Protocolo sas. Compatibilidad en serie sin precedentes
Los sistemas informáticos modernos utilizan interfaces SATA y SAS para conectar los discos duros principales. Como regla general, la primera opción es adecuada para estaciones de trabajo domésticas, la segunda, para servidores, por lo que las tecnologías no compiten entre sí y cumplen diferentes requisitos. La diferencia significativa en costo y capacidad de memoria hace que los usuarios se pregunten en qué se diferencia SAS de SATA y busquen opciones de compromiso. Veamos si esto vale la pena.
SAS(Serial Attached SCSI) es una interfaz serie para conectar dispositivos de almacenamiento, desarrollada sobre la base de SCSI paralelo para ejecutar el mismo conjunto de comandos. Se utiliza principalmente en sistemas de servidores.
sata(Serial ATA): interfaz de intercambio de datos en serie basada en PATA paralelo (IDE). Utilizado en el hogar, la oficina, PC multimedia y portátiles.
Si hablamos de discos duros, a pesar de las diferentes características técnicas y conectores, no existen diferencias fundamentales entre los dispositivos. La compatibilidad unidireccional con versiones anteriores permite conectar unidades a la placa del servidor utilizando una y una segunda interfaz.
Vale la pena señalar que ambas opciones de conexión también son posibles para SSD, pero la diferencia significativa entre SAS y SATA en este caso estará en el costo de la unidad: la primera puede costar decenas de veces más para un volumen comparable. Por lo tanto, hoy en día una solución de este tipo, si no rara, está bastante bien pensada y está destinada a centros de procesamiento de datos rápidos a nivel empresarial.
Diferencia entre SAS y SATA
Como ya sabemos, SAS se utiliza en servidores, SATA en sistemas domésticos. En la práctica, esto significa que a los primeros acceden simultáneamente muchos usuarios y se resuelven muchas tareas, mientras que a los segundos los realiza una sola persona. En consecuencia, la carga del servidor es mucho mayor, por lo que los discos deben ser suficientemente rápidos y tolerantes a fallos. Los protocolos SCSI (SSP, SMP, STP) implementados en SAS permiten procesar más operaciones de E/S simultáneamente.
Directamente para HDD, la velocidad de circulación está determinada principalmente por la velocidad de rotación del eje. Para sistemas de escritorio y portátiles, 5400 – 7200 RPM son necesarios y suficientes. En consecuencia, es casi imposible encontrar una unidad SATA con 10.000 RPM (a menos que nos fijemos en la serie WD VelociRaptor, destinada, nuevamente, a estaciones de trabajo), y algo más alto es absolutamente inalcanzable. SAS HDD gira al menos 7200 RPM, 10000 RPM pueden considerarse el estándar y 15000 RPM es un máximo suficiente.
Las unidades SCSI serie se consideran más confiables y tienen un MTBF más alto. En la práctica, la estabilidad se logra más gracias a la función de verificación de la suma de comprobación. Las unidades SATA, por otro lado, sufren "errores silenciosos" cuando los datos se escriben parcialmente o se dañan, lo que provoca la aparición de.
La principal ventaja de SAS también contribuye a la tolerancia a fallas del sistema: dos puertos dúplex, que le permiten conectar un dispositivo a través de dos canales. En este caso, el intercambio de información se realizará simultáneamente en ambas direcciones y la confiabilidad está garantizada por la tecnología Multipath I/O (dos controladores se protegen entre sí y comparten la carga). La cola de comandos marcados tiene una profundidad de 256. La mayoría de las unidades SATA tienen un puerto semidúplex y la profundidad de la cola que utiliza la tecnología NCQ no supera los 32.
La interfaz SAS requiere el uso de cables de hasta 10 m de largo. Se pueden conectar hasta 255 dispositivos a un puerto mediante expansores. SATA está limitado a 1 m (2 m para eSATA) y solo admite una conexión punto a punto.
En las perspectivas de un mayor desarrollo también se deja sentir de forma bastante marcada la diferencia entre SAS y SATA. El rendimiento de la interfaz SAS alcanza los 12 Gbit/s y los fabricantes anuncian soporte para velocidades de transferencia de datos de 24 Gbit/s. La última revisión de SATA se detuvo en 6 Gbit/s y no evolucionará en este sentido.
Las unidades SATA, en términos de coste de 1 GB, tienen un precio muy atractivo. En sistemas donde la velocidad de acceso a los datos no es crítica y el volumen de información almacenada es grande, es recomendable utilizarlos.
tabla de comparación
| SAS | sata |
| Para sistemas de servidor | Principalmente para sistemas de escritorio y móviles. |
| Utiliza el conjunto de comandos SCSI | Utiliza el conjunto de comandos ATA |
| Velocidad mínima del eje del disco duro 7200 RPM, máxima: 15000 RPM | Mínimo 5400 RPM, máximo 7200 RPM |
| Admite tecnología para verificar sumas de verificación al escribir datos | Un gran porcentaje de errores y sectores defectuosos. |
| Dos puertos full duplex | Un puerto semidúplex |
| Compatible con E/S de múltiples rutas | Conexión punto a punto |
| Cola de comandos hasta 256 | Cola de equipo hasta 32 |
| Se pueden utilizar cables de hasta 10 m. | Longitud del cable no más de 1 m. |
| Rendimiento del bus hasta 12 Gbit/s (en el futuro – 24 Gbit/s) | Ancho de banda 6 Gbps (SATA III) |
| El coste de las unidades es mayor, a veces significativamente. | Más barato en términos de precio por 1 GB |
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Interfaz SAS.
La interfaz SAS o SCSI conectada en serie proporciona conectividad a través de una interfaz física, similar a sata, dispositivos, controlado por el conjunto de comandos SCSI. Provisto de compatible con versiones anteriores de SATA, permite conectar cualquier dispositivo controlado por el conjunto de comandos SCSI a través de esta interfaz, no solo discos duros, sino también escáneres, impresoras, etc. En comparación con SATA, SAS proporciona una topología más desarrollada, lo que permite la conexión paralela de un dispositivo a dos o más canales. También se admiten expansores de bus, lo que le permite conectar varios dispositivos SAS a un puerto.
El protocolo SAS es desarrollado y mantenido por el comité T10. SAS fue diseñado para comunicarse con dispositivos como discos duros, unidades ópticas y similares. SAS utiliza una interfaz serie para trabajar con unidades conectadas directamente y es compatible con la interfaz SATA. Aunque SAS utiliza una interfaz serie a diferencia de la interfaz paralela utilizada por SCSI tradicional, los comandos SCSI todavía se utilizan para controlar dispositivos SAS. Los comandos (Fig. 1) enviados al dispositivo SCSI son una secuencia de bytes de una determinada estructura (bloques de descriptores de comandos).
Arroz. 1.
Algunos comandos van acompañados de un "bloque de parámetros" adicional, que sigue al bloque descriptor del comando, pero se pasa como "datos".
Un sistema SAS típico consta de los siguientes componentes:
1) Iniciadores. Un iniciador es un dispositivo que origina solicitudes de servicio para dispositivos de destino y recibe acuses de recibo a medida que se ejecutan las solicitudes.
2) Dispositivos de destino. El dispositivo de destino contiene bloques lógicos y puertos de destino que reciben solicitudes de servicio y las ejecutan; Una vez completado el procesamiento de la solicitud, se envía la confirmación de la solicitud al iniciador de la solicitud. El dispositivo de destino puede ser un disco duro independiente o una matriz de discos completa.
3) Subsistema de entrega de datos. Es parte del sistema de entrada/salida que transfiere datos entre iniciadores y dispositivos de destino. Normalmente, el subsistema de entrega de datos consta de cables que conectan el dispositivo iniciador y el dispositivo de destino. Además, además de los cables, el subsistema de entrega de datos puede incluir expansores SAS.
3.1) Extensores. Los extensores SAS son dispositivos que forman parte del subsistema de entrega de datos y permiten facilitar las transferencias de datos entre dispositivos SAS, por ejemplo, permitiéndole conectar varios dispositivos SAS de destino a un puerto iniciador. La conexión a través del extensor es completamente transparente para los dispositivos de destino.
