SAS 3 (12 Gb/s) – generacja interfejsu

SAS 3 (12 Gb/s) to trzecia generacja tego protokołu, oferująca dwukrotnie wyższą przepustowość niż SAS 2.

SAS 3 jako trzecia generacja interfejsu szeregowego

SAS 3, określany również jako 12Gb/s SAS, jest trzecią generacją technologii Serial Attached SCSI przeznaczonej do komunikacji z dyskami i innymi urządzeniami pamięci masowej. Parametr 12 Gb/s opisuje szybkość transmisji na pojedynczym torze fizycznym, a nie gwarantowaną szybkość zapisu lub odczytu konkretnego dysku. W porównaniu z SAS 2, pracującym z szybkością 6 Gb/s na tor, SAS 3 podwaja szybkość sygnału na łączu. Nie oznacza to jednak automatycznie dwukrotnego przyspieszenia każdego urządzenia, ponieważ końcowy wynik zależy także od kontrolera, rodzaju dysku, liczby operacji, obciążenia magistrali oraz narzutów protokołu.

SAS 3 jest technologią z rodziny interfejsów przeznaczonych głównie do infrastruktury pamięci masowej o wysokiej dostępności. Wykorzystuje połączenia punkt-punkt, przez co urządzenia nie współdzielą jednej równoległej magistrali w sposób charakterystyczny dla starszych odmian SCSI. Komunikacja odbywa się przez warstwę fizyczną SAS, a polecenia mogą być transportowane między innymi za pomocą protokołu SSP dla urządzeń SAS, STP dla urządzeń SATA podłączonych przez infrastrukturę SAS oraz SMP do zarządzania ekspanderami SAS.

Przepustowość 12 Gb/s a rzeczywisty transfer danych

Wartość 12 Gb/s oznacza 12 miliardów bitów na sekundę w warstwie sygnałowej jednego toru. Po przeliczeniu jednostek daje to teoretycznie 1,5 GB/s surowej szybkości bitowej, zanim zostaną uwzględnione kodowanie, nagłówki ramek, informacje kontrolne i przerwy wymagane przez protokół. SAS 3 stosuje kodowanie 128b/150b, w którym 128 bitów danych jest przesyłanych w bloku 150 bitów. Samo kodowanie zmniejsza więc teoretyczną przepustowość użytkową do około 1,28 GB/s na tor, jeszcze przed odjęciem pozostałego narzutu komunikacyjnego.

Przepustowość interfejsu nie jest tym samym co wydajność nośnika. Mechaniczny dysk twardy SAS może osiągać transfer sekwencyjny znacznie niższy od limitu 12Gb/s, ponieważ ograniczają go prędkość obrotowa, gęstość zapisu, pozycjonowanie głowic i charakter operacji wejścia-wyjścia. Dysk SSD SAS może lepiej wykorzystać szybkie łącze, ale również nie zawsze osiągnie jego maksymalną wartość. Przy ocenie wydajności należy rozróżniać szybkość pojedynczego portu, liczbę portów dysku, liczbę torów agregowanych przez kontroler oraz rzeczywiste wyniki testów odczytu i zapisu.

Kompatybilność, porty i topologia SAS 3

Kontrolery SAS 3 są projektowane z zachowaniem zgodności wstecznej z wcześniejszymi generacjami SAS, dlatego urządzenie SAS 2 może pracować w instalacji z kontrolerem SAS 3, zwykle z szybkością wynegocjowaną dla starszego urządzenia. Ostateczny tryb zależy od wszystkich elementów toru: kontrolera, przewodu, ekspandera, backplane’u i samego dysku. Jeżeli jeden z elementów nie obsługuje 12 Gb/s, połączenie może zejść do niższej szybkości. Zgodność mechaniczna złącza również nie wystarcza do potwierdzenia zgodności elektrycznej i funkcjonalnej.

W instalacjach SAS 3 spotyka się między innymi złącza Mini-SAS HD, takie jak SFF-8643 po stronie wewnętrznej oraz SFF-8644 w zastosowaniach zewnętrznych, choć konkretny typ zależy od kontrolera, obudowy i producenta. Dyski SAS mogą być wyposażone w dwa porty, co pozwala na połączenie z dwiema niezależnymi ścieżkami dostępu, jeżeli obsługują je kontroler i backplane. Ekspander SAS umożliwia podłączenie większej liczby urządzeń do ograniczonej liczby portów kontrolera, ale wprowadza dodatkowe elementy toru, których stan i konfiguracja wpływają na stabilność oraz przepustowość całej infrastruktury.

Rozpoznawanie problemów z połączeniem 12Gb/s SAS

Podczas diagnostyki SAS 3 należy najpierw ustalić, z jaką szybkością faktycznie zestawiło się połączenie. Informacja o obsłudze 12 Gb/s w specyfikacji kontrolera nie potwierdza, że konkretny dysk pracuje w tym trybie. Warto sprawdzić dzienniki kontrolera, narzędzia producenta karty HBA lub RAID oraz status portów ekspandera i backplane’u. Powtarzające się renegocjacje do 6 Gb/s, błędy CRC, utrata linku, resetowanie urządzenia albo znikanie dysku mogą wskazywać na problem z przewodem, złączem, zasilaniem, backplane’em, firmware’em lub samym urządzeniem.

Przy wymianie elementów należy zachować zgodność całego łańcucha połączenia, a nie tylko samego dysku. Sprawdza się poprawność prowadzenia przewodów, ich długość i typ, osadzenie złączy oraz temperaturę kontrolera i nośników. Jeżeli test obciążeniowy wykazuje transfer niższy od oczekiwanego, trzeba odróżnić ograniczenie interfejsu od ograniczenia nośnika albo macierzy. W przypadku dysku mechanicznego niski transfer może być normalną cechą urządzenia, natomiast błędy warstwy fizycznej i niestabilne negocjowanie szybkości wymagają dalszej kontroli sprzętu SAS, okablowania i konfiguracji kontrolera.