Sas mix use что это

Обновлено: 05.07.2024

В чём смысл параллельного существования и развития отдельного стандарта SAS когда SATA развивается и черпает вдохновение из того же SCSI и почему SAS/SCSI-винчи имеют другие ёмкости (причём загадочной кратности) и, обычно, более высокие обороты (в то время как на ограничение пропускной способности при существовании SATA 3 это вроде как не свалить)? В каких случаях кроме брутального high-load, хостинга множества виртуалок и многопотокового видеовещания действительно имеет смысл ставить SAS и почему?

Извините если глупый вопрос. Заранее спасибо. Интересно.

Ох, сигейта нет на вас ;). Я видел отличную презентацию про отличия SAS и SATA у Игоря Макарова из Seagate. По стараюсь кратко и по существу.

2. Не все SAS диски одинаковы. Есть несколько категорий SAS и SATA.
— т.н. Enterprise SAS — обычно 10K или 15K оборотов в минуту. Объемы до 1 ТБ. Используются для СУБД и критичных к скорости приложений.
— Nearline SAS — обычно 7.2K, объемы от 1 ТБ. Механика таких устройств похожа на Enterprise SATA. Но все равно два порта и другие прелести SAS. Используются в enterprise, где нужны большие объемы.
— Enterprise SATA, иногда RAID edition SATA — почти то же самое что и NL SAS, только однопортовый SATA. Чуть дешевле NL SAS. Объемы от 1 TB
— Desktop SATA — то что ставится в PC. Самые дешевые и самые низкокачественные диски.
Первые три категории можно ставить в массивы на контроллерах от LSI и Adaptec. Последний — нельзя категорически. Проблем не оберетесь потом. И не потому, что у нас картельный сговор, а потому, что диски проектируются под разные задачи. То есть 8x5 или 24x7, например. Есть также такое понятие как максимальная допустимая задержка, после которой контроллер считает диск умершим. Для десктопных дисков она в разы больше. Это значит, что под нагрузкой рабочие Desktop SATA будут «вываливаться» из массива.
Короче, ориентируйтесь на конкретные линейки под конкретные задачи. Лучше всего смотреть на сайтах производителей. Есть например специальные мало шумящие и мало греющиеся винты для домашней электроники.

Те же подходы и к SSD, но область еще на сформировавшаяся, поэтому много тонкостей. Здесь мы ориентируемся по параметрам. Хотя все, что сказано в п., справедливо и для SSD.

"То есть 8x5 или 24x7" - думаю у оченеь многих пользователей десктопы или даже ноутбуки работают в режиме 24x7 (и вряд ли у сколько-нибудь существеной доли такиз пользователей SAS). В то же время да, издавна (ещё до появления SATA и по сей день) замечаю, что рэйды (не только на серьёзных контроллерах LSI и Adaptec, но и на контроллерах потребительского класса и просто полностью софтовые рэйды на уровне ОС) на хардах потребительского класса рушатся ну очень часто (при том, что на проверку диски оказываются исправны и работай он без рэйда никаких заметных проблем бы не возникло).

Плюс SAS — вовсе не в скорости. В этом вопросе они не отличаются от SATA. Вплоть до того, что диски практически идентичны по «железу», а отличаются только прошивкой. А то иногда SATA и быстрее, если это SSD ;)

На сегодня главное отличие SAS — multipath. Вы можете подключить корзину (ну или экспандер) с дисками не одним, а, скажем, четырьмя линиям, и нагрузка будет на них распределяться, и отказа линии (контакт в разъёме плохой, например, или при каких-то работах с сервером «на горячую» провод зацепили) на работоспособности системы не скажется — ОС может даже и не заметить сбоя, только снизится производительность.
На SATA такое невозможно.

Жесткие диски HDD или твердотельные накопители SSD

Арендуя сервер под важные сервисы, вы скорее всего обеспокоены безопасностью данных и надежностью носителя, хранящего эти данные.

Обычно интересуют такие параметры жестких дисков, как производительность, рабочие циклы, среднее время безотказного функционирования и вращательная вибрация. Перечисленные критерии важны для безопасности данных, и их соблюдение является одним из первоочередных условий предоставления оборудования в пользование клиентам.

