimet (expanders) ovat laitteita, jotka ovat osa tiedonjakelualijärjestelmää ja mahdollistavat tiedonsiirron SAS-laitteiden välillä; esimerkiksi laajentaja mahdollistaa useiden SAS-kohdelaitteiden kytkemisen yhteen aloitusporttiin. Yhteyden muodostaminen laajennuksen kautta on täysin läpinäkyvää kohdelaitteille.

Terminologia

• Yksittäistä differentiaaliparia, joka johtaa laitteesta toiseen (yhteen suuntaan), kutsutaan PHY :ksi (fyysisestä).
• Kaksisuuntaisen linkin muodostavaa PHY -paria kutsutaan "fyysiseksi linkiksi".
• Yksi tai useampi fyysinen linkki muodostaa portin. Jos portti sisältää useamman kuin yhden fyysisen linkin, sellaista porttia kutsutaan "leveäksi portiksi".
• Jokaisella portilla on sas_osoite. Kaikki samaa sas_osoitetta mainostavat fyysiset linkit yhdistetään automaattisesti yhdeksi leveäksi portiksi (jos esimerkiksi HBA:ssa on 2 4x SAS-liitäntää, niin yhdistämällä ne kaikki yhteen koteloon saat leveän portin 8x).

SAS:n ja rinnakkais- SCSI :n vertailu

• SAS käyttää sarjaprotokollaa tiedon siirtämiseen useiden laitteiden välillä ja käyttää siten vähemmän signaalilinjoja.
• SCSI-liitäntä käyttää yhteistä väylää. Näin ollen kaikki laitteet on kytketty samaan väylään ja vain yksi laite voi toimia ohjaimen kanssa kerrallaan. SAS-rajapinta käyttää point-to-point-yhteyksiä - jokainen laite on yhdistetty ohjaimeen erillisellä kanavalla.
• Toisin kuin SCSI, SAS ei vaadi käyttäjää päättämään väylän.
• SCSI:n ongelmana on, että signaalin etenemisaika eri linjoilla, jotka muodostavat rinnakkaisliitännän, voi vaihdella. SAS-rajapinnassa ei ole tätä puutetta.
• SAS tukee suurta määrää laitteita (> 16384), kun taas SCSI-liitäntä tukee 8, 16 tai 32 laitetta väylällä.
• SAS tarjoaa suuremman suorituskyvyn (1,5, 3, 6,12 tai 24 Gbps). Tällainen kaistanleveys voidaan tarjota jokaiselle aloittaja-kohdeyhteydelle, kun taas SCSI-väylällä väylän kaistanleveys jaetaan kaikkien siihen kytkettyjen laitteiden kesken.
• SAS-ohjaimet voivat tukea SATA -liitännällä varustettujen laitteiden liittämistä suoraan - SATA-protokollaa käyttäen, SAS-laajentimien kautta - tunnelointia käyttämällä STP:n (SATA Tunneled Protocol) kautta.
• SAS, kuten rinnakkais-SCSI, käyttää SCSI-komentoja kohdelaitteiden ohjaamiseen ja viestimiseen niiden kanssa.

SAS:n ja SATA:n vertailu

• SAS:lla on osittainen yhteensopivuus SATA -laitteiden kanssa vain liittimien ja kaapeleiden tasolla yksittäisten asemien liittämistä varten. SATA-laitteet käyttävät erilaista fyysistä kerrosta (mukaan lukien erilaiset jännitetasot [3] ) ja eri käskysarjaa ( ATA ). SATA-laitteen yhdistämiseen SAS-alueeseen (eli SAS-laajentimeen) käytetään erityistä STP-protokollaa ( Serial ATA Tunneling Protocol ) ,  joka kuvaa SAS- ja SATA-tunnisteiden neuvottelua [4] .
• SATA 1- ja SAS-laitteet tukevat merkittyjä komentojonoja TCQ ( englanniksi  Tagged Command Queuing ). Samaan aikaan SATA version 2 laitteet tukevat sekä TCQ :ta että NCQ :ta ( Native Command Queuing ) .  Nykyaikaisissa SAS-asemissa suurin jonon syvyys on 256, SATA-asemissa 32.
• Nykyaikaisissa SAS-asemissa on kaksi fyysistä porttia. Tämä mahdollistaa tällaisten levyjen käytön järjestelmissä, joissa on suurempi vikasietokyky, esimerkiksi 2-ohjaimen tallennusjärjestelmissä. Joissakin tallennusjärjestelmissä on mahdollista käyttää SATA-asemia yhdessä ylimääräisten SATA-välittimien kanssa , jotka tarjoavat kaksiporttisen yhteyden [5] .
• SAS-protokolla tarjoaa full-duplex- tiedonsiirron, kun taas SATA toimii half-duplex-tilassa [6] [7] .
• End-to-end Data Protection voidaan toteuttaa SAS-levyillä [ 8 ] . 

