Dieser Artikel soll den Unterschied zwischen den Festplattentypen erklären und Ihnen helfen, beim Kauf eines dedizierten Servers die richtige Wahl zu treffen.

SATA - Serial-ATA

Derzeit werden SATA-Laufwerke auf den meisten Personalcomputern der Welt und in Budget-Server-Hardwarekonfigurationen verwendet. Im Vergleich zu SAS- und SSD-Laufwerken ist die Lese- und Schreibgeschwindigkeit von SATA-Laufwerken deutlich niedriger, aber sie werden aufgrund der großen Menge an gespeicherten Informationen ausgewählt.

SATA-Laufwerke eignen sich gut für Spieleserver, die kein häufiges Schreiben und Lesen von Informationen erfordern. Es ist auch ratsam, SATA-Festplatten für die folgenden Zwecke zu verwenden:

• Streaming-Operationen wie Videocodierung;
• Data Warehouse;
• Sicherungssysteme;
• umfangreiche, aber nicht belastete Dateiserver.

SAS – Serial Attached SCSI

SAS-Laufwerke sind von Grund auf für Unternehmens- und Industrie-Workloads konzipiert, was sich positiv auf ihre Leistung auswirkt. Die Rotationsgeschwindigkeit von SAS-Laufwerken ist doppelt so hoch wie die von SATA, daher sollten sie für Aufgaben ausgewählt werden, die geschwindigkeitsempfindlich sind und Multithread-Zugriff erfordern. Außerdem können SAS-Laufwerke (im Gegensatz zu SSDs) ein zuverlässiges und wiederholbares Überschreiben von Daten ermöglichen.

Für das Hosting sind SAS-Laufwerke optimal, da sie eine hohe Zuverlässigkeit der Datenspeicherung bieten können. Darüber hinaus eignen sich SAS-Festplatten gut für folgende Aufgaben:

• Datenbankverwaltungssysteme (DBMS);
• WEB-Server mit hoher Auslastung;
• verteilte Systeme;
• Systeme, die eine große Anzahl von Anfragen verarbeiten - Terminalserver, 1C-Server.

Der einzige Nachteil von SAS-Laufwerken (wie SSDs) ist ihr geringes Volumen und ihr hoher Preis.

SSD - Solid-State-Laufwerk

In letzter Zeit werden SSDs immer beliebter. Eine SSD verwendet keine Magnetplatten für die Aufzeichnung, sondern enthält nur nichtflüchtige Speicherchips, ähnlich denen, die in USB-Sticks verwendet werden.

SSD-Laufwerke haben keine beweglichen Teile, was eine hohe mechanische Festigkeit, einen reduzierten Stromverbrauch und eine hohe Geschwindigkeit gewährleistet. Im Moment bieten SSD-Laufwerke die höchstmögliche Lese- und Schreibgeschwindigkeit, wodurch sie für alle Hochlastprojekte verwendet werden können.

Der Hauptnachteil von SSD-Laufwerken besteht darin, dass sie in der Menge an Informationen, die auf das Laufwerk geschrieben werden können, begrenzt sind. Wenn Ihr System also mehr als 20 GB Daten pro Tag überschreibt, sollten Sie darauf vorbereitet sein, das SSD-Laufwerk nach einer Weile zu wechseln. Übrigens ist der Preis solcher Festplatten höher als der der beiden oben genannten Typen.

Viele moderne CMS erfordern beim Generieren einer Seite oft den gleichzeitigen Zugriff auf mehrere Dateien auf der Festplatte. Für die Arbeit mit solchen Systemen sind SSD-Laufwerke die ideale Wahl. Die Verwendung von SSD-Laufwerken für stark frequentierte Standorte ist eine Garantie dafür, dass Sie die maximale Datenlesegeschwindigkeit erhalten.

In modernen Computersystemen werden SATA- und SAS-Schnittstellen verwendet, um die Hauptfestplatten anzuschließen. In der Regel eignet sich die erste Option für Heimarbeitsplätze, die zweite für Server, sodass die Technologien nicht miteinander konkurrieren und unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Der signifikante Unterschied bei Kosten und Speichergröße lässt Benutzer sich fragen, wie sich SAS von SATA unterscheidet, und nach Kompromissen suchen. Mal sehen, ob das Sinn macht.

SAS(Serial Attached SCSI) ist eine serielle Schnittstelle zum Anschluss von Speichergeräten, die auf der Basis von parallelem SCSI entwickelt wurde, um denselben Befehlssatz auszuführen. Wird hauptsächlich in Serversystemen verwendet.

SATA(Serial ATA) ist eine serielle Datenaustauschschnittstelle, die auf parallelem PATA (IDE) basiert. Es wird in Heim-, Büro-, Multimedia-PCs und Laptops verwendet.

Wenn wir über HDD sprechen, gibt es trotz der unterschiedlichen technischen Eigenschaften und Anschlüsse keine wesentlichen Unterschiede zwischen den Geräten. Die Abwärtskompatibilität in eine Richtung ermöglicht es, Festplatten sowohl über eine als auch über die zweite Schnittstelle mit dem Serverboard zu verbinden.

Es ist erwähnenswert, dass beide Verbindungsoptionen auch für SSDs real sind, aber der wesentliche Unterschied zwischen SAS und SATA liegt in diesem Fall in den Kosten des Laufwerks: Die erste kann bei vergleichbarem Volumen Dutzende Male teurer sein. Daher ist eine solche Lösung heute, wenn auch nicht selten, ausreichend ausgewogen und für schnelle Rechenzentren auf Unternehmensebene vorgesehen.

Vergleich

Wie wir bereits wissen, wird SAS in Servern verwendet, SATA - in Heimsystemen. In der Praxis bedeutet dies, dass viele Nutzer gleichzeitig auf Ersteres zugreifen und viele Aufgaben lösen, während Letzteres von einer Person bearbeitet wird. Dementsprechend ist die Serverlast deutlich höher, die Platten müssen also ausreichend fehlertolerant und schnell sein. Die in SAS implementierten SCSI-Protokolle (SSP, SMP, STP) ermöglichen es Ihnen, mehr I/O-Operationen gleichzeitig zu verarbeiten.

Direkt für HDD wird die Zugriffsgeschwindigkeit hauptsächlich durch die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel bestimmt. Für Desktop-Systeme und Laptops sind 5400 - 7200 RPM notwendig und ausreichend. Dementsprechend ist es fast unmöglich, ein SATA-Laufwerk mit 10.000 U / min zu finden (außer bei der ebenfalls für Workstations konzipierten WD VelociRaptor-Serie), und etwas Höheres ist absolut unerreichbar. SAS-Festplatten drehen mit mindestens 7.200 U/min, 10.000 U/min können als Standard angesehen werden, und 15.000 U/min sind ein ausreichendes Maximum.

Serielle SCSI-Laufwerke gelten als zuverlässiger und haben eine höhere MTBF. In der Praxis wird die Stabilität eher durch die Prüfsummenverifizierungsfunktion erreicht. SATA-Laufwerke hingegen leiden unter „stillen Fehlern“, wenn Daten teilweise geschrieben oder beschädigt werden, was zu fehlerhaften Sektoren führt.

Der Hauptvorteil von SAS wirkt sich auch auf die Fehlertoleranz des Systems aus - zwei Duplex-Ports, mit denen Sie ein Gerät über zwei Kanäle anschließen können. In diesem Fall erfolgt der Informationsaustausch gleichzeitig in beide Richtungen, und die Zuverlässigkeit wird durch die Multipath-I / O-Technologie gewährleistet (zwei Controller versichern sich gegenseitig und teilen sich die Last). Die Warteschlange der markierten Befehle ist bis zu einer Tiefe von 256 aufgebaut. Die meisten SATA-Laufwerke haben einen Halbduplex-Port, und die Warteschlangentiefe bei Verwendung der NCQ-Technologie beträgt nicht mehr als 32.

Die SAS-Schnittstelle übernimmt die Verwendung von Kabeln bis zu 10 m. Über Expander können bis zu 255 Geräte an einem Port angeschlossen werden. SATA ist auf 1 m (2 m für eSATA) begrenzt und unterstützt nur die Punkt-zu-Punkt-Verbindung eines Geräts.

