A doua interfață memorie externa– SCSI (Small Computer System Interface – interfata sistemului calculatoare mici) a fost dezvoltat și adoptat de ANSI în 1986 (numit ulterior SCSI-1). Ratele de transfer de date folosind această interfață paralelă pe 8 biți au fost (la un ceas de magistrală de 5 MHz) 4 MB/s în modul asincron și 5 MB/s în modul sincron. Spre deosebire de interfața IDE/ATA, interfața SCSI poate conecta nu numai dispozitive interne, ci și externe: imprimante, scanere etc. Suma maximă Au fost 8 dispozitive conectate la magistrala SCSI, iar lungimea maximă a cablului a fost de 6 m.

Dezvoltarea standardelor și a suportului pentru interfața SCSI este realizată de comitetul T10 INCITS, i.e. aceeași organizație care dezvoltă standardele IDE (ATA). În 1996, SCSI Trade Association - STA (SCSI Trade Association) a fost creată pentru a promova standardul SCSI. Această asociație include aproximativ treizeci de producători de echipamente informatice.

Următoarele standarde SCSI - SCSI-2 (1994) și SCSI-3 (1995) au introdus un set comun de comenzi CCS (Common Command Set) - 18 comenzi de bază necesare pentru a sprijini orice dispozitiv SCSI, a adăugat capacitatea de a stoca într-un dispozitiv de coadă. comenzile primite de la calculator și procesarea acestora în conformitate cu prioritățile specificate. În plus, aceste standarde, împreună cu magistrala pe 8 biți, definesc și o magistrală pe 16 biți, frecvența ceasului crescută la 20 MHz și viteza de transfer de date – până la 20 MB/s.

Dezvoltarea standardului SCSI-3 sunt standardele utilizate în prezent Ultra3 SCSI (1999), pentru care sunt definite o frecvență magistrală de 40 MHz și o rată de transfer de 160 MB/s, și Ultra320 SCSI (2002) - o frecvență magistrală de 80 MHz și o viteză de transfer de 320 MB/s

Schimbul de date conform acestor standarde este implementat folosind metoda LDVS (la fel ca în magistrala PCI Expres). Numărul maxim de dispozitive conectate pentru Ultra3 SCSI și Ultra320 SCSI este de 16, iar lungimea maximă a cablului este de 12 m.

A fost dezvoltat și standardul Ultra640 SCSI (2003) cu o frecvență magistrală de 160 MHz și o viteză de 640 MB/s, dar acest standard nu este utilizat pe scară largă din cauza faptului că din cauza lungimii scurte a cablului este imposibil să se conecteze mai mult de două dispozitive la acesta.

Comunicarea între dispozitivul SCSI și magistrala I/O se realizează folosind un adaptor SCSI special (controller) introdus în conectorul PCI sau încorporat în placa de bază. Pe lângă adaptorul SCSI (Fig. 1.3.8a), numit adaptor gazdă, fiecare dispozitiv are propriul adaptor încorporat care îi permite să interacționeze cu magistrala SCSI. Dacă dispozitivul este ultimul din lanțul de dispozitive cu magistrala SCSI, conectați-vă după el dispozitiv special– terminator pentru a preveni reflectarea semnalelor transmise prin magistrală (Fig. 1.3.8b).

Ultra3 SCSI și Ultra320 SCSI utilizează două tipuri de conectori: 68-pini (Fig. 1.3.8c) și 80-pini (Fig. 1.3.8d). Al doilea tip de conector, pe lângă liniile de date și de comandă, conține și linii de alimentare pentru dispozitive și oferă posibilitatea de a conecta „la cald” dispozitivul la un computer.

Orez. 1.3.8. Dispozitive SCSI: a) Adaptor SCSI: 1 – conectori pentru conectarea dispozitivelor externe; 2 – conector pentru conectarea unui dispozitiv intern; 3 – controler SCSI;

b) Bus SCSI: 1 – conector adaptor; 2 – conectori pentru conectarea dispozitivelor; 3 – terminator; c) conector SCSI cu 68 de pini; d) conector SCSI cu 80 de pini

Când utilizați SCSI, datele sunt transferate în paralel, la fel ca în IDE (ATA). Din aceleași motive ca și în IDE (ATA), a fost începută dezvoltarea SCSI - SAS (Serial Attached SCSI) conectat în serie. Interfața SAS este compatibilă cu interfața SATA și în același timp folosește comenzi SCSI, capacitatea de a „conecta la cald” dispozitive externe, precum și capacitatea de a conecta, pe lângă unitățile hard și optice, și alte dispozitiv periferic, cum ar fi o imprimantă sau un scaner. În prezent, interfața SAS înlocuiește treptat interfața SCSI în computere și dispozitive periferice.

Prima specificație SAS, SAS 1.0, a fost lansată de Comitetul T10 în 2003. Acesta a definit rate de transfer de date de 1,5 și 3 Gbit/s pentru conectarea dispozitivelor din interiorul unității de sistem computerizate cu o lungime maximă a cablului de 1 m și conectarea externă a dispozitivelor cu o lungime maximă a cablului de 8 m.

În 2005, a fost lansată specificația SAS 1.1, care a corectat erorile specificației SAS 1.0.

Specificația SAS 2.0 (2009) a adăugat o viteză de 6 Gbps și a mărit lungimea maximă a cablului la 10 m.

Schimbul de date în SAS, precum și în SCSI, este implementat folosind metoda LDVS.

Două perechi de semnale diferențiale (recepție și transmisie) formează un canal fizic în SAS. Unul sau mai multe canale fizice, la rândul lor, formează un port. Numărul de canale fizice de pe un port este indicat de un număr urmat de un „x”. Astfel, denumirea 4x înseamnă că portul conține 4 canale (8 perechi de semnale). Fiecare port are o adresă unică de 64 de biți atribuită de producătorul hardware SAS. Un dispozitiv SAS poate avea unul sau mai multe porturi. Un port care are un singur canal se numește port îngust, iar un port care are două sau mai multe canale se numește port larg.