SAS-infrastruktuuri

Liittimet

SAS-liittimet ovat yleensä paljon pienempiä kuin perinteiset SCSI-liittimet, joten voit käyttää SAS-liittimiä kompaktien 2,5 tuuman asemien liittämiseen.

SAS-liittimille on useita vaihtoehtoja [9] :

Kuva	koodinimi	Tunnetaan myös	Ulkoinen sisäinen	Yhteystietojen määrä	Linkkien määrä	Kommentti
	SFF-8482	SAS liitin	Sisustus		yksi	Muotokerroin yhteensopiva SATA-laitteiden kanssa. Mahdollistaa SATA-aseman liittämisen SAS-ohjaimeen tai SAS-taustalevyyn. SAS-asemia ei kuitenkaan voi liittää SATA-ohjaimeen, koska SFF-8482-liittimessä on "avain", joka ei salli tavallisen SATA-kaapelin kytkemistä. Kuvassa näkyy kaapelin liitin. SAS-taustalevyjen yhteensopivuuden varmistamiseksi sekä levyjen että SATA-ohjaimien kanssa levypuolella käytetään SFF-8482-liitintä ja ohjaimen liittämiseen SATA-liittimiä. SFF-8482-liittimellä varustettuja kaapeleita käytetään SAS- ja SATA-asemien liittämiseen suoraan ohjaimeen.
	SFF-8484	SAS 4x 32-nastainen	Sisustus	32 (19)	4(2)	Liitin korkealla kosketustiheydellä; SFF-standardi määrittelee liittimet 2 tai 4 laitteen liittämistä varten. Tällä hetkellä katsotaan vanhentuneeksi. SFF-8484:n sijaan käytetään SFF-8087 (mini-SAS) ja SFF-8643 (mini-SAS HD) liittimiä.
	SFF-8485					Määrittää en:SGPIO:n (SFF 8484 -standardin laajennus), sarjaliitännän, jota käytetään yleisesti LED-ilmaisujen ohjaamiseen SAS-taustalevyissä.
	SFF-8470	Liittimen tyyppi Infiniband CX4	Ulkoinen	32	neljä	Ulkoinen liitin korkealla kosketustiheydellä. Tällä hetkellä katsotaan vanhentuneeksi. SFF-8470:n sijaan käytetään SFF-8088 (ulkoinen mini-SAS) ja SFF-8644 (ulkoinen mini-SAS HD) liittimiä.
	SFF-8087	Sisäinen mini-SAS, iPASS	Sisustus	36	neljä	Suuritiheyksinen sisäinen liitin.
	SFF-8088	Ulkoinen mini-SAS	Ulkoinen	26	neljä	Ulkoinen liitin korkealla kosketustiheydellä. Suunniteltu SAS-2:lle (SAS-2) (6 Gb/s per linkki)
	SFF-8643	Sisäinen mini-SAS HD	Sisustus	36	neljä	Suuritiheyksinen sisäinen liitin. Suunniteltu SAS-3:lle (12 Gb/s per linkki)
	SFF-8644	Ulkoinen mini-SAS HD	Ulkoinen	36	neljä	Ulkoinen liitin korkealla kosketustiheydellä. Suunniteltu SAS-3:lle (12 Gb/s per linkki)

Kaapelit

SAS 2.1- ja 3.0-spesifikaatiot edellyttävät ulkoisten liitäntöjen kaapelien enimmäispituudet [10] :

• 10 metriä passiivisille kuparikaapeleille;
• 25 metriä aktiivisille kuparikaapeleille;
• 100 metriä optisille kaapeleille [11] .

