تستخدم أنظمة الكمبيوتر الحديثة واجهات SATA وSAS لتوصيل محركات الأقراص الثابتة الرئيسية. كقاعدة عامة، الخيار الأول يناسب محطات العمل المنزلية، والثاني - الخادم، وبالتالي فإن التقنيات لا تتنافس مع بعضها البعض، وتلبية متطلبات مختلفة. إن الاختلاف الكبير في التكلفة وسعة الذاكرة يجعل المستخدمين يتساءلون عن مدى اختلاف SAS عن SATA ويبحثون عن خيارات التسوية. دعونا نرى ما إذا كان هذا أمرا مرغوبا فيه.

ساس(Serial Attached SCSI) هي واجهة تسلسلية لتوصيل أجهزة التخزين، تم تطويرها على أساس SCSI المتوازي لتنفيذ نفس مجموعة الأوامر. تستخدم في المقام الأول في أنظمة الخادم.

ساتا(Serial ATA) – واجهة تبادل البيانات التسلسلية القائمة على PATA المتوازي (IDE). يستخدم في المنزل والمكتب وأجهزة الكمبيوتر متعددة الوسائط وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.

إذا تحدثنا عن محركات الأقراص الثابتة، فبالرغم من اختلاف الخصائص التقنية والموصلات، لا توجد فروق جوهرية بين الأجهزة. يتيح التوافق العكسي أحادي الاتجاه إمكانية توصيل محركات الأقراص بلوحة الخادم باستخدام الواجهة الأولى والثانية.

تجدر الإشارة إلى أن كلا خياري الاتصال ممكنان أيضًا لمحركات أقراص الحالة الصلبة (SSD)، ولكن الفرق الكبير بين SAS وSATA في هذه الحالة سيكون في تكلفة محرك الأقراص: الأول يمكن أن يكون أكثر تكلفة بعشرات المرات بالنسبة لحجم قابل للمقارنة. لذلك، فإن مثل هذا الحل، إن لم يكن نادرًا، يعتبر اليوم مدروسًا جيدًا، وهو مخصص لمراكز معالجة البيانات السريعة على مستوى المؤسسة.

مقارنة

كما نعلم بالفعل، يتم استخدام SAS في الخوادم، وSATA في الأنظمة المنزلية. من الناحية العملية، هذا يعني أن الأول يمكن الوصول إليه من قبل العديد من المستخدمين في نفس الوقت ويتم حل العديد من المهام، بينما يتم التعامل مع الأخير من قبل شخص واحد. وفقًا لذلك، يكون تحميل الخادم أعلى بكثير، لذا يجب أن تكون الأقراص سريعة ومتسامحة بشكل كافٍ. تسمح بروتوكولات SCSI (SSP، SMP، STP) المطبقة في SAS بمعالجة المزيد من عمليات الإدخال / الإخراج في وقت واحد.

مباشرة بالنسبة لمحرك الأقراص الصلبة، يتم تحديد سرعة الدوران بشكل أساسي من خلال سرعة دوران المغزل. بالنسبة لأنظمة سطح المكتب وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، فإن 5400 – 7200 دورة في الدقيقة ضرورية وكافية. وفقًا لذلك، يكاد يكون من المستحيل العثور على محرك أقراص SATA بسرعة 10000 دورة في الدقيقة (ما لم تنظر إلى سلسلة WD VelociRaptor المخصصة لمحطات العمل مرة أخرى)، وأي شيء أعلى لا يمكن تحقيقه على الإطلاق. يدور محرك الأقراص الصلبة SAS بسرعة 7200 دورة في الدقيقة على الأقل، ويمكن اعتبار 10000 دورة في الدقيقة هو المعيار، و15000 دورة في الدقيقة هو الحد الأقصى الكافي.

تعتبر محركات أقراص SCSI التسلسلية أكثر موثوقية ولها معدل MTBF أعلى. ومن الناحية العملية، يتم تحقيق الاستقرار بشكل أكبر بفضل وظيفة التحقق من المجموع الاختباري. من ناحية أخرى، تعاني محركات أقراص SATA من "الأخطاء الصامتة" عندما تتم كتابة البيانات جزئيًا أو تلفها، مما يؤدي إلى ظهور قطاعات تالفة.

الميزة الرئيسية لـ SAS تساهم أيضًا في التسامح مع خطأ النظام - منفذان مزدوجان، مما يسمح لك بتوصيل جهاز واحد عبر قناتين. في هذه الحالة، سيتم تنفيذ تبادل المعلومات في وقت واحد في كلا الاتجاهين، ويتم ضمان الموثوقية من خلال تقنية الإدخال/الإخراج المتعددة المسارات (تحمي وحدتا التحكم بعضهما البعض وتتقاسمان الحمل). تم إنشاء قائمة انتظار الأوامر المميزة حتى عمق 256. تحتوي معظم محركات أقراص SATA على منفذ أحادي الاتجاه، ولا يزيد عمق قائمة الانتظار باستخدام تقنية NCQ عن 32.

تتطلب واجهة SAS استخدام كبلات يصل طولها إلى 10 أمتار ويمكن توصيل ما يصل إلى 255 جهازًا بمنفذ واحد عبر الموسعات. يقتصر حجم SATA على 1 متر (2 متر لـ eSATA)، ويدعم فقط اتصال واحد من نقطة إلى نقطة.

آفاق المزيد من التطوير هي المكان الذي يظهر فيه الفرق بين SAS وSATA بشكل حاد. يصل إنتاجية واجهة SAS إلى 12 جيجابت/ثانية، ويعلن المصنعون عن دعم معدلات نقل البيانات البالغة 24 جيجابت/ثانية. توقفت المراجعة الأخيرة لـ SATA عند 6 جيجابت/ثانية ولن تتطور في هذا الصدد.

تتمتع محركات أقراص SATA بتكلفة 1 جيجابايت بسعر مغري للغاية. في الأنظمة التي لا تكون فيها سرعة الوصول إلى البيانات حرجة ويكون حجم المعلومات المخزنة فيها كبيرًا، فمن المستحسن استخدامها.

طاولة

ساس	ساتا
لأنظمة الخادم	بشكل رئيسي لأنظمة سطح المكتب والهواتف المحمولة
يستخدم مجموعة أوامر SCSI	يستخدم مجموعة أوامر ATA
الحد الأدنى لسرعة دوران محرك الأقراص الصلبة 7200 دورة في الدقيقة، والحد الأقصى - 15000 دورة في الدقيقة	الحد الأدنى 5400 دورة في الدقيقة والحد الأقصى 7200 دورة في الدقيقة
يدعم تقنية فحص المجاميع الاختبارية عند كتابة البيانات	نسبة كبيرة من الأخطاء والقطاعات السيئة
منفذين مزدوجين كاملين	منفذ نصف مزدوج
دعم الإدخال/الإخراج متعدد المسارات	اتصال من نقطة إلى نقطة
قائمة انتظار الأوامر تصل إلى 256	قائمة انتظار الفريق تصل إلى 32
يمكن استخدام كابلات يصل طولها إلى 10 أمتار	طول الكابل لا يزيد عن 1 متر
سرعة نقل الناقل تصل إلى 12 جيجابت/ثانية (في المستقبل – 24 جيجابت/ثانية)	عرض النطاق الترددي 6 جيجابت في الثانية (SATA III)
تكلفة محركات الأقراص أعلى، وأحيانا بشكل ملحوظ	أرخص من حيث السعر لكل 1 جيجابايت

لأكثر من 20 عامًا، كانت واجهة الناقل المتوازي هي بروتوكول الاتصال الأكثر شيوعًا لمعظم أنظمة التخزين الرقمية. ولكن مع تزايد الحاجة إلى الإنتاجية ومرونة النظام، أصبحت أوجه القصور في تقنيتي الواجهة المتوازية الأكثر شيوعًا: SCSI وATA. يؤدي عدم التوافق بين واجهات SCSI وATA المتوازية — الموصلات والكابلات ومجموعات الأوامر المختلفة المستخدمة — إلى زيادة تكلفة صيانة النظام والبحث والتطوير والتدريب وتأهيل المنتجات الجديدة.

حتى الآن، لا تزال التقنيات الموازية مرضية لمستخدمي أنظمة المؤسسات الحديثة من حيث الأداء، ولكن الطلب المتزايد على سرعات أعلى، وأمن أعلى للبيانات أثناء النقل، وتقليل الحجم المادي، فضلاً عن توحيد المعايير على نطاق أوسع، يثير التساؤل حول قدرة واجهة متوازية دون تكاليف غير ضرورية لمواكبة الزيادة السريعة في أداء وحدة المعالجة المركزية وسرعات القرص الصلب. بالإضافة إلى ذلك، في أوقات التقشف، أصبح من الصعب على نحو متزايد على المؤسسات العثور على أموال لتطوير وصيانة الموصلات غير المتجانسة على اللوحات الخلفية لحالات الخادم ومصفوفات الأقراص الخارجية، واختبار توافق الواجهات غير المتجانسة وجرد الاتصالات غير المتجانسة لـ تنفيذ عمليات الإدخال/الإخراج.

يطرح استخدام الواجهات المتوازية أيضًا عددًا من المشكلات الأخرى. يخضع نقل البيانات المتوازي عبر سلسلة تعاقبية واسعة للتداخل، مما قد يؤدي إلى تداخل إضافي ويؤدي إلى أخطاء في الإشارة - لتجنب هذا الفخ، يتعين عليك تقليل سرعة الإشارة أو الحد من طول الكابل، أو القيام بالأمرين معًا. يرتبط إنهاء الإشارات المتوازية أيضًا بصعوبات معينة - يجب عليك إنهاء كل سطر على حدة، وعادةً ما يتم تنفيذ هذه العملية بواسطة محرك الأقراص الأخير، وذلك لمنع انعكاس الإشارة في نهاية الكبل. وأخيرًا، فإن الكابلات والموصلات الكبيرة المستخدمة في الواجهات المتوازية تجعل هذه التقنيات غير مناسبة لأنظمة الحوسبة المدمجة الجديدة.

تقديم SAS وSATA

تتغلب التقنيات التسلسلية مثل Serial ATA (SATA) وSerial Attached SCSI (SAS) على القيود المعمارية للواجهات المتوازية التقليدية. حصلت هذه التقنيات الجديدة على اسمها من طريقة نقل الإشارة، حيث يتم نقل جميع المعلومات بشكل تسلسلي (مسلسل باللغة الإنجليزية)، في تدفق واحد، على عكس التدفقات المتعددة التي تستخدم في التقنيات المتوازية. الميزة الرئيسية للواجهة التسلسلية هي أنه عند نقل البيانات في دفق واحد، فإنها تتحرك بشكل أسرع بكثير من استخدام واجهة متوازية.