Deci două porturi cu o viteză de 3 Gbit/s pot fi folosite fie ca două canale de comunicație separate cu diferite dispozitive, sau ca un singur canal comunicații la o viteză de 6 Gbit/s. În plus, specificația SAS 2.0 adaugă capacitatea de a împărți un port de 6 Gbps în două canale de 3 Gbps.

La conectarea dispozitivelor, SAS utilizează conectori standardizați de Comitetul pentru factor de formă mic (SFF). Acest comitet dezvoltă și pregătește specificații pentru conectorii utilizați în diferite dispozitive. Fiecare conector este identificat prin prefixul „SFF-” urmat de un număr de conector din patru cifre care începe cu numărul 8.

Principalii conectori utilizați în SATA sunt:

· Conector SFF-8482 pentru conectarea unui dispozitiv intern (Fig. 1.3.9a);

· Conector SFF-8484 – conector 4x pentru conectarea dispozitivelor interne (Fig. 1.3.9b);

· Conector SFF-8087 – conector 4x (miniSAS) pentru conectarea dispozitivelor interne (Fig. 1.3.9c);

· Conector SFF-8470 – conector 4x pentru conectarea dispozitivelor externe (Fig. 1.3.9d);

· Conector SFF-8088 – conector 4x (miniSAS) pentru conectarea dispozitivelor externe (Fig. 1.3.9d).

Interfața SAS acceptă un set de comenzi compatibil cu setul de comenzi SATA, astfel încât să puteți conecta dispozitive SATA la expandorul SAS (de obicei folosind conectorul SFF-8482).

Cel mai comun cablu pentru conectarea dispozitivelor SAS externe cu conectori SFF-8088 la capetele cablului este prezentat în Fig. 1.3.9e. Pentru a conecta dispozitive externe prin interfața eSATA, puteți utiliza un cablu cu un conector SFF-8088 la un capăt și 4 conectori eSATA la celălalt (Fig. 1.3.9g).

Orez. 1.3.9. Conectori SAS: a) conector SAS tată cu 29 de pini pentru dispozitive interne (SFF-8482) b) conector SAS tată 4x cu 32 de pini pentru dispozitive interne (SFF-8484); c) conector mini-SAS 4x cu 26 de pini pentru dispozitive interne (SFF-8087); d) conector SAS tată 4x cu 26 de pini pentru dispozitiv extern (SFF-8470); e) mufa conector mini-SAS 4x cu 26 de pini pentru dispozitiv extern (SFF-8088); f) cablu SFF-8088 – SFF-8088; g) cablu SFF-8088 – 4 eSATA

Sistemul cu interfață SAS este format din următoarele componente:

· initiator – genereaza cereri de service pentru dispozitivele tinta si primeste confirmarea executarii solicitarilor (implementat sub forma unui microcircuit pe placa de baza sau pe un card conectat la magistrala placa de baza);

· Dispozitiv țintă – conține blocuri logice și porturi țintă care primesc solicitări de servicii și le execută; după finalizarea procesării cererii, confirmarea cererii este trimisă inițiatorului cererii (poate fi fie un hard disk separat, fie un întreg set de discuri).

· subsistemul de livrare a datelor (Service Delivery Subsystem) – transferă date între inițiatori și dispozitivele țintă (constă din cabluri și expandoare SAS).

· SAS Expander – conectează mai multe dispozitive SAS la un port inițiator.

Pe computerele desktop, expanderul SAS este implementat ca o placă care se conectează la magistrală PCI Express, și conține un controler SAS care îndeplinește funcțiile unui inițiator, precum și unul sau mai multe mufe de conector SAS interne și/sau externe la care sunt conectate dispozitivele cu o interfață SAS sau SATA (eSATA) (Fig. ????? a și fig. ?????b).

Unitățile SAS (eSATA) pot fi plasate în carcasă (Fig. ?????c). Un astfel de dispozitiv se numește matrice de discuri. Pe lângă unități, matricea de discuri conține o placă de expandare SAS încorporată (Fig. ?????d), un conector de alimentare, precum și o priză pentru conectarea la computerul de control (priză de intrare) și 1 sau 2 prize pentru conectarea la alte computere (prize de intrare) . Prezența acestor sloturi permite mai multor computere să partajeze date pe unitățile unei matrice de discuri.

Un exemplu de conectare a unităților eSATA la un computer utilizând cablul prezentat în Fig. 1.3.9zh și computere la matricea de discuri folosind cablul prezentat în Fig. 1.3.9e, prezentat în Fig. orez. ????d.

Orez. ??????. Instrumente SAS: a) card pentru conectarea a două dispozitive interne:

1 – controler SAS (inițiator); 2 – prize SF-8087; b) card pentru conectarea a două dispozitive externe: 2 – prize SF-8088; 1 – controler SAS (inițiator); c) matrice de discuri cu 15 unități SAS (eSATA); d) Expansor de matrice de discuri SAS;

e) exemplu de utilizare a SAS pentru conectare unități externe: 1 – unități eSATA; 2 – matrice de discuri conectată la două computere

Implementarea hardware a SAS, ca înainte SCSI, este mai costisitoare pe un computer decât implementarea ATA și SATA (eSATA). Acest lucru se datorează, în primul rând, faptului că controlerul ATA și SATA este de obicei încorporat în placa de bază, iar plăcile de bază desktop cu interfață SCSI și SAS încorporată practic nu sunt produse, deci este necesar să achiziționați un controler SCSI sau SAS. card. În al doilea rând, dispozitivele cu interfață SAS au capacități mai mari decât dispozitivele ATA și SATA (eSATA). De exemplu, unitățile SAS pot fi cu două porturi, adică Acestea pot fi fie conectate la două computere, fie pot comunica cu computerul cu o viteză de două ori mai mare decât utilizarea unui singur port. Cu toate acestea, acest lucru are ca rezultat costuri mai mari pentru unitățile SAS.