SAS admite la conexión de dispositivos con interfaz SATA. SAS utiliza un protocolo en serie para transferir datos entre múltiples dispositivos y, por lo tanto, utiliza menos líneas de señal. SAS utiliza comandos SCSI para controlar y comunicarse con los dispositivos de destino. 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 la terminación del bus por parte del usuario. La interfaz SCSI utiliza un bus común: todos los dispositivos están conectados a un bus y solo un dispositivo puede funcionar con el controlador a la vez. En SCSI, la velocidad de transferencia de información a lo largo de las diferentes líneas que componen la interfaz paralela puede diferir. La interfaz SAS no tiene este inconveniente. SAS admite una gran cantidad de dispositivos, mientras que SCSI admite 8, 16 o 32 dispositivos por bus. SAS admite altas velocidades de datos (1,5, 3,0 o 6,0 Gbps). Esta velocidad se puede lograr transfiriendo información en cada conexión, mientras que en el bus SCSI el ancho de banda del bus se divide entre todos los dispositivos conectados a él.
SATA utiliza el conjunto de comandos ATA y admite discos duros y unidades ópticas, mientras que SAS admite una gama más amplia de dispositivos, incluidos discos duros, escáneres e impresoras. Los dispositivos SATA se identifican por el número de puerto del controlador de interfaz SATA, mientras que los dispositivos SAS se identifican por sus identificadores WWN (World Wide Name). Los dispositivos SATA (versión 1) no admitían colas de comandos, mientras que los dispositivos SAS admiten colas de comandos etiquetadas. Los dispositivos SATA desde la versión 2 admiten Native Command Queuing (NCQ).
El hardware SAS se comunica con los dispositivos de destino sobre varias líneas independientes, lo que aumenta la tolerancia a fallas del sistema (la interfaz SATA no tiene esta capacidad). Al mismo tiempo, la versión 2 de SATA utiliza duplicadores de puertos para lograr una capacidad similar.
SATA se utiliza principalmente en aplicaciones no críticas, como computadoras domésticas. La interfaz SAS, debido a su confiabilidad, se puede utilizar en servidores de misión crítica. La detección y el manejo de errores están mucho mejor definidos en SAS que en SATA. SAS se considera un superconjunto de SATA y no compite con él.
Los conectores SAS son mucho más pequeños que los conectores SCSI paralelos tradicionales, lo que permite utilizar conectores SAS para conectar unidades compactas de 2,5 pulgadas. SAS admite la transferencia de información a velocidades de 3 Gbit/s a 10 Gbit/s. Hay varias opciones para conectores SAS:
SFF 8482 - opción compatible con conector de interfaz SATA;
SFF 8484: conector interno con empaquetadura de contactos densa; le permite conectar hasta 4 dispositivos;
SFF 8470: conector con contactos apretados para conectar dispositivos externos; le permite conectar hasta 4 dispositivos;
SFF 8087: conector Molex iPASS reducido, contiene un conector para conectar hasta 4 dispositivos internos; admite velocidad de 10 Gbps;
SFF 8088: conector Molex iPASS reducido, contiene un conector para conectar hasta 4 dispositivos externos; Admite velocidad de 10 Gbps.
El conector SFF 8482 le permite conectar dispositivos SATA a controladores SAS, eliminando la necesidad de instalar un controlador SATA adicional solo porque necesita conectar una grabadora de DVD, por ejemplo. Por el contrario, los dispositivos SAS no pueden conectarse a la interfaz SATA y están equipados con un conector que les impide conectarse a la interfaz SATA.
Durante más de 20 años, la interfaz de bus paralelo ha sido el protocolo de comunicación más común para la mayoría de los sistemas de almacenamiento digital. Pero a medida que ha aumentado la necesidad de rendimiento y flexibilidad del sistema, las deficiencias de las dos tecnologías de interfaz paralela más comunes se han hecho evidentes: SCSI y ATA. La falta de compatibilidad entre las interfaces SCSI y ATA paralelas (se utilizan diferentes conectores, cables y conjuntos de comandos) aumenta el costo de mantenimiento del sistema, investigación y desarrollo, capacitación y calificación de nuevos productos.
Hasta la fecha, las tecnologías paralelas siguen siendo satisfactorias para los usuarios de sistemas empresariales modernos en términos de rendimiento, pero las crecientes demandas de velocidades más altas, mayor seguridad de los datos durante la transmisión, reducción del tamaño físico y una estandarización más amplia ponen en duda la capacidad de una interfaz paralela sin costos innecesarios para mantener el ritmo con el rápido aumento del rendimiento de la CPU y las velocidades del disco duro. Además, en tiempos de austeridad, a las empresas les resulta cada vez más difícil encontrar fondos para el desarrollo y mantenimiento de conectores heterogéneos en los paneles posteriores de las cajas de servidores y matrices de discos externos, pruebas de compatibilidad de interfaces heterogéneas e inventario de conexiones heterogéneas para realizar operaciones de E/S.
El uso de interfaces paralelas también plantea otros problemas. La transmisión de datos en paralelo a través de una amplia cadena tipo margarita está sujeta a diafonía, lo que puede crear interferencias adicionales y provocar errores de señal; para evitar esta trampa, debe reducir la velocidad de la señal o limitar la longitud del cable, o hacer ambas cosas. La terminación de señales en paralelo también está asociada con ciertas dificultades: debe terminar cada línea por separado; generalmente esta operación la realiza el último variador, para evitar que la señal se refleje en el extremo del cable. Finalmente, los grandes cables y conectores utilizados en las interfaces paralelas hacen que estas tecnologías no sean adecuadas para los nuevos sistemas informáticos compactos.
Presentamos SAS y SATA
Las tecnologías seriales como Serial ATA (SATA) y Serial Attached SCSI (SAS) superan las limitaciones arquitectónicas de las interfaces paralelas tradicionales. Estas nuevas tecnologías deben su nombre al método de transmisión de señales, cuando toda la información se transmite secuencialmente (serie en inglés), en un solo flujo, a diferencia de los flujos múltiples que se utilizan en tecnologías paralelas. La principal ventaja de una interfaz en serie es que cuando los datos se transfieren en un solo flujo, se mueven mucho más rápido que cuando se utiliza una interfaz paralela.Las tecnologías en serie combinan muchos bits de datos en paquetes y luego los transmiten a través de un cable a velocidades hasta 30 veces más rápidas que las interfaces paralelas.
SATA amplía las capacidades de la tecnología ATA tradicional, permitiendo la transferencia de datos entre unidades de disco a velocidades de 1,5 GB por segundo y superiores. Debido a su bajo costo por gigabyte de capacidad de disco, SATA seguirá siendo la interfaz de disco dominante en las PC de escritorio, servidores de nivel básico y sistemas de almacenamiento conectados a la red, donde el costo es una consideración importante.
La tecnología SAS, la sucesora del SCSI paralelo, se basa en la funcionalidad comprobada de su predecesor y promete mejorar significativamente las capacidades de los sistemas de almacenamiento empresarial actuales. SAS ofrece una serie de ventajas que las soluciones de almacenamiento tradicionales no ofrecen. En particular, SAS le permite conectar hasta 16.256 dispositivos a un puerto y proporciona una conexión serie punto a punto confiable a velocidades de hasta 3 Gb/s.
Además, con un conector más pequeño, SAS proporciona conectividad completa de doble puerto para unidades de 3,5" y 2,5" (anteriormente solo disponible para unidades Fibre Channel de 3,5"). Esta es una característica muy útil cuando necesita colocar una gran cantidad de unidades redundantes en un sistema compacto, como un servidor Blade de bajo perfil.
SAS mejora el direccionamiento y la conectividad de las unidades con expansores de hardware que permiten conectar una gran cantidad de unidades a uno o más controladores de host. Cada expansor proporciona conexión a hasta 128 dispositivos físicos, que pueden ser otros controladores de host, otros expansores SAS o unidades de disco. Este esquema se escala bien y le permite crear topologías de escala empresarial que admiten fácilmente la agrupación en clústeres de múltiples nodos para la recuperación automática del sistema en caso de falla y para una distribución uniforme de la carga.