Производительность и стоимость таких HDD- и SSD-накопителей зависят от конкретных предложений. Ниже указана информация по возможностям этих устройств.

Краткий обзор

Жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD) выпускаются в нескольких вариантах, предназначенных для удовлетворения различных потребностей клиентов. Такое оборудование включает в себя:

  • твердотельные накопители SAS, Value SAS и SATA: быстродействующие запоминающие устройства для произвольного доступа;
  • жесткие диски SAS 10K и 15K: эксплуатационная готовность работы с приложениями оптимизированной производительности;
  • жесткие диски SAS и SATA 7,2K: большая вместимость и уникальная стоимость за гигабайт для приложений с оптимизированной емкостью;
  • жесткие диски для ввода данных: самые дешевые диски, применяемые в приложениях с низкими показателями использования и неограниченным общим количеством дисков; из-за ограничений, налагаемых на их применение, такие диски встречаются лишь в немногих системах и конфигурациях.

Рекомендации по жестким дискам

Жесткие диски для корпоративных серверов и устройств хранения информации доступны в нескольких вариантах, включая системы с оптимизированной производительностью, критичные для выполнения миссии организации (10К и 15К), и особо важные для операционной деятельности (7,2 К) с оптимизированной вместимостью (Mission Critical и Business Critical соответственно).

Накопители Mission Critical (MC), или диски с оптимизированной производительностью (SAS 10K и 15K), используются в приложениях, требующих максимальной надежности и результативности. Они доступны только в форм-факторе 2,5’’. Устройства Business Critical (BC), или диски с оптимизированной вместимостью (Nearline SAS и SATA 7,2K), обеспечивают пользователей большим объемом, но не так надежны и производительны по сравнению с Mission Critical. Они доступны в двух форм-факторах - 2,5’’ и 3,5’’.

В индустрии жестких дисков наблюдаются фундаментальные тенденции. Стандартный размер базового блока данных (сектора на диске) теперь все чаще составляет не 512 байт, а 4 килобайта. Однако есть возможность сохранить прежний размер сектора 512 байт, так что в будущем будут доступны оба формата. Ниже приведена важная для пользователя информация.

  • Компании, специализирующиеся на жестких дисках, начали отходить от традиционного формата 512 байт еще в конце 2009 года. Этот процесс ускорился в 2010-м и стал мейнстримом в 2011-м. Более эффективным стал считаться формат 4096 байт, получивший название технологии 4К. Сегодня он известен как "Расширенный формат", разработанный ассоциацией IDEMA. Корпоративные жесткие диски также переводят на эту технологию, но их внедрение будет длиться долго. Первый жесткий корпоративный диск “Расширенного формата” стал доступен в 2012 г. Ограниченное количество такой продукции появилось в 2013 г., общее же ее распространение берет начало только с 2014-го.
  • Клиенты десятилетиями пользовались приложениями, ОС и файловыми системами на 512-байтной основе (512n). Переход на технологию 4К затронет эти программные комплексы и приведет к необходимости дополнительных проверок, а также к возможным структурным изменениям ПО. Потребуется создавать новые диски в формате 4К большей вместимости. С учетом того, что клиенты могут неохотно переходить на рельсы новой технологии, была подготовлена эмуляционная модель таких дисков. Она построена на технологии 4К, но допускает 512-байтовую адресацию и передачу по интерфейсу.
  • Ниже приведена таблица с цифровой характеристикой этой концепции:

Тип формата

Байт на сектор

Байт на физический сектор

Множество конфигураций современных вычислительных систем продолжают считать 512 байт постоянным размером сектора. Существуют следующие диски - 512n, 512e и 4К. Формат 512n доступен для клиентов, желающих использовать тот же тип дисков, что и ранее. Накопители 512e обеспечивают сектор 512 байт для объемов, недоступных в 512n. Устройства 4К предназначены для клиентов, готовых к принятию новых дисков большего объема, а также для тех, кто ожидает в будущем инноваций в области этой индустрии.