Aussichten für die weitere Entwicklung - was der Unterschied zwischen SAS und SATA ist, ist auch ziemlich stark zu spüren. Die Bandbreite der SAS-Schnittstelle erreicht 12 Gbit / s, und Hersteller kündigen die Unterstützung von Datenübertragungsraten von 24 Gbit / s an. Die neueste Revision von SATA stoppte bei 6 Gb / s und wird sich diesbezüglich nicht weiterentwickeln.

SATA-Laufwerke haben in Bezug auf die Kosten von 1 GB einen sehr attraktiven Preis. In Systemen, in denen die Zugriffsgeschwindigkeit auf Daten nicht kritisch ist und die Menge der gespeicherten Informationen groß ist, ist es ratsam, sie zu verwenden.

Tisch

Die zweite externe Speicherschnittstelle - SCSI (Small Computer System Interface - die Systemschnittstelle kleiner Computer) wurde 1986 von ANSI entwickelt und übernommen (später SCSI-1 genannt). Die Datenübertragungsrate über diese parallele 8-Bit-Schnittstelle betrug (bei 5 MHz Bustakt) 4 MB/s im asynchronen Modus und 5 MB/s im synchronen Modus. Im Gegensatz zur IDE/ATA-Schnittstelle kann die SCSI-Schnittstelle nicht nur interne, sondern auch externe Geräte anschließen: Drucker, Scanner usw. Die maximale Anzahl der an den SCSI-Bus angeschlossenen Geräte war 8, und die maximale Kabellänge war 6 m.

Das T10 INCITS-Komitee ist verantwortlich für die Entwicklung von Standards und die Wartung der SCSI-Schnittstelle. dieselbe Organisation, die die IDE (ATA)-Standards entwickelt. 1996 wurde die SCSI Trade Association (SCSI Trade Association) gegründet, um den SCSI-Standard zu fördern. Dieser Verband umfasst etwa dreißig Firmen-Hersteller von Computerausrüstung.

Die folgenden SCSI-Standards - SCSI-2 (1994) und SCSI-3 (1995) führten den Common Command Set (CCS) ein - 18 grundlegende Befehle, die zur Unterstützung aller SCSI-Geräte erforderlich sind, und fügten die Möglichkeit hinzu, Warteschlangen in den vom Gerät empfangenen Befehlen zu speichern Computer und deren Verarbeitung gemäß den festgelegten Prioritäten. Außerdem ist in diesen Standards neben dem 8-Bit-Bus auch ein 16-Bit-Bus definiert, die Taktfrequenz wird auf 20 MHz erhöht und die Datenübertragungsrate beträgt bis zu 20 MB/s.

Die Weiterentwicklung des SCSI-3-Standards sind die derzeit verwendeten SCSI-Standards Ultra3 (1999), für die eine Busfrequenz von 40 MHz und eine Übertragungsrate von 160 MB/s definiert sind, und Ultra320 SCSI (2002) - eine Busfrequenz von 80 MHz und einer Übertragungsrate von 320 MB/s

Der Datenaustausch nach diesen Standards erfolgt über das LDVS-Verfahren (wie beim PCI-Express-Bus). Die maximale Anzahl anschließbarer Geräte für Ultra3 SCSI und Ultra320 SCSI beträgt 16, und die maximale Kabellänge beträgt 12 m.

Der Ultra640 SCSI-Standard (2003) wurde ebenfalls mit einer Busfrequenz von 160 MHz und einer Geschwindigkeit von 640 MB / s entwickelt, aber dieser Standard war nicht weit verbreitet, da aufgrund der kurzen Kabellänge mehr als zwei Geräte verwendet werden konnten kann nicht damit verbunden werden. .

Die Kommunikation zwischen dem SCSI-Gerät und dem E/A-Bus erfolgt über einen speziellen SCSI-Adapter (Controller), der in den PCI-Steckplatz eingesetzt oder in das Motherboard eingebaut wird. Zusätzlich zum SCSI-Adapter (Abb. 1.3.8a), genannt Host-Adapter (Host-Adapter), hat jedes Gerät seinen eigenen eingebauten Adapter, der es ihm ermöglicht, mit dem SCSI-Bus zu interagieren. Wenn das Gerät das letzte in der Kette der SCSI-Busgeräte ist, wird ein spezielles Gerät nachgeschaltet - ein Abschlusswiderstand, um die Reflexion von über den Bus übertragenen Signalen auszuschließen (Abb. 1.3.8b).

Ultra3 SCSI und Ultra320 SCSI verwenden zwei Arten von Anschlüssen: 68-polig (Abb. 1.3.8c) und 80-polig (Abb. 1.3.8d). Der zweite Anschlusstyp enthält neben Daten- und Befehlsleitungen auch Stromversorgungsleitungen für Geräte und bietet die Möglichkeit, das Gerät „hot“ mit einem Computer zu verbinden.

Reis. 1.3.8. SCSI-Geräte: a) SCSI-Adapter: 1 – Anschlüsse zum Anschluss externer Geräte; 2 – Stecker zum Anschließen eines internen Geräts; 3 – SCSI-Controller;

b) SCSI-Bus: 1 – Adapterstecker; 2 – Anschlüsse zum Anschließen von Geräten; 3 - Terminator; c) 68-poliger SCSI-Anschluss; d) 80-poliger SCSI-Anschluss

Bei Verwendung von SCSI werden Daten parallel übertragen, genau wie bei IDE (ATA). Aus den gleichen Gründen wie bei der IDE (ATA) wurde mit der Entwicklung eines seriell angeschlossenen SCSI - SAS (Serial Attached SCSI) begonnen. Die SAS-Schnittstelle ist mit der SATA-Schnittstelle kompatibel und nutzt gleichzeitig SCSI-Befehle, die Fähigkeit, externe Geräte zu "heißen", und die Möglichkeit, neben Festplatten und optischen Laufwerken auch andere Peripheriegeräte, wie z. B. einen Drucker, anzuschließen Scanner. Derzeit ersetzt die SAS-Schnittstelle nach und nach die SCSI-Schnittstelle in Computern und Peripheriegeräten.

Die erste SAS-Spezifikation, SAS 1.0, wurde 2003 vom T10-Komitee veröffentlicht. Es definierte Datenübertragungsraten von 1,5 und 3 Gbit / s für den Anschluss von Geräten innerhalb der Computersystemeinheit mit einer maximalen Kabellänge von 1 m und den externen Anschluss von Geräten mit einer maximalen Kabellänge von 8 m.

2005 wurde die SAS 1.1-Spezifikation veröffentlicht, die Fehler in der SAS 1.0-Spezifikation behebt.

Die SAS 2.0-Spezifikation (2009) fügte 6 Gb/s hinzu und erhöhte die maximale Kabellänge auf 10 m.

Der Datenaustausch sowohl bei SAS als auch bei SCSI erfolgt über das LDVS-Verfahren.

Zwei differentielle Signalpaare (Empfangen und Senden) bilden bei SAS einen physikalischen Kanal. Ein oder mehrere physikalische Links wiederum bilden einen Port. Die Anzahl der physikalischen Kanäle in einem Port wird durch eine Zahl gefolgt von einem „x“ angegeben. Die Bezeichnung 4x bedeutet also, dass der Port 4 Kanäle (8 Signalpaare) enthält. Jeder Port hat eine eindeutige 64-Bit-Adresse, die vom Hersteller der SAS-Hardware zugewiesen wird. Ein Gerät mit SAS-Schnittstelle kann einen oder mehrere Ports haben. Ein Port mit nur einem Kanal wird als schmaler Port bezeichnet, während ein Port mit zwei oder mehr Kanälen als breiter Port bezeichnet wird.

So können zwei Ports mit einer Geschwindigkeit von 3 Gb/s entweder als zwei separate Kommunikationskanäle mit unterschiedlichen Geräten oder als ein einziger Kommunikationskanal mit einer Geschwindigkeit von 6 Gb/s verwendet werden. Darüber hinaus bietet die SAS 2.0-Spezifikation die Möglichkeit, einen 6-Gbit/s-Port in zwei 3-Gbit/s-Links aufzuteilen.