تجمع التقنيات التسلسلية العديد من أجزاء البيانات في حزم ثم تنقلها عبر كابل بسرعات تصل إلى 30 مرة أسرع من الواجهات المتوازية.

تعمل تقنية SATA على توسيع قدرات تقنية ATA التقليدية، مما يسمح بنقل البيانات بين محركات الأقراص بسرعات تصل إلى 1.5 جيجابايت في الثانية وما فوق. نظرًا لانخفاض تكلفتها لكل جيجابايت من سعة القرص، ستظل SATA هي واجهة القرص المهيمنة في أجهزة الكمبيوتر المكتبية والخوادم ذات المستوى المبدئي وأنظمة التخزين المتصلة بالشبكة حيث تعتبر التكلفة أحد الاعتبارات الرئيسية.

تعتمد تقنية SAS، التي حلت محل SCSI الموازي، على الوظائف التي أثبتت جدواها في سابقتها وتعد بتعزيز قدرات أنظمة التخزين المؤسسية الحالية بشكل كبير. تقدم SAS عددًا من المزايا التي لا توفرها حلول التخزين التقليدية. على وجه الخصوص، تتيح لك SAS توصيل ما يصل إلى 16256 جهازًا بمنفذ واحد وتوفر اتصالاً تسلسليًا موثوقًا من نقطة إلى نقطة بسرعات تصل إلى 3 جيجابت/ثانية.

بالإضافة إلى ذلك، مع موصل أصغر، توفر SAS اتصالاً كاملاً ثنائي المنافذ لكل من محركات الأقراص مقاس 3.5 بوصة و2.5 بوصة (كانت متاحة سابقًا فقط لمحركات الأقراص ذات القنوات الليفية مقاس 3.5 بوصة). تعد هذه ميزة مفيدة جدًا عندما تحتاج إلى احتواء عدد كبير من محركات الأقراص الزائدة في نظام صغير الحجم، مثل خادم نصلي منخفض المستوى.

تعمل SAS على تحسين معالجة محرك الأقراص والاتصال باستخدام موسعات الأجهزة التي تسمح بتوصيل أعداد كبيرة من محركات الأقراص بواحدة أو أكثر من وحدات التحكم المضيفة. يوفر كل موسع اتصالاً بما يصل إلى 128 جهازًا فعليًا، والتي يمكن أن تكون وحدات تحكم مضيفة أخرى أو موسعات SAS أخرى أو محركات أقراص. يتوسع هذا المخطط بشكل جيد ويسمح لك بإنشاء طبولوجيا على مستوى المؤسسة تدعم بسهولة التجميع متعدد العقد من أجل الاسترداد التلقائي للنظام في حالة الفشل ولتوزيع الأحمال بشكل موحد.

إحدى أكبر فوائد التقنية التسلسلية الجديدة هي أن واجهة SAS ستكون متوافقة أيضًا مع محركات أقراص SATA منخفضة التكلفة، مما يسمح لمصممي النظام باستخدام كلا النوعين من محركات الأقراص في نفس النظام دون تكبد تكاليف إضافية لدعم واجهتين مختلفتين. وهكذا، فإن SAS، الجيل التالي من تقنية SCSI، يتغلب على القيود الحالية للتقنيات الموازية من حيث الأداء وقابلية التوسع وتوافر البيانات.

مستويات متعددة من التوافق

التوافق الجسدي

موصل SAS عالمي ومتوافق مع SATA في عامل الشكل. يتيح ذلك توصيل محركات أقراص SAS وSATA مباشرة بنظام SAS، مما يسمح باستخدام النظام إما للتطبيقات ذات المهام الحرجة التي تتطلب أداءً عاليًا ووصولاً سريعًا إلى البيانات، أو لتطبيقات أكثر فعالية من حيث التكلفة بتكلفة أقل لكل جيجابايت .

مجموعة أوامر SATA هي مجموعة فرعية من مجموعة أوامر SAS، مما يسمح بالتوافق بين أجهزة SATA ووحدات التحكم SAS. ومع ذلك، لا يمكن لمحركات أقراص SAS العمل مع وحدة تحكم SATA، لذا فهي مجهزة بمفاتيح خاصة على الموصلات للتخلص من احتمالية الاتصال غير الصحيح.

بالإضافة إلى ذلك، تسمح الفيزياء المشابهة لواجهات SAS وSATA بلوحة الكترونية معززة SAS عالمية جديدة تدعم كلاً من محركات أقراص SAS وSATA. ونتيجة لذلك، ليست هناك حاجة لاستخدام لوحتين معززتين مختلفتين لمحركات أقراص SCSI وATA. يفيد توافق التصميم هذا كلاً من مصنعي اللوحة الخلفية والمستخدمين النهائيين من خلال تقليل تكاليف الأجهزة والهندسة.

توافق البروتوكول

تتضمن تقنية SAS ثلاثة أنواع من البروتوكولات، يُستخدم كل منها لنقل أنواع مختلفة من البيانات عبر الواجهة التسلسلية اعتمادًا على الجهاز الذي يتم الوصول إليه. الأول هو بروتوكول SCSI التسلسلي (بروتوكول SCSI التسلسلي SSP)، الذي ينقل أوامر SCSI، والثاني هو بروتوكول إدارة SCSI (بروتوكول إدارة SCSI SMP)، الذي ينقل معلومات التحكم إلى الموسعات. أما الثالث، وهو بروتوكول SATA Tunneled Protocol (STP)، فيقوم بإنشاء اتصال يسمح بنقل أوامر SATA. بفضل استخدام هذه البروتوكولات الثلاثة، أصبحت واجهة SAS متوافقة تمامًا مع تطبيقات SCSI الحالية وبرامج التحكم وأجهزة SATA.

هذه البنية متعددة البروتوكولات، جنبًا إلى جنب مع التوافق المادي لموصلات SAS وSATA، تجعل من تقنية SAS الرابط العالمي بين أجهزة SAS وSATA.

فوائد التوافق

يوفر توافق SAS وSATA عددًا من الفوائد لمصممي الأنظمة ومنشئيها والمستخدمين النهائيين.

يمكن لمصممي النظام استخدام نفس اللوحات الإلكترونية المعززة والموصلات واتصالات الكابلات بفضل توافق SAS وSATA. إن ترقية النظام مع الانتقال من SATA إلى SAS يؤدي في الواقع إلى استبدال محركات الأقراص. في المقابل، بالنسبة لمستخدمي الواجهات المتوازية التقليدية، فإن الانتقال من ATA إلى SCSI يعني استبدال اللوحات الإلكترونية المعززة والموصلات والكابلات ومحركات الأقراص. تشمل المزايا الأخرى الفعالة من حيث التكلفة لقابلية التشغيل البيني المتسقة للتكنولوجيا التصديق المبسط وإدارة الأصول.

يمكن لموزعي VAR ومنشئي الأنظمة إعادة تكوين الأنظمة المخصصة بسهولة وسرعة عن طريق تثبيت محرك الأقراص المناسب في النظام. ليست هناك حاجة للعمل مع تقنيات غير متوافقة واستخدام موصلات خاصة ووصلات كابلات مختلفة. علاوة على ذلك، فإن المرونة الإضافية لتحقيق التوازن بين السعر والأداء ستسمح لموزعي تقنية VAR وبناة الأنظمة بتمييز منتجاتهم بشكل أفضل.

بالنسبة للمستخدمين النهائيين، يعني توافق SATA وSAS مستوى جديدًا من المرونة عندما يتعلق الأمر باختيار أفضل نسبة السعر/الأداء. ستكون محركات أقراص SATA هي الحل الأفضل للخوادم وأنظمة التخزين منخفضة التكلفة، بينما ستوفر محركات أقراص SAS أقصى قدر من الأداء والموثوقية والتوافق مع برامج الإدارة. تعمل القدرة على الترقية من محركات أقراص SATA إلى محركات أقراص SAS دون الحاجة إلى شراء نظام جديد على تبسيط قرار الشراء بشكل كبير، وحماية استثمار النظام الخاص بك، وتقليل التكلفة الإجمالية للملكية.

التطوير المشترك لبروتوكولات SAS وSATA

في 20 يناير 2003، أعلنت رابطة التجارة SCSI (STA) ومجموعة عمل Serial ATA (SATA) II عن تعاون لضمان توافق تقنية SAS على مستوى النظام مع محركات أقراص SATA.

يهدف التعاون بين المنظمتين، بالإضافة إلى الجهود المشتركة لبائعي وحدات التخزين ولجان المعايير، إلى توفير إرشادات أكثر دقة للتشغيل البيني لمساعدة مصممي الأنظمة ومحترفي تكنولوجيا المعلومات والمستخدمين النهائيين على ضبط أنظمتهم لتحقيق الأداء الأمثل والموثوقية وانخفاض التكلفة الإجمالية للملكية.

تمت الموافقة على مواصفات SATA 1.0 في عام 2001، واليوم توجد منتجات SATA في السوق من مختلف الشركات المصنعة. تمت الموافقة على مواصفات SAS 1.0 في أوائل عام 2003، ومن المقرر أن تصل المنتجات الأولى إلى السوق في النصف الأول من عام 2004.

ستتحدث هذه المقالة عما يسمح لك بتوصيل القرص الصلب بالكمبيوتر، وهي واجهة القرص الصلب. بتعبير أدق، حول واجهات القرص الصلب، لأنه تم اختراع عدد كبير من التقنيات لتوصيل هذه الأجهزة طوال فترة وجودها، ووفرة المعايير في هذا المجال يمكن أن تربك مستخدمًا عديم الخبرة. ومع ذلك، أول الأشياء أولا.