Учтите, что 512-байтовая/секторная адресация - это технология, которая будет развиваться в течение следующих многих лет. Доля дисков, отформатированных в 4Kn, останется малой, а новейшие жесткие диски с максимальной вместимостью станут также доступны в формате сектора 512e.

Жесткие диски 512e с повышенной производительностью: предложение технологий 13G и 14G

В начале 2017 года был представлен жесткий диск SAS 900GB 15K 512e 12Gbps в форм-факторе 2,5’’. Новинка была снабжена усовершенствованной кэш-функцией для улучшения считывающей способности в дополнение к функции Advance Write Cache, являющейся стандартной в этой линейке.

Технология улучшенного кэша TurboBoost ™ от торговой марки Seagate Inc. стала самым значительным усовершенствованием в конструкции дизайна стандартного корпоративного жесткого диска (скорость оборотов 10К и 15К в минуту). Этот новый диск 512e включает в себя небольшое количество памяти eMLC NAND в качестве кэша, что уменьшает задержки и значительно ускоряет время реакции, делая его предсказуемым.

Вместо того, чтобы просто конструировать системы хранения с применением “микса” из дискретных жестких дисков и твердотельных накопителей, создатели технологии TurboBoost раскрыли сильные стороны как HDD, так и SSD. По крайней мере, с помощью TurboBoost можно улучшить общую производительность путем повышения доступности горячих данных (информации, наиболее часто запрашиваемой хостом) и существенного уменьшения времени реакции (IOPS).

  • Горячие данные копируются с магнитных носителей на кэш NAND. Последующие запросы этой информации хостом могут выполняться значительно быстрее с флэш-памяти, чем с вращающегося магнитного диска/носителя. По мере заполнения кэша, менее горячие файлы удаляются из NAND, чтобы освободить место для других данных, в то время как доступ к оригинальным файлам с дискового носителя сохраняется. С технологией TurboBoost время поиска и ожидания часто исключаются из привычного процесса считывания. При условии постоянного хранения данных в NAND, не будет вращающегося носителя для навигации.

Чем выше рабочая нагрузка, тем более явно проявляются преимущества оптимизированного кэширования в жестких дисках. Эта технология идеально подходит для создания новых высокопроизводительных серверов, оперативного управления несколькими транзакциями или быстрых замен (функция остается активной все время и не требует разрешения от хоста).

  • Инфраструктура виртуального рабочего стола
  • Оперативная обработка транзакций
  • Веб-серверы
  • Запросы к малым базам данных
  • Рабочие нагрузки Exchange
  • Произвольные задачи чтения/записи

Для получения подробной информации о результатах производительности дисков разной емкости см. документ со сравнительными характеристиками.

Рекомендации по твердотельным накопителям

Следующие категории корпоративных накопителей SSD EMC:

Главный интерфейс - накопители SSD EMC совместимы со следующими устройствами:

Введение в SSD. Часть 2. Интерфейсная

В прошлой части цикла «Введение в SSD» мы рассказали про историю появления дисков. Вторая часть расскажет про интерфейсы взаимодействия с накопителями.

Общение между процессором и периферийными устройствами происходит в соответствии с заранее определенными соглашениями, называемыми интерфейсами. Эти соглашения регламентируют физический и программный уровень взаимодействия.

Интерфейс — совокупность средств, методов и правил взаимодействия между элементами системы.

Физическая реализация интерфейса влияет на следующие параметры:

  • пропускная способность канала связи;
  • максимальное количество одновременно подключенных устройств;
  • количество возникающих ошибок.

Дисковые интерфейсы построены на портах ввода-вывода, что является противоположностью вводу-выводу через память и не занимает место в адресном пространстве процессора.

Параллельные и последовательные порты

По способу обмена данными порты ввода-вывода делятся на два типа:

Как следует из названия, параллельный порт отправляет за раз машинное слово, состоящее из нескольких бит. Параллельный порт — самый простой способ обмена данными, так как не требует сложных схемотехнических решений. В самом простом случае каждый бит машинного слова отправляется по своей сигнальной линии, а для обратной связи используются две служебные сигнальные линии: Данные готовы и Данные приняты.