Beim Verbinden von Geräten in SAS werden Konnektoren verwendet, die vom Small Form Factor (SFF) Committee standardisiert sind. Dieses Komitee entwickelt und bereitet Spezifikationen für Steckverbinder vor, die in verschiedenen Geräten verwendet werden. Jeder Socket wird durch das Präfix „SFF-“ gefolgt von einer vierstelligen Socket-Nummer, beginnend mit der Zahl 8, identifiziert.

Die Hauptanschlüsse, die in SATA verwendet werden, sind:

Stecker SFF-8482 zum Anschluss eines internen Geräts (Abb. 1.3.9a);

· Stecker SFF-8484 – 4x Stecker zum Anschluss interner Geräte (Abb. 1.3.9b);

· Stecker SFF-8087 - Stecker 4x (miniSAS) zum Anschluss interner Geräte (Abb. 1.3.9c);

· Stecker SFF-8470 – 4x Stecker zum Anschluss externer Geräte (Abb. 1.3.9d);

· Anschluss SFF-8088 – Anschluss 4x (miniSAS) zum Anschließen externer Geräte (Abb. 1.3.9e).

Die SAS-Schnittstelle unterstützt einen Befehlssatz, der mit dem SATA-Befehlssatz kompatibel ist, sodass Sie SATA-Geräte an den SAS-Expander anschließen können (normalerweise über den SFF-8482-Anschluss).

Das gebräuchlichste Kabel zum Anschluss externer SAS-Geräte mit SFF-8088-Anschlüssen an den Enden des Kabels ist in Abb. 1.3.9e. Um externe Geräte über die eSATA-Schnittstelle anzuschließen, können Sie ein Kabel mit einem SFF-8088-Stecker an einem Ende und 4 eSATA-Steckern am anderen Ende verwenden (Abb. 1.3.9g).

Reis. 1.3.9. SAS-Anschlüsse: a) 29-poliger SAS-Stecker für interne Geräte (SFF-8482) b) 32-poliger 4x SAS-Stecker für den Anschluss interner Geräte (SFF-8484); c) 26-poliger 4x Mini-SAS-Stecker für interne Geräte (SFF-8087); d) 26-poliger 4x SAS-Stecker für externes Gerät (SFF-8470); e) 26-poliger 4x Mini-SAS-Stecker für externes Gerät (SFF-8088); f) Kabel SFF-8088 - SFF-8088; g) Kabel SFF-8088 - 4 eSATA

Ein System mit SAS-Schnittstelle besteht aus folgenden Komponenten:

Initiator - generiert Dienstanforderungen für Zielgeräte und erhält eine Bestätigung der Ausführung von Anforderungen (implementiert in Form einer Mikroschaltung auf der Hauptplatine oder auf einer mit dem Hauptplatinenbus verbundenen Karte);

Zielgerät (Target Device) – enthält logische Blöcke und Zielports, die Dienstanforderungen empfangen und ausführen; Nachdem die Bearbeitung der Anfrage abgeschlossen ist, wird eine Bestätigung der Anfrage an den Initiator der Anfrage gesendet (es kann entweder eine separate Festplatte oder ein ganzer Satz von Festplatten sein).

Data Delivery Subsystem (Service Delivery Subsystem) - führt die Datenübertragung zwischen Initiatoren und Zielgeräten durch (besteht aus Kabeln und SAS-Extendern).

· SAS-Expander – verbindet mehrere SAS-Geräte mit einem einzigen Initiator-Port.

Auf Desktop-Computern ist der SAS-Expander eine Karte, die an den PCI-Express-Bus angeschlossen wird und einen SAS-Controller enthält, der als Initiator fungiert, sowie einen oder mehrere interne und/oder externe SAS-Anschlussbuchsen, die SAS- oder SATA-Geräte verbinden (eSATA ) (Abb. ????? a und Abb. ????? b).

SAS (eSATA)-Laufwerke können in das Gehäuse eingesetzt werden (Abbildung ?????c). Ein solches Gerät wird als Disk-Array bezeichnet. Neben Laufwerken enthält das Disk-Array eine eingebaute SAS-Erweiterungsplatine (Abb. ?????d), einen Stromanschluss sowie eine Buchse zum Anschluss an einen Host-Computer (Eingangsbuchse) und 1 oder 2 Buchsen für den Anschluss an einen anderen Computer (Eingangsbuchsen) . Diese Steckplätze ermöglichen es mehreren Computern, Daten auf den Laufwerken im Disk-Array gemeinsam zu nutzen.

Ein Beispiel für den Anschluss von eSATA-Laufwerken an einen Computer mit dem in Abb. 1.3.9g und Computer mit dem Disk Array über das in Abb. 1.3.9f ist in Abb. 1 dargestellt. Reis. ?????D.

Reis. ??????. SAS-Tools: a) Karte zum Anschluss von zwei internen Geräten:

1 – Controller (Initiator) SAS; 2 – Steckdosen SF-8087; b) Karte zum Anschluss von zwei externen Geräten: 2 – SF-8088-Buchsen; 1 – Controller (Initiator) SAS; c) Disk-Array für 15 SAS-Laufwerke (eSATA); d) SAS-Festplatten-Array-Expander;

e) ein Beispiel für die Verwendung von SAS zum Anschluss externer Laufwerke: 1 – eSATA-Laufwerke; 2 - Disk-Array mit zwei Computern verbunden

Die Hardwareimplementierung von SAS ist, wie früher SCSI, auf einem Computer teurer als die Implementierung von ATA und SATA (eSATA). Dies liegt zum einen daran, dass der ATA- und SATA-Controller normalerweise in das Motherboard integriert ist und Desktop-Motherboards mit integrierter SCSI- und SAS-Schnittstelle praktisch nicht hergestellt werden, sodass Sie eine SCSI- oder SAS-Controllerkarte kaufen müssen. Zweitens sind SAS-Geräte leistungsfähiger als ATA- und SATA-Geräte (eSATA). Beispielsweise können SAS-Laufwerke Dual-Port sein, dh. Sie können entweder an zwei Computer angeschlossen werden oder mit einem Computer mit der doppelten Geschwindigkeit eines einzelnen Ports kommunizieren. Dies führt jedoch zu höheren Kosten für SAS-Laufwerke.

Daher sind das Haupteinsatzgebiet von SAS, wie SCSI, leistungsfähige Rechner (Server) mit erhöhten Anforderungen an Austauschgeschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Datensicherheit.

Durch die Verwendung von Expandern bietet das SAS-Datenübermittlungs-Subsystem mehr Optionen als das SATA (eSATA)-System. Außerdem können in diesem Subsystem günstigere SATA (eSATA)-Geräte verwendet werden.

Ein einzelnes System, das aus miteinander verbundenen Computern, Peripheriegeräten, SAS-Expandern und SAS-, SATA- und eSATA-Kabeln besteht, wird als Domäne bezeichnet. Die maximale Anzahl von Extendern und Geräten in einer Domäne beträgt 16256. Ein SAS-System kann aus mehreren Domänen bestehen, und einzelne Initiatoren und Geräte können zwei benachbarten Domänen angehören.

Es gibt zwei Arten von Extendern, die in einer Domäne verwendet werden können: Switch-Extender und Stub-Extender.

Der Fanout-Expander (Abb. ?????a) führt das Routing von Datenströmen in der SAS-Domäne von den Initiatoren zu den Zielgeräten der Domäne durch. Es sollte nur einen Switch Extender pro Domäne geben.

Ein Edge-Expander (Abb. ?????b) ist entweder mit einem Expander-Switch oder mit einem anderen End-Expander verbunden und wird verwendet, um Datenströme von daran angeschlossenen Geräten und Expandern zu routen. Die maximale Anzahl von Geräten, die von der Terminalerweiterung bedient werden, beträgt 128.

Geräte können sowohl an den Expander-Switch als auch an den Terminal-Expander angeschlossen werden. Wenn in der Domäne kein Switch-Extender verwendet wird, sollte die Anzahl der Terminal-Extender nicht mehr als 2 betragen.

Wenn der Strom eingeschaltet wird, tauschen alle Geräte im SAS-System ihre Adressen miteinander aus, und das System tritt in einen aktiven Zustand ein, in dem Befehle, Datenpakete und Steuernachrichten ausgetauscht werden. Das Hinzufügen eines neuen Geräts zum System ("Hot"-Plugging) oder das Trennen eines Geräts führt zur Generierung einer Steuernachricht, nach deren Erhalt alle Extender ihr Routing-Schema neu aufbauen und Initiatoren über eine Änderung der Systemkonfiguration informieren.