Uno de los mayores beneficios de la nueva tecnología serial es que la interfaz SAS también será compatible con unidades SATA de menor costo, lo que permitirá a los diseñadores de sistemas usar ambos tipos de unidades en el mismo sistema sin incurrir en costos adicionales para admitir dos interfaces diferentes. Así, SAS, la próxima generación de tecnología SCSI, supera las limitaciones actuales de las tecnologías paralelas en términos de rendimiento, escalabilidad y disponibilidad de datos.
Múltiples niveles de compatibilidad
Compatibilidad físicaEl conector SAS es universal y es compatible con SATA en formato. Esto permite que las unidades SAS y SATA se conecten directamente al sistema SAS, lo que permite utilizar el sistema para aplicaciones de misión crítica que requieren alto rendimiento y acceso rápido a los datos, o para aplicaciones más rentables con un menor costo por gigabyte. .
El conjunto de comandos SATA es un subconjunto del conjunto de comandos SAS, lo que permite la compatibilidad entre dispositivos SATA y controladores SAS. Sin embargo, las unidades SAS no pueden funcionar con un controlador SATA, por lo que están equipadas con teclas especiales en los conectores para eliminar la posibilidad de una conexión incorrecta.
Además, la física similar de las interfaces SAS y SATA permite un nuevo backplane SAS universal que admite unidades SAS y SATA. Como resultado, no es necesario utilizar dos placas posteriores diferentes para las unidades SCSI y ATA. Esta compatibilidad de diseño beneficia tanto a los fabricantes de paneles posteriores como a los usuarios finales al reducir los costos de hardware e ingeniería.
Compatibilidad de protocolos
La tecnología SAS incluye tres tipos de protocolos, cada uno de los cuales se utiliza para transferir diferentes tipos de datos a través de la interfaz serie según el dispositivo al que se accede. El primero es el protocolo SCSI en serie (Serial SCSI Protocol SSP), que transmite comandos SCSI, el segundo es el protocolo de administración SCSI (SCSI Management Protocol SMP), que transmite información de control a los expansores. El tercero, el protocolo de túnel SATA STP, establece una conexión que permite transmitir comandos SATA. Gracias al uso de estos tres protocolos, la interfaz SAS es totalmente compatible con aplicaciones SCSI, software de control y dispositivos SATA existentes.
Esta arquitectura multiprotocolo, combinada con la compatibilidad física de los conectores SAS y SATA, hace que la tecnología SAS sea el vínculo universal entre dispositivos SAS y SATA.
Beneficios de la compatibilidad
La compatibilidad con SAS y SATA proporciona una serie de beneficios a los diseñadores, constructores y usuarios finales de sistemas.
Los diseñadores de sistemas pueden utilizar los mismos backplanes, conectores y conexiones de cables gracias a la compatibilidad SAS y SATA. Actualizar un sistema con la transición de SATA a SAS en realidad se reduce a reemplazar las unidades de disco. Por el contrario, para los usuarios de interfaces paralelas tradicionales, pasar de ATA a SCSI significa reemplazar placas posteriores, conectores, cables y unidades. Otros beneficios rentables de la interoperabilidad tecnológica consistente incluyen la certificación y la gestión de activos simplificadas.
Los revendedores y creadores de sistemas de VAR pueden reconfigurar fácil y rápidamente sistemas personalizados simplemente instalando la unidad de disco adecuada en el sistema. No es necesario trabajar con tecnologías incompatibles y utilizar conectores especiales y diferentes conexiones de cables. Además, la flexibilidad adicional para equilibrar precio y rendimiento permitirá a los revendedores y fabricantes de sistemas de VAR diferenciar mejor sus productos.
Para los usuarios finales, la compatibilidad SATA y SAS significa un nuevo nivel de flexibilidad a la hora de elegir la mejor relación precio/rendimiento. Las unidades SATA serán la mejor solución para servidores y sistemas de almacenamiento de bajo costo, mientras que las unidades SAS brindarán el máximo rendimiento, confiabilidad y compatibilidad con el software de administración. La capacidad de actualizar de unidades SATA a unidades SAS sin tener que comprar un nuevo sistema simplifica enormemente la decisión de compra, protege su inversión en el sistema y reduce el costo total de propiedad.
Desarrollo conjunto de protocolos SAS y SATA.
El 20 de enero de 2003, la SCSI Trade Association (STA) y el Serial ATA (SATA) II Working Group anunciaron una colaboración para garantizar la compatibilidad a nivel de sistema de la tecnología SAS con las unidades de disco SATA.La colaboración entre las dos organizaciones, así como los esfuerzos combinados de los proveedores de almacenamiento y los comités de estándares, tiene como objetivo proporcionar pautas de interoperabilidad aún más precisas para ayudar a los diseñadores de sistemas, profesionales de TI y usuarios finales a ajustar sus sistemas para lograr un rendimiento y confiabilidad óptimos. y menor costo total de propiedad.
La especificación SATA 1.0 se aprobó en 2001 y hoy en día existen productos SATA de varios fabricantes en el mercado. La especificación SAS 1.0 se aprobó a principios de 2003 y los primeros productos deberían llegar al mercado en el primer semestre de 2004.
Disco duro para un servidor, características a elegir
El disco duro es el componente más valioso de cualquier computadora. Después de todo, almacena información con la que trabajan la computadora y el usuario, si hablamos de una computadora personal. Cada vez que una persona se sienta frente a una computadora, espera que aparezca la pantalla de carga del sistema operativo y comience a trabajar con sus datos, que el disco duro producirá "en la montaña" desde sus profundidades. Si hablamos de un disco duro, o incluso de una serie de ellos como parte de un servidor, entonces hay decenas, cientos y miles de usuarios que esperan obtener acceso a datos personales o laborales. Y todo su trabajo tranquilo o su descanso y entretenimiento depende de estos dispositivos, que almacenan datos constantemente. Ya de esta comparación queda claro que las exigencias impuestas a los discos duros domésticos e industriales son desiguales: en el primer caso, un usuario trabaja con ellos, en el segundo, miles. Resulta que el segundo disco duro debería ser muchas veces más confiable, más rápido y más estable que el primero, porque muchos usuarios trabajan con él y confían en él. Este artículo analizará los tipos de discos duros utilizados en el sector corporativo y las características de su diseño que les permiten lograr la mayor confiabilidad y rendimiento.
Unidades SAS y SATA: tan similares y tan diferentes
Hasta hace poco, los estándares de los discos duros domésticos y de clase industrial diferían significativamente y eran incompatibles: SCSI e IDE, pero ahora la situación ha cambiado: la inmensa mayoría de los discos duros del mercado son SATA y SAS (SCSI conectado en serie). El conector SAS tiene un factor de forma universal y es compatible con SATA. Esto le permite conectar directamente al sistema SAS unidades SAS de alta velocidad, pero de pequeña capacidad (en el momento de escribir este artículo, hasta 300 GB), y unidades SATA de menor velocidad, pero muchas veces más espaciosas (en el momento de escribir este artículo, hasta 300 GB). en el momento de escribir este artículo: hasta 2 TB). Por lo tanto, en un subsistema de disco se pueden combinar aplicaciones de misión crítica que requieren alto rendimiento y acceso rápido a los datos, y aplicaciones más económicas con un menor costo por gigabyte.
Esta compatibilidad de diseño beneficia tanto a los fabricantes de paneles posteriores como a los usuarios finales al reducir los costos de hardware e ingeniería.
Es decir, tanto los dispositivos SAS como los SATA se pueden conectar a conectores SAS, pero solo los dispositivos SATA se pueden conectar a conectores SATA.
SAS y SATA: alta velocidad y gran capacidad. ¿Qué elegir?
Las unidades SAS, que sustituyeron a las SCSI, heredaron por completo sus principales propiedades que caracterizan a un disco duro: velocidad del eje (15.000 rpm) y estándares de volumen (36,74,147 y 300 GB). Sin embargo, la tecnología SAS en sí es significativamente diferente de SCSI. Veamos brevemente las principales diferencias y características: La interfaz SAS utiliza una conexión punto a punto: cada dispositivo está conectado al controlador mediante un canal dedicado, por el contrario, SCSI opera a través de un bus común.
SAS admite una gran cantidad de dispositivos (>16384), mientras que SCSI admite 8, 16 o 32 dispositivos por bus.
