SCSI conectado en serie

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Serial Attached SCSI ( SAS ) es una interfaz de computadora en serie diseñada para conectar varios dispositivos de almacenamiento, como discos duros y unidades de cinta. SAS está diseñado para reemplazar la interfaz SCSI paralela y se basa en gran medida en la terminología y los conjuntos de comandos de SCSI.

SAS es retrocompatible con SATA : los dispositivos SATA de 3 Gb/s y 6 Gb/s se pueden conectar a un controlador SAS, pero no al revés.

La última implementación de SAS brinda transferencia de datos a velocidades de hasta 24 Gb/s por línea, y a principios de 2021 se encuentra solo en las líneas Kioxia.

El protocolo SAS es desarrollado y mantenido por el comité T10 [1] . Un consorcio de fabricantes de hardware llamado SCSI Trade Association (SCSITA) promueve varias tecnologías relacionadas con SCSI, incluido SAS.

Introducción

Un sistema de interfaz SAS típico consta de los siguientes componentes:

Iniciadores _  _ _ Un iniciador es un dispositivo que origina solicitudes de servicio para dispositivos de destino y recibe reconocimientos a medida que se ejecutan las solicitudes. Muy a menudo, el iniciador se realiza en forma de VLSI . Dispositivos de destino _  _ El dispositivo de destino contiene bloques lógicos y puertos de destino que reciben solicitudes de servicio y las ejecutan; una vez que se completa el procesamiento de la solicitud, se envía una confirmación de la solicitud al iniciador de la solicitud. El dispositivo de destino puede ser un solo disco duro o una matriz de discos completa. Subsistema de entrega de datos _  Es parte del sistema de E/S que transfiere datos entre iniciadores y dispositivos de destino. Normalmente, el subsistema de entrega de datos consta de cables que conectan el iniciador y el dispositivo de destino. Además, además de los cables, el subsistema de entrega de datos puede incluir extensores SAS. Expansores (expansores) ( ing.  Expansores ) Los extensores SAS (expansores) son dispositivos que forman parte del subsistema de entrega de datos y permiten facilitar la transferencia de datos entre dispositivos SAS; por ejemplo, un expansor permite que varios dispositivos de destino SAS se conecten a un solo puerto iniciador. La conexión a través de un extensor es completamente transparente para los dispositivos de destino.

Terminología

• Un solo par diferencial que va de un dispositivo a otro (en una dirección) se llama PHY (de físico).
• El par de PHY que forman un enlace dúplex se denomina "enlace físico".
• Uno o más enlaces físicos forman un puerto. Si un puerto contiene más de un enlace físico, dicho puerto se denomina "puerto ancho".
• Cada puerto tiene una sas_address. Todos los enlaces físicos que anuncian la misma sas_address se combinan automáticamente en un puerto ancho (por ejemplo, si el HBA tiene 2 interfaces SAS 4x, al conectarlas todas juntas al gabinete, puede obtener un puerto ancho 8x).

Comparación de SAS y SCSI paralelo

• SAS utiliza un protocolo en serie para transferir datos entre varios dispositivos y, por lo tanto, utiliza menos líneas de señal.
• La interfaz SCSI utiliza un bus común. Por lo tanto, todos los dispositivos están conectados al mismo bus y solo un dispositivo puede funcionar con el controlador a la vez. La interfaz SAS utiliza conexiones punto a punto: cada dispositivo está conectado al controlador mediante un canal dedicado.
• A diferencia de SCSI, SAS no requiere que el usuario termine el bus.
• SCSI tiene el problema de que el tiempo de propagación de la señal en las diferentes líneas que componen la interfaz paralela puede variar. La interfaz SAS no tiene este inconveniente.
• SAS admite una gran cantidad de dispositivos (> 16384), mientras que la interfaz SCSI admite 8, 16 o 32 dispositivos en el bus.
• SAS proporciona un mayor rendimiento (1,5, 3, 6,12 o 24 Gbps). Dicho ancho de banda se puede proporcionar en cada conexión iniciador-objetivo, mientras que en un bus SCSI, el ancho de banda del bus se comparte entre todos los dispositivos conectados a él.
• Los controladores SAS pueden admitir la conexión de dispositivos con interfaz SATA , cuando se conectan directamente, utilizando el protocolo SATA, cuando se conectan a través de expansores SAS, utilizando túneles a través de STP (protocolo de túnel SATA).
• SAS, como SCSI paralelo, utiliza comandos SCSI para controlar y comunicarse con los dispositivos de destino.

Comparación de SAS y SATA

• SAS tiene compatibilidad parcial con dispositivos SATA solo a nivel de conectores y cables para conectar unidades individuales. Los dispositivos SATA usan una capa física diferente (que incluye diferentes niveles de voltaje [3] ) y un conjunto de instrucciones diferente ( ATA ). Para conectar un dispositivo SATA a un dominio SAS (es decir, a un expansor SAS), se utiliza un protocolo especial STP ( Serial ATA Tunneling Protocol ) ,  que describe la negociación de identificadores SAS y SATA [4] .
• Los dispositivos SATA 1 y SAS admiten colas de comandos etiquetados TCQ ( English  Tagged Command Queuing ). Al mismo tiempo, los dispositivos SATA versión 2 son compatibles con TCQ y NCQ ( Cola de comandos nativos ) .  En las unidades SAS modernas, la profundidad máxima de cola es 256, para las unidades SATA es 32.
• Las unidades SAS modernas tienen dos puertos físicos. Esto hace posible usar dichos discos en esquemas con mayor tolerancia a fallas, por ejemplo, en sistemas de almacenamiento de 2 controladores. Para algunos sistemas de almacenamiento, es posible utilizar unidades SATA en combinación con intercaladores SATA adicionales que proporcionan una conexión de dos puertos [5] .
• El protocolo SAS proporciona transferencia de datos full-duplex , mientras que SATA opera en modo half-duplex [6] [7] .
• La protección de datos de extremo a extremo se puede implementar con discos SAS [ 8 ] . 