Eine Beispielkonfiguration von SAS-Domänen ist in Abbildung 1 dargestellt. Reis. ?????in.

Reis. ?????. Verwendung von SAS in Servern: a) 12-Port-Expander-Switch mit SFF-8470-Buchsen (Vorder- und Rückansicht); b) 12-Port-Terminierungserweiterung mit SFF-8470-Buchsen (Vorder- und Rückansicht); c) ein Beispiel für SAS-Domänen:

1 - Server-Initiatoren mit SAS-Erweiterungskarten; 2 - SAS-Terminalerweiterungen;

3 – Single-Port-Laufwerke mit SAS-Schnittstelle; 4 – Erweiterungsschalter SAS;

5 - Laufwerke mit eSATA-Schnittstelle; 6 – Zwei-Port-Laufwerke mit SAS-Schnittstelle;

7 - Festplatten-Array mit integriertem SAS-Expander

In modernen Computersystemen werden SATA- und SAS-Schnittstellen verwendet, um die Hauptfestplatten anzuschließen. In der Regel eignet sich die erste Option für Heimarbeitsplätze, die zweite für Server, sodass die Technologien nicht miteinander konkurrieren und unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Der signifikante Unterschied bei Kosten und Speichergröße lässt Benutzer sich fragen, wie sich SAS von SATA unterscheidet, und nach Kompromissen suchen. Mal sehen, ob das Sinn macht.

SAS(Serial Attached SCSI) ist eine serielle Schnittstelle zum Anschluss von Speichergeräten, die auf der Basis von parallelem SCSI entwickelt wurde, um denselben Befehlssatz auszuführen. Wird hauptsächlich in Serversystemen verwendet.

SATA(Serial ATA) ist eine serielle Datenaustauschschnittstelle, die auf parallelem PATA (IDE) basiert. Es wird in Heim-, Büro-, Multimedia-PCs und Laptops verwendet.

Wenn wir über HDD sprechen, gibt es trotz der unterschiedlichen technischen Eigenschaften und Anschlüsse keine wesentlichen Unterschiede zwischen den Geräten. Die Abwärtskompatibilität in eine Richtung ermöglicht es, Festplatten sowohl über eine als auch über die zweite Schnittstelle mit dem Serverboard zu verbinden.

Es ist erwähnenswert, dass beide Verbindungsoptionen auch für SSDs real sind, aber der wesentliche Unterschied zwischen SAS und SATA liegt in diesem Fall in den Kosten des Laufwerks: Die erste kann bei vergleichbarem Volumen Dutzende Male teurer sein. Daher ist eine solche Lösung heute, wenn auch nicht selten, ausreichend ausgewogen und für schnelle Rechenzentren auf Unternehmensebene vorgesehen.

Unterschied zwischen SAS und SATA

Wie wir bereits wissen, wird SAS in Servern verwendet, SATA - in Heimsystemen. In der Praxis bedeutet dies, dass viele Nutzer gleichzeitig auf Ersteres zugreifen und viele Aufgaben lösen, während Letzteres von einer Person bearbeitet wird. Dementsprechend ist die Serverlast deutlich höher, die Platten müssen also ausreichend fehlertolerant und schnell sein. Die in SAS implementierten SCSI-Protokolle (SSP, SMP, STP) ermöglichen es Ihnen, mehr I/O-Operationen gleichzeitig zu verarbeiten.

Direkt für HDD wird die Zugriffsgeschwindigkeit hauptsächlich durch die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel bestimmt. Für Desktop-Systeme und Laptops sind 5400 - 7200 RPM notwendig und ausreichend. Dementsprechend ist es fast unmöglich, ein SATA-Laufwerk mit 10.000 U / min zu finden (außer bei der ebenfalls für Workstations konzipierten WD VelociRaptor-Serie), und etwas Höheres ist absolut unerreichbar. SAS-Festplatten drehen mit mindestens 7.200 U/min, 10.000 U/min können als Standard angesehen werden, und 15.000 U/min sind ein ausreichendes Maximum.

Serielle SCSI-Laufwerke gelten als zuverlässiger und haben eine höhere MTBF. In der Praxis wird die Stabilität eher durch die Prüfsummenverifikationsfunktion erreicht. SATA-Laufwerke hingegen leiden unter „stillen Fehlern“, wenn Daten teilweise geschrieben oder beschädigt werden, was zu dem Auftreten führt.

Der Hauptvorteil von SAS wirkt sich auch auf die Fehlertoleranz des Systems aus - zwei Duplex-Ports, mit denen Sie ein Gerät über zwei Kanäle anschließen können. In diesem Fall erfolgt der Informationsaustausch gleichzeitig in beide Richtungen, und die Zuverlässigkeit wird durch die Multipath-I / O-Technologie gewährleistet (zwei Controller versichern sich gegenseitig und teilen sich die Last). Die Warteschlange der markierten Befehle ist bis zu einer Tiefe von 256 aufgebaut. Die meisten SATA-Laufwerke haben einen Halbduplex-Port, und die Warteschlangentiefe bei Verwendung der NCQ-Technologie beträgt nicht mehr als 32.

Die SAS-Schnittstelle übernimmt die Verwendung von Kabeln bis zu 10 m. Über Expander können bis zu 255 Geräte an einem Port angeschlossen werden. SATA ist auf 1 m (2 m für eSATA) begrenzt und unterstützt nur die Punkt-zu-Punkt-Verbindung eines Geräts.

Aussichten für die weitere Entwicklung - was der Unterschied zwischen SAS und SATA ist, ist auch ziemlich stark zu spüren. Die Bandbreite der SAS-Schnittstelle erreicht 12 Gbit / s, und Hersteller kündigen die Unterstützung von Datenübertragungsraten von 24 Gbit / s an. Die neueste Revision von SATA stoppte bei 6 Gb / s und wird sich diesbezüglich nicht weiterentwickeln.

SATA-Laufwerke haben in Bezug auf die Kosten von 1 GB einen sehr attraktiven Preis. In Systemen, in denen die Zugriffsgeschwindigkeit auf Daten nicht kritisch ist und die Menge der gespeicherten Informationen groß ist, ist es ratsam, sie zu verwenden.

Vergleichstabelle

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Mit dem Aufkommen einer ausreichend großen Anzahl von Serial Attached SCSI (SAS)-Peripheriegeräten können wir den Beginn des Übergangs der Unternehmensumgebung auf die Schienen der neuen Technologie feststellen. Aber SAS ist nicht nur ein anerkannter Nachfolger der UltraSCSI-Technologie, sondern eröffnet auch neue Einsatzgebiete und hebt die Skalierbarkeit von Systemen geradezu in ungeahnte Höhen. Wir haben uns entschieden, das Potenzial von SAS zu demonstrieren, indem wir uns die Technologie, Hostadapter, Festplatten und Speichersysteme genauer angesehen haben.

SAS ist keine völlig neue Technologie: Sie vereint das Beste aus beiden Welten. Der erste Teil von SAS befasst sich mit der seriellen Kommunikation, die weniger physische Drähte und Pins erfordert. Der Übergang von paralleler zu serieller Übertragung ermöglichte die Abschaffung des Busses. Obwohl die aktuellen SAS-Spezifikationen einen Durchsatz von 300 MB/s pro Port definieren, was weniger als 320 MB/s für UltraSCSI ist, ist das Ersetzen eines gemeinsam genutzten Busses durch eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ein erheblicher Vorteil. Der zweite Teil von SAS ist das SCSI-Protokoll, das nach wie vor leistungsfähig und beliebt ist.

SAS kann auch einen großen Satz verwenden Arten von RAID. Giganten wie Adaptec oder LSI Logic bieten in ihren Produkten eine Reihe fortschrittlicher Funktionen für Erweiterung, Migration, Verschachtelung und andere Funktionen, einschließlich verteilter RAID-Arrays über mehrere Controller und Laufwerke.

Schließlich werden die meisten der heute erwähnten Aktionen bereits „on the fly“ durchgeführt. Hier sollten wir ausgezeichnete Produkte hervorheben AMCC/3Ware , Areka Und Broadcom/Raidcore, das die Übertragung von Funktionen der Enterprise-Klasse auf SATA-Räume ermöglichte.