تم تصميم واجهات محرك الأقراص الثابتة (أو واجهات محرك الأقراص الخارجية بالمعنى الدقيق للكلمة، حيث إنها لا يمكن أن تكون محركات أقراص فحسب، بل أيضًا أنواعًا أخرى من محركات الأقراص، على سبيل المثال، محركات الأقراص الضوئية) لتبادل المعلومات بين أجهزة الذاكرة الخارجية هذه واللوحة الأم. تؤثر واجهات محرك الأقراص الثابتة، بما لا يقل عن المعلمات الفيزيائية لمحركات الأقراص، على العديد من خصائص تشغيل محركات الأقراص وأدائها. على وجه الخصوص، تحدد واجهات محرك الأقراص معلمات مثل سرعة تبادل البيانات بين القرص الصلب واللوحة الأم، وعدد الأجهزة التي يمكن توصيلها بالكمبيوتر، والقدرة على إنشاء مصفوفات القرص، وإمكانية التوصيل السريع، ودعم NCQ وتقنيات AHCI، الخ. يعتمد ذلك أيضًا على واجهة القرص الصلب، أي كابل أو سلك أو محول ستحتاجه لتوصيله باللوحة الأم.

SCSI - واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة

تعد واجهة SCSI واحدة من أقدم الواجهات المصممة لتوصيل أجهزة التخزين في أجهزة الكمبيوتر الشخصية. ظهر هذا المعيار في أوائل الثمانينات. وكان أحد مطوريها هو آلان شوجارت، المعروف أيضًا باسم مخترع محرك الأقراص المرنة.

ظهور واجهة SCSI على اللوحة والكابل المتصل بها

معيار SCSI (تقليديًا يُقرأ هذا الاختصار في النسخ الروسي باسم "skazi") كان مخصصًا في الأصل للاستخدام في أجهزة الكمبيوتر الشخصية، كما يتضح من اسم التنسيق - واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة، أو واجهة النظام لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة. ومع ذلك، فقد حدث أن تم استخدام محركات الأقراص من هذا النوع بشكل أساسي في أجهزة الكمبيوتر الشخصية من الدرجة الأولى، ثم في الخوادم لاحقًا. كان هذا بسبب حقيقة أنه على الرغم من الهندسة المعمارية الناجحة ومجموعة واسعة من الأوامر، كان التنفيذ الفني للواجهة معقدًا للغاية ولم يكن في متناول أجهزة الكمبيوتر الجماعية.

ومع ذلك، كان لهذا المعيار عدد من الميزات التي لم تكن متوفرة لأنواع أخرى من الواجهات. على سبيل المثال، يمكن أن يصل طول سلك توصيل أجهزة واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة إلى 12 مترًا بحد أقصى، ويمكن أن تصل سرعة نقل البيانات إلى 640 ميجابايت/ثانية.

مثل واجهة IDE التي ظهرت بعد ذلك بقليل، فإن واجهة SCSI متوازية. وهذا يعني أن الواجهة تستخدم الناقلات التي تنقل المعلومات عبر عدة موصلات. كانت هذه الميزة أحد العوامل المقيدة لتطوير المعيار، وبالتالي تم تطوير معيار SAS أكثر تقدمًا واتساقًا (من SCSI المرفق التسلسلي) كبديل له.

SAS - SCSI المرفق التسلسلي

هذا ما تبدو عليه واجهة قرص خادم SAS

تم تطوير Serial Attached SCSI كتحسين لواجهة نظام أجهزة الكمبيوتر الصغيرة القديمة لتوصيل محركات الأقراص الثابتة. على الرغم من حقيقة أن SCSI المرفق التسلسلي يستخدم المزايا الرئيسية لسابقه، إلا أنه يتمتع بالعديد من المزايا. ومن بينها تجدر الإشارة إلى ما يلي:

• استخدام حافلة مشتركة من قبل جميع الأجهزة.
• يسمح بروتوكول الاتصال التسلسلي الذي تستخدمه SAS باستخدام عدد أقل من خطوط الإشارة.
• ليست هناك حاجة لإنهاء الحافلة.
• عدد غير محدود تقريبًا من الأجهزة المتصلة.
• إنتاجية أعلى (تصل إلى 12 جيجابت في الثانية). ومن المتوقع أن تدعم التطبيقات المستقبلية لبروتوكول SAS معدلات نقل بيانات تصل إلى 24 جيجابت/ثانية.
• إمكانية توصيل محركات الأقراص ذات واجهة Serial ATA بوحدة تحكم SAS.

كقاعدة عامة، يتم إنشاء أنظمة SCSI التسلسلية المرفقة على أساس عدة مكونات. المكونات الرئيسية تشمل:

• الأجهزة المستهدفة. تتضمن هذه الفئة محركات الأقراص الفعلية أو صفائف الأقراص.
• البادئون عبارة عن شرائح مصممة لإنشاء طلبات للأجهزة المستهدفة.
• نظام توصيل البيانات - كابلات تربط الأجهزة المستهدفة والمبادرين

تأتي موصلات SCSI التسلسلية المرفقة بأشكال وأحجام مختلفة، اعتمادًا على النوع (خارجي أو داخلي) وإصدارات SAS. يوجد أدناه الموصل الداخلي SFF-8482 والموصل الخارجي SFF-8644 المصمم لـ SAS-3:

على اليسار يوجد موصل SAS داخلي SFF-8482؛ يوجد على اليمين موصل SAS SFF-8644 خارجي مزود بكابل.

بعض الأمثلة على ظهور أسلاك ومحولات SAS: سلك HD-Mini SAS وسلك محول SAS-Serial ATA.

على اليسار يوجد كابل HD Mini SAS؛ يوجد على اليمين كابل محول من SAS إلى Serial ATA.

فاير واير - IEEE 1394

اليوم يمكنك غالبًا العثور على محركات أقراص ثابتة مزودة بواجهة Firewire. على الرغم من أن واجهة Firewire يمكنها توصيل أي نوع من الأجهزة الطرفية بالكمبيوتر، وهي ليست واجهة متخصصة مصممة حصريًا لتوصيل محركات الأقراص الثابتة، إلا أن Firewire يحتوي على عدد من الميزات التي تجعله مناسبًا للغاية لهذا الغرض.

FireWire - IEEE 1394 - عرض على جهاز كمبيوتر محمول

تم تطوير واجهة Firewire في منتصف التسعينيات. بدأ التطوير مع شركة Apple المعروفة، والتي كانت بحاجة إلى ناقل خاص بها، مختلف عن USB، لتوصيل الأجهزة الطرفية، وخاصة الوسائط المتعددة. المواصفات التي تصف تشغيل ناقل Firewire تسمى IEEE 1394.

يعد Firewire أحد تنسيقات الناقلات الخارجية التسلسلية عالية السرعة الأكثر استخدامًا اليوم. وتشمل السمات الرئيسية للمعيار ما يلي:

• إمكانية الاتصال الساخن للأجهزة.
• بنية الحافلات المفتوحة.
• طوبولوجيا مرنة لتوصيل الأجهزة.
• تختلف سرعات نقل البيانات بشكل كبير – من 100 إلى 3200 ميجابت/ثانية.
• إمكانية نقل البيانات بين الأجهزة بدون جهاز كمبيوتر.
• إمكانية تنظيم الشبكات المحلية باستخدام الحافلة.
• نقل الطاقة عبر الحافلة.
• عدد كبير من الأجهزة المتصلة (حتى 63).

لتوصيل محركات الأقراص الثابتة (عادةً عبر حاويات محركات الأقراص الثابتة الخارجية) عبر ناقل Firewire، كقاعدة عامة، يتم استخدام معيار SBP-2 خاص، والذي يستخدم مجموعة أوامر بروتوكول واجهة نظام أجهزة الكمبيوتر الصغيرة. من الممكن توصيل أجهزة Firewire بموصل USB عادي، لكن هذا يتطلب محولًا خاصًا.

IDE - إلكترونيات المحرك المتكاملة

لا شك أن الاختصار IDE معروف لدى معظم مستخدمي الكمبيوتر الشخصي. تم تطوير معيار الواجهة لتوصيل محركات الأقراص الثابتة IDE بواسطة شركة تصنيع محركات أقراص ثابتة معروفة - Western Digital. كانت ميزة IDE مقارنة بالواجهات الأخرى التي كانت موجودة في ذلك الوقت، ولا سيما واجهة نظام أجهزة الكمبيوتر الصغيرة، بالإضافة إلى معيار ST-506، هي أنه لم تكن هناك حاجة لتثبيت وحدة تحكم القرص الصلب على اللوحة الأم. يتضمن معيار IDE تثبيت وحدة تحكم محرك الأقراص على محرك الأقراص نفسه، ولم يبق على اللوحة الأم سوى محول واجهة مضيف لتوصيل محركات أقراص IDE.

واجهة IDE على اللوحة الأم

لقد أدى هذا الابتكار إلى تحسين معلمات التشغيل لمحرك IDE نظرًا لحقيقة تقليل المسافة بين وحدة التحكم ومحرك الأقراص نفسه. بالإضافة إلى ذلك، أدى تثبيت وحدة تحكم IDE داخل علبة القرص الصلب إلى تبسيط كل من اللوحات الأم وإنتاج محركات الأقراص الصلبة نفسها إلى حد ما، حيث أعطت التكنولوجيا الحرية للمصنعين من حيث التنظيم الأمثل لمنطق محرك الأقراص.

كانت التكنولوجيا الجديدة تسمى في البداية إلكترونيات القيادة المتكاملة. وفي وقت لاحق، تم تطوير معيار لوصفه، يسمى ATA. هذا الاسم مشتق من الجزء الأخير من اسم عائلة أجهزة الكمبيوتر PC/AT عن طريق إضافة كلمة "مرفق".

يتم استخدام كبل IDE لتوصيل محرك الأقراص الثابتة أو أي جهاز آخر، مثل محرك الأقراص الضوئية الذي يدعم تقنية Integrated Drive Electronics، باللوحة الأم. نظرًا لأن ATA تشير إلى واجهات متوازية (وبالتالي تسمى أيضًا Parallel ATA أو PATA)، أي الواجهات التي توفر نقلًا متزامنًا للبيانات عبر عدة خطوط، فإن كابل البيانات الخاص به يحتوي على عدد كبير من الموصلات (عادةً 40، وفي الإصدارات الحديثة من بروتوكول كان من الممكن استخدام كابل 80 النواة). يكون كابل البيانات النموذجي لهذا المعيار مسطحًا وعريضًا، ولكن تتوفر أيضًا كابلات مستديرة. يحتوي كبل الطاقة الخاص بمحركات Parallel ATA على موصل ذي 4 سنون ومتصل بمصدر طاقة الكمبيوتر.

فيما يلي أمثلة لكابل IDE وكابل بيانات PATA الدائري:

مظهر كابل الواجهة: على اليسار - مسطح، على اليمين في جديلة مستديرة - PATA أو IDE.