Последовательные порты — противоположность параллельным. Отправка данных происходит по одному биту за раз, что сокращает общее количество сигнальных линий, но усложняет контроллер ввода-вывода. Контроллер передатчика получает машинное слово за раз и должен передавать по одному биту, а контроллер приемника в свою очередь должен получать биты и сохранять в том же порядке.


Распиновка 50-ти контактного SCSI-коннектора CN50

Small Computer Systems Interface (SCSI) появился в далеком 1978 году и был изначально разработан, чтобы объединять устройства различного профиля в единую систему. Спецификация SCSI-1 предусматривала подключение до 8 устройств (вместе с контроллером), таких как:

  • сканеры;
  • ленточные накопители (стримеры);
  • оптические приводы;
  • дисковые накопители и прочие устройства.

Изначально SCSI имел название Shugart Associates System Interface (SASI), но стандартизирующий комитет не одобрил бы название в честь компании и после дня мозгового штурма появилось название Small Computer Systems Interface (SCSI). «Отец» SCSI, Ларри Баучер (Larry Boucher) подразумевал, что аббревиатура будет произноситься как «sexy», но Дал Аллан (Dal Allan) прочитал «sсuzzy» («скази»). Впоследствии произношение «скази» прочно закрепилось за этим стандартом.

В терминологии SCSI подключаемые устройства делятся на два типа:

Инициатор отправляет команду целевому устройству, которое затем отправляет ответ инициатору. Инициаторы и целевые устройства подключены к общей шине SCSI, пропускная способность которой в стандарте SCSI-1 составляет 5 МБ/с.

Используемая топология «общая шина» накладывает ряд ограничений:

  • на концах шины необходимы специальные устройства — терминаторы;
  • пропускная способность шины делится между всеми устройствами;
  • максимальное количество одновременно подключенных устройств ограничено.

Устройства на шине идентифицируются по уникальному номеру, называемому SCSI Target ID. Каждый SCSI-юнит в системе представлен минимум одним логическим устройством, адресация которого происходит по уникальному в пределах физического устройства номеру Logical Unit Number (LUN).


Пример организации SCSI-шины

Команды в SCSI отправляются в виде блоков описания команды (Command Descriptor Block, CDB), состоящих из кода операции и параметров команды. В стандарте описано более 200 команд, разделенных в четыре категории:

  • Mandatory — должны поддерживаться устройством;
  • Optional — могут быть реализованы;
  • Vendor-specific — используются конкретным производителем;
  • Obsolete — устаревшие команды.

Среди множества команд только три из них являются обязательными для устройств:

  • TEST UNIT READY — проверка готовности устройства;
  • REQUEST SENSE — запрашивает код ошибки предыдущей команды;
  • INQUIRY — запрос основных характеристик устройства.

После получения и отработки команды целевое устройство отправляет инициатору статус-код, которым описывается результат выполнения.

Дальнейшее усовершенствование SCSI (спецификации SCSI-2 и Ultra SCSI) расширило список используемых команд и увеличило количество подключаемых устройств до 16-ти, а скорость обмена данными по шине до 640 МБ/c. Так как SCSI — параллельный интерфейс, повышение частоты обмена данными было сопряжено с уменьшением максимальной длины кабеля и приводило к неудобству в использовании.

Начиная со стандарта Ultra-3 SCSI появилась поддержка «горячего подключения» — подключение устройств при включенном питании.

Первым известным SSD диском с интерфейсом SCSI можно считать M-Systems FFD-350, выпущенный в 1995 году. Диск имел высокую стоимость и не имел широкой распространенности.

В настоящее время параллельный SCSI не является популярным интерфейсом подключения дисков, но набор команд до сих пор активно используется в интерфейсах USB и SAS.

ATA / PATA


Распиновка 40-проводного ATA-коннектора

Интерфейс ATA (Advanced Technology Attachment), так же известный как PATA (Parallel ATA) был разработан компанией Western Digital в 1986 году. Маркетинговое название стандарта IDE (англ. Integrated Drive Electronics — «электроника, встроенная в привод») подчеркивало важное нововведение: контроллер привода был встроен в привод, а не на отдельной плате расширения.