Prin urmare, principala zonă de aplicare pentru SAS, cum ar fi SCSI, sunt computerele puternice (servere) cu cerințe crescute pentru viteza de schimb, fiabilitate și securitatea datelor.

Prin utilizarea extensiilor, subsistemul de livrare a datelor SAS oferă mai multe capabilități decât sistem SATA(eSATA). În plus, în acest subsistem pot fi utilizate dispozitive SATA (eSATA) mai ieftine.

Un singur sistem format din calculatoare interconectate, periferice, extensii SAS și cabluri SAS, SATA și eSATA se numește domeniu. Numărul maxim de extensii și dispozitive pe domeniu este de 16 256. Un sistem SAS poate consta din mai multe domenii, cu inițiatori individuali și dispozitive aparținând la două domenii adiacente.

Există două tipuri de extensie care pot fi utilizate într-un domeniu: un extintor de comutare și un extintor de frunze.

Expansorul de distribuție (Fig. ?????a) realizează rutarea fluxurilor de date de la inițiatori la dispozitivele din domeniul țintă din domeniul SAS. Ar trebui să existe un singur extintor de comutare per domeniu.

Expansorul de margine (Fig. ?????b) este conectat fie la expandorul de comutator, fie la un alt expandor de margine și este utilizat pentru a direcționa fluxurile de date ale dispozitivelor și expandarelor conectate la acesta. Numărul maxim de dispozitive deservite de extensia terminalului este de 128.

Dispozitivele pot fi conectate fie la un prelungitor de comutator, fie la un prelungitor de terminale. Dacă domeniul nu implică un comutator de extensie, atunci numărul de extensii de capăt nu trebuie să fie mai mare de 2.

Când alimentarea este pornită, toate dispozitivele din sistemul SAS își schimbă adresele între ele, iar sistemul intră într-o stare activă în care sunt schimbate comenzi, pachete de date și mesaje de control. Adăugarea unui dispozitiv nou la sistem (conectare „la cald”) sau deconectarea unui dispozitiv duce la generarea unui mesaj de control, la primirea căruia toți extenderii își reconstruiesc schema de rutare și notifică inițiatorii despre modificarea configurației sistemului.

Un exemplu de configurație de domeniu SAS este prezentat în Fig. orez. ????V.

Orez. ??????. Utilizarea SAS în servere: a) Expansor-comutator cu 12 porturi cu socluri SFF-8470 (vedere față și spate); b) Expansor terminal cu 12 porturi cu prize SFF-8470 (vedere față și spate); c) exemplu de domenii SAS:

1 – initierea serverelor cu carduri de expansiune SAS; 2 - Expansoare terminale SAS;

3 – unități cu un singur port cu interfață SAS; 4 – SAS expander-switch;

5 – unități de disc cu interfață eSATA; 6 – unități dual-port cu interfață SAS;

7 – matrice de discuri cu expandor SAS încorporat

Abilitatea de a conecta hard disk-uri suplimentare vă va fi foarte utilă dacă lipsește gratuit spatiu pe disc pe cele deja instalate. Puteți conecta HDD-ul la un computer personal:

1. Instalat în unitate de sistem folosind conectori SATA standard de pe placa de bază.
2. Instalat în unitatea de sistem utilizând conectorii controlerului SAS RAID.
3. Folosind un adaptor USB-SATA.

Acest lucru este interesant! PredecesorSATA era interfațaATA (un alt nume esteIDE). Diferența constă în modul în care sunt transferate datele - transmisie în serie laSATA, paralelLA O. Este în general acceptat că transferul în serie este mai rapid, totuși, pentru utilizatorul obișnuit, diferența este invizibilă.

SATA

Pasul 1. Scoateți capacul carcasei unității dvs. de sistem.

Pasul 2. Atașați cablul de date la conectorul de pe placa de bază.

Pe o notă! Numărul conectorului nu este important. Definiție încărcați greu operarea discului are loc în funcție de software-ul instalat pe acesta.

Pasul 3. Conectați cablul de date la conectorul de pe hard disk.

Pasul 4. Conectați cablul de alimentare la conectorul hard diskului.

Important! La conectarea cablului, computerul trebuie oprit. Când conectați un cablu cu tensiune aplicată, există un risc mare de deteriorare a controlerului hard diskului sau controleruluiPlaca de baza SATA! În cazul în care sursa dvs. de alimentare are conectori de alimentare numai pentru hard diskIDE, utilizați un adaptor special.

Pasul 5. Sigur HDD pe corp cu șuruburi.

Important! Asigurați-vă că cablurile nu intră în contact cu lamele de răcire ale unității de sistem.

Dacă utilizați o unitate de 2,5 inchi, utilizați glisiere speciale pentru a fixa mai strâns hard disk-ul în interiorul unității de sistem.

Conectarea hard disk-ului din interiorul carcasei la conectoriSAS

Acești conectori sunt compatibili cu retrocompatibil, adică SATA poate fi conectat la SAS, dar SAS nu poate fi conectat la SATA.

Pasul 1. Instalați hard disk-ul într-o structură specială (sled) de dimensiunea corespunzătoare.

Pe o notă! Design-urile sunt concepute pentru anumiți factori de formă, adică inserarea unei unități de 2,5 inchi în cușca controlerului de hard disk de 3,5 inchi nu va funcționa.

Pasul 2. Introduceți glisiera în coșul controlerului și împingeți până când mânerul glisant se blochează în poziția dorită.

Important! Nu uitați să verificați conexiunea prin cabluRAID la placa de bază și modificați setările controlerului.

Conectarea unui hard disk de 3,5 inchi folosind un adaptor de alimentare extern

Pasul 1. Atașați adaptorul la hard disk.

Pasul 2. Conectați adaptorul și portul dorit de pe computer folosind un cablu USB.

Pasul 3. Conectați cablul de alimentare la adaptor.