Muistiinpanot

1. ↑ T10 .
2. ↑ Demartek Storage Networking Interface -vertailu arkistoitu 11. elokuuta 2019 Wayback Machinessa // 31.7.2019 artikkeli osoitteessa demartek.principledtechnologies.com.
3. ↑ Bill Bissonette .
4. ↑ Robert Elliott .
5. ↑ Willis Whittington .
6. ↑ Anthony Vandewerdt .
7. ↑ SanDisk .
8. ↑ Jim Williams, Martin Petersen .
9. ↑ Seagate: SFF-tiedot .
10. ↑ SNIA .
11. ↑ FCI .

Kirjallisuus

• Serial Attached SCSI Master Roadmap (linkki ei saatavilla) . Käyttöpäivä: 31. maaliskuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 24. maaliskuuta 2015. (määrätön) 

• T10 komitean verkkosivuilla . (määrätön)

• Bill Bissonette. Yhteenveto SAS-SATA OOB-algoritmista, Rev. 0  (englanniksi) (PDF). T10 (2005). Haettu: 9. huhtikuuta 2015.  (linkki ei saatavilla)

• Robert Elliott. Serial Attached SCSI (SAS) Interface Manual, Rev. B  (englanniksi) (PDF). Seagate Technology LLC (2006). Haettu: 9. huhtikuuta 2015.

• Willis Whittington. Desktop, Nearline & Enterprise Disk Drives  (englanniksi) (PDF) 17. SNIA (2007). Haettu: 8. huhtikuuta 2015.

• Anthony Vandewerdt. Arvatkaa minulle tämä: Milloin SAS-asema ei ole SAS-asema?  (englanniksi) . IBM (21. helmikuuta 2012). Käyttöönottopäivä: 18.11.2015.

• Jim Williams, Martin Petersen. Data Integrity in the Storage Stack  (englanniksi) (PDF). SNIA (2008). Haettu: 8. huhtikuuta 2015.

• SFF-komitean tiedot . Haettu: 31. maaliskuuta 2015. (määrätön)

• Bob Hansen. SAS-yhteyksien laajentaminen palvelinkeskuksessa  (englanniksi) (PDF)  (linkki ei ole käytettävissä) . SNIA (2013). Haettu 9. huhtikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 14. huhtikuuta 2015.

• Mini-SAS HD aktiivinen optinen kaapeli  (englanniksi)  (linkki ei saatavilla) . FCI . Haettu 18. marraskuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 19. marraskuuta 2015.

• Erot SAS:n ja  SATA :n välillä . SanDisk. Käyttöönottopäivä: 18.11.2015.

Linkit

• Eri SAS-versioiden tekniset tiedot
• SCSI Trade Association
• Yleiskatsaus SAS:sta

Tietokoneväylät ja rajapinnat
Peruskonseptit	Osoiteväylä Dataväylä Ohjausväylä Kaistanleveydet
Prosessorit	BSB FSB DMI HyperTransport QPI
Sisäinen	S-100 AGP EISA ON LPC MBus MCA NVLink NuBus PCI PCIe PCI-X Q bussi SBus SMBus VLB XT bussi Zorro II Zorro III
kannettavat tietokoneet	pikakortti MXM PC-kortti
Asemat	ST-506 ESDI ATA eSATA kuitukanava hippi NVMe SAS SATA SCSI SATA Express
Periferia	1 johto adb I²C IEEE 1284 (LPT) IEEE 1394 (FireWire) PS/2 UART ( RS-232 , RS-485 ) SPI USB peliportti
Laitteiden hallinta	IEEE-488 VXI FASTBUS CAMAC Sarja CAMAC SpaceWire
Universaali	Multibus tuleva bussi InfiniBand Omni-Path QuickRing SCI RapidIO VMEbus Thunderbolt (Light Peak) IEEE 1355 Angara
Videoliitännät	VGA DVI näyttöportti HDMI Thunderbolt USB4
Sisällytetty järjestelmä	multidrop-bussi Wishbone AMBA