Решение разместить контроллер внутри привода решило сразу несколько проблем. Во-первых, уменьшилось расстояние от накопителя до контроллера, что положительным образом повлияло на характеристики накопителя. Во-вторых, встроенный контроллер был «заточен» только под определенный тип привода и, соответственно, был дешевле.


Разъемы PATA на материнской плате

ATA, как и SCSI, использует параллельный способ ввода-вывода, что отражается на используемых кабелях. Для подключения дисков с использованием интерфейса IDE необходимы 40-жильные кабели, также именуемые шлейфами. В более поздних спецификациях используются 80-жильные шлейфы: более половины из которых — заземления для уменьшения интерференции на высоких частотах.

На шлейфе ATA присутствует от двух до четырех разъемов, один из которых подключается в материнскую плату, а остальные — в накопители. При подключении двух устройств одним шлейфом, одно из них должно быть сконфигурировано как Master, а второе — как Slave. Третье устройство может быть подключено исключительно в режиме «только чтение».

Положение перемычки задает роль конкретного устройства. Термины Master и Slave по отношению к устройствам не совсем корректны, так как относительно контроллера все подключенные устройства — Slaves.

Особенным нововведением в ATA-3 считается появление Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.). Пять компаний (IBM, Seagate, Quantum, Conner и Western Digital) объединили усилия и стандартизировали технологию оценки состояния накопителей.

Поддержка твердотельных накопителей появилась с четвертой версии стандарта, выпущенной в 1998 году. Эта версия стандарта обеспечивала скорость обмена данными до 33.3 МБ/с.

Стандарт выдвигает жесткие требования к шлейфам ATA:

  • шлейф обязательно должен быть плоским;
  • максимальная длина шлейфа 18 дюймов (45.7 сантиметров).

Короткий и широкий шлейф был неудобен и мешал охлаждению. Повышать частоту передачи с каждой следующей версией стандарта становилось все сложнее, и ATA-7 решил проблему радикально: параллельный интерфейс был заменен последовательным. После этого ATA приобрёл слово Parallel и стал называться PATA, а седьмая версия стандарта получила иное название — Serial ATA. Нумерация версий SATA началась с единицы.


Распиновка SATA-коннекторов

Стандарт Serial ATA (SATA) был представлен 7 января 2003 года и решал проблемы своего предшественника следующими изменениями:

  • параллельный порт заменен последовательным;
  • широкий 80-жильный шлейф заменен 7-жильным;
  • топология «общая шина» заменена на подключение «точка-точка».

Несмотря на то, что стандарт SATA 1.0 (SATA/150, 150 МБ/с) был незначительно быстрее, чем ATA-6 (UltraDMA/130, 130 МБ/с), переход к последовательному способу обмена данными был «подготовкой почвы» к повышению скоростей.

Шестнадцать сигнальных линий для передачи данных в ATA были заменены на две витые пары: одна для передачи, вторая для приема. Коннекторы SATA спроектированы для большей устойчивости к множественным переподключениям, а спецификация SATA 1.0 сделала возможным «горячее подключение» (Hot Plug).

Некоторые пины на дисках короче, чем все остальные. Это сделано для поддержки «горячей замены» (Hot Swap). В процессе замены устройство «теряет» и «находит» линии в заранее определенном порядке.

Чуть более, чем через год, в апреле 2004-го, вышла вторая версия спецификации SATA. Помимо ускорения до 3 Гбит/с в SATA 2.0 ввели технологию Native Command Queuing (NCQ). Устройства с поддержкой NCQ способны самостоятельно организовывать порядок выполнения поступивших команд для достижения максимальной производительности.

Последующие три года SATA Working Group работала над улучшением существующей спецификации и в версии 2.6 появились компактные коннекторы Slimline и micro SATA (uSATA). Эти коннекторы являются уменьшенной копией оригинального коннектора SATA и разработаны для оптических приводов и маленьких дисков в ноутбуках.