Pasul 4. Aplicați alimentarea adaptorului prin comutarea comutatorului în poziția de lucru.

Pasul 5. Dacă este necesar, instalați drivere pentru echipamentul conectat.

Conectarea unui hard disk de 2,5" folosind un adaptor de 3,5".

Unitățile de 2,5" sunt utilizate în mod obișnuit în laptopuri. Conectorii nu sunt diferiti de conectorii pentru unitățile 3.5, dar hard disk-ul laptopului este atașat la carcasă folosind un coș special (sled).

Pasul 1. Scoateți diapozitivele sau alte structuri de pe hard disk.

Pasul 2. Urmează instrucțiunile conectându-se greu Drive 3.5 folosind un adaptor.

Conectarea unui hard disk de 2,5 inchi utilizând adaptorul corespunzător

Când utilizați un adaptor special pentru hard disk-uri de 2,5, nu trebuie să scoateți glisiera. De regulă, astfel de adaptoare nu au alimentare externă și primesc tensiune de la portul USB al computerului.

Pasul 1. Conectați adaptorul la hard disk.

Pasul 2. Conectați ambele capete ale cablului adaptor USB la porturile computerului.

Important! Sunt necesare două capete ale cablului deoarece unul dintre ele transmite informații, iar celălalt transportă alimentarea adaptorului.

Video - Cum se conectează un hard disk

Concluzie

Ne-am uitat la trei căi diferite conectarea hard disk-urilor cu conectori SATA la un computer personal. Fiecare dintre ele necesită achiziție echipament adițional, cel putin - trenuri. Dacă decideți să utilizați o unitate SATA ca una externă (conectată printr-un adaptor USB), este recomandat să achiziționați o carcasă de protecție fiabilă pentru unitate. Când lucrați cu dispozitivul, capacul trebuie îndepărtat pentru a evita supraîncălzirea. Unii parametri ai hard disk-urilor care lucrează cu diferite tehnologii sunt prezentați în tabelul rezumativ.

În modern sisteme informatice Interfețele SATA și SAS sunt folosite pentru a conecta hard disk-urile principale. De regulă, prima opțiune se potrivește stațiilor de lucru de acasă, a doua – cele de server, astfel încât tehnologiile nu concurează între ele, îndeplinind cerințe diferite. Diferența semnificativă în ceea ce privește costul și capacitatea de memorie îi face pe utilizatori să se întrebe cum diferă SAS de SATA și să caute opțiuni de compromis. Să vedem dacă acest lucru este recomandabil.

SAS(Serial Attached SCSI) este o interfață serială pentru conectarea dispozitivelor de stocare, dezvoltată pe baza SCSI paralel pentru a executa același set de comenzi. Folosit în principal în sistemele server.

SATA(Serial ATA) – interfață serială de schimb de date bazată pe paralel PATA (IDE). Folosit în casă, birou, PC-uri multimedia și laptop-uri.

Dacă vorbim despre HDD-uri, atunci, în ciuda caracteristicilor tehnice și a conectorilor diferite, nu există diferențe fundamentale între dispozitive. Compatibilitatea inversă unidirecțională face posibilă conectarea unităților la placa server folosind atât una, cât și o a doua interfață.

Este de remarcat faptul că ambele opțiuni de conectare sunt posibile și pentru SSD-uri, dar diferența semnificativă dintre SAS și SATA în acest caz va fi în costul unității: prima poate fi de zeci de ori mai scumpă pentru un volum comparabil. Prin urmare, astăzi o astfel de soluție, dacă nu rară, este destul de bine gândită și este destinată centrelor rapide de procesare a datelor la nivel de întreprindere.

Diferența dintre SAS și SATA

După cum știm deja, SAS este folosit în servere, SATA în sistemele de acasă. În practică, aceasta înseamnă că primele sunt accesate de mai mulți utilizatori în același timp și multe sarcini sunt rezolvate, în timp ce cele din urmă sunt gestionate de o singură persoană. În consecință, sarcina serverului este mult mai mare, astfel încât discurile trebuie să fie suficient de tolerante la erori și rapide. Protocoalele SCSI (SSP, SMP, STP) implementate în SAS permit procesarea simultană a mai multor operațiuni I/O.

Direct pentru HDD, viteza de circulație este determinată în primul rând de viteza de rotație a axului. Pentru sistemele desktop și laptopuri, 5400 – 7200 RPM sunt necesare și suficiente. În consecință, este aproape imposibil să găsești o unitate SATA cu 10.000 RPM (cu excepția cazului în care te uiți la seria WD VelociRaptor, destinată, din nou, stațiilor de lucru), și orice mai mare este absolut de neatins. HDD-ul SAS se rotește cu cel puțin 7200 RPM, 10000 RPM poate fi considerat standard, iar 15000 RPM este un maxim suficient.

Unitățile seriale SCSI sunt considerate a fi mai fiabile și au MTBF mai mare. În practică, stabilitatea este atinsă mai mult datorită funcției de verificare sume de control. Unități SATA aceștia suferă și de „erori silențioase” atunci când datele sunt scrise parțial sau deteriorate, ceea ce duce la apariția .

Principalul avantaj al SAS contribuie, de asemenea, la toleranța la erori a sistemului - două porturi duplex, permițându-vă să conectați un dispozitiv prin două canale. În acest caz, schimbul de informații se va desfășura simultan în ambele direcții, iar fiabilitatea este asigurată de tehnologia Multipath I/O (două controlere se protejează reciproc și împart sarcina). Coada de comenzi marcate este construită până la o adâncime de 256. Majoritatea unităților SATA au un port semi-duplex, iar adâncimea cozii folosind tehnologia NCQ nu este mai mare de 32.

Interfața SAS necesită utilizarea de cabluri cu lungimea de până la 10 m. La un port pot fi conectate până la 255 de dispozitive prin expandoare. SATA este limitat la 1 m (2 m pentru eSATA) și acceptă doar o conexiune punct la punct.

Perspective dezvoltare ulterioară– aici se simte destul de puternic diferența dintre SAS și SATA. Debitul interfeței SAS ajunge la 12 Gbit/s, iar producătorii anunță suport pentru rate de transfer de date de 24 Gbit/s. Cea mai recentă revizuire a SATA s-a oprit la 6 Gbit/s și nu va evolua în acest sens.

Unitățile SATA, în ceea ce privește costul de 1 GB, au un preț foarte atractiv. În sistemele în care viteza de acces la date nu este critică și volumul de informații stocate este mare, se recomandă utilizarea acestora.

tabel comparativ

Sunați sau direct pe site! Specialiștii noștri vă vor ajuta cu plăcere!

Acest articol va vorbi despre ceea ce vă permite să conectați un hard disk la un computer, și anume, interfața hard diskului. Mai exact, despre interfețele pentru hard disk, pentru că au fost inventate foarte multe tehnologii pentru conectarea acestor dispozitive de-a lungul existenței, iar abundența standardelor în acest domeniu poate deruta un utilizator neexperimentat. Cu toate acestea, primul lucru.

Interfețe pentru hard disk (sau strict vorbind, interfețe unități externe, deoarece pot fi nu numai , ci și alte tipuri de unități, de exemplu, unități optice) sunt destinate schimbului de informații între aceste dispozitive de memorie externe și placa de baza. Interfețe hard disk, nu mai puțin de parametrii fizici unitățile afectează multe caracteristici de performanță și performanță. În special, interfețele de unitate determină parametri precum viteza schimbului de date între hard disk și placa de bază, numărul de dispozitive care pot fi conectate la computer, capacitatea de a crea matrice de discuri, conectare la cald, suport pentru tehnologiile NCQ și AHCI etc. De asemenea de la interfață tare discul depinde de ce cablu, cablu sau adaptor aveți nevoie pentru a-l conecta la placa de bază.

SCSI - Small Computer System Interface

Interfața SCSI este una dintre cele mai vechi interfețe concepute pentru conectarea dispozitivelor de stocare în computerele personale. Acest standard a apărut la începutul anilor 1980. Unul dintre dezvoltatorii săi a fost Alan Shugart, cunoscut și ca inventatorul unității de dischetă.

Aspectul interfeței SCSI pe placă și cablul care se conectează la aceasta

Standardul SCSI (în mod tradițional, această abreviere este citită în transcrierea rusă ca „skazi”) a fost inițial destinat utilizării în computere personale, așa cum demonstrează chiar numele formatului - Small Computer System Interface sau interfața de sistem pentru computere mici. Cu toate acestea, sa întâmplat ca drive-urile de acest tip au fost folosite în principal în computere personale de top, iar ulterior în servere. Acest lucru s-a datorat faptului că, în ciuda arhitecturii de succes și a setului larg de comenzi, implementare tehnică Interfața era destul de complexă și nu era potrivită pentru costul computerelor de masă.

Cu toate acestea, acest standard avea o serie de caracteristici care nu erau disponibile pentru alte tipuri de interfețe. De exemplu, cablul pentru conectarea dispozitivelor Small Computer System Interface poate avea o lungime maximă de 12 m, iar viteza de transfer de date poate fi de 640 MB/s.

La fel ca interfața IDE care a apărut puțin mai târziu, interfața SCSI este paralelă. Aceasta înseamnă că interfața folosește magistrale care transmit informații prin mai mulți conductori. Această caracteristică a fost unul dintre factorii limitativi pentru dezvoltarea standardului și, prin urmare, a fost dezvoltat un standard SAS mai avansat și mai consistent (de la Serial Attached SCSI) ca înlocuitor.

SAS - Serial Attached SCSI

Așa arată interfața discului serverului SAS

Serial Attached SCSI a fost dezvoltat ca o îmbunătățire a interfeței de sistem pentru calculatoare mici, destul de vechi, pentru conectarea hard disk-urilor. În ciuda faptului că Serial Attached SCSI folosește principalele avantaje ale predecesorului său, acesta are totuși multe avantaje. Dintre acestea, merită remarcate următoarele:

• Utilizarea unei magistrale comune de către toate dispozitivele.
• Protocolul de comunicație serială utilizat de SAS permite utilizarea mai puține linii de semnal.
• Nu este nevoie de terminarea autobuzului.
• Număr practic nelimitat de dispozitive conectate.
• Debit mai mare (până la 12 Gbit/s). Implementările viitoare ale protocolului SAS sunt de așteptat să accepte rate de transfer de date de până la 24 Gbit/s.
• Posibilitatea de a conecta unități cu interfață Serial ATA la controlerul SAS.

De regulă, sistemele Serial Attached SCSI sunt construite pe baza mai multor componente. Componentele principale includ:

• Dispozitivele vizate. Această categorie include unitățile reale sau matricele de discuri.
• Inițiatorii sunt cipuri concepute pentru a genera cereri către dispozitivele țintă.
• Sistem de livrare a datelor - cabluri care conectează dispozitivele țintă și inițiatorii

Conectorii SCSI atașați în serie pot avea formă diferităși dimensiune, în funcție de tip (extern sau intern) și versiunile SAS. Mai jos sunt conectorul intern SFF-8482 și conectorul extern SFF-8644 proiectat pentru SAS-3:

În stânga este un conector SAS intern SFF-8482; În dreapta este un conector extern SAS SFF-8644 cu un cablu.

Câteva exemple de apariție a cablurilor și adaptoarelor SAS: cablul HD-Mini SAS și cablul adaptor SAS-Serial ATA.

În stânga este cablul HD Mini SAS; În dreapta este un cablu adaptor de la SAS la Serial ATA.

Firewire - IEEE 1394

Astăzi puteți găsi adesea hard disk-uri cu o interfață Firewire. Deși interfața Firewire poate conecta orice tip de dispozitive periferice la un computer și nu este o interfață specializată concepută exclusiv pentru conectarea hard disk-urilor, Firewire are totuși o serie de caracteristici care îl fac extrem de convenabil în acest scop.

FireWire - IEEE 1394 - vizualizare pe un laptop

Interfața Firewire a fost dezvoltată la mijlocul anilor 1990. Dezvoltarea a început cu cunoscuta companie Apple, care avea nevoie de propriul autobuz, diferit de USB, pentru conectarea echipamentelor periferice, în primul rând multimedia. Specificația care descrie funcționarea magistralei Firewire se numește IEEE 1394.

Firewire este unul dintre cele mai frecvent utilizate formate de magistrală externă serială de mare viteză astăzi. Principalele caracteristici ale standardului includ:

• Posibilitate de conectare la cald a dispozitivelor.
• Arhitectură deschisă de autobuz.
• Topologie flexibilă pentru conectarea dispozitivelor.
• Vitezele de transfer de date variază foarte mult – de la 100 la 3200 Mbit/s.
• Abilitatea de a transfera date între dispozitive fără un computer.
• Posibilitatea de a organiza rețele locale folosind un autobuz.
• Transmiterea puterii prin autobuz.
• Un număr mare de dispozitive conectate (până la 63).

Pentru a conecta hard disk-uri (de obicei prin clădiri exterioare pentru hard disk) se utilizează de obicei prin magistrala Firewire standard special SBP-2, folosind setul de comenzi de protocol Small Computers System Interface. Este posibil să conectați dispozitive Firewire la un conector USB obișnuit, dar acest lucru necesită un adaptor special.

IDE - Integrated Drive Electronics

Abrevierea IDE este, fără îndoială, cunoscută de majoritatea utilizatorilor. calculatoare personale. Standardul de interfață pentru conectarea hard disk-urilor IDE a fost dezvoltat de un producător binecunoscut de hard disk - Western Digital. Avantajul IDE față de alte interfețe care existau la acea vreme, în special Interfața de sistem Small Computers, precum și standardul ST-506, a fost că nu era nevoie să instalați un controler de hard disk pe placa de bază. Standardul IDE presupunea instalarea unui controler de unitate pe unitatea în sine, iar pe placa de bază rămânea doar un adaptor de interfață gazdă pentru conectarea unităților IDE.

Interfață IDE pe placa de bază

Această inovație a îmbunătățit parametrii de funcționare ai unității IDE datorită faptului că distanța dintre controler și unitatea în sine a fost redusă. În plus, instalarea unui controler IDE în interiorul carcasei hard diskului a făcut posibilă simplificarea oarecum atât a plăcilor de bază, cât și a producției de hard disk-uri, deoarece tehnologia a dat libertate producătorilor în ceea ce privește organizarea optimă a logicii unității.

Noua tehnologie a fost inițial numită Integrated Drive Electronics. Ulterior, a fost dezvoltat un standard pentru a-l descrie, numit ATA. Acest nume este derivat din ultima parte a numelui familiei de computere PC/AT prin adăugarea cuvântului Atașament.

Un cablu IDE este utilizat pentru a conecta un hard disk sau alt dispozitiv, cum ar fi o unitate optică care acceptă tehnologia Integrated Drive Electronics, la placa de bază. Deoarece ATA se referă la interfețe paralele (de aceea este numită și Parallel ATA sau PATA), adică interfețe care asigură transmisia simultană a datelor pe mai multe linii, cablul său de date are un numar mare de conductoare (de obicei 40 și in ultimele versiuni protocol, a fost posibil să se folosească un cablu cu 80 de fire). Cablu de date obișnuit pt acest standard are un aspect plat si larg, dar exista si cabluri rotunde. Cablul de alimentare pentru unitățile Parallel ATA are un conector cu 4 pini și este conectat la sursa de alimentare a computerului.

Mai jos sunt exemple de cablu IDE și cablu de date rotund PATA:

Aspectul cablului de interfață: în stânga - plat, în dreapta într-o împletitură rotundă - PATA sau IDE.

Datorită costului relativ scăzut al unităților Parallel ATA, simplității implementării interfeței pe placa de bază, precum și ușurinței de instalare și configurare a dispozitivelor PATA pentru utilizator, unitățile Integrated Drive Electronics perioadă lungă de timp eliminat de pe piața hard disk-urilor pentru computere personale nivelul bugetului dispozitive de alte tipuri de interfețe.

Cu toate acestea, standardul PATA are și o serie de dezavantaje. În primul rând, aceasta este o limitare a lungimii pe care o poate avea un cablu de date Parallel ATA - nu mai mult de 0,5 m. În plus, organizarea paralelă a interfeței impune o serie de restricții asupra viteza maxima transmiterea datelor. Nu acceptă standardul PATA și multe dintre caracteristicile avansate pe care le au alte tipuri de interfețe, cum ar fi conectarea la cald a dispozitivelor.

SATA - Serial ATA

Vedere a interfeței SATA de pe placa de bază

Interfața SATA (Serial ATA), după cum sugerează și numele, este o îmbunătățire față de ATA. Această îmbunătățire constă, în primul rând, în transformarea tradiționalului paralel ATA (Parallel ATA) într-o interfață serială. Cu toate acestea, diferențele dintre standardul Serial ATA și cel tradițional nu se limitează la asta. Pe lângă schimbarea tipului de transmisie a datelor din paralel în serie, s-au schimbat și conectorii de date și de alimentare.

Mai jos este cablul de date SATA:

Cablu de date pentru interfata SATA

Acest lucru a făcut posibilă utilizarea unui cablu mult mai lung și creșterea vitezei de transfer de date. Cu toate acestea, dezavantajul a fost faptul că dispozitivele PATA, care erau pe piață înainte de apariția SATA cantități uriașe, a devenit imposibil să se conecteze direct la noii conectori. Adevărat, majoritatea plăcilor de bază noi au încă conectori vechi și acceptă conectarea dispozitivelor mai vechi. Cu toate acestea, operația inversă - conectarea unui nou tip de unitate la o placă de bază veche provoacă de obicei mai multe probleme. Pentru această operațiune, utilizatorul necesită de obicei un adaptor Serial ATA la PATA. Adaptorul cablului de alimentare are de obicei un design relativ simplu.

Adaptor de alimentare Serial ATA la PATA:

În stânga este o vedere generală a cablului; În dreapta este o vedere mărită a conectorilor PATA și Serial ATA

Cu toate acestea, situația este mai complicată cu un dispozitiv, cum ar fi un adaptor pentru conectarea unui dispozitiv de interfață serială la un conector de interfață paralelă. De obicei, un adaptor de acest tip este realizat sub forma unui mic microcircuit.

Apariția unui adaptor bidirecțional universal între interfețele SATA - IDE

În prezent, interfața Serial ATA a înlocuit practic Parallel ATA, iar unitățile PATA se găsesc acum în principal doar pe computere destul de vechi. O altă caracteristică a noului standard care i-a asigurat popularitatea largă a fost suportul.

Tip de adaptor de la IDE la SATA

Ne puteți spune puțin mai multe despre tehnologia NCQ. Principalul avantaj al NCQ este că vă permite să utilizați idei care au fost de multă vreme implementate în protocolul SCSI. În special, NCQ acceptă un sistem pentru secvențierea operațiunilor de citire/scriere pe mai multe unități instalate într-un sistem. Astfel, NCQ poate îmbunătăți semnificativ performanța unităților, în special a matricelor de hard disk.

Tip de adaptor de la SATA la IDE

Pentru a utiliza NCQ, este necesar suport tehnologic pe partea hard disk, precum și pe adaptorul gazdă al plăcii de bază. Aproape toate adaptoarele care acceptă AHCI acceptă și NCQ. În plus, unele adaptoare proprietare mai vechi acceptă și NCQ. De asemenea, pentru ca NCQ să funcționeze, necesită suport din partea sistemului de operare.

eSATA - SATA extern

De menționat separat formatul eSATA (External SATA), care părea promițător la acea vreme, dar nu s-a răspândit niciodată. După cum puteți ghici din nume, eSATA este un tip de Serial ATA conceput pentru a conecta exclusiv unități externe. Standardul eSATA oferă cele mai multe dintre capabilitățile standardului pentru dispozitive externe, de ex. Serial ATA intern, în special, același sistem de semnale și comenzi și aceeași viteză mare.

conector eSATA pe un laptop

Cu toate acestea, eSATA are și unele diferențe față de standardul intern de magistrală care l-a dat naștere. În special, eSATA acceptă un cablu de date mai lung (până la 2 m) și are, de asemenea, cerințe mai mari de energie pentru unități. În plus, conectorii eSATA sunt ușor diferiți de conectorii Serial ATA standard.

În comparație cu alte magistrale externe, cum ar fi USB și Firewire, eSATA are însă un dezavantaj semnificativ. În timp ce aceste magistrale permit ca dispozitivul să fie alimentat prin cablul de magistrală în sine, unitatea eSATA necesită conectori speciali pentru alimentare. Prin urmare, în ciuda vitezei relativ mari de transfer de date, eSATA nu este în prezent foarte popular ca interfață pentru conectarea unităților externe.

Concluzie

Informațiile stocate pe hard disk nu pot deveni utile utilizatorului și accesibile acestuia programe de aplicație până când procesorul central al computerului obține acces la acesta. Interfețele hard disk oferă un mijloc de comunicare între aceste unități și placa de bază. Astăzi sunt multe tipuri variate interfețe hard discuri, fiecare dintre ele având propriile sale avantaje, dezavantaje și caracteristici. Sperăm că informațiile furnizate în acest articol vor fi utile cititorului în multe feluri, deoarece alegerea unui hard disk modern este în mare măsură determinată nu numai de caracteristici interne, precum capacitatea, dimensiunea memoriei cache, viteza de acces și rotație, dar și interfața pentru care a fost conceput.

De ce SAS?

Interfața Serial Attached SCSI nu este doar o implementare în serie a protocolului SCSI. Face mult mai mult decât pur și simplu port caracteristici SCSI, cum ar fi Tagged Command Queuing (TCQ) printr-un conector nou. Dacă am dori cea mai mare simplitate, atunci am folosi interfața Serial ATA (SATA), care este o simplă conexiune punct la punct între gazdă și dispozitivul final, cum ar fi un hard disk.

Dar SAS se bazează pe model de obiect, care definește un „domeniu SAS” - un sistem de livrare a datelor care poate include extensii opționale și dispozitive finale SAS, cum ar fi hard disk-uriși adaptoare de magistrală gazdă (HBA). Spre deosebire de SATA, dispozitivele SAS pot avea mai multe porturi, fiecare dintre ele putând folosi mai multe conexiuni fizice a oferi mai rapid (mai larg) conexiuni SAS. În plus, mai mulți inițiatori pot accesa orice țintă dată, iar lungimea cablului poate fi de până la opt metri (pentru prima generație de SAS) față de un metru pentru SATA. De înțeles, acest lucru oferă multe oportunități pentru crearea de soluții de stocare de înaltă performanță sau redundante. În plus, SAS acceptă SATA Tunneling Protocol (STP), care vă permite să conectați dispozitive SATA la controlerul SAS.

Standardul SAS de a doua generație mărește viteza de conectare de la 3 la 6 Gbps. Această creștere a vitezei este foarte importantă pentru mediile complexe în care performanta ridicata datorită stocării de mare viteză. O noua versiune SAS este, de asemenea, proiectat pentru a reduce complexitatea cablajului, precum și numărul de conexiuni pe Gbps de lățime de bandă prin creșterea lungimii posibile a cablurilor și îmbunătățirea performanței expanderului (zonare și descoperire automată). Despre aceste modificări vom vorbi în detaliu mai jos.

