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什么是SAS磁盘

2011-02-09 08:19:49   发表:
SAS是新一代的SCSI技能,和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技能以取得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,提供与串行ATA (Serial ATA,缩写为SATA)硬盘的兼容性。

  SAS的接口技能可以向下兼容SATA。SAS系统的背板(Backplane)既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器,也可以连接高容量、低成本的SATA驱动器。因为SAS驱动器的端口与SATA驱动器的端口形状看上去类似,所以SAS驱动器和SATA驱动器可以同时存在于一个存储系统之中。但须要留心的是,SATA系统并不兼容SAS,所以SAS驱动器无法连接到SATA背板上。由于SAS系统的兼容性,IT人员能够运用不同接口的硬盘来满足各类使用在容量上或效能上的需求,因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性,让存储装备发挥最大的投资效益。

  SAS技能还有简化内部连接设计的优势,存储装备厂商目前投入相当多的成本以支撑包括光纤通道阵列、SATA阵列等不同的存储装备,而SAS连接技能将可以通过共用组件降低设计成本。

  SAS硬盘

  在希捷收购迈拓之前,迈拓已经推出了自己的SAS硬盘,而且还计划揭晓更高容量的产品,不过现在在SAS唱主角的也就只剩希捷了,而日立、富士通则 只是推出了相关 产品而无法 大量供货。

  ★希捷

  Seagate在04年推出过两款SAS硬盘,分别是Cheetah 15k.4和Savvio 10k.1,采用SAS接口,可以提高硬盘的性能,包括更强的系统稳定性以及总体而言更低的系统维护维护的开销。值得一提的是Savvio 10k.1是一款2.5英寸硬盘。

  去年年底,采用Serial Attached SCSI (SAS)接口介面,容量为37GB的希捷Cheetah 15K.4硬盘(型号:ST336754SS)终于上市,其电机转速高达15000RPM,内建8MB数据缓存,平均搜寻时间为3.5毫秒,最低零售价为4万1790日元(约合人民币2900元)。

  目前市面上看到的SAS硬盘基本都是希捷的Savvio,Cheetah还不多见。

  ★前迈拓

  迈拓被收购之前推出过两款很经典的Atlas 10K V和Atlas 15K II,这两款硬盘还曾经获奖,而业界第一款300GB的高容量SAS硬盘--Atlas 10K V也是迈拓的杰作。

  Atlas 15K II和 Atlas 10K V在型号上就已经标出了各自的硬盘转数,分别是15000RPM和10000RPM,而两款硬盘都采用了双通道SAS接口,使企业存储系统的可用性更高。

★日立

  去年下半年,日立公司最新的采用Serial Attached SCSI(SAS)和4Gb/s Fibre Channel(4GFC)接口的Ultrastar 15K147系列硬盘产品已经进入量产阶段。

  日立的3.5英寸 Ultrastar 15K147硬盘提供了超高的性能,平均搜寻时间为3.3毫秒,平均潜伏周期2毫秒,马达转速15,000rpm,内置16MB容量的缓存,分别提供36GB,73GB,147GB三种不同容量版本。

  4GFC规格硬盘设计用于网络,文件共享,工作组,科研和工程学环境等方面的数据存储。半双工模式下每个端口的接口数据传输率高达400MB/S,全双工模式则可以达到800MB/S。高性能的4GFC接口全兼容之前的2Gb/s和1Gb/s规格硬件,并在保持原有装备的优势性功能特性 基础上,提供高达2倍的数据传输性能。

  ★富士通

  富士通美国分公司在SAS Plugfest 2004大会上展出了他们的小型结构 (SFF)硬盘新品。

  去年3月,富士通正式揭晓了自己首款采用Serial Attached SCSI(SAS)规格的硬盘产品—MAV20xxRC,这也将是全球上第一款采用SAS规格的硬盘产品。该产品转速为10000rpm,大小为2.5英寸,平均寻道时间为4ms、快取容量为8Mb、SAS传送速度理论值达3Gbps,并且其工作时的耗电量仅为4.5W。首次推出的产品容量将为73Gb与36Gb两种。

  SAS的特性 

  串行SCSI是点到点的结构,可以建立硬盘到控制器的直接连接。具有以下特性 :

  1、更好的性能:

  点到点的技能降低了地址冲突以及菊花链连结的减速;

  为每个装备提供了专用的信号通路来保证最大的带宽;

  全双工形式下的数据操作保证最有效的数据吞吐量;

  2、简便的线缆连结:

  更细的电缆搭配更小的连接器;

  3、更好的扩展性:

