interface de connexion SAS. Compatibilité série sans précédent. Temps de retard moyen

Les systèmes informatiques modernes utilisent les interfaces SATA et SAS pour connecter les disques durs principaux. En règle générale, la première option convient aux postes de travail à domicile, la seconde à ceux des serveurs, de sorte que les technologies ne se font pas concurrence et répondent à des exigences différentes. La différence significative en termes de coût et de capacité de mémoire amène les utilisateurs à se demander en quoi SAS diffère de SATA et à rechercher des options de compromis. Voyons si cela est conseillé.

SAS(Serial Attached SCSI) est une interface série pour connecter des périphériques de stockage, développée sur la base du SCSI parallèle pour exécuter le même ensemble de commandes. Utilisé principalement dans les systèmes de serveur.

SATA(Serial ATA) – interface d'échange de données série basée sur PATA parallèle (IDE). Utilisé à la maison, au bureau, sur les PC multimédia et les ordinateurs portables.

Si nous parlons de disques durs, malgré les différentes caractéristiques techniques et connecteurs, il n'y a pas de différences fondamentales entre les appareils. La rétrocompatibilité unidirectionnelle permet de connecter des disques à la carte serveur à l'aide d'une et d'une seconde interface.

Il est à noter que les deux options de connexion sont également possibles pour les SSD, mais la différence significative entre SAS et SATA dans ce cas résidera dans le coût du disque : le premier peut être des dizaines de fois plus cher pour un volume comparable. Par conséquent, aujourd’hui, une telle solution, si elle n’est pas rare, est assez bien étudiée et est destinée aux centres de traitement de données rapides au niveau de l’entreprise.

Comparaison

Comme nous le savons déjà, SAS est utilisé dans les serveurs, SATA dans les systèmes domestiques. En pratique, cela signifie que les premiers sont accédés par de nombreux utilisateurs en même temps et que de nombreuses tâches sont résolues, tandis que les seconds sont traités par une seule personne. En conséquence, la charge du serveur est beaucoup plus élevée, les disques doivent donc être suffisamment tolérants aux pannes et rapides. Les protocoles SCSI (SSP, SMP, STP) implémentés dans SAS permettent de traiter simultanément davantage d'opérations d'E/S.

Directement pour les disques durs, la vitesse de circulation est déterminée principalement par la vitesse de rotation de la broche. Pour les systèmes de bureau et les ordinateurs portables, 5 400 à 7 200 tr/min sont nécessaires et suffisants. En conséquence, il est presque impossible de trouver un disque SATA à 10 000 tr/min (sauf si vous regardez la série WD VelociRaptor, destinée, là encore, aux postes de travail), et tout ce qui dépasse est absolument inaccessible. Le disque dur SAS tourne à au moins 7 200 tr/min, 10 000 tr/min peuvent être considérés comme la norme et 15 000 tr/min est un maximum suffisant.

Les disques série SCSI sont considérés comme plus fiables et ont un MTBF plus élevé. Dans la pratique, la stabilité est davantage obtenue grâce à la fonction de vérification de la somme de contrôle. Les disques SATA, en revanche, souffrent d'« erreurs silencieuses » lorsque les données sont partiellement écrites ou endommagées, ce qui entraîne l'apparition de secteurs défectueux.

Le principal avantage de SAS contribue également à la tolérance aux pannes du système : deux ports duplex, vous permettant de connecter un périphérique via deux canaux. Dans ce cas, l'échange d'informations s'effectuera simultanément dans les deux sens et la fiabilité est assurée par la technologie Multipath I/O (deux contrôleurs se protègent mutuellement et partagent la charge). La file d'attente des commandes marquées est constituée jusqu'à une profondeur de 256. La plupart des disques SATA ont un port semi-duplex et la profondeur de la file d'attente utilisant la technologie NCQ ne dépasse pas 32.

L'interface SAS nécessite l'utilisation de câbles jusqu'à 10 m de long. Jusqu'à 255 appareils peuvent être connectés à un port via des extensions. SATA est limité à 1 m (2 m pour eSATA) et ne prend en charge qu'une seule connexion point à point.

Les perspectives de développement ultérieur sont là où la différence entre SAS et SATA se fait également sentir de manière assez aiguë. Le débit de l'interface SAS atteint 12 Gbit/s et les fabricants annoncent la prise en charge de taux de transfert de données de 24 Gbit/s. La dernière révision du SATA s'est arrêtée à 6 Gbit/s et n'évoluera pas à cet égard.

Les disques SATA, en termes de coût de 1 Go, ont un prix très attractif. Dans les systèmes où la vitesse d'accès aux données n'est pas critique et où le volume d'informations stockées est important, il est conseillé de les utiliser.