Im Vergleich zu SATA verliert die herkömmliche SCSI-Implementierung an allen Fronten, außer bei High-End-Unternehmenslösungen. SATA-Angebote geeignete Festplatten, hat einen guten Preis und eine große Auswahl an Entscheidungen. Und vergessen wir nicht ein weiteres "intelligentes" Feature von SAS: Es kommt problemlos mit bestehenden SATA-Infrastrukturen zurecht, da SAS-Hostadapter problemlos mit SATA-Laufwerken funktionieren. Aber das SAS-Laufwerk kann nicht mit dem SATA-Adapter verbunden werden.

Quelle: Adaptec.

Zuerst, so scheint es uns, sollten wir uns der Geschichte von SAS zuwenden. Der SCSI-Standard (steht für „Small Computer System Interface“) galt schon immer als professioneller Bus zum Anschluss von Laufwerken und einigen anderen Geräten an Computer. Festplatten für Server und Workstations verwenden immer noch SCSI-Technologie. Im Gegensatz zum Massen-ATA-Standard, bei dem nur zwei Laufwerke an einen Port angeschlossen werden können, ermöglicht SCSI den Anschluss von bis zu 15 Geräten an einem Bus und bietet ein leistungsfähiges Befehlsprotokoll. Geräte müssen eine eindeutige SCSI-ID haben, die entweder manuell oder über das SCAM-Protokoll (SCSI Configuration Automatically) zugewiesen werden kann. Da die Geräte-IDs für die Busse von zwei oder mehr SCSI-Adaptern möglicherweise nicht eindeutig sind, wurden Logical Unit Numbers (LUNs) hinzugefügt, um die Identifizierung von Geräten in komplexen SCSI-Umgebungen zu erleichtern.

SCSI-Hardware ist flexibler und zuverlässiger als ATA (dieser Standard wird auch als IDE, Integrated Drive Electronics bezeichnet). Geräte können sowohl innerhalb als auch außerhalb des Computers angeschlossen werden, und die Kabellänge kann bis zu 12 m betragen, wenn sie ordnungsgemäß terminiert ist (um Signalreflexionen zu vermeiden). Im Zuge der Entwicklung von SCSI sind zahlreiche Standards entstanden, die unterschiedliche Busbreiten, Taktraten, Anschlüsse und Signalspannungen spezifizieren (Fast, Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra2, Ultra2 Wide, Ultra3, Ultra320 SCSI). Glücklicherweise verwenden sie alle die gleichen Befehle.

Jede SCSI-Kommunikation wird zwischen dem Initiator (Hostadapter), der Befehle sendet, und dem darauf antwortenden Ziellaufwerk hergestellt. Unmittelbar nach Erhalt eines Befehlssatzes sendet das Ziellaufwerk einen sogenannten Sense-Code (Status: Busy, Error oder Free), anhand dessen der Initiator weiß, ob er die gewünschte Antwort erhält oder nicht.

Das SCSI-Protokoll spezifiziert fast 60 verschiedene Befehle. Sie sind in vier Kategorien unterteilt: keine Daten, bidirektional, Daten lesen und Daten schreiben.

Die Einschränkungen von SCSI zeigen sich, wenn Sie dem Bus Laufwerke hinzufügen. Heute ist kaum noch eine Festplatte zu finden, die die 320 MB/s Durchsatz von Ultra320 SCSI voll auslasten kann. Aber fünf oder mehr Fahrten im selben Bus sind eine ganz andere Sache. Eine Option wäre das Hinzufügen eines zweiten Hostadapters für den Lastausgleich, aber dies ist mit Kosten verbunden. Kabel sind auch ein Problem: Verdrillte 80-adrige Kabel sind sehr teuer. Wenn Sie auch einen "Hot Swap" von Laufwerken erhalten möchten, dh einen einfachen Austausch eines ausgefallenen Laufwerks, ist eine spezielle Ausrüstung (Backplane) erforderlich.

Natürlich ist es am besten, die Laufwerke in separaten Halterungen oder Modulen zu platzieren, die normalerweise zusammen mit anderen netten Steuerungsfunktionen Hot-Swap-fähig sind. Folglich gibt es professionellere SCSI-Lösungen auf dem Markt. Aber sie alle kosten viel, weshalb sich der SATA-Standard in den letzten Jahren so rasant entwickelt hat. Und obwohl SATA niemals die Anforderungen von High-End-Unternehmenssystemen erfüllen wird, ergänzt dieser Standard SAS perfekt bei der Schaffung neuer skalierbarer Lösungen für Netzwerkumgebungen der nächsten Generation.

SAS verwendet keinen gemeinsamen Bus für mehrere Geräte. Quelle: Adaptec.

SATA

Auf der linken Seite befindet sich der SATA-Anschluss für die Datenübertragung. Rechts ist der Stromanschluss. Es gibt genügend Pins, um jedes SATA-Laufwerk mit Spannungen von 3,3 V, 5 V und 12 V zu versorgen.

Der SATA-Standard ist seit mehreren Jahren auf dem Markt und hat heute seine zweite Generation erreicht. SATA I bot einen Durchsatz von 1,5 Gb/s mit zwei seriellen Verbindungen mit Niederspannungs-Differenzsignalisierung. Die physikalische Schicht verwendet eine 8/10-Bit-Codierung (10 tatsächliche Bits für 8 Datenbits), was den maximalen Schnittstellendurchsatz von 150 MB/s erklärt. Nach dem Übergang von SATA zu einer Geschwindigkeit von 300 MB / s begannen viele, den neuen Standard SATA II zu nennen, obwohl während der Standardisierung SATA-IO(International Organization) geplant, zuerst weitere Funktionen hinzuzufügen und es dann SATA II zu nennen. Daher heißt die neueste Spezifikation SATA 2.5, sie enthält SATA-Erweiterungen wie z Native Befehlswarteschlange(NCQ) und eSATA (externes SATA), Port Multiplier (bis zu vier Laufwerke pro Port) etc. Zusätzliche SATA-Funktionen sind jedoch sowohl für den Controller als auch für die Festplatte selbst optional.

Hoffen wir, dass 2007 SATA III mit 600 MB / s noch veröffentlicht wird.

Während parallele ATA (UltraATA)-Kabel auf 46 cm begrenzt waren, können SATA-Kabel bis zu 1 m lang sein und für eSATA doppelt so lang. Statt 40 oder 80 Adern benötigt die serielle Übertragung nur wenige Pins. Daher sind SATA-Kabel sehr schmal, lassen sich leicht in einem Computergehäuse verlegen und behindern den Luftstrom nicht so sehr. Ein einzelnes Gerät ist auf einen SATA-Anschluss angewiesen, wodurch es zu einer Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle wird.

SATA-Anschlüsse für Daten und Strom bieten separate Stecker.

SAS

Das Signalisierungsprotokoll ist hier das gleiche wie bei SATA. Quelle: Adaptec.

Ein nettes Feature von Serial Attached SCSI ist, dass die Technologie sowohl SCSI als auch SATA unterstützt, wodurch SAS- oder SATA-Laufwerke (oder beide Standards) an SAS-Controller angeschlossen werden können. SAS-Laufwerke können jedoch aufgrund der Verwendung des Serial SCSI Protocol (SSP) nicht mit SATA-Controllern arbeiten. SAS folgt wie SATA dem Punkt-zu-Punkt-Verbindungsprinzip für Laufwerke (heute 300 MB/s), und dank SAS-Expander (oder Expander, Expander) können mehr Laufwerke angeschlossen werden, als SAS-Ports verfügbar sind. SAS-Festplatten unterstützen zwei Ports, jeder mit seiner eigenen eindeutigen SAS-ID, sodass Sie zwei physische Verbindungen verwenden können, um Redundanz bereitzustellen – verbinden Sie das Laufwerk mit zwei verschiedenen Hosts. Dank STP (SATA Tunneling Protocol) können SAS-Controller mit an den Expander angeschlossenen SATA-Laufwerken kommunizieren.

Quelle: Adaptec.

Quelle: Adaptec.

Quelle: Adaptec.