La interfaz SAS admite velocidades de transferencia de datos entre dispositivos a velocidades de 1,5; 3; 6 Gb/s, mientras que para la interfaz SCSI la velocidad del bus no se asigna a cada dispositivo, sino que se divide entre ellos.
SAS admite la conexión de dispositivos SATA más lentos.
Las configuraciones SAS son mucho más fáciles de instalar e instalar. Un sistema así es más fácil de escalar. Además, los discos duros SAS heredaron la confiabilidad de los discos duros SCSI.
Al elegir un subsistema de disco, SAS o SATA, debe guiarse por las funciones que realizará el servidor o la estación de trabajo. Para hacer esto, debe decidir sobre las siguientes preguntas:
1. ¿Cuántas solicitudes diversas simultáneas procesará el disco? Si es grande, tu elección clara son los discos SAS. Además, si su sistema atenderá a una gran cantidad de usuarios, elija SAS.
2. ¿Cuánta información se almacenará en el subsistema de disco de su servidor o estación de trabajo? Si tiene más de 1-1,5 TB, debes prestar atención a un sistema basado en discos duros SATA.
3. ¿Cuál es el presupuesto destinado para la compra de un servidor o estación de trabajo? Cabe recordar que además de los discos SAS, necesitarás un controlador SAS, lo que también hay que tener en cuenta.
4. ¿Planea aumentar posteriormente el volumen de datos, aumentar la productividad o aumentar la tolerancia a fallas del sistema? En caso afirmativo, necesitará un subsistema de disco basado en SAS; es más fácil de escalar y más confiable.
5. Su servidor funcionará con aplicaciones y datos críticos: su elección son las unidades SAS diseñadas para condiciones operativas adversas.
Un subsistema de disco confiable incluye no solo discos duros de alta calidad de un fabricante reconocido, sino también un controlador de disco externo. Se discutirán en uno de los siguientes artículos. Veamos las unidades SATA, qué tipos de unidades existen y cuáles deberían usarse al construir sistemas de servidores.
Unidades SATA: sectores doméstico e industrial
Las unidades SATA, utilizadas en todas partes, desde electrónica de consumo y computadoras domésticas hasta estaciones de trabajo y servidores de alto rendimiento, se diferencian en subtipos, hay unidades para uso en electrodomésticos, con baja generación de calor, consumo de energía y, como resultado, rendimiento reducido. hay unidades de clase media, para ordenadores domésticos, y hay unidades para sistemas de gama alta. En este artículo veremos la clase de discos duros para sistemas y servidores de alto rendimiento.
Características de presentación
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HDD clase servidor |
Clase de escritorio HDD |
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Velocidad rotacional |
7.200 rpm (nominales) |
7.200 rpm (nominales) |
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Tamaño del caché |
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Tiempo medio de retraso |
4,20 ms (nominales) |
6,35 ms (nominales) |
|
Tasa de transferencia de datos |
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Lectura desde la memoria caché de la unidad (Serial ATA) |
máximo 3 Gb/s |
máximo 3 Gb/s |
|
características físicas |
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Capacidad después del formateo |
1.000.204MB |
1.000.204MB |
|
Capacidad |
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|
Interfaz |
SATA 3 Gb/s |
SATA 3 Gb/s |
|
Número de sectores disponibles para el usuario |
1 953 525 168 |
1 953 525 168 |
|
Dimensiones |
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|
Altura |
25,4 milímetros |
25,4 milímetros |
|
Longitud |
147mm |
147mm |
|
Ancho |
101,6 milímetros |
101,6 milímetros |
|
0,69 kilos |
0,69 kilos |
|
|
Resistencia al impacto |
||
|
Resistencia al impacto en condiciones de trabajo. |
65G, 2 ms |
30G; 2 ms |
|
Resistencia al impacto cuando no está en uso |
250G, 2ms |
250G, 2ms |
|
Temperatura |
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En orden de trabajo |
-0°C a 60°C |
-0°C a 50°C |
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Inoperante |
-40°C a 70°C |
-40°C a 70°C |
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Humedad |
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En orden de trabajo |
humedad relativa 5-95% |
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Inoperante |
humedad relativa 5-95% |
humedad relativa 5-95% |
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Vibración |
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|
En orden de trabajo |
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Lineal |
20-300 Hz, 0,75 g (0 al pico) |
22-330 Hz, 0,75 g (0 al pico) |
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gratis |
0,004 g/Hz (10 - 300 Hz) |
0,005 g/Hz (10 - 300 Hz) |
|
Inoperante |
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Baja frecuencia |
0,05 g/Hz (10 - 300 Hz) |
0,05 g/Hz (10 - 300 Hz) |
|
Alta frecuencia |
20-500 Hz, 4,0 G (0 a pico) |
La tabla muestra las características de los discos duros de uno de los principales fabricantes; una columna muestra datos para un disco duro SATA de clase de servidor y la otra para un disco duro SATA normal.
En la tabla vemos que los discos difieren no solo en las características de rendimiento, sino también en las características operativas, que afectan directamente la esperanza de vida y el funcionamiento exitoso del disco duro. Tenga en cuenta que estos discos duros difieren sólo ligeramente en apariencia. Veamos qué tecnologías y características nos permiten hacer esto:
Algunos fabricantes fijan el eje reforzado (eje) del disco duro en ambos extremos, lo que reduce la influencia de las vibraciones externas y facilita el posicionamiento preciso de la unidad principal durante las operaciones de lectura y escritura.
El uso de tecnologías inteligentes especiales que tienen en cuenta la vibración tanto lineal como angular, lo que reduce el tiempo de posicionamiento del cabezal y aumenta el rendimiento del disco hasta en un 60%.
La función de eliminar errores durante el funcionamiento en matrices RAID evita que los discos duros se caigan del RAID, que es un rasgo característico de los discos duros convencionales.
Ajuste de la altura de vuelo de los cabezales en combinación con tecnología para evitar el contacto con la superficie de los platos, lo que conduce a un aumento significativo en la vida útil del disco.
Una amplia gama de funciones de autodiagnóstico que le permiten predecir de antemano el momento en que falla el disco duro y advertir al usuario al respecto, lo que le permite tener tiempo para guardar información en una unidad de respaldo.
Funciones que reducen la tasa de errores de lectura irrecuperables, lo que aumenta la confiabilidad del disco duro del servidor en comparación con los discos duros convencionales.
Hablando del lado práctico del problema, podemos decir con confianza que los discos duros especializados en los servidores se "comportan" mucho mejor. Hay muchas menos llamadas al servicio técnico relacionadas con la inestabilidad de las matrices RAID y fallas del disco duro. El soporte de los fabricantes al segmento de servidores de discos duros se produce mucho más rápidamente que a los discos duros convencionales, debido a que el área de trabajo prioritaria para cualquier fabricante de sistemas de almacenamiento de datos es el sector industrial. Después de todo, es aquí donde se utilizan las tecnologías más avanzadas para proteger su información.
Análogo de discos SAS:
Discos duros de Western Digital VelociRaptor. Estas unidades tienen una velocidad de rotación de disco de 10 mil rpm, están equipadas con una interfaz SATA de 6 Gb/s y 64 MB de memoria caché. El tiempo entre fallos de estas unidades es de 1,4 millones de horas.
Más detalles en la web del fabricante www.wd.com
Puede solicitar el montaje de un servidor basado en SAS o un análogo de discos duros SAS a nuestra empresa "Status" en San Petersburgo; también puede comprar o encargar discos duros SAS en San Petersburgo:
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Con la llegada de un número suficientemente grande de periféricos SCSI conectados en serie (SAS), podemos marcar el comienzo de la transición del entorno corporativo a la nueva tecnología. Pero SAS no sólo es el sucesor reconocido de la tecnología UltraSCSI, sino que también descubre nuevas áreas de uso, elevando la escalabilidad de los sistemas a alturas inimaginables. Decidimos demostrar el potencial de SAS observando más de cerca la tecnología, los adaptadores de host, los discos duros y los sistemas de almacenamiento.