Tableau

SAS	SATA
Pour les systèmes de serveur	Principalement pour les systèmes de bureau et mobiles
Utilise le jeu de commandes SCSI	Utilise le jeu de commandes ATA
Vitesse minimale de la broche du disque dur 7 200 tr/min, maximale – 15 000 tr/min	Minimum 5 400 tr/min, maximum 7 200 tr/min
Prend en charge la technologie pour vérifier les sommes de contrôle lors de l'écriture de données	Un grand pourcentage d'erreurs et de secteurs défectueux
Deux ports duplex intégral	Un port semi-duplex
E/S multivoies prises en charge	Connexion point à point
File d'attente de commandes jusqu'à 256	File d'attente d'équipe jusqu'à 32
Des câbles jusqu'à 10 m peuvent être utilisés	Longueur du câble pas plus de 1 m
Débit du bus jusqu'à 12 Gbit/s (à l'avenir – 24 Gbit/s)	Bande passante 6 Gbit/s (SATA III)
Le coût des disques est plus élevé, parfois de manière significative	Moins cher en termes de prix par 1 Go

Interface SAS.

L'interface SAS ou Serial Attached SCSI fournit une connectivité sur une interface physique, similaire à SATA, dispositifs, contrôlé par un jeu de commandes SCSI. Posséder rétrocompatible avec SATA, il permet de connecter via cette interface tous les périphériques contrôlés par le jeu de commandes SCSI - non seulement des disques durs, mais également des scanners, des imprimantes, etc. Par rapport au SATA, SAS fournit une topologie plus développée, permettant la connexion parallèle d'un périphérique à deux ou plusieurs canaux. Les extensions de bus sont également prises en charge, vous permettant de connecter plusieurs périphériques SAS à un seul port.

Le protocole SAS est développé et maintenu par le comité T10. SAS a été conçu pour communiquer avec des périphériques tels que des disques durs, des lecteurs optiques, etc. SAS utilise une interface série pour fonctionner avec des disques directement connectés et est compatible avec l'interface SATA. Bien que SAS utilise une interface série par opposition à l'interface parallèle utilisée par le SCSI traditionnel, les commandes SCSI sont toujours utilisées pour contrôler les périphériques SAS. Les commandes (Fig. 1) envoyées au périphérique SCSI sont une séquence d'octets d'une certaine structure (blocs de descripteur de commande).

Riz. 1.

Certaines commandes sont accompagnées d'un "bloc de paramètres" supplémentaire, qui suit le bloc descripteur de commande, mais est transmis sous forme de "données".

Un système SAS typique se compose des composants suivants :

1) Initiateurs. Un initiateur est un appareil qui génère des demandes de service pour les appareils cibles et reçoit des accusés de réception au fur et à mesure de l'exécution des demandes.

2) Appareils cibles. Le périphérique cible contient des blocs logiques et des ports cibles qui reçoivent les demandes de service et les exécutent ; Une fois le traitement de la demande terminé, la confirmation de la demande est envoyée à l'initiateur de la demande. Le périphérique cible peut être soit un disque dur distinct, soit une baie de disques entière.

3) Sous-système de livraison de données. Il fait partie du système d'entrée/sortie qui transfère les données entre les initiateurs et les appareils cibles. En règle générale, le sous-système de transmission des données est constitué de câbles qui connectent l'initiateur et le périphérique cible. De plus, en plus des câbles, le sous-système de transmission des données peut inclure des extensions SAS.

3.1) Extensions. Les extensions SAS sont des périphériques qui font partie du sous-système de livraison de données et permettent de faciliter les transferts de données entre les périphériques SAS, par exemple, vous permettant de connecter plusieurs périphériques SAS cibles à un port initiateur. La connexion via le prolongateur est totalement transparente pour les appareils cibles.

SAS prend en charge la connexion de périphériques avec une interface SATA. SAS utilise un protocole série pour transférer des données entre plusieurs appareils et utilise donc moins de lignes de signal. SAS utilise des commandes SCSI pour contrôler et communiquer avec les périphériques cibles. L'interface SAS utilise des connexions point à point - chaque périphérique est connecté au contrôleur par un canal dédié. Contrairement à SCSI, SAS ne nécessite pas de terminaison du bus par l'utilisateur. L'interface SCSI utilise un bus commun : tous les périphériques sont connectés à un seul bus et un seul périphérique à la fois peut fonctionner avec le contrôleur. En SCSI, la vitesse de transfert des informations le long des différentes lignes qui composent l'interface parallèle peut différer. L'interface SAS ne présente pas cet inconvénient. SAS prend en charge un très grand nombre de périphériques, tandis que SCSI prend en charge 8, 16 ou 32 périphériques par bus. SAS prend en charge des débits de données élevés (1,5, 3,0 ou 6,0 Gbit/s). Cette vitesse peut être obtenue en transférant des informations sur chaque connexion, tandis que sur le bus SCSI, la bande passante du bus est répartie entre tous les périphériques qui y sont connectés.