نظرًا للتكلفة المنخفضة نسبيًا لمحركات Parallel ATA، وبساطة تنفيذ الواجهة على اللوحة الأم، فضلاً عن سهولة تركيب وتكوين أجهزة PATA للمستخدم، فإن محركات الأقراص المدمجة لإلكترونيات المحرك منذ وقت طويلتم إجبار الأجهزة ذات الأنواع الأخرى من الواجهات على الخروج من سوق محركات الأقراص الثابتة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية ذات مستوى الميزانية.

ومع ذلك، فإن معيار PATA له أيضًا عدد من العيوب. بادئ ذي بدء، هذا هو الحد من الطول الذي يمكن أن يحتوي على كابل بيانات Parallel ATA - لا يزيد عن 0.5 متر، بالإضافة إلى ذلك، يفرض التنظيم الموازي للواجهة عددا من القيود على الحد الأقصى لسرعة نقل البيانات. وهو لا يدعم معيار PATA والعديد من الميزات المتقدمة التي تتمتع بها أنواع الواجهات الأخرى، مثل التوصيل السريع للأجهزة.

ساتا - آتا التسلسلي

عرض واجهة SATA على اللوحة الأم

تعد واجهة SATA (Serial ATA)، كما يوحي الاسم، بمثابة تحسين مقارنة بـ ATA. يتكون هذا التحسين، أولاً وقبل كل شيء، من تحويل ATA المتوازي التقليدي (Parallel ATA) إلى واجهة تسلسلية. ومع ذلك، فإن الاختلافات بين معيار Serial ATA والمعيار التقليدي لا تقتصر على هذا. بالإضافة إلى تغيير نوع نقل البيانات من المتوازي إلى التسلسلي، تم أيضًا تغيير موصلات البيانات والطاقة.

يوجد أدناه كابل بيانات SATA:

كابل بيانات لواجهة SATA

هذا جعل من الممكن استخدام سلك أطول بكثير وزيادة سرعة نقل البيانات. ومع ذلك، كان الجانب السلبي هو أن أجهزة PATA، التي كانت موجودة في السوق بكميات هائلة قبل ظهور SATA، أصبح من المستحيل الاتصال مباشرة بالموصلات الجديدة. صحيح أن معظم اللوحات الأم الجديدة لا تزال تحتوي على موصلات قديمة وتدعم توصيل الأجهزة القديمة. ومع ذلك، فإن العملية العكسية - توصيل نوع جديد من محرك الأقراص باللوحة الأم القديمة عادة ما تسبب مشاكل أكثر بكثير. لهذه العملية، يحتاج المستخدم عادةً إلى محول Serial ATA إلى PATA. عادةً ما يكون لمحول كابل الطاقة تصميم بسيط نسبيًا.

محول الطاقة التسلسلي ATA إلى PATA:

على اليسار منظر عام للكابل؛ يوجد على اليمين عرض موسع لموصلات PATA وSerial ATA

ومع ذلك، يكون الوضع أكثر تعقيدًا مع جهاز مثل المحول لتوصيل جهاز واجهة تسلسلية بموصل واجهة متوازي. عادة، يتم إجراء محول من هذا النوع في شكل دائرة كهربائية صغيرة.

ظهور محول عالمي ثنائي الاتجاه بين واجهات SATA - IDE

حاليًا، استبدلت واجهة Serial ATA عمليًا Parallel ATA، ويمكن الآن العثور على محركات أقراص PATA بشكل أساسي فقط في أجهزة الكمبيوتر القديمة إلى حد ما. ميزة أخرى للمعيار الجديد، والتي ضمنت شعبيته الواسعة، هي الدعم.

نوع المحول من IDE إلى SATA

يمكنك أن تخبرنا المزيد عن تقنية NCQ. الميزة الرئيسية لـ NCQ هي أنه يسمح لك باستخدام الأفكار التي تم تنفيذها منذ فترة طويلة في بروتوكول SCSI. على وجه الخصوص، يدعم NCQ نظامًا لتسلسل عمليات القراءة/الكتابة عبر محركات أقراص متعددة مثبتة في النظام. وبالتالي، يمكن لـ NCQ تحسين أداء محركات الأقراص بشكل كبير، وخاصة صفائف محركات الأقراص الثابتة.

نوع المحول من SATA إلى IDE

لاستخدام NCQ، يلزم وجود دعم تقني على جانب محرك الأقراص الثابتة، وكذلك على محول مضيف اللوحة الأم. تدعم كافة المحولات التي تدعم AHCI تقريبًا NCQ. بالإضافة إلى ذلك، تدعم بعض المحولات الخاصة القديمة أيضًا NCQ. أيضًا، لكي يعمل NCQ، فإنه يتطلب دعمًا من نظام التشغيل.

يساتا - ساتا خارجي

تجدر الإشارة بشكل منفصل إلى تنسيق eSATA (SATA الخارجي)، والذي بدا واعدًا في ذلك الوقت، لكنه لم ينتشر على نطاق واسع. كما يمكنك تخمين الاسم، فإن eSATA هو نوع من Serial ATA مصمم لتوصيل محركات الأقراص الخارجية حصريًا. يوفر معيار eSATA معظم إمكانيات المعيار للأجهزة الخارجية، أي. Serial ATA الداخلي، على وجه الخصوص، نفس نظام الإشارات والأوامر ونفس السرعة العالية.

موصل eSATA على جهاز كمبيوتر محمول

ومع ذلك، لدى eSATA أيضًا بعض الاختلافات عن معيار الناقل الداخلي الذي أدى إلى إنشائه. على وجه الخصوص، يدعم eSATA كابل بيانات أطول (يصل إلى 2 متر) ويتطلب أيضًا طاقة أعلى لمحركات الأقراص. بالإضافة إلى ذلك، تختلف موصلات eSATA قليلاً عن موصلات Serial ATA القياسية.

بالمقارنة مع الناقلات الخارجية الأخرى، مثل USB وFirewire، فإن eSATA لديها عيب واحد مهم. في حين أن هذه الناقلات تسمح بتشغيل الجهاز عبر كابل الناقل نفسه، فإن محرك eSATA يتطلب موصلات خاصة للطاقة. لذلك، على الرغم من سرعة نقل البيانات العالية نسبيًا، فإن eSATA لا يحظى حاليًا بشعبية كبيرة كواجهة لتوصيل محركات الأقراص الخارجية.

خاتمة

لا يمكن أن تكون المعلومات المخزنة على القرص الصلب مفيدة للمستخدم أو يمكن لبرامج التطبيقات الوصول إليها حتى يتم الوصول إليها بواسطة وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر. توفر واجهات محركات الأقراص الثابتة وسيلة اتصال بين محركات الأقراص هذه واللوحة الأم. يوجد اليوم العديد من الأنواع المختلفة لواجهات القرص الصلب، ولكل منها مزاياه وعيوبه وميزاته المميزة. نأمل أن تكون المعلومات المقدمة في هذه المقالة مفيدة إلى حد كبير للقارئ، لأن اختيار القرص الصلب الحديث يتم تحديده إلى حد كبير ليس فقط من خلال خصائصه الداخلية، مثل السعة وذاكرة التخزين المؤقت والوصول وسرعة الدوران، ولكن أيضًا من خلال الواجهة التي تم تطويرها من أجلها.

واجهة ساس.

توفر واجهة SAS أو واجهة SCSI المرفقة التسلسلية إمكانية الاتصال عبر واجهة فعلية، على غرار ساتا، الأجهزة، يتم التحكم فيها بواسطة مجموعة أوامر SCSI. امتلاك متوافق مع الإصدارات السابقة مع SATA، فهو يجعل من الممكن توصيل أي أجهزة يتم التحكم فيها بواسطة مجموعة أوامر SCSI عبر هذه الواجهة - ليس فقط محركات الأقراص الثابتة، ولكن أيضًا الماسحات الضوئية والطابعات وما إلى ذلك. بالمقارنة مع SATA، يوفر SAS طوبولوجيا أكثر تطورًا، مما يسمح بالاتصال المتوازي لجهاز واحد قناتين أو أكثر. يتم أيضًا دعم موسعات الناقل، مما يسمح لك بتوصيل أجهزة SAS متعددة بمنفذ واحد.

تم تطوير بروتوكول SAS وصيانته بواسطة لجنة T10. تم تصميم SAS للتواصل مع أجهزة مثل محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص الضوئية وما شابه. تستخدم SAS واجهة تسلسلية للعمل مع محركات الأقراص المتصلة مباشرة وهي متوافقة مع واجهة SATA. على الرغم من أن SAS يستخدم واجهة تسلسلية بدلاً من الواجهة المتوازية التي يستخدمها SCSI التقليدي، إلا أن أوامر SCSI لا تزال تستخدم للتحكم في أجهزة SAS. الأوامر (الشكل 1) المرسلة إلى جهاز SCSI هي سلسلة من البايتات ذات بنية معينة (كتل واصف الأوامر).

أرز. 1.

تكون بعض الأوامر مصحوبة بـ "كتلة معلمات" إضافية، والتي تتبع كتلة واصف الأمر، ولكن يتم تمريرها كـ "بيانات".

يتكون نظام SAS النموذجي من المكونات التالية:

1) المبادرون.البادئ هو جهاز يقوم بإنشاء طلبات الخدمة للأجهزة المستهدفة ويتلقى الإقرارات عند تنفيذ الطلبات.

2) الأجهزة المستهدفة. يحتوي الجهاز المستهدف على كتل منطقية ومنافذ مستهدفة تتلقى طلبات الخدمة وتنفذها؛ بعد الانتهاء من معالجة الطلب، يتم إرسال تأكيد الطلب إلى بادئ الطلب. يمكن أن يكون الجهاز المستهدف إما محرك أقراص ثابتًا منفصلاً أو مجموعة أقراص كاملة.

3) النظام الفرعي لتسليم البيانات. إنه جزء من نظام الإدخال / الإخراج الذي ينقل البيانات بين البادئين والأجهزة المستهدفة. عادةً ما يتكون النظام الفرعي لتسليم البيانات من كبلات تربط بين البادئ والجهاز المستهدف. بالإضافة إلى ذلك، بالإضافة إلى الكابلات، قد يتضمن النظام الفرعي لتوصيل البيانات موسعات SAS.