Als „Flaschenhals“ kann natürlich die einzige physikalische Verbindung des SAS-Expanders zum Host-Controller angesehen werden, weshalb im Standard breite SAS-Ports vorgesehen sind. Ein breiter Port gruppiert mehrere SAS-Verbindungen zu einem einzigen Link zwischen zwei beliebigen SAS-Geräten (normalerweise zwischen einem Host-Controller und einem Extender/Expander). Die Anzahl der Verbindungen innerhalb der Verbindung kann erhöht werden, alles hängt von den gestellten Anforderungen ab. Es werden jedoch weder redundante Verbindungen unterstützt, noch sind Schleifen oder Ringe erlaubt.

Quelle: Adaptec.

Zukünftige Implementierungen von SAS werden 600 und 1200 MB/s Bandbreite pro Port hinzufügen. Natürlich steigt die Leistung von Festplatten nicht im gleichen Maße, aber es ist bequemer, Expander an einer kleinen Anzahl von Ports zu verwenden.

Geräte namens „Fan Out“ und „Edge“ sind Expander. Aber nur der Haupt-Fan-Out-Expander kann mit der SAS-Domäne arbeiten (siehe 4x-Verbindung in der Mitte des Diagramms). Pro Edge-Expander sind bis zu 128 physische Verbindungen zulässig, und Sie können breite Ports verwenden und/oder andere Expander/Laufwerke anschließen. Die Topologie kann recht komplex, aber gleichzeitig flexibel und leistungsfähig sein. Quelle: Adaptec.

Quelle: Adaptec.

Die Backplane ist der Grundbaustein jedes Speichersystems, das Hot-Plug-fähig sein muss. Daher handelt es sich bei SAS-Expandern oft um leistungsstarke Rigs (sowohl im Einzelfall als auch nicht). In der Regel wird ein einzelner Link verwendet, um ein einfaches Snap-In mit einem Hostadapter zu verbinden. Expander mit eingebauten Snap-Ins setzen natürlich auf Mehrkanalverbindungen.

Für SAS wurden drei Arten von Kabeln und Anschlüssen entwickelt. SFF-8484 ist ein mehradriges internes Kabel, das den Hostadapter mit dem Gerät verbindet. Dasselbe kann im Prinzip erreicht werden, indem dieses Kabel an einem Ende in mehrere separate SAS-Anschlüsse verzweigt wird (siehe Abbildung unten). SFF-8482 ist ein Anschluss, über den das Laufwerk an eine einzelne SAS-Schnittstelle angeschlossen wird. Schließlich ist das SFF-8470 ein externes Multicore-Kabel mit einer Länge von bis zu sechs Metern.

Quelle: Adaptec.

SFF-8470-Kabel für externe Multilink-SAS-Verbindungen.

Multicore-Kabel SFF-8484. Vier SAS-Kanäle/Ports werden durch einen Anschluss geführt.

SFF-8484-Kabel, mit dem Sie vier SATA-Laufwerke anschließen können.

SAS als Teil von SAN-Lösungen

Warum brauchen wir all diese Informationen? Die meisten Benutzer werden der oben besprochenen SAS-Topologie nicht nahe kommen. Aber SAS ist mehr als eine Schnittstelle der nächsten Generation für professionelle Festplatten, obwohl es ideal für den Aufbau einfacher und komplexer RAID-Arrays basierend auf einem oder mehreren RAID-Controllern ist. SAS kann mehr. Dies ist eine serielle Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle, die einfach skaliert werden kann, wenn Sie die Anzahl der Verbindungen zwischen zwei beliebigen SAS-Geräten hinzufügen. SAS-Laufwerke sind mit zwei Ports ausgestattet, sodass Sie einen Port über einen Expander mit einem Hostsystem verbinden und dann einen Backup-Pfad zu einem anderen Hostsystem (oder einem anderen Expander) erstellen können.

Die Kommunikation zwischen SAS-Adaptern und -Expandern (sowie zwischen zwei Expandern) kann so breit sein, wie SAS-Ports verfügbar sind. Expander sind in der Regel Rackmount-Systeme, die eine große Anzahl von Laufwerken aufnehmen können, und die mögliche Verbindung von SAS mit einem höheren Gerät in der Hierarchie (z. B. einem Host-Controller) ist nur durch die Fähigkeiten des Expanders begrenzt.

Mit einer reichhaltigen und funktionalen Infrastruktur ermöglicht Ihnen SAS die Erstellung komplexer Speichertopologien anstelle von dedizierten Festplatten oder separatem Netzwerkspeicher. Dabei soll „kompliziert“ nicht bedeuten, dass es schwierig ist, mit einer solchen Topologie zu arbeiten. SAS-Konfigurationen bestehen aus einfachen Festplatten-Rigs oder verwenden Expander. Jede SAS-Verbindung kann je nach Bandbreitenanforderungen nach oben oder unten skaliert werden. Sie können sowohl leistungsstarke SAS-Festplatten als auch SATA-Modelle mit hoher Kapazität verwenden. Zusammen mit leistungsstarken RAID-Controllern können Sie Datenverbünde einfach aufbauen, erweitern oder umkonfigurieren – sowohl hinsichtlich des RAID-Levels als auch der Hardwareseite.

All dies wird noch wichtiger, wenn man bedenkt, wie schnell der Unternehmensspeicher wächst. Heute ist in aller Munde von SAN – Storage Area Network. Es impliziert eine dezentrale Organisation eines Datenspeichersubsystems mit herkömmlichen Servern, die physisch entfernte Speicher verwenden. Ein leicht modifiziertes SCSI-Protokoll wird über bestehende Gigabit-Ethernet- oder Fibre-Channel-Netzwerke gestartet, eingekapselt in Ethernet-Pakete (iSCSI - Internet SCSI). Ein System, das von einer einzelnen Festplatte bis hin zu komplexen verschachtelten RAID-Verbänden läuft, wird zu einem sogenannten Ziel (Target) und ist an einen Initiator (Hostsystem, Initiator) gebunden, der das Ziel so behandelt, als wäre es nur ein physisches Element.

Mit iSCSI können Sie natürlich eine Strategie für die Entwicklung von Speicher, Datenorganisation oder Zugriffskontrolle erstellen. Wir erhalten ein weiteres Maß an Flexibilität, indem wir Speicher entfernen, der direkt an Server angeschlossen ist, wodurch jedes Speichersubsystem zu einem iSCSI-Ziel werden kann. Die Umstellung auf Remote-Storage macht das System unabhängig von Storage-Servern (ein gefährlicher Point of Failure) und verbessert die Verwaltbarkeit der Hardware. Aus programmatischer Sicht befindet sich der Speicher immer noch "innerhalb" des Servers. Das iSCSI-Ziel und der Initiator können sich in der Nähe, auf verschiedenen Stockwerken, in verschiedenen Räumen oder Gebäuden befinden – alles hängt von der Qualität und Geschwindigkeit der IP-Verbindung zwischen ihnen ab. Aus dieser Sicht ist es wichtig zu beachten, dass das SAN nicht gut für die Anforderungen von Online-Anwendungen wie Datenbanken geeignet ist.

2,5-Zoll-SAS-Festplatten

2,5-Zoll-Festplatten für den professionellen Bereich werden immer noch als Novum wahrgenommen. Wir haben die erste derartige Festplatte von Seagate schon seit geraumer Zeit im Test - 2,5" Ultra320 Savvio der einen guten Eindruck hinterlassen hat. Alle 2,5-Zoll-SCSI-Laufwerke verwenden eine Spindelgeschwindigkeit von 10.000 U/min, erreichen jedoch nicht die Leistungswerte von 3,5-Zoll-Festplatten mit der gleichen Spindelgeschwindigkeit. Tatsache ist, dass sich die äußeren Spuren von 3,5-Zoll-Modellen mit einer höheren linearen Geschwindigkeit drehen, was für eine höhere Datenübertragungsrate sorgt.

Der Vorteil kleiner Festplatten liegt nicht in der Kapazität: Heute liegt das Maximum für sie noch bei 73 GB, während wir bei 3,5-Zoll-Festplatten der Enterprise-Klasse bereits 300 GB bekommen. In vielen Bereichen ist das Verhältnis von Leistung zu belegtem physikalischem Volumen sehr groß wichtig oder Energieeffizienz. Je mehr Festplatten Sie verwenden, desto mehr Leistung ernten Sie - natürlich gepaart mit der entsprechenden Infrastruktur. Gleichzeitig verbrauchen 2,5"-Festplatten fast halb so viel Energie wie 3,5"-Konkurrenten. Wenn wir bedenken das Verhältnis Leistung pro Watt (I/O-Operationen pro Watt), liefert der 2,5"-Formfaktor sehr gute Ergebnisse.