SATA utilise le jeu de commandes ATA et prend en charge les disques durs et les lecteurs optiques, tandis que SAS prend en charge une plus large gamme de périphériques, notamment les disques durs, les scanners et les imprimantes. Les périphériques SATA sont identifiés par leur numéro de port de contrôleur d'interface SATA, tandis que les périphériques SAS sont identifiés par leurs identifiants WWN (World Wide Name). Les périphériques SATA (version 1) ne prenaient pas en charge les files d'attente de commandes, tandis que les périphériques SAS prenaient en charge les files d'attente de commandes balisées. Les appareils SATA depuis la version 2 prennent en charge Native Command Queuing (NCQ).

Le matériel SAS communique avec les périphériques cibles sur plusieurs lignes indépendantes, ce qui augmente la tolérance aux pannes du système (l'interface SATA n'a pas cette capacité). Dans le même temps, SATA version 2 utilise des duplicateurs de ports pour obtenir une capacité similaire.

SATA est principalement utilisé dans des applications non critiques telles que les ordinateurs personnels. L'interface SAS, en raison de sa fiabilité, peut être utilisée dans des serveurs critiques. La détection et la gestion des erreurs sont bien mieux définies dans SAS que dans SATA. SAS est considéré comme un sur-ensemble de SATA et ne le concurrence pas.

Les connecteurs SAS sont beaucoup plus petits que les connecteurs SCSI parallèles traditionnels, ce qui permet d'utiliser des connecteurs SAS pour connecter des disques compacts de 2,5 pouces. SAS prend en charge le transfert d'informations à des vitesses allant de 3 Gbit/s à 10 Gbit/s. Il existe plusieurs options pour les connecteurs SAS :

SFF 8482 - option compatible avec le connecteur d'interface SATA ;

SFF 8484 - connecteur interne avec emballage de contacts dense ; vous permet de connecter jusqu'à 4 appareils ;

SFF 8470 - connecteur avec contacts étroitement emballés pour connecter des appareils externes ; vous permet de connecter jusqu'à 4 appareils ;

SFF 8087 - connecteur Molex iPASS réduit, contient un connecteur pour connecter jusqu'à 4 appareils internes ; prend en charge une vitesse de 10 Gbit/s ;

SFF 8088 - connecteur Molex iPASS réduit, contient un connecteur pour connecter jusqu'à 4 périphériques externes ; prend en charge une vitesse de 10 Gbit/s.

Le connecteur SFF 8482 vous permet de connecter des périphériques SATA aux contrôleurs SAS, éliminant ainsi le besoin d'installer un contrôleur SATA supplémentaire simplement parce que vous devez connecter un graveur de DVD, par exemple. A l'inverse, les périphériques SAS ne peuvent pas se connecter à l'interface SATA et sont équipés d'un connecteur qui les empêche de se connecter à l'interface SATA.

Depuis plus de 20 ans, l'interface de bus parallèle constitue le protocole de communication le plus courant pour la plupart des systèmes de stockage numérique. Mais à mesure que le besoin de débit et de flexibilité du système s'est accru, les lacunes des deux technologies d'interface parallèle les plus courantes sont devenues évidentes : SCSI et ATA. Le manque de compatibilité entre les interfaces parallèles SCSI et ATA (différents connecteurs, câbles et jeux de commandes utilisés) augmente les coûts de maintenance du système, de recherche et développement, de formation et de qualification des nouveaux produits.

À ce jour, les technologies parallèles restent satisfaisantes pour les utilisateurs de systèmes d'entreprise modernes en termes de performances, mais les exigences croissantes en matière de vitesses plus élevées, de sécurité accrue des données lors de la transmission, de réduction de la taille physique ainsi que d'une standardisation plus large remettent en question la capacité d'un interface parallèle sans coûts inutiles pour suivre le rythme de l'augmentation rapide des performances du processeur et de la vitesse du disque dur. De plus, en période d'austérité, il devient de plus en plus difficile pour les entreprises de trouver des fonds pour le développement et la maintenance de connecteurs hétérogènes sur les panneaux arrière des boîtiers de serveurs et des baies de disques externes, pour tester la compatibilité des interfaces hétérogènes et pour inventorier les connexions hétérogènes. effectuer des opérations d’E/S.

L'utilisation d'interfaces parallèles pose également un certain nombre d'autres problèmes. La transmission de données en parallèle sur une large chaîne en série est sujette à une diaphonie, ce qui peut créer des interférences supplémentaires et conduire à des erreurs de signal. Pour éviter ce piège, vous devez réduire la vitesse du signal ou limiter la longueur du câble, ou faire les deux. La terminaison des signaux parallèles est également associée à certaines difficultés - vous devez terminer chaque ligne séparément, généralement cette opération est effectuée par le dernier lecteur, afin d'éviter que le signal ne soit réfléchi à l'extrémité du câble. Enfin, les gros câbles et connecteurs utilisés dans les interfaces parallèles rendent ces technologies inadaptées aux nouveaux systèmes informatiques compacts.

Présentation de SAS et SATA

Les technologies série telles que Serial ATA (SATA) et Serial Attached SCSI (SAS) surmontent les limitations architecturales des interfaces parallèles traditionnelles. Ces nouvelles technologies tirent leur nom de la méthode de transmission du signal, lorsque toutes les informations sont transmises séquentiellement (série anglaise), en un seul flux, contrairement aux flux multiples utilisés dans les technologies parallèles. Le principal avantage d'une interface série est que lorsque les données sont transférées en un seul flux, elles se déplacent beaucoup plus rapidement que lors de l'utilisation d'une interface parallèle.

Les technologies série combinent de nombreux bits de données en paquets, puis les transmettent via un câble à des vitesses jusqu'à 30 fois supérieures à celles des interfaces parallèles.

SATA étend les capacités de la technologie ATA traditionnelle, permettant le transfert de données entre disques durs à des vitesses de 1,5 Go par seconde et plus. En raison de son faible coût par gigaoctet de capacité disque, SATA restera l'interface disque dominante dans les ordinateurs de bureau, les serveurs d'entrée de gamme et les systèmes de stockage en réseau où le coût est un facteur majeur.

La technologie SAS, successeur du SCSI parallèle, s'appuie sur les fonctionnalités éprouvées de son prédécesseur et promet d'améliorer considérablement les capacités des systèmes de stockage d'entreprise actuels. SAS offre un certain nombre d'avantages que les solutions de stockage traditionnelles n'offrent pas. En particulier, SAS vous permet de connecter jusqu'à 16 256 appareils à un seul port et fournit une connexion série point à point fiable à des vitesses allant jusqu'à 3 Gb/s.

De plus, avec un connecteur plus petit, SAS offre une connectivité complète à deux ports pour les disques 3,5" et 2,5" (auparavant uniquement disponible pour les disques Fibre Channel 3,5"). Il s'agit d'une fonctionnalité très utile lorsque vous devez intégrer un grand nombre de disques redondants dans un système compact, tel qu'un serveur lame extra-plat.

SAS améliore l'adressage et la connectivité des disques grâce à des extensions matérielles qui permettent de connecter un grand nombre de disques à un ou plusieurs contrôleurs hôtes. Chaque extension permet de connecter jusqu'à 128 périphériques physiques, qui peuvent être d'autres contrôleurs hôtes, d'autres extensions SAS ou des lecteurs de disque. Ce schéma s'adapte bien et vous permet de créer des topologies à l'échelle de l'entreprise qui prennent facilement en charge le clustering multi-nœuds pour la récupération automatique du système en cas de panne et pour une répartition uniforme de la charge.

L'un des principaux avantages de la nouvelle technologie série est que l'interface SAS sera également compatible avec les disques SATA moins coûteux, permettant ainsi aux concepteurs de systèmes d'utiliser les deux types de disques dans le même système sans encourir de coûts supplémentaires pour prendre en charge deux interfaces différentes. Ainsi, SAS, la nouvelle génération de technologie SCSI, surmonte les limitations actuelles des technologies parallèles en termes de performances, d'évolutivité et de disponibilité des données.

Plusieurs niveaux de compatibilité

Compatibilité physique

Le connecteur SAS est universel et est compatible avec SATA en termes de facteur de forme. Cela permet aux disques SAS et SATA d'être directement connectés au système SAS, permettant au système d'être utilisé soit pour des applications critiques qui nécessitent des performances élevées et un accès rapide aux données, soit pour des applications plus rentables avec un coût par gigaoctet inférieur. .

Le jeu de commandes SATA est un sous-ensemble du jeu de commandes SAS, permettant la compatibilité entre les périphériques SATA et les contrôleurs SAS. Cependant, les disques SAS ne peuvent pas fonctionner avec un contrôleur SATA, ils sont donc équipés de touches spéciales sur les connecteurs pour éliminer la possibilité d'une connexion incorrecte.

De plus, la physique similaire des interfaces SAS et SATA permet de créer un nouveau fond de panier SAS universel prenant en charge les disques SAS et SATA. Par conséquent, il n'est pas nécessaire d'utiliser deux fonds de panier différents pour les disques SCSI et ATA. Cette compatibilité de conception profite à la fois aux fabricants de panneaux arrière et aux utilisateurs finaux en réduisant les coûts de matériel et d'ingénierie.

Compatibilité du protocole

La technologie SAS comprend trois types de protocoles, chacun étant utilisé pour transférer différents types de données via l'interface série en fonction du périphérique auquel vous accédez. Le premier est le protocole série SCSI (Serial SCSI Protocol SSP), transmettant les commandes SCSI, le second est le protocole de gestion SCSI (SCSI Management Protocol SMP), transmettant les informations de contrôle aux extensions. Le troisième, SATA Tunneled Protocol STP, établit une connexion qui permet la transmission des commandes SATA. Grâce à l'utilisation de ces trois protocoles, l'interface SAS est entièrement compatible avec les applications SCSI, logiciels de contrôle et périphériques SATA existants.

Cette architecture multiprotocole, combinée à la compatibilité physique des connecteurs SAS et SATA, fait de la technologie SAS le lien universel entre les périphériques SAS et SATA.

Avantages de la compatibilité

La compatibilité SAS et SATA offre de nombreux avantages aux concepteurs de systèmes, aux constructeurs et aux utilisateurs finaux.

Les concepteurs de systèmes peuvent utiliser les mêmes fonds de panier, connecteurs et connexions de câbles grâce à la compatibilité SAS et SATA. La mise à niveau d'un système avec le passage de SATA à SAS revient en fait au remplacement des lecteurs de disque. En revanche, pour les utilisateurs d'interfaces parallèles traditionnelles, passer de l'ATA au SCSI signifie remplacer les fonds de panier, les connecteurs, les câbles et les disques. Parmi les autres avantages rentables d’une interopérabilité technologique cohérente figurent une certification et une gestion des actifs simplifiées.

Les revendeurs VAR et les constructeurs de systèmes peuvent reconfigurer facilement et rapidement des systèmes personnalisés en installant simplement le lecteur de disque approprié dans le système. Il n'est pas nécessaire de travailler avec des technologies incompatibles et d'utiliser des connecteurs spéciaux et différentes connexions de câbles. De plus, la flexibilité supplémentaire permettant d'équilibrer prix et performances permettra aux revendeurs VAR et aux constructeurs de systèmes de mieux différencier leurs produits.

Pour les utilisateurs finaux, la compatibilité SATA et SAS signifie un nouveau niveau de flexibilité lorsqu'il s'agit de choisir le meilleur rapport prix/performance. Les disques SATA constitueront la meilleure solution pour les serveurs et les systèmes de stockage à faible coût, tandis que les disques SAS offriront des performances, une fiabilité et une compatibilité maximales avec les logiciels de gestion. La possibilité de passer des disques SATA aux disques SAS sans avoir à acheter un nouveau système simplifie considérablement la décision d'achat, protège votre investissement système et réduit le coût total de possession.

Développement conjoint des protocoles SAS et SATA

Le 20 janvier 2003, la SCSI Trade Association (STA) et le groupe de travail Serial ATA (SATA) II ont annoncé une collaboration pour garantir la compatibilité au niveau système de la technologie SAS avec les lecteurs de disque SATA.

La collaboration entre les deux organisations, ainsi que les efforts combinés des fournisseurs de stockage et des comités de normalisation, visent à fournir des directives d'interopérabilité encore plus précises pour aider les concepteurs de systèmes, les professionnels de l'informatique et les utilisateurs finaux à affiner leurs systèmes pour des performances et une fiabilité optimales. et un coût total de possession inférieur.

La spécification SATA 1.0 a été approuvée en 2001 et il existe aujourd'hui des produits SATA de différents fabricants sur le marché. La spécification SAS 1.0 a été approuvée début 2003 et les premiers produits devraient arriver sur le marché au premier semestre 2004.

La deuxième interface de mémoire externe, SCSI (Small Computer System Interface), a été développée et adoptée par l'ANSI en 1986 (appelée plus tard SCSI-1). Les taux de transfert de données utilisant cette interface parallèle 8 bits étaient (à une horloge de bus de 5 MHz) de 4 Mo/s en mode asynchrone et de 5 Mo/s en mode synchrone. Contrairement à l'interface IDE/ATA, l'interface SCSI peut connecter non seulement des périphériques internes mais aussi externes : imprimantes, scanners, etc. Le nombre maximum de périphériques connectés au bus SCSI était de 8 et la longueur maximale du câble était de 6 m.

Le développement des standards et le support de l'interface SCSI sont réalisés par le comité T10 INCITS, c'est-à-dire la même organisation qui développe les normes IDE (ATA). En 1996, la SCSI Trade Association - STA (SCSI Trade Association) a été créée pour promouvoir la norme SCSI. Cette association regroupe une trentaine de constructeurs de matériel informatique.

Les normes SCSI suivantes - SCSI-2 (1994) et SCSI-3 (1995) ont introduit un ensemble commun de commandes CCS (Common Command Set) - 18 commandes de base nécessaires à la prise en charge de tout périphérique SCSI, ajout de la possibilité de stocker dans un périphérique de file d'attente commandes reçues de l'ordinateur et leur traitement conformément à des priorités spécifiées. De plus, dans ces normes, outre le bus 8 bits, un bus 16 bits est également défini, la fréquence d'horloge est augmentée à 20 MHz et la vitesse de transfert de données peut atteindre 20 Mo/s.

Le développement de la norme SCSI-3 repose sur les normes actuellement utilisées Ultra3 SCSI (1999), pour lesquelles une fréquence de bus de 40 MHz et un taux de transfert de 160 Mo/s sont définis, et Ultra320 SCSI (2002) - une fréquence de bus de 80 MHz et une vitesse de transfert de 320 Mo/s

L'échange de données selon ces normes est mis en œuvre selon la méthode LDVS (la même que dans le bus PCI Express). Le nombre maximum de périphériques connectés pour Ultra3 SCSI et Ultra320 SCSI est de 16 et la longueur maximale du câble est de 12 m.

La norme Ultra640 SCSI (2003) avec une fréquence de bus de 160 MHz et une vitesse de 640 Mo/s a également été développée, mais cette norme n'est pas largement utilisée car en raison de la courte longueur du câble, il est impossible de se connecter plus de deux appareils dessus.

La communication entre le périphérique SCSI et le bus E/S s'effectue à l'aide d'un adaptateur SCSI spécial (contrôleur) inséré dans le connecteur PCI ou intégré à la carte mère. En plus de l'adaptateur SCSI (Fig. 1.3.8a), appelé adaptateur hôte, chaque périphérique possède son propre adaptateur intégré qui lui permet d'interagir avec le bus SCSI. Si le périphérique est le dernier de la chaîne des périphériques de bus SCSI, un périphérique spécial est connecté après lui - un terminateur pour empêcher la réflexion des signaux transmis le long du bus (Fig. 1.3.8b).

Ultra3 SCSI et Ultra320 SCSI utilisent deux types de connecteurs : 68 broches (Fig. 1.3.8c) et 80 broches (Fig. 1.3.8d). Le deuxième type de connecteur, en plus des lignes de données et de commande, contient également des lignes électriques pour les appareils et offre la possibilité de connecter « à chaud » l'appareil à un ordinateur.

Riz. 1.3.8. Périphériques SCSI : a) Adaptateur SCSI : 1 – connecteurs pour connecter des périphériques externes ; 2 – connecteur pour connecter un périphérique interne ; 3 – contrôleur SCSI ;

b) Bus SCSI : 1 – connecteur adaptateur ; 2 – connecteurs pour connecter des appareils ; 3 – terminateur ; c) connecteur SCSI 68 broches ; d) Connecteur SCSI 80 broches

Lors de l'utilisation de SCSI, les données sont transférées en parallèle, tout comme dans IDE (ATA). Pour les mêmes raisons que dans l'IDE (ATA), le développement du SCSI - SAS (Serial Attached SCSI) connecté en série a été lancé. L'interface SAS est compatible avec l'interface SATA et utilise en même temps les commandes SCSI, la possibilité de brancher « à chaud » des périphériques externes, ainsi que la possibilité de connecter, en plus des disques durs et optiques, d'autres périphériques, tels que une imprimante ou un scanner. Actuellement, l'interface SAS remplace progressivement l'interface SCSI dans les ordinateurs et périphériques.

La première spécification SAS, SAS 1.0, a été publiée par le comité T10 en 2003. Il définit des taux de transfert de données de 1,5 et 3 Gbit/s pour la connexion d'appareils à l'intérieur de l'unité système informatique avec une longueur de câble maximale de 1 m et la connexion externe d'appareils avec une longueur de câble maximale de 8 m.

En 2005, la spécification SAS 1.1 a été publiée, corrigeant les erreurs de la spécification SAS 1.0.

La spécification SAS 2.0 (2009) a ajouté une vitesse de 6 Gbit/s et augmenté la longueur maximale du câble à 10 m.

L'échange de données en SAS, ainsi qu'en SCSI, est mis en œuvre à l'aide de la méthode LDVS.

Deux paires de signaux différentiels (réception et transmission) forment un canal physique dans SAS. Un ou plusieurs canaux physiques forment à leur tour un port. Le nombre de canaux physiques sur un port est indiqué par un chiffre suivi d'un « x ». Ainsi, la désignation 4x signifie que le port contient 4 canaux (8 paires de signaux). Chaque port possède une adresse unique de 64 bits attribuée par le fabricant du matériel SAS. Un périphérique SAS peut avoir un ou plusieurs ports. Un port doté d'un seul canal est appelé port étroit, et un port doté de deux canaux ou plus est appelé port large.

Ainsi, deux ports avec une vitesse de 3 Gbit/s peuvent être utilisés soit comme deux canaux de communication séparés avec différents appareils, soit comme un seul canal de communication avec une vitesse de 6 Gbit/s. De plus, la spécification SAS 2.0 ajoute la possibilité de diviser un port 6 Gbit/s en deux canaux 3 Gbit/s.

Lors de la connexion des appareils, SAS utilise des connecteurs standardisés par le comité Small Form Factor (SFF). Ce comité développe et prépare les spécifications des connecteurs utilisés dans divers appareils. Chaque connecteur est identifié par le préfixe « SFF- » suivi d'un numéro de connecteur à quatre chiffres commençant par le chiffre 8.

Les principaux connecteurs utilisés en SATA sont :

· Connecteur SFF-8482 pour connecter un périphérique interne (Fig. 1.3.9a);

· Connecteur SFF-8484 – 4x connecteur pour connecter des appareils internes (Fig. 1.3.9b) ;

· Connecteur SFF-8087 – 4x connecteur (miniSAS) pour connecter des périphériques internes (Fig. 1.3.9c) ;

· Connecteur SFF-8470 – 4x connecteur pour connecter des appareils externes (Fig. 1.3.9d) ;

· Connecteur SFF-8088 – 4x connecteur (miniSAS) pour connecter des périphériques externes (Fig. 1.3.9e).

L'interface SAS prend en charge un jeu de commandes compatible avec le jeu de commandes SATA, vous pouvez donc connecter des périphériques SATA au module d'extension SAS (généralement à l'aide du connecteur SFF-8482).

Le câble le plus courant pour connecter des périphériques SAS externes avec des connecteurs SFF-8088 aux extrémités du câble est illustré à la Fig. 1.3.9e. Pour connecter des périphériques externes via l'interface eSATA, vous pouvez utiliser un câble avec un connecteur SFF-8088 à une extrémité et 4 connecteurs eSATA à l'autre (Fig. 1.3.9g).

Riz. 1.3.9. Connecteurs SAS : a) connecteur SAS mâle 29 broches pour périphériques internes (SFF-8482) b) connecteur SAS 4x mâle 32 broches pour périphériques internes (SFF-8484) ; c) connecteur mini-SAS 4x à 26 broches pour périphériques internes (SFF-8087) ; d) connecteur SAS 4x mâle à 26 broches pour périphérique externe (SFF-8470) ; e) Connecteur mini-SAS 4x à 26 broches pour périphérique externe (SFF-8088) ; f) câble SFF-8088 – SFF-8088 ; g) câble SFF-8088 – 4 eSATA

Le système avec interface SAS se compose des composants suivants :

· Initiateur – génère des demandes de service pour les appareils cibles et reçoit la confirmation de l'exécution des demandes (implémenté sous la forme d'un microcircuit sur la carte mère ou sur une carte connectée au bus de la carte mère) ;

· Périphérique cible – contient des blocs logiques et des ports cibles qui reçoivent les demandes de service et les exécutent ; une fois le traitement de la demande terminé, la confirmation de la demande est envoyée à l'initiateur de la demande (il peut s'agir soit d'un disque dur séparé, soit d'un ensemble complet de disques).

· Sous-système de livraison de données (Service Delivery Subsystem) – transfère les données entre les initiateurs et les périphériques cibles (se compose de câbles et d'extensions SAS).

· SAS Expander – connecte plusieurs périphériques SAS à un port initiateur.

Dans les ordinateurs de bureau, un module d'extension SAS est implémenté sous la forme d'une carte qui se connecte au bus PCI Express et contient un contrôleur SAS qui agit comme initiateur, ainsi qu'un ou plusieurs connecteurs SAS internes et/ou externes auxquels les périphériques dotés d'un SAS ou l'interface SATA sont connectées ( eSATA) (Fig. ?????a et Fig. ?????b).

Les disques SAS (eSATA) peuvent être placés dans le boîtier (Fig. ?????c). Un tel périphérique est appelé baie de disques. En plus des lecteurs, la baie de disques contient une carte d'extension SAS intégrée (Fig. ?????d), un connecteur d'alimentation, ainsi qu'une prise pour la connexion à l'ordinateur de contrôle (prise d'entrée) et 1 ou 2 prises pour connexion à d'autres ordinateurs (prises d'entrée) . La présence de ces emplacements permet à plusieurs ordinateurs de partager des données sur les disques d'une baie de disques.

Un exemple de connexion de disques eSATA à un ordinateur à l'aide du câble illustré à la Fig. 1.3.9zh et les ordinateurs à la baie de disques à l'aide du câble illustré à la Fig. 1.3.9e, illustré à la Fig. riz. ?????d.

Riz. ??????. Outils SAS : a) carte pour connecter deux périphériques internes :

1 – Contrôleur SAS (initiateur) ; 2 – prises SF-8087 ; b) carte pour connecter deux appareils externes : 2 – prises SF-8088 ; 1 – Contrôleur SAS (initiateur) ; c) baie de disques avec 15 disques SAS (eSATA) ; d) Extension de baie de disques SAS ;

e) un exemple d'utilisation de SAS pour connecter des disques externes : 1 – disques eSATA ; 2 – baie de disques connectée à deux ordinateurs

L'implémentation matérielle de SAS, comme auparavant SCSI, est plus coûteuse sur un ordinateur que l'implémentation d'ATA et SATA (eSATA). Cela est dû, premièrement, au fait que les contrôleurs ATA et SATA sont généralement intégrés à la carte mère et que les cartes mères de bureau avec interface SCSI et SAS intégrée ne sont pratiquement pas produites, il est donc nécessaire d'acheter un contrôleur SCSI ou SAS. carte. Deuxièmement, les appareils dotés d'une interface SAS ont de plus grandes capacités que les appareils ATA et SATA (eSATA). Par exemple, les disques SAS peuvent être à double port, c'est-à-dire Ils peuvent soit être connectés à deux ordinateurs, soit communiquer avec l'ordinateur deux fois plus rapidement qu'avec un seul port. Cependant, cela entraîne des coûts plus élevés pour les disques SAS.

Par conséquent, le principal domaine d'application de SAS, comme SCSI, concerne les ordinateurs (serveurs) puissants avec des exigences accrues en matière de vitesse d'échange, de fiabilité et de sécurité des données.

Grâce à l'utilisation d'extenseurs, le sous-système de transmission de données SAS offre plus de fonctionnalités que le système SATA (eSATA). De plus, des périphériques SATA moins chers (eSATA) peuvent être utilisés dans ce sous-système.

Un système unique composé d'ordinateurs interconnectés, de périphériques, d'extendeurs SAS et de câbles SAS, SATA et eSATA est appelé un domaine. Le nombre maximum d'extendeurs et de périphériques par domaine est de 16 256. Un système SAS peut être constitué de plusieurs domaines, avec des initiateurs et des périphériques individuels appartenant à deux domaines adjacents.

Il existe deux types d'extendeurs pouvant être utilisés dans un domaine : un extenseur de commutateur et un extenseur feuille.

L'extenseur de diffusion (Fig. ?????a) effectue le routage des flux de données des initiateurs vers les périphériques du domaine cible dans le domaine SAS. Il ne devrait y avoir qu’un seul prolongateur de commutateur par domaine.

L'extenseur de périphérie (Fig. ?????b) est connecté soit à l'extenseur de commutateur, soit à un autre extenseur de périphérie et est utilisé pour acheminer les flux de données des appareils et des extenseurs qui y sont connectés. Le nombre maximum d'appareils desservis par l'extension de terminal est de 128.

Les appareils peuvent être connectés soit à un prolongateur de commutateur, soit à un prolongateur de terminal. Si le domaine n'implique pas de commutateur d'extension, le nombre d'extensions finales ne doit pas dépasser 2.

À la mise sous tension, tous les périphériques du système SAS échangent leurs adresses entre eux et le système entre dans un état actif dans lequel les commandes, les paquets de données et les messages de contrôle sont échangés. L'ajout d'un nouvel appareil au système (branchement « à chaud ») ou la déconnexion d'un appareil entraîne la génération d'un message de contrôle, à la réception duquel tous les prolongateurs reconstruisent leur schéma de routage et informent les initiateurs du changement dans la configuration du système.

Un exemple de configuration de domaine SAS est présenté dans la Fig. riz. ?????V.

Riz. ??????. Utilisation de SAS dans les serveurs : a) commutateur d'extension à 12 ports avec prises SFF-8470 (vues avant et arrière) ; b) Extension de terminal à 12 ports avec prises SFF-8470 (vues avant et arrière) ; c) exemple de domaines SAS :

1 – lancement de serveurs avec des cartes d'extension SAS ; 2 - Extensions de terminaux SAS ;

3 – disques monoport avec interface SAS ; 4 – commutateur d'extension SAS ;

5 – disques avec interface eSATA ; 6 – disques double port avec interface SAS ;

7 – baie de disques avec extenseur SAS intégré

SATA(Serial ATA) – interface d'échange de données série basée sur PATA parallèle (IDE). Utilisé à la maison, au bureau, sur les PC multimédia et les ordinateurs portables.

Différence entre SAS et SATA

tableau de comparaison

SAS	SATA
Pour les systèmes de serveur	Principalement pour les systèmes de bureau et mobiles
Utilise le jeu de commandes SCSI	Utilise le jeu de commandes ATA
Vitesse minimale de la broche du disque dur 7 200 tr/min, maximale – 15 000 tr/min	Minimum 5 400 tr/min, maximum 7 200 tr/min
Prend en charge la technologie pour vérifier les sommes de contrôle lors de l'écriture de données	Un grand pourcentage d'erreurs et de secteurs défectueux
Deux ports duplex intégral	Un port semi-duplex
E/S multivoies prises en charge	Connexion point à point
File d'attente de commandes jusqu'à 256	File d'attente d'équipe jusqu'à 32
Des câbles jusqu'à 10 m peuvent être utilisés	Longueur du câble pas plus de 1 m
Débit du bus jusqu'à 12 Gbit/s (à l'avenir – 24 Gbit/s)	Bande passante 6 Gbit/s (SATA III)
Le coût des disques est plus élevé, parfois de manière significative	Moins cher en termes de prix par 1 Go

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Comparaison

Tableau

Présentation de SAS et SATA

Plusieurs niveaux de compatibilité

Développement conjoint des protocoles SAS et SATA

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