3.1) موسعات.موسعات SAS هي أجهزة تشكل جزءًا من النظام الفرعي لتوصيل البيانات وتسمح بتسهيل عمليات نقل البيانات بين أجهزة SAS، على سبيل المثال، مما يسمح لك بتوصيل العديد من أجهزة SAS المستهدفة بمنفذ بادئ واحد. يكون الاتصال عبر الموسع شفافًا تمامًا للأجهزة المستهدفة.

يدعم SAS توصيل الأجهزة بواجهة SATA.يستخدم SAS بروتوكولًا تسلسليًا لنقل البيانات بين أجهزة متعددة، وبالتالي يستخدم خطوط إشارة أقل. يستخدم SAS أوامر SCSI للتحكم في الأجهزة المستهدفة والتواصل معها. تستخدم واجهة SAS اتصالات من نقطة إلى نقطة - حيث يتم توصيل كل جهاز بوحدة التحكم عبر قناة مخصصة. على عكس SCSI، لا يتطلب SAS إنهاء المستخدم للناقل. تستخدم واجهة SCSI ناقلًا مشتركًا - جميع الأجهزة متصلة بناقل واحد، ويمكن لجهاز واحد فقط العمل مع وحدة التحكم في المرة الواحدة. في SCSI، قد تختلف سرعة نقل المعلومات عبر الخطوط المختلفة التي تشكل الواجهة المتوازية. لا تحتوي واجهة SAS على هذا العيب. يدعم SAS عددًا كبيرًا جدًا من الأجهزة، بينما يدعم SCSI 8 أو 16 أو 32 جهازًا لكل ناقل. يدعم SAS معدلات بيانات عالية (1.5 أو 3.0 أو 6.0 جيجابت في الثانية). ويمكن تحقيق هذه السرعة عن طريق نقل المعلومات على كل اتصال، بينما في ناقل SCSI يتم تقسيم عرض النطاق الترددي للناقل بين جميع الأجهزة المتصلة به.

يستخدم SATA مجموعة أوامر ATA ويدعم محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص الضوئية، بينما يدعم SAS نطاقًا أوسع من الأجهزة، بما في ذلك محركات الأقراص الثابتة والماسحات الضوئية والطابعات. يتم التعرف على أجهزة SATA من خلال رقم منفذ وحدة التحكم في واجهة SATA الخاصة بها، بينما يتم التعرف على أجهزة SAS من خلال معرفات WWN (الاسم العالمي) الخاصة بها. لا تدعم أجهزة SATA (الإصدار 1) قوائم انتظار الأوامر، بينما تدعم أجهزة SAS قوائم انتظار الأوامر ذات العلامات. تدعم أجهزة SATA منذ الإصدار 2 خدمة انتظار الأوامر الأصلية (NCQ).

تتواصل أجهزة SAS مع الأجهزة المستهدفة على عدة خطوط مستقلة، مما يزيد من تحمل النظام للخطأ (لا تتمتع واجهة SATA بهذه الإمكانية). وفي الوقت نفسه، يستخدم الإصدار 2 من SATA أجهزة نسخ المنافذ لتحقيق قدرة مماثلة.

يستخدم SATA بشكل أساسي في التطبيقات غير الهامة مثل أجهزة الكمبيوتر المنزلية. يمكن استخدام واجهة SAS، نظرًا لموثوقيتها، في خوادم المهام الحرجة. يتم تعريف اكتشاف الأخطاء ومعالجة الأخطاء بشكل أفضل في SAS مقارنة بـ SATA. تعتبر SAS مجموعة شاملة من SATA ولا تنافسها.

تعد موصلات SAS أصغر بكثير من موصلات SCSI المتوازية التقليدية، مما يسمح باستخدام موصلات SAS لتوصيل محركات الأقراص المدمجة مقاس 2.5 بوصة. تدعم SAS نقل المعلومات بسرعات تتراوح من 3 جيجابت/ثانية إلى 10 جيجابت/ثانية. هناك عدة خيارات لموصلات SAS:

SFF 8482 - خيار متوافق مع موصل واجهة SATA؛

SFF 8484 - موصل داخلي مع تعبئة اتصال كثيفة؛ يسمح لك بتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة؛

SFF 8470 - موصل مزود بجهات اتصال معبأة بإحكام لتوصيل الأجهزة الخارجية؛ يسمح لك بتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة؛

SFF 8087 - موصل Molex iPASS مخفض، يحتوي على موصل لتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة داخلية؛ يدعم سرعة 10 جيجابت في الثانية؛

SFF 8088 - موصل Molex iPASS مخفض، يحتوي على موصل لتوصيل ما يصل إلى 4 أجهزة خارجية؛ يدعم سرعة 10 جيجابت في الثانية.

يسمح لك موصل SFF 8482 بتوصيل أجهزة SATA بوحدات تحكم SAS، مما يلغي الحاجة إلى تثبيت وحدة تحكم SATA إضافية لمجرد أنك تحتاج إلى توصيل ناسخ أقراص DVD، على سبيل المثال. وعلى العكس من ذلك، لا يمكن لأجهزة SAS الاتصال بواجهة SATA وهي مجهزة بموصل يمنعها من الاتصال بواجهة SATA.

مع ظهور عدد كبير بما فيه الكفاية من الأجهزة الطرفية التسلسلية المرفقة SCSI (SAS)، يمكننا أن نذكر بداية انتقال بيئة الشركة إلى التكنولوجيا الجديدة. لكن SAS ليست فقط الوريث المعترف به لتقنية UltraSCSI، ولكنها تحقق أيضًا مجالات استخدام جديدة، مما يزيد من قابلية توسيع الأنظمة إلى ارتفاعات لا يمكن تصورها. قررنا إظهار إمكانات SAS من خلال إلقاء نظرة فاحصة على التكنولوجيا ومحولات المضيف ومحركات الأقراص الثابتة وأنظمة التخزين.

SAS ليست تقنية جديدة تمامًا: إنها الأفضل في كلا العالمين. يتعامل الجزء الأول من SAS مع نقل البيانات التسلسلية، الأمر الذي يتطلب أسلاكًا ودبابيس مادية أقل. الانتقال من النقل المتوازي إلى التسلسلي جعل من الممكن أيضًا التخلص من الحافلة. على الرغم من أن مواصفات SAS الحالية تحدد معدل نقل يبلغ 300 ميجابايت/ثانية لكل منفذ، وهو أقل من 320 ميجابايت/ثانية الخاصة بـ UltraSCSI، فإن استبدال الناقل المشترك باتصال من نقطة إلى نقطة يمثل فائدة كبيرة. الجزء الثاني من SAS هو بروتوكول SCSI، الذي يظل قويًا وشعبيًا.

يمكن لـ SAS استخدام مجموعة كبيرة أنواع الغارة. توفر الشركات العملاقة مثل Adaptec أو LSI Logic مجموعة موسعة من الوظائف في منتجاتها للتوسيع والترحيل والتداخل والإمكانات الأخرى، بما في ذلك تلك المتعلقة بمصفوفات RAID الموزعة عبر وحدات تحكم ومحركات أقراص متعددة.

وأخيرا، يتم تنفيذ معظم الإجراءات المذكورة اليوم على الطاير. وهنا يجب أن نذكر المنتجات الممتازة AMCC/3Ware , أريكاو برودكوم/ريدكور، مما يسمح بنقل وظائف فئة المؤسسات إلى مساحات SATA.

بالمقارنة مع SATA، فإن تطبيق SCSI التقليدي يفقد مكانته على جميع الجبهات، باستثناء حلول المؤسسات المتطورة. عروض ساتا محركات الأقراص الصلبة المناسبة، لديه سعر جيد ومجموعة واسعة حلول. ودعونا لا ننسى ميزة ذكية أخرى لـ SAS: فهي تتعايش بسهولة مع البنى التحتية الحالية لـ SATA، حيث تعمل محولات مضيف SAS بسهولة مع محركات أقراص SATA. لكنك لن تتمكن من توصيل محرك أقراص SAS بمحول SATA.

المصدر: أدابتيك

أولاً، يبدو لنا أننا يجب أن ننتقل إلى تاريخ SAS. يعتبر معيار SCSI (يرمز إلى "واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة") بمثابة ناقل احترافي لتوصيل محركات الأقراص وبعض الأجهزة الأخرى بأجهزة الكمبيوتر. لا تزال محركات الأقراص الثابتة للخوادم ومحطات العمل تستخدم تقنية SCSI. على عكس معيار ATA السائد، والذي يسمح لك بتوصيل محركين فقط بمنفذ واحد، يتيح لك SCSI توصيل ما يصل إلى 15 جهازًا في ناقل واحد ويوفر بروتوكول أوامر قويًا. يجب أن يكون للأجهزة معرف SCSI فريد، والذي يمكن تعيينه إما يدويًا أو من خلال بروتوكول SCAM (تكوين SCSI تلقائيًا). نظرًا لأن معرفات الأجهزة الخاصة بناقلات محولي SCSI أو أكثر قد لا تكون فريدة، فقد تمت إضافة LUNs (أرقام الوحدات المنطقية) للمساعدة في التعرف على الأجهزة في بيئات SCSI المعقدة.

تعد أجهزة SCSI أكثر مرونة وموثوقية مقارنة بـ ATA (يسمى هذا المعيار أيضًا IDE، إلكترونيات محرك الأقراص المتكاملة). يمكن توصيل الأجهزة داخل الكمبيوتر وخارجه، ويمكن أن يصل طول الكابل إلى 12 مترًا، طالما تم إنهاؤه بشكل صحيح (لتجنب انعكاسات الإشارة). مع تطور SCSI، ظهرت العديد من المعايير التي تحدد عروض الناقل المختلفة، وترددات الساعة، والموصلات، وجهد الإشارة (Fast، Wide، Ultra، Ultra Wide، Ultra2، Ultra2 Wide، Ultra3، Ultra320 SCSI). ولحسن الحظ، فإنهم جميعًا يستخدمون نفس مجموعة الأوامر.

يتم تنظيم أي اتصال SCSI بين أوامر إرسال البادئ (المحول المضيف) ومحرك الأقراص الهدف الذي يستجيب لها. مباشرة بعد تلقي مجموعة من الأوامر، يرسل محرك الأقراص المستهدف ما يسمى برمز الإحساس (الحالة: مشغول أو خطأ أو مجاني)، والذي من خلاله يعرف البادئ ما إذا كان سيتلقى الاستجابة المطلوبة أم لا.

يحدد بروتوكول SCSI ما يقرب من 60 أمرًا مختلفًا. وهي مقسمة إلى أربع فئات: غير البيانات، وثنائية الاتجاه، وقراءة البيانات، وكتابة البيانات.