SAS no es una tecnología completamente nueva: es lo mejor de ambos mundos. La primera parte de SAS trata de la transmisión de datos en serie, que requiere menos cables y pines físicos. La transición de la transmisión en paralelo a la serie hizo posible deshacerse del bus. Aunque las especificaciones SAS actuales especifican un rendimiento de 300 MB/s por puerto, que es inferior a los 320 MB/s de UltraSCSI, reemplazar el bus compartido con una conexión punto a punto es una ventaja significativa. La segunda parte de SAS es el protocolo SCSI, que sigue siendo potente y popular.
SAS puede utilizar un conjunto grande tipos de RAID. Gigantes como Adaptec o LSI Logic ofrecen un conjunto ampliado de funciones en sus productos para expansión, migración, anidamiento y otras capacidades, incluidas aquellas relacionadas con matrices RAID distribuidas en múltiples controladores y unidades.
Finalmente, la mayoría de las acciones mencionadas hoy se realizan sobre la marcha. Aquí debemos mencionar excelentes productos. AMCC/3Ware , Areca Y Broadcom/Raidcore, lo que permite transferir funciones de clase empresarial a espacios SATA.
En comparación con SATA, la implementación SCSI tradicional pierde terreno en todos los frentes, con la excepción de las soluciones empresariales de alta gama. Ofertas SATA discos duros adecuados, tiene buen precio y una amplia gama soluciones. Y no nos olvidemos de otra característica inteligente de SAS: coexiste fácilmente con las infraestructuras SATA existentes, ya que los adaptadores de host SAS funcionan fácilmente con unidades SATA. Pero no podrá conectar una unidad SAS a un adaptador SATA.
Fuente: Adaptec
En primer lugar, nos parece, deberíamos recurrir a la historia de SAS. El estándar SCSI (que significa "interfaz de sistema de computadora pequeña") siempre se ha considerado un bus profesional para conectar unidades y algunos otros dispositivos a las computadoras. Los discos duros para servidores y estaciones de trabajo todavía utilizan tecnología SCSI. A diferencia del estándar ATA convencional, que le permite conectar sólo dos unidades a un puerto, SCSI le permite conectar hasta 15 dispositivos en un bus y ofrece un potente protocolo de comando. Los dispositivos deben tener una ID SCSI única, que se puede asignar manualmente o mediante el protocolo SCAM (Configuración SCSI automática). Dado que los ID de dispositivo para los buses de dos o más adaptadores SCSI pueden no ser únicos, se han agregado LUN (números de unidad lógica) para ayudar a identificar dispositivos en entornos SCSI complejos.
El hardware SCSI es más flexible y confiable en comparación con ATA (este estándar también se llama IDE, Integrated Drive Electronics). Se pueden conectar dispositivos tanto dentro como fuera del ordenador, y la longitud del cable puede ser de hasta 12 m, siempre que esté correctamente terminado (para evitar reflejos de la señal). A medida que SCSI evolucionó, surgieron numerosos estándares que especificaban diferentes anchos de bus, frecuencias de reloj, conectores y voltajes de señal (Fast, Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra2, Ultra2 Wide, Ultra3, Ultra320 SCSI). Afortunadamente, todos utilizan el mismo conjunto de comandos.
Cualquier comunicación SCSI se organiza entre el iniciador (adaptador de host) que envía comandos y la unidad de destino que responde a ellos. Inmediatamente después de recibir una serie de comandos, la unidad de destino envía el llamado código de detección (estado: ocupado, error o libre), mediante el cual el iniciador sabe si recibirá la respuesta deseada o no.
El protocolo SCSI especifica casi 60 comandos diferentes. Se dividen en cuatro categorías: sin datos, bidireccionales, de lectura y de escritura.
Las limitaciones de SCSI comienzan a mostrarse a medida que agrega unidades al bus. Hoy en día difícilmente se puede encontrar un disco duro que pueda cargar completamente el ancho de banda de 320 MB/s del Ultra320 SCSI. Pero cinco o más viajes en un autobús es un asunto completamente diferente. Una opción sería agregar un segundo adaptador de host para equilibrar la carga, pero esto cuesta dinero. El problema está en los cables: los cables trenzados de 80 hilos son muy caros. Si también desea obtener un "reemplazo en caliente" de unidades, es decir, un reemplazo sencillo de una unidad defectuosa, entonces necesitará un equipo especial (backplane).
Por supuesto, es mejor colocar las unidades en complementos o módulos separados, que generalmente se pueden intercambiar en caliente junto con otras funciones de control interesantes. Como resultado, existen más soluciones SCSI profesionales en el mercado. Pero todos cuestan mucho, razón por la cual el estándar SATA se ha desarrollado tan rápidamente en los últimos años. Aunque SATA nunca satisfará las necesidades de los sistemas empresariales de alta gama, es un gran complemento para SAS en la creación de soluciones nuevas y escalables para entornos de redes de próxima generación.
SAS no comparte un bus entre varios dispositivos. Fuente: Adaptec
sata
A la izquierda hay un conector SATA para transferencia de datos. A la derecha está el conector de alimentación. Hay suficientes pines para suministrar 3,3 V, 5 V y 12 V a cada unidad SATA.
El estándar SATA lleva varios años en el mercado y hoy ha llegado a su segunda generación. SATA I presentó un rendimiento de 1,5 Gbps con dos conexiones en serie que utilizan señalización diferencial de bajo voltaje. En la capa física, se utiliza codificación de 8/10 bits (10 bits reales para 8 bits de datos), lo que explica el rendimiento máximo de la interfaz de 150 MB/s. Después de la transición de SATA a una velocidad de 300 MB / s, muchos comenzaron a llamar al nuevo estándar SATA II, aunque al estandarizar SATA-IO(Organización Internacional) se planeó agregar primero más funciones y luego llamarlo SATA II. Por lo tanto, la última especificación se llama SATA 2.5 e incluye extensiones SATA como Cola de comandos nativa(NCQ) y eSATA (SATA externo), multiplicadores de puertos (hasta cuatro unidades por puerto), etc. Pero las funciones SATA adicionales son opcionales tanto para el controlador como para el disco duro.
Esperemos que en 2007 se lance el SATA III a 600 MB/s.
Mientras que los cables ATA paralelos (UltraATA) estaban limitados a 46 cm, los cables SATA pueden tener hasta 1 m de largo, y para eSATA el doble de esa longitud. En lugar de 40 u 80 cables, la transmisión en serie requiere sólo unos pocos contactos. Por lo tanto, los cables SATA son muy estrechos, fáciles de pasar dentro de la carcasa de la computadora y no interfieren tanto con el flujo de aire. El puerto SATA depende de un dispositivo, lo que lo convierte en una interfaz punto a punto.
Los conectores SATA para transferencia de datos y fuente de alimentación tienen enchufes separados.
SAS
El protocolo de señalización aquí es el mismo que el de SATA. Fuente: Adaptec
Una característica interesante de Serial Attached SCSI es que la tecnología admite tanto SCSI como SATA, por lo que se pueden conectar unidades SAS o SATA (o ambos estándares a la vez) a los controladores SAS. Sin embargo, las unidades SAS no pueden funcionar con controladores SATA debido al uso del protocolo Serial SCSI (SSP). Al igual que SATA, SAS sigue un principio de conexión punto a punto para unidades (300 MB/s hoy en día) y gracias a los expansores (o expansores) SAS, puede conectar más unidades que puertos SAS disponibles. Los discos duros SAS admiten dos puertos, cada uno con su propio ID SAS exclusivo, por lo que puede utilizar dos conexiones físicas para proporcionar redundancia conectando el disco a dos nodos host diferentes. Gracias al STP (SATA Tunneling Protocol), los controladores SAS pueden intercambiar datos con unidades SATA conectadas al expansor.
Fuente: Adaptec
Fuente: Adaptec
Fuente: Adaptec
Por supuesto, la única conexión física del expansor SAS al controlador de host puede considerarse un "cuello de botella", por lo que el estándar proporciona puertos SAS amplios. Un puerto ancho agrupa varias conexiones SAS en una única conexión entre dos dispositivos SAS cualesquiera (normalmente entre un controlador de host y un extensor). Se puede aumentar el número de conexiones dentro de la comunicación, todo depende de los requisitos impuestos. Pero no se admiten conexiones redundantes ni se permiten bucles o anillos.
Fuente: Adaptec
Las futuras implementaciones de SAS agregarán 600 y 1200 MB/s de rendimiento por puerto. Por supuesto, el rendimiento de los discos duros no aumentará en la misma proporción, pero será más conveniente utilizar expansores en una pequeña cantidad de puertos.
Los dispositivos llamados "Fan Out" y "Edge" son expansores. Pero sólo el expansor principal Fan Out puede manejar el dominio SAS (consulte el enlace 4x en el centro del diagrama). Cada expansor Edge permite hasta 128 conexiones físicas y puede utilizar puertos amplios y/o conectar otros expansores/unidades. La topología puede ser bastante compleja, pero al mismo tiempo flexible y poderosa. Fuente: Adaptec
Fuente: Adaptec
El backplane es el componente básico de cualquier sistema de almacenamiento que deba admitir la conexión en caliente. Por lo tanto, los expansores SAS a menudo implican equipos potentes (tanto en un solo paquete como no). Normalmente, se utiliza un único enlace para conectar un dispositivo simple a un adaptador de host. Los expansores con accesorios integrados se basan, por supuesto, en conexiones multicanal.
Se han desarrollado tres tipos de cables y conectores para SAS. SFF-8484 es un cable interno multinúcleo que conecta el adaptador host al equipo. En principio, se puede conseguir lo mismo ramificando este cable por un extremo en varios conectores SAS independientes (consulte la ilustración siguiente). SFF-8482 es un conector a través del cual la unidad se conecta a una única interfaz SAS. Por último, el SFF-8470 es un cable externo multinúcleo de hasta seis metros de largo.
Fuente: Adaptec
Cable SFF-8470 para conexiones SAS multicanal externas.
Cable multinúcleo SFF-8484. Cuatro canales/puertos SAS pasan a través de un conector.
Cable SFF-8484, que le permite conectar cuatro unidades SATA.
SAS como parte de las soluciones SAN
¿Por qué necesitamos toda esta información? La mayoría de los usuarios no se acercarán a la topología SAS que describimos anteriormente. Pero SAS es más que una interfaz de próxima generación para discos duros profesionales, aunque es ideal para construir matrices RAID simples y complejas basadas en uno o más controladores RAID. SAS es capaz de más. Se trata de una interfaz serie punto a punto que se escala fácilmente a medida que se agregan más enlaces entre dos dispositivos SAS. Las unidades SAS vienen con dos puertos, por lo que puede conectar un puerto a través de un expansor a un sistema host y luego crear una ruta de respaldo a otro sistema host (u otro expansor).
La comunicación entre adaptadores SAS y expansores (y entre dos expansores) puede ser tan amplia como puertos SAS disponibles. Los expansores suelen ser sistemas de montaje en bastidor que pueden acomodar una gran cantidad de unidades, y la posible conexión de SAS a un dispositivo de nivel superior en la jerarquía (por ejemplo, un controlador de host) está limitada únicamente por las capacidades del expansor.
Con una infraestructura rica y funcional, SAS le permite crear topologías de almacenamiento complejas en lugar de discos duros dedicados o almacenamiento independiente conectado a la red. En este caso, por “complejo” no deberíamos querer decir que sea difícil trabajar con dicha topología. Las configuraciones SAS constan de complementos de disco simples o utilizan expansores. Cualquier enlace SAS se puede ampliar o reducir según los requisitos de ancho de banda. Puede utilizar tanto potentes discos duros SAS como modelos SATA de gran capacidad. Junto con potentes controladores RAID, las matrices de datos se pueden configurar, ampliar o reconfigurar fácilmente, tanto desde el nivel RAID como desde la perspectiva del hardware.
Todo esto se vuelve aún más importante si se considera la rapidez con la que está creciendo el almacenamiento empresarial. Hoy en día todo el mundo oye hablar de SAN, la red de área de almacenamiento. Se trata de una organización descentralizada de un subsistema de almacenamiento de datos con servidores tradicionales, utilizando almacenamiento físicamente remoto. A través de las redes Gigabit Ethernet o Fibre Channel existentes, se lanza un protocolo SCSI ligeramente modificado, encapsulado en paquetes Ethernet (iSCSI - Internet SCSI). El sistema, que va desde un único disco duro hasta complejas matrices RAID anidadas, se convierte en el llamado objetivo y está asociado con un iniciador (sistema host), que trata al objetivo como si fuera simplemente un elemento físico.
iSCSI, por supuesto, le permite crear una estrategia para desarrollar el almacenamiento, organizar datos o gestionar el acceso a ellos. Obtenemos otro nivel de flexibilidad al eliminar el almacenamiento conectado directamente a los servidores, lo que permite que cualquier subsistema de almacenamiento se convierta en un objetivo iSCSI. La transición al almacenamiento externo hace que el sistema funcione independientemente de los servidores de almacenamiento de datos (un punto peligroso de falla) y mejora la capacidad de administración del hardware. Desde el punto de vista del software, el almacenamiento sigue estando "dentro" del servidor. El objetivo iSCSI y el iniciador pueden ubicarse cerca, en diferentes pisos, en diferentes habitaciones o edificios; todo depende de la calidad y velocidad de la conexión IP entre ellos. Desde esta perspectiva, es importante señalar que una SAN no se adapta bien a los requisitos de aplicaciones en línea como las bases de datos.
Discos duros SAS de 2,5"
Los discos duros de 2,5" para el sector profesional todavía se perciben como una novedad. Hace tiempo que estamos analizando el primer disco de este tipo de Seagate. 2,5" Ultra320 Savvio, que dejó una buena impresión. Todas las unidades SCSI de 2,5" utilizan una velocidad de eje de 10.000 rpm, pero no alcanzan el nivel de rendimiento de las unidades de 3,5" con la misma velocidad de eje. El hecho es que las pistas externas de los modelos de 3,5" giran a una velocidad lineal más alta, lo que proporciona velocidades de transferencia de datos más altas.
La ventaja de los discos duros pequeños no reside en la capacidad: hoy en día, el máximo para ellos sigue siendo de 73 GB, mientras que con los discos duros de clase empresarial de 3,5" ya obtenemos 300 GB. En muchas áreas, la relación entre el rendimiento y el volumen físico ocupado es Es muy importante la eficiencia energética. Cuantos más discos duros utilice, más rendimiento obtendrá; en combinación con la infraestructura adecuada, por supuesto, los discos duros de 2,5" consumen casi la mitad de energía que los de 3,5". por vatio (el número de operaciones de E/S por vatio), entonces el factor de forma de 2,5" da muy buenos resultados.
Si lo que más necesita es capacidad, entonces las unidades de 3,5" a 10.000 rpm probablemente no sean la mejor opción. El hecho es que los discos duros SATA de 3,5" proporcionan un 66% más de capacidad (500 en lugar de 300 GB por disco duro), lo que deja niveles de rendimiento aceptables. . Muchos fabricantes de discos duros ofrecen modelos SATA para funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana, y el precio de los discos se reduce al mínimo. Los problemas de confiabilidad se pueden resolver comprando unidades de repuesto para reemplazo inmediato en la matriz.
La línea MAY representa la actual generación de discos Fujitsu de 2,5" para el sector profesional. La velocidad de rotación es de 10.025 rpm y las capacidades son 36,7 y 73,5 GB. Todos los discos vienen con 8 MB de caché y dan un tiempo medio de búsqueda de lectura de 4,0 ms y grabando 4,5 ms Como ya hemos mencionado, una característica interesante de los discos duros de 2,5" es el menor consumo de energía. Normalmente, un disco duro de 2,5" puede ahorrar al menos un 60% de energía en comparación con un disco de 3,5".
Discos duros SAS de 3,5"
MAX es la línea actual de discos duros de alto rendimiento de 15.000 rpm de Fujitsu. Entonces el nombre es bastante apropiado. A diferencia de las unidades de 2,5", aquí obtenemos hasta 16 MB de caché y un corto tiempo de búsqueda promedio de 3,3 ms para lectura y 3,8 ms para escritura. Fujitsu ofrece modelos con 36,7 GB, 73,4 GB y 146 GB (con uno, dos y cuatro platos).
Los rodamientos hidrodinámicos también han llegado a los discos duros de clase empresarial, por lo que los nuevos modelos son significativamente más silenciosos que los anteriores a 15.000 rpm. Por supuesto, estos discos duros deben estar refrigerados adecuadamente y el equipo también lo garantiza.
Hitachi Global Storage Technologies también ofrece su propia línea de soluciones de alto rendimiento. El UltraStar 15K147 funciona a 15.000 rpm y tiene una caché de 16 MB, como las unidades Fujitsu, pero la configuración del plato es diferente. El modelo de 36,7 GB utiliza dos platos en lugar de uno, y el modelo de 73,4 GB utiliza tres platos en lugar de dos. Esto indica una menor densidad de datos, pero este diseño esencialmente elimina el uso de las áreas internas y más lentas de los platos. Como resultado, los cabezales tienen que moverse menos, lo que proporciona un mejor tiempo medio de acceso.
Hitachi también ofrece modelos de 36,7 GB, 73,4 GB y 147 GB con un tiempo de búsqueda (lectura) de 3,7 ms.
Aunque Maxtor ya pasó a formar parte de Seagate, las líneas de productos de la empresa aún se conservan. El fabricante ofrece modelos de 36, 73 y 147 GB, todos ellos con una velocidad de giro de 15.000 rpm y una memoria caché de 16 MB. La compañía afirma un tiempo de búsqueda promedio de 3,4 ms para lectura y 3,8 ms para escritura.
Cheetah se ha asociado durante mucho tiempo con discos duros de alto rendimiento. Seagate pudo inculcar una asociación similar con el lanzamiento de Barracuda en el segmento de PC de escritorio, ofreciendo la primera unidad de escritorio a 7200 rpm en 2000.
Disponible en modelos de 36,7 GB, 73,4 GB y 146,8 GB. Todos ellos se distinguen por una velocidad de giro de 15.000 rpm y una memoria caché de 8 MB. El tiempo de búsqueda promedio indicado para lectura es de 3,5 ms y para escritura de 4,0 ms.
Adaptadores de host
A diferencia de los controladores SATA, los componentes SAS sólo se pueden encontrar en placas base de tipo servidor o como tarjetas de expansión para PCI-X o PCI Express. Si vamos un paso más allá y consideramos los controladores RAID (Redundant Array of Inexpensive Drives), debido a su complejidad se venden, en su mayor parte, en forma de tarjetas separadas. Las tarjetas RAID contienen no solo el controlador en sí, sino también un chip para acelerar los cálculos de información de redundancia (motor XOR), así como memoria caché. A veces, se suelda una pequeña cantidad de memoria a la tarjeta (normalmente 128 MB), pero algunas tarjetas le permiten ampliar la capacidad mediante DIMM o SO-DIMM.
Al elegir un adaptador de host o un controlador RAID, debe determinar claramente lo que necesita. La gama de nuevos dispositivos crece ante nuestros ojos. Los adaptadores de host multipuerto simples costarán relativamente poco, pero las potentes tarjetas RAID le costarán mucho dinero. Considere dónde colocará las unidades: el almacenamiento externo requiere al menos una ranura externa. Los servidores en rack normalmente requieren tarjetas de perfil bajo.
Si necesita RAID, decida si utilizará aceleración de hardware. Algunas tarjetas RAID consumen recursos de la CPU para realizar cálculos XOR para matrices RAID 5 o 6; otros utilizan su propio motor XOR de hardware. La aceleración RAID se recomienda para entornos donde el servidor hace algo más que almacenar datos, como bases de datos o servidores web.
Todas las tarjetas adaptadoras de host que presentamos en nuestro artículo admiten velocidades de 300 MB/s por puerto SAS y permiten una implementación muy flexible de la infraestructura de almacenamiento de datos. Los puertos externos de hoy sorprenderán a pocas personas y tendrán en cuenta la compatibilidad con discos duros SAS y SATA. Las tres tarjetas utilizan la interfaz PCI-X, pero ya se están desarrollando versiones PCI Express.
En nuestro artículo prestamos atención a las tarjetas con ocho puertos, pero la cantidad de discos duros conectados no se limita a esto. Usando un expansor SAS (externo) puede conectar cualquier almacenamiento. Siempre que una conexión de cuatro carriles sea suficiente, puede aumentar la cantidad de discos duros hasta 122. Debido a la sobrecarga de rendimiento al calcular la información de paridad de RAID 5 o RAID 6, el almacenamiento RAID externo típico no podrá cargar lo suficiente el ancho de banda de una conexión de cuatro carriles, incluso si utiliza una gran cantidad de unidades.
48300 es un adaptador de host SAS diseñado para el bus PCI-X. PCI-X sigue dominando el mercado de servidores hoy en día, aunque cada vez más placas base están equipadas con interfaces PCI Express.
El Adaptec SAS 48300 utiliza la interfaz PCI-X a 133 MHz, lo que proporciona un rendimiento de 1,06 GB/s. Lo suficientemente rápido si el bus PCI-X no está cargado con otros dispositivos. Si incluye un dispositivo más lento en el bus, todas las demás tarjetas PCI-X reducirán su velocidad a la misma. Para ello, a veces se instalan varios controladores PCI-X en la placa.
Adaptec está posicionando el SAS 4800 para servidores de precio medio y bajo, así como para estaciones de trabajo. El precio de venta sugerido es de $360, lo cual es bastante razonable. Se admite Adaptec HostRAID, lo que le permite migrar a las matrices RAID más simples. En este caso, estos son los niveles RAID 0, 1 y 10. La tarjeta admite una conexión SFF8470 externa de cuatro canales, así como un conector SFF8484 interno emparejado con un cable para cuatro dispositivos SAS, es decir, obtenemos ocho puertos en total. .
La tarjeta cabe en un servidor de montaje en bastidor de 2U si instala una ranura ciega de perfil bajo. El paquete también incluye un CD con un controlador, una guía de instalación rápida y un cable SAS interno a través del cual se pueden conectar hasta cuatro unidades del sistema a la tarjeta.
El reproductor SAS LSI Logic nos envió el adaptador de host PCI-X SAS3442X, un competidor directo del Adaptec SAS 48300. Viene con ocho puertos SAS, que se dividen en dos interfaces de cuatro canales. El "corazón" de la tarjeta es el chip LSI SAS1068. Una de las interfaces está destinada a dispositivos internos, la segunda, a DAS (almacenamiento conectado directo) externo. La placa utiliza la interfaz de bus PCI-X 133.
Como es habitual, se admite una interfaz de 300 MB/s para unidades SATA y SAS. Hay 16 LED en la placa del controlador. Ocho de ellos son LED de actividad simple y otros ocho están diseñados para indicar un mal funcionamiento del sistema.
La LSI SAS3442X es una tarjeta de perfil bajo, por lo que cabe fácilmente en cualquier servidor de montaje en rack de 2U.
Destacamos la compatibilidad con controladores para Linux, Netware 5.1 y 6, Windows 2000 y Server 2003 (x64), Windows XP (x64) y Solaris hasta 2.10. A diferencia de Adaptec, LSI decidió no agregar soporte para ningún modo RAID.
Adaptadores RAID
SAS RAID4800SAS es la solución de Adaptec para entornos SAS más complejos y puede usarse para servidores de aplicaciones, servidores de transmisión y más. Ante nosotros, nuevamente, hay una tarjeta con ocho puertos, con una conexión SAS externa de cuatro canales y dos interfaces internas de cuatro canales. Pero si se utiliza una conexión externa, de las internas solo queda una interfaz de cuatro canales.
La tarjeta también está diseñada para el bus PCI-X 133, que proporciona suficiente ancho de banda incluso para las configuraciones RAID más exigentes.
En cuanto a los modos RAID, aquí el SAS RAID 4800 supera fácilmente a su "hermano pequeño": de forma predeterminada, se admiten los niveles RAID 0, 1, 10, 5, 50, si tiene una cantidad suficiente de unidades. A diferencia del 48300, Adaptec incluye dos cables SAS, por lo que puede conectar inmediatamente ocho discos duros al controlador. A diferencia de la 48300, la tarjeta requiere una ranura PCI-X de tamaño completo.
