Хотя стандарт SAS изначально был задуман как замена «пожилому» SCSI с параллельной схемой включения, он содержит множество новых возможностей, позволяющих значительно расширить, в сравнении с последним, область его применения. В контексте потенциального использования SAS чрезвычайно привлекательным выглядит сочетание его топологии «точка-точка» и несомненно удачного протокола обмена данными c высокой производительностью.

SAS и SATA: в одной упряжке

SAS-контроллеры, так же как и SAS-расширители (устройства, используемые для масштабирования SAS-топологии), полностью совместимы в плане поддержки как жестких дисков SAS, предназначенных для корпортативного применения, так и дешевых «розничных» SATA-дисков. Гибкость, изначально предусмотренная на этапе разработки стандарта SAS, позволяет комбинировать различные типы накопителей в пределах общей структуры хранилища данных и допускает разнообразие на различных уровнях организации этого хранилища - при условии использования стандартных компонентов.

Это, в свою очередь, делает возможной совместимость дизайнов физического сигнального уровня SAS и SATA. Если же добавить сюда туннельный протокол, то станет совершенно очевидным, что оба эти стандарта способны успешно сосуществовать «в одной упряжке» в рамках единого хранилища данных. Более того, диски различных стандартов могут быть подключены к единому SAS-контроллеру, что просто недостижимо в случае с SCSI или каким-либо иным популярным сегодня интерфейсом.

Преимущества возможности такого многообразия демонстрируют жесткие диски различных стандартов для различных требований к подсистеме хранения данных. Например, для нагруженных систем высокой готовности используются производительные SAS-накопители, для системных разделов или периодических бэкапов данных - дешевые, но емкие диски SATA. Такой подход разумен: система в целом получается сбалансированной как с точки зрения производительности, так и в плане финансовых вложений. А кроме того, не требуется приобретать «лишние» контроллеры - ведь диски этих двух типов подключены к единому производительному SAS-контроллеру.

Краткая сводная таблица, вместившая сведения о наиболее распространенных современных интерфейсах, дает более наглядное представление о возможностях стандарта SAS.

Стандарт	Fibre Channel	SAS	SATA	SATA (корпора- тивный)
Производительность	2 Гбит/с, 4 Гбит/с	3 Гбит/с	1,5 Гбит/c, 3 Гбит/с	1,5 Гбит/с, 3 Гбит/с
Скорость вращения накопителей	10–15 тыс. об/мин	10–15 тыс. об/мин	7,2 тыс. об/мин	7,2–10 тыс. об/мин
Типичная емкость накопителей	300 Гбит	300 Гбит	500 Гбит	500 Гбит
Среднее время наработки на отказ	1,4 млн часов	1,4 млн часов	600 тыс. часов	1,2 млн часов
Применение	Серверы высокой готовности, сетевые хранилища данных	Серверы высокой готовности, сетевые хранилища данных	—	Серверы высокой готовности, сетевые хранилища данных
Форм-фактор	3,5 и 2,5 дюйма	3,5 и 2,5 дюйма	3,5 дюйма и мобильное исполнение	3,5 дюйма

Возможности масштабируемости SAS

Традиционный интерфейс SCSI имеет ряд фундаментальных ограничений, сдерживающих дальнейший рост числа SCSI-систем. Самое серьезное из них касается возможности подключения не более 15 устройств к шине SCSI. Кроме того, дальнейшее наращивание мощности системы ощутимо тормозится физическими возможностями разделяемой шины SCSI.

Стандарт SAS преодолел эти ограничения сразу по нескольким направлениям. Во-первых, в основу интерфейса положена идеология «точка-точка», что, в сущности, делает прохождение электрического сигнала более стабильным. Во-вторых, число подключенных к шине адресуемых устройств может составлять более 16000. Возможность подключать к контроллеру большое число жестких дисков стала более привлекательной с массовым распространением компактных и скоростных накопителей в форм-факторе 2,5 дюйма, позволяя организовывать более «плотные» дисковые массивы по сравнению с использованием винчестеров 3,5 дюйма.