تبدأ قيود SCSI في الظهور عند إضافة محركات الأقراص إلى الناقل. من الصعب اليوم العثور على محرك أقراص ثابت يمكنه تحميل النطاق الترددي البالغ 320 ميجابايت/ثانية لجهاز Ultra320 SCSI بشكل كامل. لكن خمس رحلات أو أكثر في حافلة واحدة هي مسألة مختلفة تمامًا. قد يكون أحد الخيارات هو إضافة محول مضيف ثانٍ لموازنة التحميل، ولكن هذا يكلف أموالاً. تكمن المشكلة في الكابلات: فالكابلات الملتوية ذات 80 سلكًا باهظة الثمن. إذا كنت ترغب أيضًا في الحصول على "استبدال سريع" لمحركات الأقراص، أي الاستبدال السهل لمحرك الأقراص الفاشل، فستكون هناك حاجة إلى معدات خاصة (لوحة الكترونية معززة).

بالطبع، من الأفضل وضع محركات الأقراص في أدوات إضافية أو وحدات منفصلة، ​​والتي عادة ما تكون قابلة للتبديل السريع إلى جانب ميزات التحكم الرائعة الأخرى. ونتيجة لذلك، يوجد المزيد من حلول SCSI الاحترافية في السوق. لكنهم جميعًا يكلفون الكثير، ولهذا السبب تطور معيار SATA بسرعة كبيرة في السنوات الأخيرة. على الرغم من أن SATA لن يلبي أبدًا احتياجات أنظمة المؤسسات المتطورة، إلا أنه يعد مكملاً رائعًا لـ SAS في إنشاء حلول جديدة وقابلة للتطوير لبيئات شبكات الجيل التالي.

لا تقوم SAS بمشاركة الناقل عبر أجهزة متعددة. المصدر: أدابتيك

ساتا

يوجد على اليسار موصل SATA لنقل البيانات. على اليمين يوجد موصل مصدر الطاقة. توجد دبابيس كافية لتزويد 3.3 فولت و5 فولت و12 فولت لكل محرك أقراص SATA.

لقد كان معيار SATA موجودًا في السوق منذ عدة سنوات، وقد وصل اليوم إلى جيله الثاني. يتميز SATA I بإنتاجية تبلغ 1.5 جيجابت في الثانية مع اتصالين تسلسليين باستخدام الإشارات التفاضلية ذات الجهد المنخفض. في الطبقة المادية، يتم استخدام تشفير 8/10 بت (10 بتات فعلية مقابل 8 بتات من البيانات)، وهو ما يفسر الحد الأقصى لمعدل إنتاجية الواجهة وهو 150 ميجابايت/ثانية. بعد انتقال SATA إلى سرعة 300 ميجابايت / ثانية، بدأ الكثيرون في استدعاء المعيار الجديد SATA II، على الرغم من أنه عند التوحيد ساتا-آيو(المنظمة الدولية) تم التخطيط لإضافة المزيد من الوظائف أولاً ثم تسميتها SATA II. ومن ثم فإن أحدث المواصفات تسمى SATA 2.5، وهي تتضمن امتدادات SATA مثل قائمة انتظار الأوامر الأصلية(NCQ) وeSATA (SATA خارجي)، ومضاعفات المنافذ (ما يصل إلى أربعة محركات أقراص لكل منفذ)، وما إلى ذلك. لكن وظائف SATA الإضافية تعتبر اختيارية لكل من وحدة التحكم والقرص الصلب نفسه.

دعونا نأمل أن يتم إصدار SATA III بسرعة 600 ميجابايت/ثانية في عام 2007.

بينما يقتصر طول كابلات ATA (UltraATA) المتوازية على 46 سم، يمكن أن يصل طول كابلات SATA إلى متر واحد، ويصل طول كابلات eSATA إلى ضعف هذا الطول. بدلاً من 40 أو 80 سلكاً، يتطلب النقل التسلسلي عدداً قليلاً من الاتصالات فقط. ولذلك، فإن كابلات SATA ضيقة للغاية، ويسهل توجيهها داخل علبة الكمبيوتر، ولا تتداخل مع تدفق الهواء كثيرًا. يعتمد منفذ SATA على جهاز واحد، مما يجعله واجهة من نقطة إلى نقطة.

تحتوي موصلات SATA لنقل البيانات وإمدادات الطاقة على مقابس منفصلة.

ساس

بروتوكول الإشارة هنا هو نفس بروتوكول SATA. المصدر: أدابتيك

من الميزات الرائعة لـ Serial Attached SCSI أن التكنولوجيا تدعم كلاً من SCSI وSATA، ونتيجة لذلك يمكن توصيل محركات أقراص SAS أو SATA (أو كلا المعيارين في وقت واحد) بوحدات تحكم SAS. ومع ذلك، لا يمكن لمحركات أقراص SAS العمل مع وحدات تحكم SATA بسبب استخدام بروتوكول SCSI التسلسلي (SSP). مثل SATA، تتبع SAS مبدأ الاتصال من نقطة إلى نقطة لمحركات الأقراص (300 ميجابايت/ثانية اليوم)، وبفضل موسعات SAS (أو موسعات)، يمكنك توصيل محركات أقراص أكثر من منافذ SAS المتوفرة. تدعم محركات الأقراص الثابتة SAS منفذين، لكل منهما معرف SAS الفريد الخاص به، بحيث يمكنك استخدام اتصالين فعليين لتوفير التكرار عن طريق توصيل محرك الأقراص بعقدتين مضيفتين مختلفتين. بفضل STP (بروتوكول نفق SATA)، يمكن لوحدات تحكم SAS تبادل البيانات مع محركات أقراص SATA المتصلة بالموسع.

المصدر: أدابتيك

المصدر: أدابتيك

المصدر: أدابتيك

بالطبع، يمكن اعتبار الاتصال المادي الوحيد لموسع SAS بوحدة التحكم المضيفة بمثابة "عنق الزجاجة"، لذلك يوفر المعيار منافذ SAS واسعة. يقوم المنفذ الواسع بتجميع اتصالات SAS المتعددة في اتصال واحد بين أي جهازي SAS (عادةً بين وحدة تحكم مضيف وموسع). يمكن زيادة عدد الاتصالات داخل الاتصال، كل هذا يتوقف على المتطلبات المفروضة. لكن الاتصالات المتكررة غير مدعومة، ولا يُسمح بأي حلقات أو حلقات.

المصدر: أدابتيك

ستضيف تطبيقات SAS المستقبلية 600 و1200 ميجابايت/ثانية لكل منفذ. بالطبع، لن يزيد أداء محركات الأقراص الصلبة بنفس النسبة، ولكن سيكون أكثر ملاءمة لاستخدام الموسعات على عدد صغير من المنافذ.

الأجهزة التي تسمى "Fan Out" و"Edge" هي موسعات. لكن موسع Fan Out الرئيسي فقط يمكنه التعامل مع مجال SAS (انظر الرابط 4x في وسط الرسم التخطيطي). يسمح كل موسع Edge بما يصل إلى 128 اتصالاً فعليًا، ويمكنك استخدام منافذ واسعة و/أو توصيل موسعات/محركات أقراص أخرى. يمكن أن تكون الطوبولوجيا معقدة للغاية، ولكنها في نفس الوقت مرنة وقوية. المصدر: أدابتيك

المصدر: أدابتيك

تعد اللوحة الإلكترونية المعززة هي لبنة البناء الأساسية لأي نظام تخزين يجب أن يدعم التوصيل السريع. لذلك، غالبًا ما تتضمن موسعات SAS معدات قوية (سواء في حزمة واحدة أو لا). عادةً، يتم استخدام رابط واحد لتوصيل جهاز بسيط بمحول مضيف. بالطبع، تعتمد الموسعات ذات الملحقات المضمنة على اتصالات متعددة القنوات.

تم تطوير ثلاثة أنواع من الكابلات والموصلات لـ SAS. SFF-8484 عبارة عن كبل داخلي متعدد النواة يربط محول المضيف بالجهاز. من حيث المبدأ، يمكن تحقيق نفس الشيء عن طريق تفرع هذا الكابل من أحد طرفيه إلى عدة موصلات SAS منفصلة (انظر الرسم التوضيحي أدناه). SFF-8482 هو موصل يتم من خلاله توصيل محرك الأقراص بواجهة SAS واحدة. أخيرًا، SFF-8470 عبارة عن كابل خارجي متعدد النواة يصل طوله إلى ستة أمتار.

المصدر: أدابتيك

كابل SFF-8470 لاتصالات SAS الخارجية متعددة القنوات.

كابل متعدد النواة SFF-8484. تمر أربع قنوات/منافذ SAS عبر موصل واحد.

كابل SFF-8484، يسمح لك بتوصيل أربعة محركات أقراص SATA.

SAS كجزء من حلول SAN

لماذا نحتاج إلى كل هذه المعلومات؟ لن يقترب معظم المستخدمين من طوبولوجيا SAS التي وصفناها أعلاه. لكن SAS هي أكثر من مجرد واجهة من الجيل التالي لمحركات الأقراص الصلبة الاحترافية، على الرغم من أنها مثالية لإنشاء مصفوفات RAID بسيطة ومعقدة تعتمد على وحدة تحكم RAID واحدة أو أكثر. SAS قادرة على المزيد. هذه واجهة تسلسلية من نقطة إلى نقطة يمكن توسيع نطاقها بسهولة عند إضافة المزيد من الروابط بين أي جهازين من أجهزة SAS. تأتي محركات أقراص SAS مزودة بمنفذين، بحيث يمكنك توصيل منفذ واحد من خلال موسع بنظام مضيف، ثم إنشاء مسار نسخ احتياطي لنظام مضيف آخر (أو موسع آخر).

يمكن أن يكون الاتصال بين محولات وموسعات SAS (وبين موسعين) واسعًا بقدر توفر منافذ SAS. عادةً ما تكون الموسعات عبارة عن أنظمة مثبتة على حامل يمكنها استيعاب عدد كبير من محركات الأقراص، ويكون الاتصال المحتمل لـ SAS بجهاز ذي مستوى أعلى في التسلسل الهرمي (على سبيل المثال، وحدة تحكم مضيفة) محدودًا فقط بقدرات الموسع.