Несмотря на то, что пропускной способности второго поколения SATA хватало для жестких дисков, твердотельные накопители требовали большего. В мае 2009 года вышла третья версия спецификации SATA с увеличенной до 6 Гбит/с пропускной способностью.

Особое внимание твердотельным накопителям уделили в редакции SATA 3.1. Появился коннектор Mini-SATA (mSATA), предназначенный для подключения твердотельных накопителей в ноутбуках. В отличие от Slimline и uSATA новый коннектор был похож на PCIe Mini, хотя и не был электрически совместим с PCIe. Помимо нового коннектора SATA 3.1 мог похвастаться возможностью ставить команды TRIM в очередь с командами чтения и записи.

Команда TRIM уведомляет твердотельный накопитель о блоках данных, которые не несут полезной нагрузки. До SATA 3.1 выполнение этой команды приводило к сбросу кэшей и приостановке операций ввода-вывода с последующим выполнением команды TRIM. Такой подход ухудшал производительность диска при операциях удаления.

Спецификация SATA не успевала за бурным ростом скорости доступа к твердотельным накопителям, что привело к появлению в 2013 году компромисса под названием SATA Express в стандарте SATA 3.2. Вместо того, чтобы снова удвоить пропускную способность SATA, разработчики задействовали широко распространенную шину PCIe, чья скорость превышает 6 Гбит/с. Диски с поддержкой SATA Express приобрели собственный форм-фактор под названием M.2.


Распиновка коннектора SFF-8482

«Конкурирующий» с ATA стандарт SCSI тоже не стоял на месте и всего через год после появления Serial ATA, в 2004, переродился в последовательный интерфейс. Имя новому интерфейсу — Serial Attached SCSI (SAS).

Несмотря на то, что SAS унаследовал набор команд SCSI, изменения были значительные:

  • последовательный интерфейс;
  • 29-ти жильный кабель с питанием;
  • подключение «точка-точка».

Терминология SCSI также была унаследована. Контроллер по-прежнему называется инициатором, а подключаемые устройства — целевыми. Все целевые устройства и инициатор образуют SAS-домен. В SAS пропускная способность подключения не зависит от количества устройств в домене, так как каждое устройство использует свой выделенный канал.

Максимальное количество одновременно подключенных устройств в SAS-домене по спецификации превышает 16 тысяч, а вместо SCSI ID для адресации используется идентификатор World-Wide Name (WWN).

Несмотря на схожесть разъемов SAS и SATA, эти стандарты не являются полностью совместимыми. Тем не менее, SATA-диск может быть подключен в SAS-коннектор, но не наоборот. Совместимость между SATA-дисками и SAS-доменом обеспечивается при помощи протокола SATA Tunneling Protocol (STP).

Первая версия стандарта SAS-1 имеет пропускную способность 3 Гбит/с, а самая современная, SAS-4, улучшила этот показатель в 7 раз: 22,5 Гбит/с.


Распиновка слота PCIe x8

Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express, PCIe) — последовательный интерфейс для передачи данных, появившийся в 2002 году. Разработка была начата компанией Intel®, а впоследствии передана специальной организации — PCI Special Interest Group.

Последовательный интерфейс PCIe не был исключением и стал логическим продолжением параллельного PCI, который предназначен для подключения карт расширения.

PCI Express значительно отличается от SATA и SAS. Интерфейс PCIe имеет переменное количество линий. Количество линий равно степеням двойки и колеблется в диапазоне от 1 до 16.

Термин «линия» в PCIe обозначает не конкретную сигнальную линию, а отдельный полнодуплексный канал связи, состоящий из следующих сигнальных линий:

  • прием+ и прием-;
  • передача+ и передача-;
  • четыре жилы заземления.

Количество PCIe-линий напрямую влияет на максимальную пропускную способность соединения. Современный стандарт PCI Express 4.0 позволяет достичь 1.9 Гбайт/с по одной линии, и 31.5 Гбайт/с при использовании 16 линий.


PCIe x8 NVMe-диск

«Аппетиты» твердотельных накопителей растут очень быстро. И SATA, и SAS не успевают увеличивать свою пропускную способность, чтобы «угнаться» за SSD, что привело к появлению SSD-дисков с подключением по PCIe.