Infraestructura SAS

Conectores

Como regla general, los conectores SAS son mucho más pequeños que los conectores SCSI tradicionales, lo que le permite usar conectores SAS para conectar unidades compactas de 2,5 pulgadas.

Hay varias opciones para los conectores SAS [9] :

Imagen	nombre clave	También conocido como	Externo interno	Número de contactos	Número de enlaces	Comentario
	SFF-8482	Conector SAS	Interior		una	Factor de forma compatible con dispositivos SATA. Le permite conectar una unidad SATA a un controlador SAS o backplane SAS. Sin embargo, las unidades SAS no se pueden conectar a un controlador SATA, ya que el conector SFF-8482 tiene una "clave" que no le permite conectar un cable SATA normal. La figura muestra el conector del cable. Para garantizar la compatibilidad de los backplanes SAS con discos y controladores SATA, se utiliza un conector SFF-8482 en el lado del disco y conectores SATA para conectar el controlador. Los cables con conector SFF-8482 se utilizan para conectar unidades SAS y SATA directamente al controlador.
	SFF-8484	SAS 4x 32 pines	Interior	32 (19)	4(2)	Conector con alta densidad de contacto; el estándar SFF define conectores para conectar 2 o 4 dispositivos. Actualmente considerado obsoleto. En lugar de SFF-8484, se utilizan conectores SFF-8087 (mini-SAS) y SFF-8643 (mini-SAS HD).
	SFF-8485					Define en:SGPIO (una extensión del estándar SFF 8484), una conexión en serie comúnmente utilizada para controlar la indicación LED en los backplanes SAS.
	SFF-8470	Tipo de conector Infiniband CX4	Externo	32	cuatro	Conector externo con alta densidad de contactos. Actualmente considerado obsoleto. En lugar de SFF-8470, se utilizan conectores SFF-8088 (mini-SAS externo) y SFF-8644 (mini-SAS HD externo).
	SFF-8087	Mini SAS interno, iPASS	Interior	36	cuatro	Conector interno de alta densidad.
	SFF-8088	Mini SAS externo	Externo	26	cuatro	Conector externo con alta densidad de contactos. Diseñado para SAS-2 (SAS-2) (6 Gb/s por enlace)
	SFF-8643	HD mini-SAS interno	Interior	36	cuatro	Conector interno de alta densidad. Diseñado para SAS-3 (12 Gb/s por enlace)
	SFF-8644	Mini-SAS HD externo	Externo	36	cuatro	Conector externo con alta densidad de contactos. Diseñado para SAS-3 (12 Gb/s por enlace)

Cables

Las especificaciones SAS 2.1 y 3.0 prevén longitudes máximas de cable para conexiones externas [10] :

• 10 metros para cables de cobre pasivos;
• 25 metros para cables de cobre activo;
• 100 metros para cables ópticos [11] .

Notas

1. ↑ T10 .
2. ↑ Comparación de la interfaz de redes de almacenamiento de Demartek Archivado el 11 de agosto de 2019 en Wayback Machine // Artículo del 31/7/2019 en demartek.principledtechnologies.com.
3. ↑ Bill Bissonette .
4. ↑ Robert Elliott .
5. ↑ Willis Whittington .
6. ↑ Anthony Vandewerdt .
7. ↑ SanDisk .
8. ↑ Jim Williams, Martin Petersen .
9. ↑ Seagate: especificaciones SFF .
10. ↑ SNI .
11. ↑ F.C.I. _

Literatura

• Serial Attached SCSI Master Roadmap (enlace no disponible) . Fecha de acceso: 31 de marzo de 2015. Archivado desde el original el 24 de marzo de 2015. (indefinido) 

• Sitio web del comité T10 . (indefinido)

• Bill Bissonette. Resumen del algoritmo SAS-SATA OOB, Rev. 0  (inglés) (PDF). T10 (2005). Recuperado: 9 de abril de 2015.  (enlace no disponible)

• Roberto Elliott. Manual de interfaz SCSI conectado en serie (SAS), Rev. B  (inglés) (PDF). Seagate Technology LLC (2006). Consultado: 9 de abril de 2015.

• Willis Whittington. Unidades de disco de escritorio, Nearline y Enterprise  (inglés) (PDF) 17. SNIA (2007). Recuperado: 8 de abril de 2015.

• Anthony Vandewerdt. Adivina esto: ¿cuándo una unidad SAS no es una unidad SAS?  (Inglés) . IBM (21 de febrero de 2012). Fecha de acceso: 18 de noviembre de 2015.

• Jim Williams, Martín Petersen. Integridad de datos en la pila de almacenamiento  (inglés) (PDF). SNIA (2008). Recuperado: 8 de abril de 2015.

• Especificaciones del Comité SFF . Consultado: 31 de marzo de 2015. (indefinido)

• Bob Hansen. Ampliación de la conectividad SAS en el centro de datos  (inglés) (PDF)  (enlace no disponible) . SNIA (2013). Consultado el 9 de abril de 2015. Archivado desde el original el 14 de abril de 2015.

• Cable óptico activo Mini-SAS HD  (inglés)  (enlace no disponible) . FCI . Consultado el 18 de noviembre de 2015. Archivado desde el original el 19 de noviembre de 2015.

• Diferencias entre SAS y  SATA . SanDisk. Fecha de acceso: 18 de noviembre de 2015.

Enlaces

• Especificaciones de diferentes versiones de SAS
• Asociación Comercial SCSI
• Descripción general de SAS

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