بفضل البنية التحتية الغنية والوظيفية، تتيح لك SAS إنشاء هياكل تخزين معقدة بدلاً من محركات الأقراص الثابتة المخصصة أو وحدات التخزين المتصلة بالشبكة المنفصلة. في هذه الحالة، بكلمة "معقدة" لا ينبغي أن نعني أن مثل هذه الطوبولوجيا يصعب التعامل معها. تتكون تكوينات SAS من أدوات إضافية بسيطة للقرص أو تستخدم موسعات. يمكن توسيع أو تقليل أي رابط SAS وفقًا لمتطلبات النطاق الترددي. يمكنك استخدام محركات الأقراص الصلبة SAS القوية ونماذج SATA الواسعة. جنبًا إلى جنب مع وحدات تحكم RAID القوية، يمكن بسهولة تكوين صفائف البيانات أو توسيعها أو إعادة تكوينها - سواء من مستوى RAID أو من منظور الأجهزة.

يصبح كل هذا أكثر أهمية عندما تفكر في مدى سرعة نمو سعة التخزين في المؤسسة. اليوم يسمع الجميع عن SAN - شبكة منطقة التخزين. وهو يتضمن تنظيمًا لا مركزيًا لنظام فرعي لتخزين البيانات مع خوادم تقليدية، باستخدام التخزين عن بعد فعليًا. عبر شبكات Gigabit Ethernet أو شبكات القنوات الليفية الحالية، يتم إطلاق بروتوكول SCSI معدّل قليلاً، ومغلف في حزم Ethernet (iSCSI - Internet SCSI). يصبح النظام، الذي يمتد من محرك أقراص ثابتة واحد إلى مصفوفات RAID المتداخلة المعقدة، هدفًا يسمى ويرتبط ببادئ (نظام مضيف)، والذي يتعامل مع الهدف كما لو كان مجرد عنصر مادي.

يتيح لك بروتوكول iSCSI بالطبع إنشاء إستراتيجية لتطوير التخزين أو تنظيم البيانات أو إدارة الوصول إليها. لقد حصلنا على مستوى آخر من المرونة عن طريق إزالة وحدة التخزين المرتبطة مباشرة بالخوادم، مما يسمح لأي نظام فرعي للتخزين بأن يصبح هدفًا عبر بروتوكول iSCSI. إن الانتقال إلى التخزين خارج الموقع يجعل النظام يعمل بشكل مستقل عن خوادم تخزين البيانات (نقطة فشل خطيرة) ويحسن إمكانية إدارة الأجهزة. من وجهة نظر البرمجيات، لا يزال التخزين "داخل" الخادم. يمكن وضع هدف iSCSI وبادئه في مكان قريب، في طوابق مختلفة، في غرف أو مباني مختلفة - كل هذا يتوقف على جودة وسرعة اتصال IP بينهما. ومن هذا المنظور، من المهم ملاحظة أن شبكة منطقة التخزين (SAN) ليست مناسبة تمامًا لمتطلبات التطبيقات عبر الإنترنت مثل قواعد البيانات.

محركات الأقراص الصلبة SAS مقاس 2.5 بوصة

لا يزال يُنظر إلى محركات الأقراص الثابتة مقاس 2.5 بوصة المخصصة للقطاع الاحترافي على أنها حداثة. لقد كنا ننظر إلى أول محرك أقراص من هذا النوع من Seagate منذ بعض الوقت - 2.5 بوصة Ultra320 ساففيو، مما ترك انطباعًا جيدًا. تستخدم كافة محركات الأقراص SCSI مقاس 2.5 بوصة سرعة دوران تبلغ 10000 دورة في الدقيقة، ولكنها لا تصل إلى مستوى أداء محركات الأقراص مقاس 3.5 بوصة بنفس سرعة عمود الدوران. والحقيقة هي أن المسارات الخارجية للنماذج مقاس 3.5 بوصة تدور بسرعة خطية أعلى، مما يوفر معدلات نقل بيانات أعلى.

لا تكمن ميزة محركات الأقراص الصلبة الصغيرة في السعة: فاليوم لا يزال الحد الأقصى لها 73 جيجابايت، بينما مع محركات الأقراص الثابتة مقاس 3.5 بوصة من فئة المؤسسات، نحصل بالفعل على 300 جيجابايت. وفي العديد من المجالات، تكون نسبة الأداء إلى الحجم الفعلي المشغول مهم جدًا أو كفاءة استخدام الطاقة، فكلما زاد عدد محركات الأقراص الثابتة التي تستخدمها، زاد الأداء الذي ستجنيه - مع البنية التحتية المناسبة، بالطبع، وفي الوقت نفسه، تستهلك محركات الأقراص الثابتة مقاس 2.5 بوصة ما يقرب من نصف الطاقة التي يستهلكها أداء محركات الأقراص الثابتة مقاس 3.5 بوصة لكل واط (عدد عمليات الإدخال/الإخراج لكل واط)، فإن عامل الشكل 2.5 بوصة يعطي نتائج جيدة جدًا.

إذا كنت بحاجة إلى سعة في المقام الأول، فمن غير المرجح أن تكون محركات الأقراص مقاس 3.5 بوصة بسرعة 10000 دورة في الدقيقة هي الخيار الأفضل. والحقيقة هي أن محركات الأقراص الثابتة SATA مقاس 3.5 بوصة توفر سعة أكبر بنسبة 66% (500 بدلاً من 300 جيجابايت لكل محرك أقراص ثابتة)، مما يجعل مستويات الأداء مقبولة . تقدم العديد من الشركات المصنعة لمحركات الأقراص الثابتة نماذج SATA للتشغيل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، ويتم تخفيض سعر محركات الأقراص إلى الحد الأدنى. يمكن حل مشكلات الموثوقية عن طريق شراء محركات أقراص احتياطية للاستبدال الفوري في المصفوفة.

يمثل خط MAY الجيل الحالي من محركات أقراص Fujitsu مقاس 2.5 بوصة للقطاع الاحترافي. تبلغ سرعة الدوران 10,025 دورة في الدقيقة والسعة 36.7 و73.5 جيجابايت. تأتي جميع محركات الأقراص مزودة بذاكرة تخزين مؤقت سعة 8 ميجابايت وتعطي متوسط ​​وقت البحث عن القراءة 4.0 مللي ثانية و تسجيل 4.5 مللي ثانية كما ذكرنا سابقًا، فإن الميزة الرائعة لمحركات الأقراص الثابتة مقاس 2.5 بوصة هي تقليل استهلاك الطاقة. عادةً، يمكن لمحرك أقراص ثابتة مقاس 2.5 بوصة توفير ما لا يقل عن 60% من الطاقة مقارنةً بمحرك أقراص مقاس 3.5 بوصة.

محركات الأقراص الصلبة SAS مقاس 3.5 بوصة

MAX هو خط فوجيتسو الحالي من محركات الأقراص الصلبة عالية الأداء بسرعة 15000 دورة في الدقيقة. لذا فإن الاسم مناسب تمامًا. على عكس محركات الأقراص مقاس 2.5 بوصة، نحصل هنا على ما يصل إلى 16 ميجابايت من ذاكرة التخزين المؤقت ومتوسط ​​وقت بحث قصير يبلغ 3.3 مللي ثانية للقراءة و3.8 مللي ثانية للكتابة. تقدم فوجيتسو نماذج بسعة 36.7 جيجابايت و73.4 جيجابايت و146 جيجابايت (مع محرك واحد واثنين و أربعة أطباق).

كما شقت المحامل الهيدروديناميكية طريقها إلى محركات الأقراص الثابتة على مستوى المؤسسات، لذا فإن الطرازات الجديدة أكثر هدوءًا بشكل ملحوظ من الطرازات السابقة عند 15000 دورة في الدقيقة. بالطبع، يجب تبريد محركات الأقراص الثابتة هذه بشكل صحيح، كما تضمن المعدات ذلك أيضًا.

تقدم شركة Hitachi Global Storage Technologies أيضًا خطها الخاص من الحلول عالية الأداء. يعمل UltraStar 15K147 بسرعة 15000 دورة في الدقيقة ويحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت تبلغ سعتها 16 ميجابايت، مثل محركات أقراص Fujitsu، لكن تكوين الطبق مختلف. يستخدم الطراز 36.7 جيجابايت طبقين بدلاً من طبق واحد، ويستخدم الطراز 73.4 جيجابايت ثلاثة أطباق بدلاً من اثنين. ويشير هذا إلى انخفاض كثافة البيانات، ولكن هذا التصميم يلغي بشكل أساسي استخدام المناطق الداخلية والأبطأ من الأطباق. ونتيجة لذلك، يجب أن تتحرك الرؤوس بشكل أقل، مما يوفر متوسطًا أفضل لوقت الوصول.

تقدم شركة هيتاشي أيضًا نماذج بسعة 36.7 جيجابايت و73.4 جيجابايت و147 جيجابايت مع وقت بحث (قراءة) يبلغ 3.7 مللي ثانية.

على الرغم من أن ماكستور أصبحت بالفعل جزءًا من Seagate، إلا أن خطوط إنتاج الشركة لا تزال محفوظة. تقدم الشركة المصنعة نماذج بسعة 36 و73 و147 جيجابايت، وتتميز جميعها بسرعة دوران تبلغ 15000 دورة في الدقيقة وذاكرة تخزين مؤقت سعة 16 ميجابايت. تدعي الشركة أن متوسط ​​وقت البحث يبلغ 3.4 مللي ثانية للقراءة و 3.8 مللي ثانية للكتابة.

لطالما ارتبط الفهد بمحركات الأقراص الصلبة عالية الأداء. كانت Seagate قادرة على غرس ارتباط مماثل مع إصدار Barracuda في قطاع أجهزة الكمبيوتر المكتبية، حيث قدمت أول محرك أقراص مكتبي بسرعة 7200 دورة في الدقيقة في عام 2000.

متوفر بموديلات 36.7 جيجابايت و73.4 جيجابايت و146.8 جيجابايت. تتميز جميعها بسرعة دوران تبلغ 15000 دورة في الدقيقة وذاكرة تخزين مؤقت تبلغ 8 ميجابايت. متوسط ​​وقت البحث المعلن للقراءة هو 3.5 مللي ثانية وللكتابة 4.0 مللي ثانية.