Хотя PCIe Add-In карты прикручиваются винтом, PCIe поддерживает «горячую замену». Короткие пины PRSNT (англ. present — присутствовать) позволяют удостовериться, что карта полностью установлена в слот.

Твердотельные накопители, подключаемые по PCIe регламентируются отдельным стандартом Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification и воплощены в множестве форм-факторов, но о них мы расскажем в следующей части.

Удаленные накопители

При создании больших хранилищ данных появилась потребность в протоколах, позволяющих подключить накопители, расположенные вне сервера. Первым решением в этой области был Internet SCSI (iSCSI), разработанный компаниями IBM и Cisco в 1998 году.

Идея протокола iSCSI проста: команды SCSI «оборачиваются» в пакеты TCP/IP и передаются в сеть. Несмотря на удаленное подключение, для клиентов создается иллюзия, что накопитель подключен локально. Сеть хранения данных (Storage Area Network, SAN), основанная на iSCSI, может быть построена на существующей сетевой инфраструктуре. Использование iSCSI значительно снижает затраты на организацию SAN.

У iSCSI существует «премиальный» вариант — Fibre Channel Protocol (FCP). SAN с использованием FCP строится на выделенных волоконно-оптических линиях связи. Такой подход требует дополнительного оптического сетевого оборудования, но отличается стабильностью и высокой пропускной способностью.

Существует множество протоколов для отправки команд SCSI по компьютерным сетям. Тем не менее, есть только один стандарт, решающий противоположную задачу и позволяющий отправлять IP-пакеты по шине SCSI — IP-over-SCSI.

Большинство протоколов для организации SAN используют набор команд SCSI для управления накопителями, но есть и исключения, например, простой ATA over Ethernet (AoE). Протокол AoE отправляет ATA-команды в Ethernet-пакетах, но в системе накопители отображаются как SCSI.

С появлением накопителей NVM Express протоколы iSCSI и FCP перестали удовлетворять быстро растущим требованиям твердотельных накопителей. Появилось два решения:

  • вынос шины PCI Express за пределы сервера;
  • создание протокола NVMe over Fabrics.

Вынос шины PCIe сопряжен с созданием сложного коммутирующего оборудования, но не вносит изменения в протокол.

Протокол NVMe over Fabrics стал хорошей альтернативой iSCSI и FCP. В NVMe-oF используются волоконно-оптическая линии связи и набор команд NVM Express.


Intel® Optane™ DC Persistent Memory

Стандарты iSCSI и NVMe-oF решают задачу подключения удаленных дисков как локальные, а компания Intel® пошла другой дорогой и максимально приблизила локальный диск к процессору. Выбор пал на DIMM-слоты, в которые подключается оперативная память. Максимальная пропускная способность канала DDR4 составляет 25 ГБ/с, что значительно превышает скорость шины PCIe. Так появился твердотельный накопитель Intel® Optane™ DC Persistent Memory.

Для подключения накопителя в DIMM слоты был изобретен протокол DDR-T, физически и электрически совместимый с DDR4, но требующий специального контроллера, который видит разницу между планкой памяти и накопителем. Скорость доступа к накопителю меньше, чем к оперативной памяти, но больше, чем к NVMe.

Протокол DDR-T доступен только с процессорами Intel® поколения Cascade Lake или новее.

Заключение

Почти все интерфейсы прошли долгий путь развития от последовательного до параллельного способа передачи данных. Скорости твердотельных накопителей стремительно растут, еще вчера твердотельные накопители были в диковинку, а сегодня NVMe уже не вызывает особого удивления.

В нашей лаборатории Selectel Lab вы можете самостоятельно протестировать SSD и NVMe диски.

Вытеснят ли NVMe-диски классические SSD в ближайшее время? Ждем вас в комментариях.

sas

SAS (Serial Attached SCSI) - последовательный компьютерный интерфейс, разработанный для подключения различных устройств хранения данных, например, жёстких дисков и ленточных накопителей. SAS разработан для замены параллельного интерфейса SCSI и использует тот же набор команд SCSI.

