Parallel SCSI
運用一條并行結構的線纜,這條纜線最多可級連16個外圍設備;另外還有一個尋址架構,可讓主機控制器選擇級連設備中的任何一個,并與之通訊。纜線長度最多可以達到12米,讓界面容納內接式(在服務器機殼內)和外接式(JBOD或機架)硬盤。SCSI通訊協定支持的指令集適用于自訂應用、進階錯誤復原和效能最佳化等等復雜的企業硬盤管理作業。
Parallel ATA
Parallel ATA適用于成本敏感的桌上型電腦任務,要求在兩個外圍設備之間具有點對點界面,這個界面既不支持也不要求尋址架構(基本的master/slave排列就已足夠)。它只處理內接式硬盤,因為它的纜線長度短(1米),與外接式存儲設備不相容。ATA的通訊協定是以注冊為主,因此既簡單又便宜,其指令集也一樣。
然而經過了二十年的科技發展,計算機硬件產業CPU速度與內存帶寬的驚人成長,使得原本的parallel ATA,SCSI已漸漸無法滿足計算機的需求,而另一方面網絡的快速成長,刺激了市場對在線/移動式存儲解決方案的爆炸性需求,這些存儲解決方案以高可用性和可靠性提供資料。傳統的“直連存儲”(DAS)模型因存儲區域網絡(SAN)和網絡附加存儲(NAS)環境而擴大。SCSI不斷獲得速度上的提升,但就Parallel架構而言,傳統數據和信號的總線共享,高傳輸速率必須克服信號的互相干擾,因此在效能和擴充性潛力上均受到限制。因此PATA到ATA133規格,Parallel SCSI到Ultra 320規格便不能再往上提升。
當光纖通道問世時,因其具有驚人的傳輸量和擴充性,在高端的在線應用很快就取代了Parallel SCSI,成為大型企業關鍵任務資料的主要存儲解決方案。然而對于中型企業而言,光纖通道產品高得驚人的成本,讓他們無力負擔,所以許多中型企業一面繼續使用SCSI來處理其關鍵任務,一面研究其它方法,將他們大量的非關鍵、不經常存取的資料從在線SCSI副系統移到成本較低的近線作業系統。磁盤密度繼續快速成長之際,具備內接ATA硬盤的低廉服務器就成為可行的近線存儲解決方案。等到低成本、高容量的Serial ATA硬盤問世,就表示近線存儲的彈性和效能均已提高。SATA以低成本提供必備的高容量,而且不象Parallel界面在擴充性方面受到限制。現在,企業存儲連續性在高端(光纖通道)和低端(SATA)應用上都有強大的解決方案,但是中型解決方案的進度則明顯落后。Parallel SCSI已達到開發潛力的極限,這時顯然需要新的解決方案。
SAS 的出現
Serial Attached SCSI(SAS)是取代Parallel SCSI的下一代企業級存儲界面技術,與Parallel SCSI相比,利用Serial架構做資料傳輸的SAS,不論在擴充性、效能、可靠性和靈活性等方面,都比Parallel SCSI具有更優異的表現。同時SAS亦提供了SATA硬盤的兼容性,為需要的企業用戶,提供了理想的解決方案。
Serial ATA (SATA)硬盤成本較低,相對于ATA來看,可提供更好的品質及優秀的效能,這些優點開始吸引IT管理者考慮以SATA解決方案用于非關鍵性的資料近線存儲、備份及恢復,并且SATA硬盤提供的存取速度(在適當的容量下)遠比磁帶快得多。
SAS擁有Parallel SCSI經過驗證的優點----穩定的可靠性、豐富和成熟的指令集,同時使用新的串連架構,取得了驚人的傳輸量(3.0Gbits/sec)和顯著的擴充性(利用擴充設備,最多可擴充到16348項設備)。因為Serial Attached SCSI是在Serial ATA 1.0標準制定之后開始發展的,存儲業界大都選擇將是否兼容SATA作為SAS標準的一個關鍵要素。企業存儲連續性現在已提供了多種解決方案,以滿足每一個層次的存儲需求。
Infortrend的SAS陣列系統(EonStor S12F-R/G1420)考慮了不同類型的用戶需求,提供了高速的傳輸性能、穩定的冗余性及高可靠性的資料保護,來滿足客戶的需求。Infortrend的技術總監Michael Schnapp指出SAS提供的高效能、高擴展性及高穩定性將取代現階段的SCSI技術,來滿足未來數字環境下傳輸大量資料的需求。
SAS 技術剖析
A) SAS 提供了改善的效能:
為何SAS能夠提供更好的效能??因其技術改進方面有如下的特點:
1,直接支持3.0Gbps(300MB/s),后繼的規格更定義至支持12.0Gbps,即所謂的1.2GB/s的通道帶寬。
2,點對點的傳輸:避免共享總線常有的瓶頸效應,點對點的傳輸可提供端點間固定的帶寬。
3,全雙工的數據傳輸:并行的傳輸接口如PATA和Parallel SCSI都是發送和接收共用一組總線,因此發送和接收不能同時進行,即所謂的半雙工。SATA數據傳輸線雖然由兩條傳送方向相反的差分信號對(LVDS,共4根)組成,發送(Tx)和接收(Rx)各走一路,但基于SATA協議規范采用ATA協議,ATA協議只是半雙工的,但SAS所采用SCSI協議是全雙工的,通過將一路數據所需的流控信息與反向傳送的數據混合在一起,從而能在同樣的數據線上實現全雙工。
Wide Ports(寬端口) :是一項存儲接口的新技術,物理鏈接是SAS中的一個基礎概念,一條物理鏈接包括兩對差分信號線(Tx和Rx,即一條SATA線纜),傳輸方向相反。兩個SAS端口之間可以建立起由多個物理鏈接構成的wide link(寬鏈接),相應的端口也被稱作wide port(寬端口),物理鏈接的數量最高可至四個鏈接。
B) SAS使傳輸的線路減少:
在IT設備有限的空間下,在狹小的機箱內,過多與過寬的纜線會造成機箱散熱不良,但SAS的serial傳輸只需要較少的傳送線路來傳送訊號,纜線的安裝配置與硬盤的背板的電路設計相對比較容易,系統因此會更為穩定。
C) SAS增加可用性:
SAS采用了SATA的物理層(包括連接器、線纜)設計,增加了第二端口,同時還具備FC的某些特征。與SATA相比,SAS在物理架構上的增強主要包括:
雙端口
SAS的數據幀基于FCP(FC Protocol),并在外圍設備端添加了第二端口支持,形成符合高可用性要求的雙端口(dual port)——這一點也類似于FC。
可是第二端口怎么實現呢?通過將原本分離的SATA端口和電源插頭相連,并將SAS第二端口設置在連接處的背側,就得到了SAS連接器。第二端口比這塊跨接區域略寬,但也只有SATA端口(也即SAS第一端口)的2/3,因此其7個接腳及間距均明顯變窄。與SAS插頭的“鐵板一塊”相對應,SAS插座也“全線貫通”(SATA插座在SAS第二端口的位置有一突起),這樣既可以保證SATA設備插入SAS插座,又能避免誤將SAS設備插入SATA插座。