Creșteți viteza SAS până la 6 Gbps

Pentru a aduce beneficiile SAS unui public mai larg, SCSI Trade Association (SCSI TA) a prezentat o prezentare a tehnologiei SAS la Conferința Mondială Storage Networking la începutul acestui an din Orlando, Florida, SUA. Așa-numitul SAS Plugfest, unde au fost demonstrate funcționarea, compatibilitatea și funcțiile SAS de 6 Gbps, a avut loc chiar mai devreme, în noiembrie 2008. LSI și Seagate au fost primii de pe piață care au introdus hardware compatibil cu SAS de 6 Gbps, dar alți producători ar trebui să ajungă din urmă în curând. În articolul nostru ne vom uita la starea actuală a tehnologiilor SAS și a unor dispozitive noi.

Caracteristici și elemente de bază SAS

Fundamentele SAS

Spre deosebire de SATA, interfața SAS funcționează pe o bază full duplex, oferind lățime de bandă completă în ambele direcții. După cum am menționat mai devreme, conexiunile SAS sunt întotdeauna stabilite prin conexiuni fizice folosind adrese unice de dispozitiv. În schimb, SATA poate adresa doar numere de porturi.

Fiecare adresă SAS poate conține mai multe interfețe de nivel fizic (PHY), permițând conexiuni mai largi prin InfiniBand (SFF-8470) sau cabluri mini-SAS (SFF-8087 și -8088). De obicei, patru interfețe SAS cu câte un PHY sunt combinate într-una singură interfață largă SAS care este deja conectat la dispozitivul SAS. Comunicarea se poate face și prin expandoare, care acționează mai mult ca comutatoare decât dispozitive SAS.

Funcții precum zonarea permit acum administratorilor să asocieze anumite dispozitive SAS cu inițiatori. Aici va fi utilă debitul crescut de SAS de 6 Gbps, deoarece o conexiune quad-link va avea acum dublul lățimii de bandă de mare viteză. În cele din urmă, dispozitivele SAS pot avea chiar mai multe adrese SAS. Deoarece Unități SAS poate folosi două porturi, cu câte un PHY pe fiecare, apoi unitatea poate avea două adrese SAS.

Conexiuni și interfețe

Click pe poza pentru marire.

Adresarea conexiunilor SAS are loc prin porturile SAS folosind SSP (Serial SCSI Protocol), dar comunicarea la nivelul inferior de la PHY la PHY se face folosind una sau mai multe conexiuni fizice din motive de lățime de bandă crescută. SAS folosește codificarea pe 8/10 biți pentru a converti 8 biți de date în transmisii de 10 caractere în scopul recuperării temporizării, echilibrului DC și detectării erorilor. Ca rezultat, obținem un debit efectiv de 300 MB/s pentru modul de transfer de 3 Gb/s și 600 MB/s pentru conexiuni de 6 Gb/s. Fibre Channel, Gigabit Ethernet, FireWire și alte tehnologii funcționează folosind o schemă de codificare similară.

Interfețele de alimentare și de date ale SAS și SATA sunt foarte asemănătoare între ele. Dar dacă SAS are interfețe de date și de alimentare combinate într-o singură interfață fizică (SFF-8482 pe partea dispozitivului), atunci SATA necesită două cabluri separate. Distanța dintre pinii de alimentare și de date (vezi ilustrația de mai sus) în cazul SAS este închisă, ceea ce nu permite conectarea unui dispozitiv SAS la un controler SATA.

Pe de altă parte, dispozitivele SATA pot funcționa bine pe o infrastructură SAS datorită STP sau în modul nativ dacă nu sunt folosite expandoare. STP adaugă latență suplimentară expansoarelor, deoarece acestea trebuie să stabilească o conexiune, care este mai lentă decât o conexiune SATA directă. Cu toate acestea, întârzierile sunt încă foarte mici.

Domenii, expansoare

Domeniile SAS pot fi reprezentate ca structuri arborescente, cum ar fi rețele complexe Ethernet. Cu ajutorul expansoarelor SAS pot lucra o cantitate mare Dispozitivele SAS, dar folosesc comutarea circuitelor mai degrabă decât cea mai comună comutare de pachete. Unele expansoare conțin dispozitive SAS, altele nu.

SAS 1.1 recunoaște expansoare de margine, care permit unui inițiator SAS să comunice cu până la 128 adrese suplimentare SAS. Într-un domeniu SAS 1.1, puteți utiliza doar două extensii de margine. Cu toate acestea, un expander fanout poate conecta până la 128 de expansoare de margine, ceea ce mărește semnificativ capacitățile de infrastructură ale soluției dumneavoastră SAS.

Click pe poza pentru marire.

În comparație cu SATA, interfața SAS poate părea complexă: diferiți inițiatori accesează dispozitivele țintă prin expandoare, ceea ce implică stabilirea rutelor adecvate. SAS 2.0 simplifică și îmbunătățește rutarea.

Rețineți că SAS nu permite bucle sau căi multiple. Toate conexiunile trebuie să fie punct-la-punct și exclusive, dar arhitectura conexiunii în sine este foarte scalabilă.

Noi caracteristici SAS 2.0: Expanders, Performanță

Zone de extindere și configurare automată

Expansoarele de margine și fanout sunt aproape un lucru de istorie. Acest lucru este adesea atribuit actualizărilor din SAS 2.0, dar motivul constă de fapt în zonele SAS introduse în 2.0, care elimină separarea dintre expansoarele de margine și extensie. Desigur, zonele sunt de obicei implementate special pentru fiecare producător, și nu ca un singur standard industrial.

De fapt, acum mai multe zone pot fi localizate pe o singură infrastructură de livrare a informațiilor. Aceasta înseamnă că țintele de stocare (unitățile) pot fi accesate de diferiți inițiatori prin același expander SAS. Segmentarea domeniilor se face prin zone iar accesul este exclusiv.