Достоинства интерфейса SATA - производительность и относительно невысокая стоимость устройств, часто противопоставляют функциональным возможностям параллельного интерфейса SCSI. Чтобы совместить эти характеристики, разработчики создали последовательный интерфейс, призванный заменить шину SCSI. Итогом этой работы стало появление на рынке нового интерфейса, получившего название Serial Attached SCSI (SAS). Сочетание надежности и функциональности, характерных для SCSI, с производительностью, обеспечиваемой последовательными интерфейсами, делает SAS оптимальным выбором при создании устройств, максимально удовлетворяющих требованиям современных серверов и систем хранения данных любого уровня.
Пропускная способность первого поколения SAS составляла 3 Гбит/с. В дальнейшем производительность шины планировалось увеличить до 12 Гбит/с, что в полной мере соответствует темпам развития ИТ-индустрии. Характерное для SAS полнодуплексное соединение "точка-точка" обеспечивает одновременное функционирование нескольких устройств, как инициирующих обмен данными ("инициаторы"), так и реализующих этот процесс ("исполнители"). Устройства могут передавать информацию сразу в двух направлениях, что позволяет более эффективно использовать пропускную способность шины. Кроме того, широкие порты (рис. 1), применяемые в SAS, делают возможным объединение до восьми SAS- или SATA-каналов, благодаря чему скорость передачи данных может быть увеличена до 24 Гбит/с.
Рис. 1.
Четырехпроводной кабель длиной до 8 м упрощает соединительные разъемы, обеспечивающие горячее подключение устройств SAS. Компактный дизайн кабелей не мешает прохождению воздушных потоков в корпусах СХД и серверов, что позволяет оптимизировать систему охлаждения.
Возможность одновременного подключения разных типов дисков к СХД - одно из наиболее значимых свойств интерфейса SAS. Несмотря на то что разные типы накопителей обычно рассчитаны на определенные классы приложений, большинство корпоративных пользователей используют как SAS-, так и SATA-диски. Дизайн объединительных плат (backplane) и протокол интерфейса SAS позволяют одновременно применять в одной системе и SAS-, и SATA-приводы, что снижает стоимость систем хранения данных и значительно упрощает их проектирование.
SATA-диски, разработанные для применения в недорогих массивах хранения большого объема данных, имеют невысокую скорость вращения шпинделя (как правило, 7200 об./мин), относительно небольшое среднее время наработки на отказ (MTBF) и низкую цену. Таким образом, их применение экономически оправданно для работы с приложениями, не требующими большого количества транзакций и высокой доступности данных.
SAS-диски, напротив, сразу проектировались с целью обеспечить высокую производительность и надежность систем хранения данных. Этот тип дисков отличается большей скоростью вращения шпинделя (10-15 тыс. об./мин), а также наличием функции компенсации вращательных вибраций, что обеспечивает целостность данных и более высокий уровень надежности работы системы в целом.
Сигналы разъема SATA представляют собой подмножество SAS-сигналов, а включенный в SAS протокол SATA Tunneled Protocol (STP) передает на SATA-устройства команды SATA, поэтому устройства на базе интерфейса SATA полностью совместимы с SAS-контроллерами.
Установка или модернизация SATA- или SAS-дисков в одной системе обычно проводится путем замены одного типа дисков другим, так как объединительная плата SAS позволяет работать с устройствами на базе обоих интерфейсов. Но к объединительной плате SATA допустимо подключать только устройства SATA, поэтому для большей гибкости и универсальности системы рекомендуется изначально использовать объединительные платы с SAS-интерфейсом.
Обратная совместимость шины SAS с предыдущими поколениями интерфейса SCSI с точки зрения ПО позволяет без особых усилий интегрировать существующие компоненты (контроллеры и дисковые накопители) во вновь создаваемую SAS-инфраструктуру, не требуя затрат на обучение персонала и изменения уже применяемого ПО.
Интерфейс SAS обладает более широкими возможностями для масштабирования. При построении систем хранения данных на базе параллельного интерфейса SCSI все устройства подключаются непосредственно к одной шине. Увеличение числа шин за счет добавления дополнительных контроллеров не способно значительно улучшить показатели масштабируемости системы. В отличие от параллельных интерфейсов, в случае SAS можно применять специальные модули расширения (рис. 2), упрощающие проектирование масштабируемых внешних СХД и позволяющие создавать гибкие топологии для хранения и обработки информации, способные поддерживать работу до 16 256 накопителей на базе интерфейсов SAS и SATA.
Рис. 2. Топология систем на базе SAS с модулями расширения.
На протяжении долгого времени при построении крупных вычислительных систем на базе параллельных интерфейсов использовалось множество контроллеров, обеспечивающих доступ серверов и рабочих станций к дисковым ресурсам, что позволяло добиться непрерывной передачи данных даже в случае выхода из строя одного из контроллеров. Тем не менее подобная схема имеет существенный недостаток - наличие единой точки отказа, которая способна заблокировать доступ к любому устройству, подключенному к параллельной шине. В свою очередь, спроектировать систему, не имеющую ни единой точки отказа, можно при помощи устройств SAS, имеющих два порта.
Надежность СХД на базе интерфейса SAS обеспечивается также за счет использования модулей расширения, позволяющих подключать устройства к большому количеству контроллеров, которые поддерживают взаимодействие различных устройств. При этом "исполнители" могут получать команды по одному каналу, в то время как данные передаются по другому, что увеличивает отказоустойчивость системы.
Возможность SAS использовать модули расширения, способные поддерживать как двухпортовые дисковые накопители SAS, так и диски SATA с мультиплексорами (двухпортовыми адаптерами), в значительной мере облегчает создание высоконадежных систем. Появление двухпортовых SAS-дисков форм-фактора 2,5 дюйма в дополнение к стандартным 3,5-дюйм дискам позволяет создавать отказоустойчивые системы, обладающие высокой плотностью вычислительных ресурсов, а также проектировать многоузловые кластеры для повышения надежности работы приложений или балансировки нагрузки. Учитывая функциональные преимущества SAS, можно уже сейчас с уверенностью говорить о том, что использование этого интерфейса при проектировании СХД расширит возможности устройств хранения информации и позволит удовлетворить широкий спектр требований различных уровней: от предприятий малого и среднего бизнеса до крупных корпораций.
Версия сайта для слабовидящих