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SAS线缆的基本介绍

2019-02-28  七克白菜

首先在这里我们有必要区分一下“端口”(port)与“接口连接器”(connector)的概念。硬件设备的端口又称接口,其电气信号由接口规范定义,而数量则取决于控制芯片(Controller IC也包括RoC)的设计。但接口也好,端口也好,都必须要依托一个实体的表现形式——主要是引脚和接插件,才可以起到连接的作用,进而组成数据通路。因此,就有了接口连接器,它们总是成对使用:在硬盘驱动器、HBARAID卡或背板上的一方,与位于线缆(Cable)一端的另一方“咬合”在一起。至于哪一方是“插座”(receptacle connector插座连接器),哪一方是“插头”(plug connector,插头连接器),视具体的连接器规范而定。

SATA线缆和连接器的情况相对简单,一个端口对应一个接口连接器,线缆也就只有单路连接SAS则不同:一开始便支持4路的宽链接(wide link),允许多达4个窄端口(narrow link)聚合为一个宽端口(wide port)并制订了相应的连接器规范。这样一来,SAS的接口连接器至少有两种了,再加上内外之别,各种可行的组合使得SAS线缆的类型多达几十种。如果考虑各个计算机厂商为了布线的需要而作出的接口连接器形状的改变,那样的话SAS线缆的种类就更多了。

SAS首先定义了硬盘驱动器的接口连接器,其规范是SFF-8482SAS硬盘接口与SATA硬盘接口是相同的,除了它的硬键锁定式设计,以防止SAS插到SATA驱动器系统中SATA的数据线不能直接连接到SAS硬盘驱动器上。但SAS数据线可以兼容SATA硬盘驱动器。

内部连接器:Mini SAS 4iSFF-8087

 内部连接器:MiniSAS HD(SFF-8643)

SFF-8470外部连接器简介:

SFF-8470连接器有两种不同的固定方式——InfiniBand常用的卡笋式(上)和SAS选择的螺栓式(下)

InfiniBand 4X连接器遵循的是SFF-8470规范,该规范设计了两种连接器的固定方式,InfiniBand采用了卡笋式,即插头上的簧片卡在插座上的缺口中,轻按簧片即可快速解脱。SAS则采用螺栓式。

MiniSAS外部连接器SFF-8088

SFF-8088连接器的设计非常人性化,典型的就体现在这个外壳上:扣具十分牢靠,同样是插入到位即获得良好的固定,而在解脱时只需扯动拉环或按下释放按钮,便能轻松地拔出。

SFF-8088连接器依对齐位置不同分为两种情况,"In" Key的标识是圆形,而"Out" Key的标识是菱形,不同标识的对齐插槽(Key slot)位置也不一样。

MiniSAS HD外部连接器SFF-8644

SAS连接器的应用设备——SAS/HBA/RAID卡、SAS硬盘/磁带驱动器、磁盘背板、SAS磁盘柜(RAID/JBOD)

SAS的连接器规范——SATA StyleSATA样式)、SFF-8482SFF-8484SFF-8470SFF-8087SFF-8088SFF-8643SFF-8644

内置SAS线缆在SAS HBA/RAID卡到服务器磁盘背板上连接的部分情形:

 总结起来内置SAS线缆在SAS HBA/RAID卡到服务器背板上有以下几种连接方式:

         SFF-8484 to 4 SATA;           4 SATA to SFF-8484;

         SFF-8484 to SFF-8484;       SFF-8484 to SFF-8087;   

         SFF-8087 to SFF-8484;       SFF-8087 to 4 SATA;  

         4 SATA to SFF-8087 ;          SFF-8087 to SFF-8087;

         SFF-8643 to 4 SATA;           4 SATA to SFF-8643

         SFF-8643 to SFF-8087;        SFF-8087 to SFF-8643

         SFF-8643 to SFF-8643

SAS HBA/RAID卡直连SAS/SATA驱动器,又会多出几种“一拖四”的SAS扇出FAN-OUT线缆:

 SFF-8484 to 4 SFF-8482      SFF-8484 to 4 SATA      

 SFF-8087 to 4 SFF-8482      SFF-8087 to 4 SATA 

 SFF-8643 to 4 SFF-8482;        SFF-8643 to 4 SATA

SAS外部连接大致有以下几种方式:

           SFF-8470 to SFF-8470         SFF-8470 to SFF-8088

           SFF-8088 to SFF-8470         SFF-8088 to SFF-8088;

           SFF-8088 to SFF-8644;           SFF-8644 to SFF-8644

还有几种“一拖四”的SAS扇出(FAN-OUT)线缆:

          SFF-8470 to 4 SATA;               SFF-8470 to 4 SFF-8482;

           SFF-8088 to 4 SATA;               SFF-8088 to 4 SFF-8482;

       SFF-8644 to 4 SATA;                SFF-8644 to 4 SFF-8482

      发布于2004年的串行连接SCSISAS包涵在一个混合互连的家族。连接器之所以这样目的明确的选择,是希望在SASSATA协议之间的具有相互的配合性。除硬盘HDDs之外,关键是互用性和可选性。

      SAS从2004年发布以来,经历了非常初的SAS1.0/1.1规范,到后来的SAS2.0/2.1规范,再到目前的SAS3.0规范,接口方式跟传输速率都有了不同程度的改变。SAS1.0在此不再赘述。

SAS1.1

     因为SAS1.1新的应用迅速带动并提供了所需的更高数据效率和更高的密度连接器。Mini-SAS的外接和内接解决了双倍速数据速率和增加了双倍的接口密度以及实现外部连接器接口密度的四倍于内部接口的密度。非常关键的是外部I / O口被定义为“输出口和终止口。”电缆插头被定义为“输入插入端”和“输出插入端”的钥匙插槽。这种组合开放了具有两头都带有“终结”的一头为“入口端”和另一头为“出口端”的两头都能同时交换使用,定义了这个标准就将能使同类电缆服务到所有的应用中。

SAS2.0 
     应用它们本身的接口方式并没有因为是SAS2.0而改变。然而,新的应用需要更长的电缆长度。与SAS1.1外部连接的互联互通的设计上并没有物理上的改变;只对电缆组件规范进行了修订,使其能延伸电缆组件的长度。从而要求一种新的机械密匙用来阻止新的延长长度的电缆部件插入到旧系统中,因为驱动更长的电缆所需的电压更高。

的电缆部件插入到旧系统中,因为驱动更长的电缆所需的电压更高。

       

SAS2.1 
   应用、包装/外形尺寸的减少以及提高数据传输速率的需求再次推动了SAS接口的外观的更改。从应用的角度,布线带来的外部连接器接口内有更多的触点的要求。因此,触点的数量从26增加至36。服务器机柜包装要求用四个4x端口,从一个全高卡到半高PCIe卡,需要一个更大的通道从而引进一个8x外部连接器解决方案。由较长距离的要求导致了光缆的引入,尽可能的用垂直方案解决。其结果是菜单接口极大地扩展了SAS2.1

   SAS 3.0
        SCSI贸易协会与INCITS T10技术委员会一起确定的品质高连接路线图为SAS带来了融合的连接器接口。迷你SAS HD I/OSAS 2.1中定义的设计,以适应12Gb/s的数据速率预期,通过用户群的带动来形成SAS 3.0的规格。现在mini-SAS HD接口可设计成SAS 2.1的应用具备诸多优势,如:

----更高的端口密度适配卡、服务器和交换机

----接受插入2个4X或者一个8X的电缆到相同具有8X主机插座的性能
----减少SKU数量的性能 

----具有电缆管理,需要基于Mini-SAS机械键控定义的很少主机设计被淘汰。再参照Figure 2物小型SAS导轨变成一个单一引导导轨

----减少为一个带有Mini- SAS HD
----将不再需要为3.0提供特殊的物理的电缆适配器来匹配其他SAS 2.1接口
----系统将能够接受光电缆部件

结论

       随着行业的不断变化和发展,依赖SAS预留的空间。1.8"固态硬盘已经出现,连接器已被定义为使这些SASSATA设备连接成一个SAS系统。
       连通性一直是SAS基本的重点。新的连接器和电缆标准已被添加到新的应用。SAS 3.0将继续推进连接,同时带来了许多当前连接选项,为一个更具成本效益,融合对于大多数供应商的解决方案。减少主机插座的数量,接受被动和主动的电缆与光缆的非常终很少版本,为非常终用户提供了一个简单,具成本效益的解决方案。

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