Wenn Sie vor allem Kapazität benötigen, dann sind 3,5"-Laufwerke mit 10.000 U/min wahrscheinlich nicht die beste Wahl. Tatsache ist, dass 3,5"-SATA-Festplatten 66 % mehr Kapazität (500 statt 300 GB pro Festplatte) bieten, wodurch das Leistungsniveau verbleibt akzeptabel. Viele Festplattenhersteller bieten SATA-Modelle für den 24/7-Betrieb an, und der Preis der Laufwerke wurde auf ein Minimum reduziert. Zuverlässigkeitsprobleme können durch den Kauf von Ersatzlaufwerken zum sofortigen Austausch im Array gelöst werden.

Die MAY-Linie repräsentiert Fujitsus aktuelle Generation von 2,5-Zoll-Laufwerken für den professionellen Bereich. Die Rotationsgeschwindigkeit beträgt 10.025 U / min, und die Kapazitäten betragen 36,7 und 73,5 GB. Alle Laufwerke verfügen über 8 MB Cache und bieten eine durchschnittliche Lesesuchzeit von 4,0 ms und 4,5 ms ms schreibt Wie wir bereits erwähnt haben, ist ein nettes Merkmal von 2,5-Zoll-Festplatten der reduzierte Stromverbrauch. Normalerweise spart eine 2,5-Zoll-Festplatte mindestens 60 % Energie im Vergleich zu einer 3,5-Zoll-Festplatte.

3,5-Zoll-SAS-Festplatten

Die MAX ist Fujitsus aktuelle Reihe von Hochleistungsfestplatten mit 15.000 U/min. Der Name passt also perfekt. Im Gegensatz zu 2,5-Zoll-Laufwerken erhalten wir hier satte 16 MB Cache und eine kurze durchschnittliche Suchzeit von 3,3 ms für Lesevorgänge und 3,8 ms für Schreibvorgänge. Fujitsu bietet Modelle mit 36,7 GB, 73,4 GB und 146 GB (mit einem, zwei und vier) an Platten).

Flüssigdynamische Lager haben ihren Weg in Festplatten der Enterprise-Klasse gefunden, sodass die neuen Modelle mit 15.000 U/min deutlich leiser sind als die vorherigen. Natürlich sollten solche Festplatten ordentlich gekühlt werden, und das bietet das Gerät auch.

Hitachi Global Storage Technologies bietet auch eine eigene Reihe von Hochleistungslösungen an. Die UltraStar 15K147 läuft mit 15.000 U/min und hat 16 MB Cache, genau wie die Fujitsu-Laufwerke, aber die Plattenkonfiguration ist anders. Das 36,7-GB-Modell verwendet zwei Platten anstelle von einer, während das 73,4-GB-Modell drei Platten anstelle von zwei verwendet. Dies weist auf eine geringere Datendichte hin, aber ein solches Design ermöglicht es Ihnen tatsächlich, die inneren, langsamsten Bereiche der Platten nicht zu verwenden. Dadurch müssen sich die Köpfe weniger bewegen, was zu einer besseren durchschnittlichen Zugriffszeit führt.

Hitachi bietet auch Modelle mit 36,7 GB, 73,4 GB und 147 GB mit einer behaupteten Such- (Lese-) Zeit von 3,7 ms an.

Obwohl Maxtor bereits Teil von Seagate geworden ist, bleiben die Produktlinien des Unternehmens erhalten. Der Hersteller bietet Modelle mit 36, 73 und 147 GB an, die alle über eine Spindeldrehzahl von 15.000 U/min und 16 MB Cache verfügen. Das Unternehmen gibt eine durchschnittliche Suchzeit von 3,4 ms für Lesevorgänge und 3,8 ms für Schreibvorgänge an.

Der Cheetah wird seit langem mit Hochleistungsfestplatten in Verbindung gebracht. Seagate konnte mit der Veröffentlichung der Barracuda im Desktop-Segment eine ähnliche Assoziation wecken und bot im Jahr 2000 die erste Desktop-Festplatte mit 7200 U/min an.

Verfügbar in Modellen mit 36,7 GB, 73,4 GB und 146,8 GB. Alle zeichnen sich durch eine Spindeldrehzahl von 15.000 U/min und 8 MB Cache aus. Die durchschnittliche Suchzeit zum Lesen beträgt 3,5 ms und zum Schreiben 4,0 ms.

Host-Adapter

Im Gegensatz zu SATA-Controllern sind SAS-Komponenten nur auf Server-Motherboards oder als Erweiterungskarten für PCI-X oder PCI-Express. Wenn wir noch einen Schritt weiter gehen und RAID-Controller (Redundant Array of Inexpensive Drives) betrachten, werden diese aufgrund ihrer Komplexität meist als einzelne Karten verkauft. RAID-Karten enthalten nicht nur den Controller selbst, sondern auch einen Chip zur Beschleunigung der Berechnung von Redundanzinformationen (XOR-Engine) sowie Cache-Speicher. Manchmal ist eine kleine Menge Speicher auf die Karte gelötet (meistens 128 MB), aber bei einigen Karten können Sie die Menge mit einem DIMM oder SO-DIMM erweitern.

Bei der Auswahl eines Hostadapters oder RAID-Controllers sollten Sie klar definieren, was Sie benötigen. Das Angebot an neuen Geräten wächst direkt vor unseren Augen. Einfache Multiport-Hostadapter kosten relativ wenig, während leistungsstarke RAID-Karten viel kosten. Überlegen Sie, wo Sie Ihre Laufwerke platzieren: Für externen Speicher ist mindestens ein externer Steckplatz erforderlich. Rack-Server erfordern normalerweise Low-Profile-Karten.

Wenn Sie RAID benötigen, entscheiden Sie, ob Sie die Hardwarebeschleunigung verwenden. Einige RAID-Karten benötigen CPU-Ressourcen für XOR-Berechnungen für RAID 5- oder 6-Arrays; andere verwenden ihre eigene XOR-Hardware-Engine. RAID-Beschleunigung wird für Umgebungen empfohlen, in denen der Server mehr als nur Daten speichert, wie z. B. Datenbanken oder Webserver.

Alle in unserem Artikel genannten Hostadapterkarten unterstützen 300 MB/s pro SAS-Port und ermöglichen eine sehr flexible Implementierung der Speicherinfrastruktur. Heutzutage werden nur wenige Menschen von externen Ports überrascht sein und die Unterstützung von SAS- und SATA-Festplatten in Betracht ziehen. Alle drei Karten verwenden die PCI-X-Schnittstelle, aber PCI-Express-Versionen sind bereits in der Entwicklung.

In unserem Artikel haben wir auf Karten mit acht Ports geachtet, aber die Anzahl der angeschlossenen Festplatten ist nicht darauf beschränkt. Mit Hilfe eines SAS-Expanders (extern) können Sie beliebige Speicher anschließen. Solange eine 4-Lane-Verbindung ausreicht, können Sie die Anzahl der Festplatten auf bis zu 122 erhöhen. Aufgrund der Leistungseinbußen bei der Berechnung der RAID 5- oder RAID 6-Paritätsinformationen können typische externe RAID-Speicher die nicht laden Quad-Lane-Bandbreite genug, auch wenn eine große Anzahl von Laufwerken verwendet wird.

48300 ist ein SAS-Hostadapter, der für den PCI-X-Bus entwickelt wurde. Der Servermarkt wird heute noch immer von PCI-X dominiert, obwohl immer mehr Motherboards mit PCI-Express-Schnittstellen ausgestattet sind.

Der Adaptec SAS 48300 verwendet eine PCI-X-Schnittstelle mit 133 MHz, was einen Durchsatz von 1,06 GB/s ergibt. Schnell genug, wenn der PCI-X-Bus nicht mit anderen Geräten belastet ist. Wenn Sie ein Gerät mit niedrigerer Geschwindigkeit in den Bus aufnehmen, reduzieren alle anderen PCI-X-Karten ihre Geschwindigkeit auf dieselbe Geschwindigkeit. Dazu werden teilweise mehrere PCI-X-Controller auf der Platine verbaut.