SAS обратно совместим с интерфейсом SATA: устройства SATA II и SATA 6 Gb/s могут быть подключены к контроллеру SAS, но устройства SAS нельзя подключить к контроллеру SATA. Последняя реализация SAS обеспечивает передачу данных со скоростью до 12Гбит/с на одну линию. К 2017-му году ожидается появление спецификации SAS со скоростью передачи данных 24Гбит/с

SAS сочетает преимущества интерфейсов SCSI (глубокая сортировка очереди команд, хорошая масштабируемость, высокая помехозащищённость, большая максимальная длина кабелей) и Serial ATA(тонкие, гибкие дешёвые кабели, возможность горячего подключения, топология типа «точка-точка», позволяющая достигать большей производительности в сложных конфигурациях) с новыми уникальными возможностями – такими, как продвинутая топология подключения с использованием хабов, именуемых SAS-расширителями (SAS- экспандерами), подключение к одному диску двух SAS-каналов (как для повышения надёжности, так и производительности), работа на одном контроллере дисков как с SAS, так и с SATA-интерфейсом.

В сочетании с новой системой адресации это позволяет подключать до 128 устройств на один порт и иметь до 16256 устройств на контроллере, при этом не требуются какие-либо манипуляции с перемычками и т.п. Снято ограничение в 2 Терабайта на объём логического устройства.

Максимальная длина кабеля между двумя SAS-устройствами –10 м при использовании пассивных медных кабелей.

Собственно под протоколом передачи данных SAS подразумевается сразу три протокола - SSP (Serial SCSI Protocol), обеспечивающий передачу SCSI-команд, SMP (SCSI Management Protocol), работающий с управляющими SCSI-командами и отвечающий, к примеру, за взаимодействие с SAS-расширителями, и STP (SATA Tunneled Protocol), с помощью которого реализована поддержка SATA-устройств.

Производимые в данный момент SAS контроллеры имеют внутренние разъёмы типа SFF-8643 (так же может называться mini SAS HD), но все еще могут встретиться разъемы типа SFF-8087 (mini SAS), на который выведено 4 SAS канала.

Контроллер с четырьмя внутренними портами SFF-8643 и двумя внешними SFF-8644


Контроллер с четырьмя внутренними портами SFF-8643 и двумя внешними SFF-8644

Внешний вариант интерфейса использует разъём SFF-8644, но все еще может встретиться разъем SFF-8088. Он так же поддерживает четыре SAS канала.

SAS контроллеры полностью совместимы с SATA дисками и SATA-корзинами/бэкплейнами – подсоединение обычно осуществляется при помощи кабелей : кабелей SFF-8643 - Multilane SAS/SATA. Кабель выглядит примерно вот так:

SFF-8643


SFF-8643 -> 4 x SAS/SATA

Обычно SAS корзины/объединительные панели (backplane) снаружи имеют SATA-разъёмы и в них всегда можно вставлять обычные SATA диски, поэтому их (такие корзины) обычно и называют SAS/SATA.

Однако существуют реверсивные варианты такого кабеля для подключения бэкплейна с внутренними разъёмами SFF-8087 к SAS-контроллеру, имеющему обычные SATA-разъёмы. Между собой такие кабели невзаимозаменяемы.

SAS диски нельзя подключить к SATA контроллеру или установить в SATA корзину/объединительную панель (backplane).

Отличия в физическом интерфейсе между SAS и SATA-дисками


Отличия в физическом интерфейсе между SAS и SATA-дисками

Для подключения SAS дисков к контроллеру с внутренними разъёмами SFF-8643 или SFF-8087 без использования SAS корзин необходимо использовать кабель типа SFF-8643->SFF-8482 или SFF-8087->SFF-8482 соответственно.

Существующие версии интерфейса SAS (1.0, 2.0, и 3.0) имеют совместимость между собой, то есть диск SAS2.0 можно подключать к контроллеру SAS 3.0 и наоборот. Кроме того будущая версия 24 Gb/s так же будет иметь обратную совместимость.

Читайте также: