AlegsaOnline.com

Serial Attached SCSI (SAS): definicija, tehnologija in primerjava s SATA

Serial Attached SCSI (SAS): definicija, tehnologija in primerjava s SATA — jasen vodnik o hitrosti, združljivosti, prednostih in uporabi SAS v strežnikih in podatkovnih centrih.

Avtor: Leandro Alegsa

12-10-2025

Serial Attached SCSI (SAS) je tehnologija, zasnovana za prenos podatkov v računalniške naprave za shranjevanje, kot so trdi diski in tračne enote, in iz njih. Gre za serijski protokol točka‑točka, ki je nadomestil starejše vzporedne izvedbe SCSI. SAS uporablja standardni nabor ukazov SCSI, kar omogoča ohranjanje združljivosti na nivoju ukazov in funkcionalnosti z obstoječo SCSI programsko opremo in sistemi.

Hitrost in razvoj standardov

SAS je bil zasnovan z mislijo na visoko razpoložljivost, zmogljivost in razširljivost. Prva generacija je delovala pri 3 Gbit/s na linijo; kasnejši standardi so dvignili hitrosti:

SAS-2 (okoli 2009): 6 Gbit/s na link;
SAS-3: 12 Gbit/s na link;
SAS-4 in novejše specifikacije so prinesle še višje hitrosti, pri čemer se zmogljivosti konstantno povečujejo z razvojem tehnologije.

V praksi so dejanske hitrosti prenosa odvisne od vrste pogona (HDD ali SSD), zasedenosti povezave in protokolskih režijskih stroškov, vendar sodobni SAS SSD-ji in kontrolerji zagotavljajo zelo nizke zakasnitve in visoke IOPS, kar je ključno za podatkovne centre in zahtevne strežniške okolje.

Združljivost z SATA

Protokol SAS je zasnovan tako, da je navzdol združljiv z drugimi napravami, zlasti z SATA. To pomeni:

Na krmilnik SAS je običajno mogoče priklopiti tudi SATA pogone (SATA naprave lahko delujejo na SAS kontrolerjih).
Nasprotno pa pogonov SAS običajno ni mogoče neposredno priključiti na SATA krmilnik — SAS ponuja funkcije (kot so večvhodne/večizhodne poti in napredne upravljalne možnosti), ki jih SATA ne podpira.

Topologija in ključne funkcije

SAS uporablja serijsko točka‑točka topologijo, kar prinaša več prednosti v primerjavi z vzporednim SCSI in osnovnim SATA vmesnikom:

Dual‑port (dvojni priklop) na napravah SAS omogoča redundantne poti do skladiščnega sistema, kar poveča razpoložljivost in omogoča napredne sheme multipath.
Polna dvosmerna komunikacija (full‑duplex) povečuje učinkovitost prenosa.
En sam SAS kontroler lahko naslovi veliko število naprav (preko razširjevalnikov/expanderjev), kar omogoča skalabilne sisteme za velike matrike diskov.

Konektorji in strojna oprema

SAS naprave uporabljajo specifične fizične konektorje (npr. SFF serije), ki omogočajo robustne povezave in pogosto podpirajo tudi kombinirane priključke za SATA. Poleg fizičnih povezav so pomembni še krmilniki (HBA), razširjevalniki (expanders) in RAID kontrolerji, ki izkoriščajo možnosti SAS za upravljanje virov in redundance.

Uporaba, prednosti in slabosti

SAS je v praksi najbolj razširjen v podjetniških okoljih in podatkovnih centrih, kjer je potrebna visoka zanesljivost, redundanca in zmogljivost. Pogoste uporabe vključujejo strežniške diske, RAID polja, rešitve za skupno rabo blokov in knjižnice za tračne enote.

Prednosti:
- Visoka razpoložljivost (dual‑port, multipath);
- Visoke hitrosti in nizke zakasnitve, še posebej v kombinaciji s SSD‑ji;
- Široka razširljivost z uporabo razširjevalnikov;
- Robustne upravljalne in diagnostične funkcije.
Slabosti:
- Višji stroški v primerjavi z osnovnimi SATA rešitvami;
- Kompleksnejša strojna izvedba in upravljanje;
- SATA je še vedno primeren za cenovno občutljive, manj kritične aplikacije za arhiviranje in masačno shranjevanje.

Protokol SAS razvija in vzdržuje tehnični odbor T10 Mednarodnega odbora za standarde informacijske tehnologije (INCITS), spodbuja pa ga združenje SCSI Trade Association (SCSITA). Zaradi svoje zanesljivosti in zmogljivosti bo SAS še naprej pomemben del infrastrukture za poslovno in oblačno shranjevanje podatkov.

SAS (Serial Attached SCSI) proti vzporednemu SCSI

Vodilo SAS je točka-točka, medtem ko je vodilo SCSI večtočkovno. Vsaka naprava SAS je z iniciatorjem povezana z namensko povezavo, razen če se uporablja razširjevalnik. Če je en iniciator povezan z enim ciljem, ni možnosti za prepir; pri vzporednem SCSI bi lahko že v tej situaciji prišlo do prepira.
SAS nima težav z zaključevanjem in ne potrebuje zaključnih paketov kot vzporedni SCSI.
SAS odpravlja zamik ure.
SAS podpira do 16 384 naprav z uporabo razširjevalnikov, medtem ko je paralelni SCSI omejen na 8, 16 ali 32 naprav (vključno s krmilnikom SCSI) na enem kanalu.
SAS podpira večjo hitrost prenosa (1,5 ali 3,0 Gbit/s) kot večina vzporednih standardov SCSI. Hitrost je realizirana na vsaki povezavi iniciator-cilj, zato je prepustnost večja, medtem ko je pri vzporednem SCSI hitrost porazdeljena po celotnem večkanalnem vodilu.
Standard zahteva, da krmilniki SAS podpirajo naprave SATA.
Tako SAS kot vzporedni SCSI uporabljata nabor ukazov SCSI.

SAS proti SATA

Naprave SATA so enolično prepoznane po številki vrat, povezanih z adapterjem gostiteljskega vodila, medtem ko so naprave SAS enolično prepoznane po imenu WWN (World Wide Name).
Večina pogonov SAS omogoča Tagged Command Queuing, večina novejših pogonov SATA pa Native Command Queuing, pri čemer ima vsak od teh načinov svoje prednosti in slabosti.
SATA sledi naboru ukazov ATA in tako podpira le trde diske in pogone CD/DVD. Teoretično SAS podpira tudi številne druge naprave, vključno z optičnimi bralniki in tiskalniki. Vendar je ta prednost lahko tudi nepomembna, saj je večina takih naprav našla alternativne poti prek vodil, kot so USB, IEEE 1394 (FireWire) in Ethernet.
Strojna oprema SAS omogoča večstezni I/O do naprav, medtem ko SATA (pred SATA II) tega ne omogoča. V skladu s specifikacijo SATA II za razširitev vrat uporablja pomnoževalnike vrat. Nekateri proizvajalci pomnoževalnikov vrat so uvedli večstezni vhodno-izhodni sistem z uporabo strojne opreme pomnoževalnikov vrat.
SATA se trži kot splošni naslednik vzporednega protokola ATA in je zdaj razširjen na potrošniškem trgu, medtem ko se dražji SAS trži za kritične strežniške aplikacije.
Pri odpravljanju napak SAS in poročanju o njih se uporabljajo ukazi SCSI, ki imajo več funkcij kot ukazi ATA SMART, ki jih uporabljajo pogoni SATA.
SAS uporablja višje signalne napetosti (800-1600 mV TX, 275-1600 mV RX) kot SATA (400-600 mV TX, 325-600 mV RX). Če je SAS pomešan s SATA, pogoni SAS delujejo pri napetostih SATA. Eden od razlogov za to višjo napetost je, da se SAS lahko uporablja v strežniških zalednih ploščah.
Zaradi višjih signalnih napetosti lahko SAS uporablja do 8 m dolge kable, SATA pa je omejen na 1 m.

Priključki

Priključek SAS je veliko manjši od običajnih vzporednih priključkov SCSI, kar omogoča uporabo majhnih 2,5-palčnih (64 mm) pogonov. SAS podpira točkovne hitrosti prenosa podatkov do 3 Gbit/s, do leta 2012 pa naj bi dosegel 12 Gbit/s.

Fizični priključek SAS je na voljo v več različnih različicah:

Slika	Kodno ime	Poznan tudi kot	Ext/int	# nožic	# naprav	Komentar:
	SFF 8482	Priključek SATA	Notranji		1	Skladen z vmesnikom SATA: omogoča priključitev pogonov SATA na osnovno ploščo SAS, zato ni treba namestiti dodatnega krmilnika SATA, če želite na primer priključiti zapisovalnik DVD. Upoštevajte, da pogoni SAS niso uporabni na vodilu SATA in imajo fizični priključek s ključem, ki preprečuje priključitev na osnovno ploščo SATA. Prikazani priključek je priključek na strani pogona.
	SFF 8484		Notranji	32 (19)	4 (2)	Notranji priključek visoke gostote, različice z 2 in 4 pasovi so opredeljene s standardom SFF
	SFF 8485					Opredeljuje SGPIO (razširitev standarda SFF 8484) - protokol serijske povezave, ki se običajno uporablja za indikatorje LED.
	SFF 8470	Priključek Infiniband	Zunanja stran	32	4	Zunanji priključek visoke gostote (uporablja se tudi kot notranji priključek)
	SFF 8087	Notranji mini-SAS	Notranji		4	Notranji 4x priključek Molex iPASS z zmanjšano širino in prihodnjo podporo 10 Gbit/s
	SFF 8088	Zunanji mini-SAS	Zunanja stran	32	4	Zunanji 4x priključek Molex iPASS z zmanjšano širino in prihodnjo podporo 10 Gbit/s

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je SAS?

O: SAS je kratica za Serial Attached SCSI, kar je tehnologija, zasnovana za prenos podatkov na računalniške pomnilniške naprave, kot so trdi diski in tračne enote, in z njih.

V: Kaj nadomešča SAS?

O: SAS nadomešča vzporedni SCSI in je zaporedni protokol od točke do točke.

V: Kdaj se je prvič pojavil SCSI?

O: SCSI se je prvič pojavil sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja v podatkovnih centrih podjetij.

V: Kakšen nabor ukazov uporablja SAS?

O: SAS uporablja standardni nabor ukazov SCSI.

V: Ali je SAS hitrejši od končne vzporedne izvedbe SCSI?

O: Trenutno je SAS nekoliko počasnejši od končne izvedbe vzporednega SCSI, vendar bo leta 2009 podvojil svojo sedanjo hitrost na 6 Gbit/s.

V: Ali je mogoče pogone SAS priključiti na osnovne plošče SATA?

O: Ne, pogonov SAS ni mogoče priključiti na osnovne plošče SATA, vendar je pogone SATA druge generacije mogoče priključiti na osnovne plošče (krmilnike) SAS.

V: Kdo razvija in vzdržuje protokol SAS?

O: Protokol SAS razvija in vzdržuje tehnični odbor T10 Mednarodnega odbora za standarde informacijske tehnologije (INCITS), promovira pa ga združenje SCSI Trade Association (SCSITA).