  可以同时连结更多的硬盘装备。

  由于串行SCSI(SAS)是点到点的结构,因此除了提高性能之外,每个装备连接到指定的数据通路上提高了带宽。SAS的电缆结构节省了空间,从而提高了运用 SAS硬盘服务器的散热、通风能力。通常情况下,较大的并行电缆会带来电子干扰,SAS的电缆结构可以处理这个疑问。此外SAS结构有特别好的扩展能力,最多可以连接16384个硬盘装备。

  串行SCSI(SAS)硬盘运用与S-ATA相同的接口,但是运用较多的信号,因此SAS硬盘无法与S-ATA硬盘控制器连结。SAS是通用接口,支撑 SAS和S-ATA,SAS控制器可以支撑 SAS和SATA硬盘。S-ATA运用 SAS控制器的信号子集,因此SAS控制器支撑 S-ATA硬盘。

初期的SAS硬盘运用 2.5英寸封装,这样可以使机架服务器支撑更多的硬盘,现在已经有厂商推出准则 3.5英寸的SAS硬盘;初期产品的转速是10000RPM,而现在15000RPM的产品也已经问世。SAS硬盘与相同转速的SCSI硬盘相比有相同或者更好的性能。串行接口降低了线缆的尺寸,准许更快的传输速度,SAS硬盘传输数据可以达到3.0Gbit/sec。

  每个SAS电缆有4根电缆,2根输入2根输出。SAS可以同时执行 数据的读写,全双工的数据操作提高数据的吞吐效率。

  SAS的成长史

  2001年11月26日,Compaq、IBM、LSI逻辑、Maxtor和Seagate联合宣告成立SAS工作组。

  在2003年的CEBIT大会上,惠普和希捷早已推出了SAS界面的硬盘样品。当时,英特尔和eMulex也示意,将计划开发支撑 SAS和SATA界面的处理器。去年11月,Adaptec也推出了SAS控制器出样,新品的平均数据带宽为3Gbps,峰值带宽达5Gbps。

  未来,第二代和第三代的SAS界面将提供6-12Gbps的数据带宽,并支撑 HostRAID。

  现在开发SAS结构的存储装备企业包括希捷、前迈拓、LSI Logic和Adaptec等。

  SAS硬盘使用 

  存储装备的反应速度,除了各环节间的配合与操作系统的影响之外,硬盘的反应速度其实具相关键性的位置。企业级的工作站或存储装备,通常来说,都采用光纤信道(Fibre Channel,FC)与SCSI硬盘作为内部的存储媒体。但是随着SCSI硬盘在扩增性上的限定,SAS(Serial Attached SCSI)硬盘展露头角。由于服务器厂商有越来越多采用SAS硬盘作为内部的存储媒体,那么在存储市场里,SAS硬盘能无法 会成为FC硬盘的劲敌?NetApp示意小型负载的使用可以采用SAS硬盘,可兼具预算与效能的思虑。

  既然SAS硬盘比较适合小型负载的使用,那么哪些使用为小型负载的状况呢?NetApp解释,例如在1,000人以下的电子邮件系统,或者规模不大的ERP、CRM系统,很多国内中小企业就相当适合。而像是大型的ERP、CRM系统,或是在线实时交易系统等,因为传输量大,反应速度须要实时高速,所以还是应当采用更高端的光纤信道硬盘。

  SAS适配器

SAS适配器其实就类似于SCSI控制芯片,因为现在的主板上基本都没有集成支撑 SAS的控制芯片,所以须要运用额外的扩展卡,就类似于SCSI控制卡这种观点。目前提供这种控制卡的首要是业界着名的LSI Logic和Adaptec。

  ★LSI Logic

  LSI最新的支撑 SAS接口的硬盘卡去年8月在东京也已经开始销售,型号为SAS3442X,采用服务器主板多见的PCI-X接口,售价在5万8590日元。此款产品仅提供了1个SAS硬盘接口,付送的数据线提供了4个扩展硬盘接口。

  LSI逻辑去年9月则宣告已开始向首要的OEM客户供应LSI 3Gb/s串行 SCSI(SAS)28和36端口扩展器IC样品,该新品--LSISASx28 和 LSISASx36进一步拓宽了LSI逻辑在IC、HBA、MegaRAID卡以及SAS ROMB处理方案等领域业界领先的SAS产品线,也更增强了其作为技能创新者的市场位置。

  首要的产品特性 包括:用于网络安全使用及启动装备功能的基于物理层的分区(phy-based zoning for network security applications and initiator functionality),如自动检测和自动配置(self-discovery and self-configuration)。该产品首要通过一个ARM处理器实现处理及扩展SAS功能。LSI逻辑目前正积极执行 在客户端的产品演示工作。