Adaptec positioniert den SAS 4800 für Midrange- und Low-End-Server und -Workstations. Der empfohlene Verkaufspreis beträgt 360 US-Dollar, was durchaus angemessen ist. Die Adaptec HostRAID-Funktion wird unterstützt, sodass Sie auf die einfachsten RAID-Arrays aufrüsten können. In diesem Fall sind dies die RAID-Level 0, 1 und 10. Die Karte unterstützt eine externe SFF8470-Verbindung mit vier Kanälen sowie einen internen SFF8484-Anschluss gepaart mit einem Kabel für vier SAS-Geräte, d. h. wir erhalten acht Ports gesamt.

Die Karte passt in einen 2U-Rack-Server, wenn eine Steckplatzabdeckung mit niedrigem Profil installiert ist. Das Paket enthält außerdem eine CD mit einem Treiber, einer Schnellinstallationsanleitung und einem internen SAS-Kabel, über das bis zu vier Systemlaufwerke an die Karte angeschlossen werden können.

Der SAS-Player LSI Logic schickte uns einen SAS3442X PCI-X-Hostadapter, einen direkten Konkurrenten zum Adaptec SAS 48300. Er verfügt über acht SAS-Ports, die auf zwei Quad-Lane-Schnittstellen aufgeteilt sind. Das „Herz“ der Karte ist der LSI SAS1068 Chip. Eine der Schnittstellen ist für interne Geräte vorgesehen, die zweite - für externe DAS (Direct Attached Storage). Das Board verwendet die Busschnittstelle PCI-X 133.

Wie üblich wird eine 300-MB/s-Schnittstelle für SATA- und SAS-Laufwerke unterstützt. Auf der Steuerplatine befinden sich 16 LEDs. Acht davon sind einfache Aktivitäts-LEDs und acht weitere sollen eine Systemstörung melden.

Die LSI SAS3442X ist eine Karte mit niedrigem Profil, sodass sie problemlos in jeden 2U-Rack-Server passt.

Hinweis Treiberunterstützung für Linux, Netware 5.1 und 6, Windows 2000 und Server 2003 (x64), Windows XP (x64) und Solaris bis 2.10. Im Gegensatz zu Adaptec entschied sich LSI dafür, keine Unterstützung für RAID-Modi hinzuzufügen.

RAID-Adapter

SAS RAID4800SAS ist die Lösung von Adaptec für komplexere SAS-Umgebungen und kann für Anwendungsserver, Streaming-Server und mehr verwendet werden. Vor uns liegt wieder eine Acht-Port-Karte mit einer externen vierspurigen SAS-Verbindung und zwei internen vierspurigen Schnittstellen. Wird aber ein externer Anschluss verwendet, dann bleibt von den internen nur noch eine vierkanalige Schnittstelle übrig.

Die Karte ist auch für den PCI-X 133-Bus ausgelegt, der selbst für die anspruchsvollsten RAID-Konfigurationen ausreichend Bandbreite bereitstellt.

Was die RAID-Modi angeht, überholt das SAS RAID 4800 locker seinen „jüngeren Bruder“: RAID-Level 0, 1, 10, 5, 50 werden standardmäßig unterstützt, wenn man genügend Laufwerke hat. Im Gegensatz zum 48300 hat Adaptec zwei SAS-Kabel investiert, sodass Sie gleich acht Festplatten an den Controller anschließen können. Im Gegensatz zur 48300 benötigt die Karte einen PCI-X-Steckplatz in voller Größe.

Wenn Sie sich für ein Upgrade Ihrer Karte auf Adaptec entscheiden Erweiterte Datenschutz-Suite, können Sie auf doppelt redundante RAID-Modi (6, 60) sowie eine Reihe von Funktionen der Enterprise-Klasse upgraden: Striped Mirror Drive (RAID 1E), Hot Spacing (RAID 5EE) und Copyback Hot Spare. Das Dienstprogramm Adaptec Storage Manager hat eine browserähnliche Oberfläche und kann zur Verwaltung aller Adaptec-Adapter verwendet werden.

Adaptec bietet Treiber für Windows Server 2003 (und x64), Windows 2000 Server, Windows XP (x64), Novell Netware, Red Hat Enterprise Linux 3 und 4, SuSe Linux Enterprise Server 8 und 9 und FreeBSD.

SAS-Snap-Ins

Das 335SAS ist ein SAS- oder SATA-Laufwerkszubehör mit vier Laufwerken, muss jedoch an einen SAS-Controller angeschlossen werden. Dank des 120-mm-Lüfters werden die Laufwerke gut gekühlt. Außerdem müssen Sie zwei Molex-Netzstecker an das Gerät anschließen.

Adaptec hat ein I2C-Kabel beigelegt, mit dem das Rig über einen geeigneten Controller gesteuert werden kann. Aber mit SAS-Laufwerken wird dies nicht mehr funktionieren. Ein zusätzliches LED-Kabel soll die Aktivität der Laufwerke signalisieren, allerdings wiederum nur für SATA-Laufwerke. Das Paket enthält auch ein internes SAS-Kabel für vier Laufwerke, sodass ein externes Vierkanalkabel ausreicht, um die Laufwerke anzuschließen. Wenn Sie SATA-Laufwerke verwenden möchten, müssen Sie SAS-auf-SATA-Adapter verwenden.

Der Verkaufspreis von 369 $ ist nicht billig. Aber Sie erhalten eine solide und zuverlässige Lösung.

SAS-Speicher

SANbloc S50 ist eine Lösung der Enterprise-Klasse mit 12 Laufwerken. Sie erhalten ein 2U-Rackmount-Gehäuse, das mit SAS-Controllern verbunden wird. Dies ist eines der besten Beispiele für skalierbare SAS-Lösungen. Die 12 Laufwerke können entweder SAS oder SATA sein. Oder stellen eine Mischung aus beiden Typen dar. Der eingebaute Expander kann eine oder zwei Quad-Lane-SAS-Schnittstellen verwenden, um den S50 mit einem Hostadapter oder RAID-Controller zu verbinden. Da wir eine eindeutig professionelle Lösung haben, ist diese mit zwei Netzteilen (mit Redundanz) ausgestattet.

Wenn Sie bereits einen Adaptec SAS-Hostadapter erworben haben, können Sie ihn einfach mit dem S50 verbinden und Laufwerke mit dem Adaptec Storage Manager verwalten. Wenn Sie 500-GB-SATA-Festplatten installieren, erhalten wir 6 TB Speicherplatz. Wenn wir 300-GB-SAS-Laufwerke nehmen, beträgt die Kapazität 3,6 TB. Da der Expander über zwei vierspurige Schnittstellen mit dem Host-Controller verbunden ist, erhalten wir einen Durchsatz von 2,4 GB / s, was für ein Array jeglicher Art mehr als ausreichend ist. Wenn Sie 12 Laufwerke in einem RAID0-Array installieren, beträgt der maximale Durchsatz nur 1,1 GB / s. Adaptec verspricht, Mitte dieses Jahres eine leicht modifizierte Version mit zwei unabhängigen SAS-I/O-Blöcken herauszubringen.

SANbloc S50 enthält die Funktion der automatischen Überwachung und automatischen Steuerung der Lüftergeschwindigkeit. Ja, das Gerät ist zu laut, daher konnten wir es nach Abschluss der Tests erleichtert aus dem Labor zurückbringen. Eine Laufwerksfehlermeldung wird über SES-2 (SCSI Enclosure Services) oder über die physikalische I2C-Schnittstelle an den Controller gesendet.

Die Betriebstemperaturen für Stellantriebe liegen zwischen 5 und 55 °C und für Zubehör zwischen 0 und 40 °C.

Zu Beginn unserer Tests erreichten wir einen Spitzendurchsatz von nur 610 MB/s. Durch einen Kabeltausch zwischen dem S50 und dem Hostcontroller von Adaptec konnten wir immerhin noch 760 MB/s erreichen. Wir haben sieben Festplatten verwendet, um das System im RAID-0-Modus zu laden. Eine Erhöhung der Festplattenanzahl führte nicht zu einer Erhöhung des Durchsatzes.

Konfiguration testen