SAS 2 (6 Gb/s) – generacja interfejsu

SAS 2 (6 Gb/s) to druga generacja tego protokołu, oferująca dwukrotnie wyższą przepustowość niż SAS 1.

SAS 2 jako druga generacja interfejsu Serial Attached SCSI

SAS 2, określany także jako SAS 2.0 lub 6G SAS, jest drugą generacją szeregowego interfejsu Serial Attached SCSI. W tej wersji pojedyncza linia transmisyjna pracuje z szybkością sygnalizacyjną 6 Gb/s, czyli dwukrotnie większą niż 3 Gb/s oferowane przez SAS 1. Wartość 6 Gb/s opisuje szybkość transmisji surowego strumienia bitów na łączu, a nie gwarantowaną szybkość zapisu lub odczytu danych z konkretnego dysku.

Interfejs SAS 2 został opisany w rodzinie standardów rozwijanych przez T10, komitet zajmujący się standardami SCSI. Do przesyłania sygnału stosowane jest kodowanie 8b/10b, w którym każde 8 bitów danych jest reprezentowane przez 10 bitów na warstwie transmisyjnej. Z tego powodu teoretyczna przepustowość danych po uwzględnieniu kodowania wynosi około 4,8 Gb/s na linię, czyli około 600 MB/s. Rzeczywista wydajność zależy dodatkowo od protokołu, kontrolera, magistrali PCI Express, kolejek poleceń i samego urządzenia.

Budowa łącza i protokoły używane przez SAS 2

Połączenie SAS składa się z niezależnych torów szeregowych, a pojedynczy tor może przesyłać dane w jednym kierunku i odbierać je w drugim. Kontroler host bus adapter, ekspander lub urządzenie końcowe korzysta z odpowiednich portów i identyfikatorów SAS. W przeciwieństwie do klasycznego równoległego SCSI komunikacja odbywa się szeregowo, za pomocą przewodów i złączy przeznaczonych do transmisji różnicowej.

SAS 2 wykorzystuje kilka protokołów transportowych. SSP służy do komunikacji z urządzeniami SAS i obsługi poleceń SCSI. SMP jest używany do zarządzania ekspanderami, między innymi do odczytu topologii i konfiguracji elementów domeny SAS. STP zapewnia obsługę urządzeń SATA podłączonych przez infrastrukturę SAS. Dzięki temu jeden kontroler SAS może współpracować z dyskami SAS oraz z określonymi urządzeniami SATA, choć dysk SATA nie otrzymuje wszystkich funkcji dostępnych dla natywnego urządzenia SAS.

Port wide może łączyć kilka fizycznych torów w jeden logiczny kanał. Przykładowo połączenie x4 złożone z czterech linii SAS 2 ma surową szybkość sygnalizacyjną 24 Gb/s, a po uwzględnieniu kodowania 8b/10b odpowiada około 19,2 Gb/s danych przed odjęciem narzutów protokołu. Nie oznacza to automatycznie takiej szybkości pojedynczego dysku, ponieważ urządzenie magazynujące może być wolniejsze od interfejsu.

Kompatybilność, okablowanie i ograniczenia praktyczne

SAS 2 może współpracować z wcześniejszą infrastrukturą SAS, lecz w takim przypadku połączenie może zostać zestawione z szybkością właściwą dla starszego elementu. Kontroler SAS 2 połączony z urządzeniem SAS 1 nie uzyska pełnej szybkości 6 Gb/s na tym odcinku. Podobnie zastosowanie nieodpowiedniego ekspandera, kabla, backplane’u albo modułu zakończeniowego może ograniczyć negocjowaną szybkość lub uniemożliwić prawidłowe wykrycie urządzenia.

W systemach SAS 2 spotyka się między innymi złącza Mini-SAS typu SFF-8087 dla połączeń wewnętrznych oraz SFF-8088 dla połączeń zewnętrznych. Sam wygląd wtyku nie wystarcza jednak do potwierdzenia zgodności. Należy sprawdzić pinout, przeznaczenie kabla, liczbę obsługiwanych linii oraz zgodność kontrolera i backplane’u. Kabel przeznaczony do innego wariantu Mini-SAS może mieć podobne złącze, ale nieprawidłowe mapowanie sygnałów.

Podczas diagnostyki należy odczytać z firmware kontrolera lub narzędzia administracyjnego faktycznie wynegocjowaną szybkość portu, stan linku, identyfikator SAS oraz ewentualne błędy transmisji. Jeśli urządzenie jest wykrywane, ale pracuje wolniej, przyczyną może być ograniczenie samego dysku, tryb kompatybilności do 3 Gb/s, niewłaściwy kabel albo przeciążenie wspólnego łącza ekspandera. Brak wykrywania wymaga dodatkowo sprawdzenia zasilania, terminacji, połączeń backplane’u i konfiguracji kontrolera.

Zastosowanie SAS 2 w macierzach i diagnostyce urządzeń

SAS 2 był stosowany przede wszystkim w macierzach dyskowych, serwerowych obudowach dyskowych, bibliotekach pamięci masowej oraz profesjonalnych stacjach roboczych. Natywne dyski SAS mają zwykle dwa niezależne porty, co pozwala podłączyć je do dwóch ścieżek infrastruktury. Taka konstrukcja umożliwia tworzenie redundantnych połączeń w odpowiednio zaprojektowanych systemach, ale sama obecność dwóch portów nie zapewnia automatycznie redundancji bez obsługi po stronie kontrolerów, backplane’u i oprogramowania.

W praktyce oznaczenie „SAS 2 (6 Gb/s)” informuje głównie o generacji warstwy fizycznej i maksymalnej szybkości pojedynczej linii. Nie określa modelu dysku, rodzaju macierzy RAID, liczby operacji wejścia-wyjścia ani rzeczywistej trwałej przepustowości. Przy ocenie problemu trzeba rozdzielić usterkę linku od ograniczenia wydajności urządzenia. Narzędzia kontrolera mogą wskazać błędy CRC, resetowanie łącza, utratę synchronizacji lub obniżenie szybkości negocjacji, natomiast testy dysku pokazują osobno opóźnienia i przepustowość operacji.

Diagnostyka obejmuje sprawdzenie zgodności urządzeń z SAS 2, stanu diod i backplane’u, logów kontrolera oraz połączeń zasilających. Wymiana kabla na prawidłowo opisany przewód Mini-SAS, przełożenie dysku do innego gniazda i porównanie parametrów linku pozwalają zawęzić źródło problemu bez zakładania, że każda wolna praca wynika z awarii interfejsu.