  LSISASx28 和 x36扩展器IC为内、外部 SEP提供了一个通用的可编程模块,便于产品开发及客户的无缝移植(seamless customer migration)。此外,还可以为客户降低向后兼容LSISASx12 和LSISASx12A外部SEP接口的危机。这两种高端口数扩展器每个端口都支撑 1.5和3Gb/s SATA和SAS的数据传输速率,并提供了一种灵活、可升级、高性能的处理方案。大量的测试已验证了该SAS扩展器 IC 和LSI逻辑的其他SAS元器件产品完全的互操作性。

  LSI逻辑新的高端口数扩展器建立在业界最完备的SAS产品线基础上,该产品线包括12端口扩展器、4和8端口PCI-X及PCI Exp ress控制器IC,LSISAS1078 PCI Exp ress到片上SAS RAID(RAID-on-Chip)处理方案、HBA、MegaRAID适配器卡以及ROMB处理方案。

根据最新的报道,LSI逻辑(LSI Logic)公司已经于近来 宣告出货LSI 3Gb/s SAS(Serial Attached SCSI)36端口和28端口扩展器(exp ander)的量产单元。

  ★Adaptec

  Adaptec不是第一个在市场上推出SAS产品的厂商,不过,Adaptec一出手就不凡,揭晓了包括SAS HBA、RAID卡、内部存储和外部子系统在内的最宽广的SAS产品线。

  2005年年底,Adaptec同时推出了4块板卡、1款软件和两个外部存储阵列。串行连接SCSI 48300卡具有8个3.0Gb/s SAS/SATA端口,用于提高多媒体和I/O密集型使用的性能,提供RAID 0、1和10数据保卫 ;串行连接SCSI RAID 4800SAS和4805SAS控制器是高性能8端口SAS RAID卡,可通过PCI-X(4800SAS)或PCIe(4805SAS)主机接口安装到服务器,并且都支撑 SAS或SATA硬盘。

  配置了128MB带ECC保卫的DDR2 DRAM和准则 的RAID 0、1、10、5和50功能,控制器核心采用Adaptec RAID Code(ARC),提供增强型数据保卫并简化包括热插拔、热备、RAID类别转换、在线容量扩展和优化硬盘运用 在内的众多RAID功能的维护;335SAS是高可靠、带4个可热插拔3.5英寸硬盘仓的内部存储柜,可接入SAS和SATA硬盘,包括一个小巧的CD-ROM仓,具有理想的性能和可靠性。

  每个SAS或SATA Ⅱ RAID控制器卡可支撑最多两个存储柜;SANbloc 5000f RAID子系统是FC-SAS外部存储处理方案,适用于DAS或SAN,提供高性能输入输出,可安装SAS硬盘作为高可靠的主存储,或接入SATA硬盘提供经济有效的存储容量,也可以在同一系统中混接两种硬盘,并可通过SANbloc S50 JBOD取得容量扩充,支撑 SMI-S和Microsoft VDS等行业软件准则 ;SANbloc S50 JBOD是高性能SAS-SAS JBOD产品,可用作DAS、基于主机的RAID阵列,或作为Adaptec SANbloc 5000f的扩展存储,支撑 SAS或SATA硬盘。

  SAS产品市场的成长趋势

  在新一代以SAS为基础的使用结构下,SAS与SATA企业用硬盘是彼此能够截长补短特别理想的储存组件。SAS硬盘是为需求量较大及具备重要性处理任务的使用装置所设计的产品,而SATA硬盘则适合于近线储存及其它对于储存需求量较小的中小型企业所使用。

  估计今年,低端的存储系统将由SATA取代SCSI硬盘,而高、中端的外部存储系统将大部分采用光纤通道。但存储系统价钱的快速下滑等因素却让业界对SAS硬盘的态度大幅改动。在产品价钱高速降低的趋势下,存储装备厂商势必通过更具有成本优势的技能制造存储装备,而SAS硬盘正是契合这种需求的产品。另外,SAS系统和SATA系统的兼容性,以及I-SCSI连接准则 的执行,也都会推动SAS系统的成长。

由于企业市场一向对新技能较为保守,也许SAS技能的普及不会像SATA技能那样快速,但是这也只是时间疑问。前迈拓公司估计,到2009年将有三分之二的外部存储装备采用SAS技能,以连接SAS或SATA硬盘。

  总结

  作为一种新的存储接口技能,SAS不仅在功能上可与Fibre Channel媲美,还具有兼容SATA的能力,因而被业界公认为取代并行SCSI的不二之选。据吴刚推选 ,SAS的优势首要体现在:灵活性,可以兼容SATA,为用户节省投资;



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