Si decides actualizar tu tarjeta a Adaptec Suite avanzada de protección de datos, tendrá la oportunidad de cambiar a modos RAID con doble redundancia (6, 60), así como una serie de características de clase empresarial: unidad espejo seccionada (RAID 1E), espaciado dinámico (RAID 5EE) y repuesto dinámico de copia. La utilidad Adaptec Storage Manager tiene una interfaz similar a un navegador y se puede utilizar para administrar todos los adaptadores Adaptec.
Adaptec ofrece controladores para Windows Server 2003 (y x64), Windows 2000 Server, Windows XP (x64), Novell Netware, Red Hat Enterprise Linux 3 y 4, SuSe Linux Enterprise Server 8 y 9 y FreeBSD.
Complementos SAS
El 335SAS es un complemento para cuatro unidades SAS o SATA, pero debe conectarse a un controlador SAS. Gracias al ventilador de 120 mm, los discos estarán bien refrigerados. También tendrás que conectar dos enchufes de alimentación Molex al equipo.
Adaptec ha incluido un cable I2C que se puede utilizar para controlar el hardware a través de un controlador adecuado. Pero con las unidades SAS esto ya no funcionará. Un cable LED adicional está diseñado para señalar la actividad de la unidad, pero, nuevamente, solo para unidades SATA. El paquete también incluye un cable SAS interno para cuatro unidades, por lo que un cable externo de cuatro canales será suficiente para conectar las unidades. Si desea utilizar unidades SATA, deberá utilizar adaptadores de SAS a SATA.
El precio de venta al público de 369 dólares no se puede considerar bajo. Pero obtendrá una solución sólida y confiable.
almacenamiento SAS
SANbloc S50 es una solución de nivel empresarial para 12 unidades. Recibirá un gabinete de montaje en bastidor de 2U que se conecta a controladores SAS. Este es uno de los mejores ejemplos de soluciones SAS escalables. 12 unidades pueden ser SAS o SATA. O representar una mezcla de ambos tipos. El expansor incorporado puede usar una o dos interfaces SAS de cuatro canales para conectar el S50 a un adaptador de host o controlador RAID. Como se trata claramente de una solución profesional, está equipado con dos fuentes de alimentación (redundantes).
Si ya compró un adaptador de host SAS de Adaptec, puede conectarlo fácilmente al S50 y usar Adaptec Storage Manager para administrar las unidades. Si instalamos discos duros SATA de 500 GB, obtenemos 6 TB de almacenamiento. Si tomamos unidades SAS de 300 GB, la capacidad será de 3,6 TB. Dado que el expansor está conectado al controlador host mediante dos interfaces de cuatro canales, obtendremos un rendimiento de 2,4 GB/s, que será más que suficiente para cualquier tipo de matriz. Si instala 12 unidades en una matriz RAID0, el rendimiento máximo será de sólo 1,1 GB/s. A mediados de este año, Adaptec promete lanzar una versión ligeramente modificada con dos unidades de E/S SAS independientes.
SANbloc S50 contiene monitorización automática y control automático de la velocidad del ventilador. Sí, el dispositivo hace un poco de ruido, por lo que nos sentimos aliviados de recuperarlo del laboratorio una vez finalizadas las pruebas. Se envía un mensaje de falla de la unidad al controlador a través de SES-2 (SCSI Enclosure Services) o mediante la interfaz física I2C.
Las temperaturas de funcionamiento de los variadores son de 5 a 55°C, y de los accesorios, de 0 a 40°C.
Al comienzo de nuestras pruebas, obtuvimos un rendimiento máximo de sólo 610 MB/s. Al cambiar el cable entre el S50 y el controlador host de Adaptec, aún pudimos alcanzar 760 MB/s. Para cargar el sistema en modo RAID 0, utilizamos siete discos duros. Aumentar la cantidad de discos duros no condujo a un aumento en el rendimiento.
Configuración de prueba
| hardware del sistema | |
| Procesadores | 2x Intel Xeon (núcleo Nocona) 3,6 GHz, FSB800, 1 MB de caché L2 |
| Plataforma | Asus NCL-DS (Socket 604) Conjunto de chips Intel E7520, BIOS 1005 |
| Memoria | Corsair CM72DD512AR-400 (DDR2-400 ECC, reg.) 2x 512 MB, CL3-3-3-10 |
| disco duro del sistema | Caviar Western Digital WD1200JB 120 GB, 7200 rpm, 8 MB de caché, UltraATA/100 |
| Controladores de accionamiento | Controlador Intel 82801EB UltraATA/100 (ICH5) Promesa SATA 300TX4 Adaptec AIC-7902B Ultra320 Adaptec 48300 8 puertos PCI-X SAS Adaptec 4800 8 puertos PCI-X SAS LSI Logic SAS3442X 8 puertos PCI-X SAS |
| Almacenamiento | Hardware interior intercambiable en caliente de 4 bahías JBOD SAS/SATA de 2U y 12 HDD |
| Neto | Broadcom BCM5721 Gigabit Ethernet |
| Tarjeta de video | Incorporado ATi Rage XL, 8 MB |
| Pruebas | |
| medición del desempeño | c"t h2benchw 3.6 |
| Medición del rendimiento de E/S | IOMeter 2003.05.10 Prueba de referencia del servidor de archivos Servidor web-Benchmark Punto de referencia de base de datos Estación de trabajo-Benchmark |
| Software y controladores del sistema | |
| SO | Microsoft Windows Server 2003 Edición Empresarial, Service Pack 1 |
| Controlador de plataforma | Utilidad de instalación del chipset Intel 7.0.0.1025 |
| Controlador de gráficos Escenario de estación de trabajo. Después de revisar varios discos duros SAS nuevos, tres controladores asociados y dos complementos, quedó claro que SAS es realmente una tecnología prometedora. Si consulta la documentación técnica de SAS, comprenderá por qué. Este no es solo un sucesor de SCSI con una interfaz en serie (rápido, conveniente y fácil de usar), sino también un excelente nivel de escalamiento y expansión de infraestructura, en comparación con el cual las soluciones Ultra320 SCSI parecen la edad de piedra. Y la compatibilidad es simplemente excelente. Si planea comprar equipo SATA profesional para su servidor, entonces debería echar un vistazo más de cerca a SAS. Cualquier controlador o hardware SAS es compatible con discos duros SAS y SATA. Por lo tanto, puede crear un entorno SAS de alto rendimiento o un entorno SATA de alta capacidad, o ambos a la vez. El soporte conveniente para almacenamiento externo es otra ventaja importante de SAS. Si los almacenamientos SATA utilizan algunas soluciones patentadas o un único canal SATA/eSATA, la interfaz de almacenamiento SAS le permite aumentar el rendimiento de la conexión en grupos de cuatro canales SAS. Como resultado, tenemos la oportunidad de aumentar el ancho de banda para satisfacer las necesidades de las aplicaciones, y no estar limitados por 320 MB/s UltraSCSI o 300 MB/s SATA. Además, los expansores SAS le permiten crear una jerarquía completa de dispositivos SAS, para que los administradores tengan mayor libertad de acción. La evolución de los dispositivos SAS no terminará aquí. Nos parece que la interfaz UltraSCSI puede considerarse obsoleta y descartada lentamente. Es poco probable que la industria lo mejore, a menos que continúe admitiendo las implementaciones UltraSCSI existentes. Aún así, nuevos discos duros, los últimos modelos de almacenamiento y equipos, así como un aumento en la velocidad de la interfaz a 600 MB/s, y luego hasta 1200 MB/s, todo esto está destinado a SAS. ¿Cómo debería ser una infraestructura de almacenamiento moderna? Con la disponibilidad de SAS, los días de UltraSCSI están contados. La versión secuencial es un paso adelante lógico y afronta todas las tareas mejor que su predecesora. La cuestión de elegir entre UltraSCSI y SAS se vuelve obvia. Elegir entre SAS o SATA es algo más complicado. Pero si miramos hacia el futuro, los componentes de SAS seguirán siendo mejores. De hecho, para obtener el máximo rendimiento o desde el punto de vista de las perspectivas de escalabilidad, hoy en día no existe ninguna alternativa a SAS. | |