Разговор по поводу масштабируемости не может в полной мере считаться предметным без более глубокого разъяснения сути SAS-экспандеров (расширителей). Параллельный стандарт SCSI подразумевает их в качестве средства, позволяющего ослабить некоторые конструктивные ограничения, в основном для того, чтобы облегчить прохождение электрического сигнала. В то же время SAS-экспандеры способны значительно расширить число подключенных устройств (более 16000), а также увеличить длину соединений между накопителями и контроллерами до нескольких десятков метров. Это достигается с помощью каскадирования экспандеров, а также с применением разрешения или запрещения доступа к хранилищу данных, которым могут пользоваться несколько хостов (в этой связи часто встречается термин «зонирование»).

SAS-экспандеры изначально задумывались как довольно простые устройства, обеспечивающие сравнительно недорогое внедрение в общую инфраструктуру, а их универсальность и невысокая стоимость делают SAS привлекательной альтернативой множеству SCSI-систем. Сейчас имеются 12-, 24- и 36-портовые SAS-экспандеры для организации мощных систем хранения данных, часто способных содержать более сотни жестких дисков.

12 Гбит/с «чистой» производительности

Базовая редакция стандарта SAS подразумевает пропускную способность на уровне 3 Гбит/с, но ввиду того что это интерфейс с полным дуплексом, данные могут приниматься и отправляться одновременно. Последнее обстоятельство, в сочетании с возможностью организации связи по двум портам, фактически поднимает базовую пропускную способность SAS до уровня 12 Гбит/с «чистой» производительности.

Соединения SAS могут комбинироваться с многопортовостью - наиболее популярен вариант с четырьмя каналами SAS на порт. Как дополнение, некоторые платы хост-контроллеров SAS содержат даже восемь каналов, что в сумме позволяет достигнуть верхнего предела пропускной способности на уровне 48 Гбит/с и, учитывая миниатюрность аппаратной части данного стандарта, представляет собой действительно выдающийся результат.

Менее очевидное обстоятельство, касающееся общей производительности системы, имеет в основе достаточно небольшой (2,5 дюйма) форм-фактор в комбинации с SAS-подключениями. Даже подсоединенные к хост-контроллеру дополнительные жесткие диски обмениваются информацией с контроллером одновременнно, что увеличивает общую производительность системы. В самом ближайшем будущем стоит ожидать значительных улучшений показателей тестовых измерений производительности SAS-систем на фоне их SCSI-предшественников.

Надежно, выгодно, удобно

Множество современных бизнес-приложений становятся все более нетерпимыми к простоям систем: аппаратная и программная модернизация, регламентные работы, процедуры бэкапа и восстановления данных - все это не в лучшую сторону отражается на времени непрерывной работы. В отличие от традиционного SCSI-интерфейса, SAS реализует двухпортовую схему, что весьма благоприятно сказывается на возможностях восстановления или архивирования данных и, значит, снижает время простоя системы.

Протокол SAS поддерживает коррекцию ошибок между хост-контроллером и дисковыми накопителями - в том случае, если последние имеют эту функцию реализованной на аппаратном уровне. Такая возможность часто используется в продуктах корпоративного уровня в качестве дополнительной меры предосторожности, препятствующей разрушению данных.

SAS и блейд-серверы

Один из примеров использования SAS в качестве основного стандарта корпоративной инфраструктуры хранения данных - блейд-серверы. В то время как популярность блейд-серверов интенсивно растет, SAS выглядит практически идеальным средством для соединения блейдов с общим сетевым хранилищем данных.

SAS идеально масштабируется без останова оборудования при помощи экспандеров и, как все мультинодовые интерфейсы, позволяет доступ множества хостов к разным хранилищам данных. С точки зрения применения с блейд-серверами, привлекательно выглядит и возможность организации смешанных хранилищ SAS и SATA.

Организация SCSI Trade Association ожидает, что блейд-рынок будет доминирующим для стандарта SAS. Кроме того, SAS в ближайшее время станет основным стандартом для подавляющего большинства систем корпоративного уровня.