محولات المضيف

على عكس وحدات تحكم SATA، لا يمكن العثور على مكونات SAS إلا على اللوحات الأم من فئة الخادم أو كبطاقات توسعة PCI-X أو PCI Express. إذا أخذنا خطوة أخرى إلى الأمام وفكرنا في وحدات تحكم RAID (مصفوفة زائدة من محركات الأقراص الرخيصة)، نظرًا لتعقيدها، يتم بيعها، في معظمها، في شكل بطاقات منفصلة. لا تحتوي بطاقات RAID على وحدة التحكم نفسها فحسب، بل تحتوي أيضًا على شريحة لتسريع حسابات معلومات التكرار (محرك XOR)، بالإضافة إلى ذاكرة التخزين المؤقت. في بعض الأحيان يتم لحام كمية صغيرة من الذاكرة بالبطاقة (في أغلب الأحيان 128 ميجابايت)، لكن بعض البطاقات تسمح لك بتوسيع السعة باستخدام DIMM أو SO-DIMM.

عند اختيار محول مضيف أو وحدة تحكم RAID، يجب عليك تحديد ما تحتاجه بوضوح. مجموعة الأجهزة الجديدة تنمو أمام أعيننا. ستكلفك محولات المضيف البسيطة متعددة المنافذ القليل نسبيًا، لكن بطاقات RAID القوية ستكلفك الكثير من المال. ضع في اعتبارك المكان الذي ستضع فيه محركات الأقراص: يتطلب التخزين الخارجي فتحة خارجية واحدة على الأقل. تتطلب خوادم الرف عادةً بطاقات منخفضة المستوى.

إذا كنت بحاجة إلى RAID، فحدد ما إذا كنت ستستخدم تسريع الأجهزة. تستهلك بعض بطاقات RAID موارد وحدة المعالجة المركزية (CPU) لإجراء حسابات XOR لمصفوفات RAID 5 أو 6؛ يستخدم الآخرون محرك XOR للأجهزة الخاصة بهم. يوصى بتسريع RAID للبيئات التي يقوم فيها الخادم بأكثر من مجرد تخزين البيانات، مثل قواعد البيانات أو خوادم الويب.

تدعم جميع بطاقات محول المضيف التي قدمناها في مقالتنا سرعات تصل إلى 300 ميجابايت/ثانية لكل منفذ SAS وتسمح بتنفيذ مرن للغاية للبنية التحتية لتخزين البيانات. لن تفاجئ المنافذ الخارجية اليوم سوى القليل من الناس، وتأخذ في الاعتبار دعم محركات الأقراص الثابتة SAS وSATA. تستخدم جميع البطاقات الثلاث واجهة PCI-X، لكن إصدارات PCI Express قيد التطوير بالفعل.

لقد انتبهنا في مقالتنا إلى البطاقات ذات الثمانية منافذ، لكن عدد محركات الأقراص الثابتة المتصلة لا يقتصر على هذا. باستخدام موسع SAS (خارجي)، يمكنك توصيل أي وحدة تخزين. طالما أن الاتصال بأربعة حارات كافٍ، يمكنك زيادة عدد محركات الأقراص الثابتة حتى 122. ونظرًا للأداء الزائد لحساب معلومات التكافؤ لـ RAID 5 أو RAID 6، لن تتمكن وحدة تخزين RAID الخارجية النموذجية من توفير ما يكفي من البيانات. تحميل النطاق الترددي لاتصال رباعي المسارات، حتى إذا كنت تستخدم عددًا كبيرًا من محركات الأقراص.

48300 هو محول مضيف SAS مصمم لناقل PCI-X. يستمر PCI-X في السيطرة على سوق الخوادم اليوم، على الرغم من أن المزيد والمزيد من اللوحات الأم مجهزة بواجهات PCI Express.

يستخدم Adaptec SAS 48300 واجهة PCI-X بسرعة 133 ميجاهرتز، مما يوفر إنتاجية تبلغ 1.06 جيجابايت/ثانية. سريع بدرجة كافية إذا لم يتم تحميل ناقل PCI-X بأجهزة أخرى. إذا قمت بتضمين جهاز أبطأ في الناقل، فسوف تقوم جميع بطاقات PCI-X الأخرى بتقليل سرعتها إلى نفس المستوى. ولهذا الغرض، يتم أحيانًا تثبيت عدة وحدات تحكم PCI-X على اللوحة.

تقوم شركة Adaptec بوضع SAS 4800 للخوادم ذات السعر المتوسط ​​والمنخفض، بالإضافة إلى محطات العمل. سعر التجزئة المقترح هو 360 دولارًا، وهو سعر معقول جدًا. يتم دعم Adaptec HostRAID، مما يسمح لك بالانتقال إلى أبسط صفائف RAID. في هذه الحالة، هذه هي مستويات RAID 0 و 1 و 10. تدعم البطاقة اتصال SFF8470 خارجي بأربع قنوات، بالإضافة إلى موصل SFF8484 داخلي مقترن بكابل لأربعة أجهزة SAS، أي أننا نحصل على ثمانية منافذ في المجموع .

تتناسب البطاقة مع خادم حامل مكون من 2U إذا قمت بتثبيت فتحة منخفضة المستوى فارغة. تتضمن الحزمة أيضًا قرصًا مضغوطًا يحتوي على برنامج تشغيل ودليل تثبيت سريع وكابل SAS داخلي يمكن من خلاله توصيل ما يصل إلى أربعة محركات أقراص للنظام بالبطاقة.

أرسل لنا مشغل SAS LSI Logic محول مضيف SAS3442X PCI-X، وهو منافس مباشر لـ Adaptec SAS 48300. ويأتي مزودًا بثمانية منافذ SAS، مقسمة بين واجهتين رباعية القنوات. "قلب" البطاقة هو شريحة LSI SAS1068. إحدى الواجهات مخصصة للأجهزة الداخلية، والثانية - للـ DAS الخارجي (التخزين المتصل المباشر). تستخدم اللوحة واجهة الناقل PCI-X 133.

كالعادة، يتم دعم واجهة بسرعة 300 ميجابايت/ثانية لمحركات أقراص SATA وSAS. يوجد 16 مصباح LED على لوحة التحكم. ثمانية منها عبارة عن مصابيح LED للنشاط البسيط، وثمانية أخرى مصممة للإشارة إلى خلل في النظام.

تعد LSI SAS3442X عبارة عن بطاقة صغيرة الحجم، لذا فهي تتناسب بسهولة مع أي خادم مثبت على حامل مكون من وحدتين.

نلاحظ دعم برامج التشغيل لـ Linux وNetware 5.1 و6 وWindows 2000 وServer 2003 (x64) وWindows XP (x64) وSolaris حتى 2.10. على عكس Adaptec، قررت LSI عدم إضافة دعم لأي من أوضاع RAID.

محولات RAID

SAS RAID4800SAS هو حل Adaptec لبيئات SAS الأكثر تعقيدًا ويمكن استخدامه لخوادم التطبيقات وخوادم البث والمزيد. أمامنا، مرة أخرى، بطاقة ذات ثمانية منافذ، مع اتصال SAS خارجي بأربع قنوات وواجهتين داخليتين بأربع قنوات. ولكن إذا تم استخدام اتصال خارجي، فستبقى واجهة واحدة فقط من أربع قنوات من الواجهة الداخلية.

تم تصميم البطاقة أيضًا لناقل PCI-X 133، الذي يوفر نطاقًا تردديًا كافيًا حتى لتكوينات RAID الأكثر تطلبًا.

أما بالنسبة لأوضاع RAID، فهنا يتفوق SAS RAID 4800 بسهولة على "الأخ الصغير": بشكل افتراضي، يتم دعم مستويات RAID 0، 1، 10، 5، 50، إذا كان لديك عدد كافٍ من محركات الأقراص. على عكس 48300، يتضمن Adaptec كابلين SAS، بحيث يمكنك توصيل ثمانية محركات أقراص ثابتة على الفور بوحدة التحكم. على عكس 48300، تتطلب البطاقة فتحة PCI-X كاملة الحجم.

إذا قررت ترقية بطاقتك إلى Adaptec مجموعة حماية البيانات المتقدمة، ستتاح لك الفرصة للتبديل إلى أوضاع RAID ذات التكرار المزدوج (6، 60)، بالإضافة إلى عدد من الميزات على مستوى المؤسسات: محرك المرآة المخطط (RAID 1E)، والتباعد السريع (RAID 5EE)، والنسخ الاحتياطي الساخن. تحتوي الأداة المساعدة Adaptec Storage Manager على واجهة تشبه المتصفح ويمكن استخدامها لإدارة جميع محولات Adaptec.

توفر Adaptec برامج تشغيل لأنظمة التشغيل Windows Server 2003 (وx64)، وWindows 2000 Server، وWindows XP (x64)، وNovell Netware، وRed Hat Enterprise Linux 3 و4، وSuSe Linux Enterprise Server 8 و9، وFreeBSD.

الأدوات الإضافية SAS

يعد 335SAS بمثابة أداة إضافية لأربعة محركات أقراص SAS أو SATA، ولكن يجب توصيله بوحدة تحكم SAS. بفضل المروحة مقاس 120 مم، سيتم تبريد محركات الأقراص بشكل جيد. سيتعين عليك أيضًا توصيل مقبسي طاقة من نوع Molex بالجهاز.

قام Adaptec بتضمين كبل I2C الذي يمكن استخدامه للتحكم في الأجهزة من خلال وحدة التحكم المناسبة. ولكن مع محركات أقراص SAS، لن يعمل هذا بعد الآن. تم تصميم كابل LED إضافي للإشارة إلى نشاط محرك الأقراص، ولكن مرة أخرى، فقط لمحركات أقراص SATA. تتضمن الحزمة أيضًا كبل SAS داخليًا لأربعة محركات أقراص، لذا سيكون كبل خارجي رباعي القنوات كافيًا لتوصيل محركات الأقراص. إذا كنت تريد استخدام محركات أقراص SATA، فسيتعين عليك استخدام محولات من SAS إلى SATA.

لا يمكن اعتبار سعر التجزئة البالغ 369 دولارًا منخفضًا. ولكن سوف تحصل على حل قوي وموثوق.

تخزين ساس

SANbloc S50 هو حل على مستوى المؤسسة لـ 12 محرك أقراص. سوف تحصل على حاوية مثبتة على حامل مكونة من وحدتين تتصل بوحدات تحكم SAS. يعد هذا أحد أفضل الأمثلة على حلول SAS القابلة للتطوير. يمكن أن تكون محركات الأقراص الـ 12 إما SAS أو SATA. أو تمثل خليطا من كلا النوعين. يمكن للموسع المدمج استخدام واجهة SAS واحدة أو اثنتين من أربع قنوات لتوصيل S50 بمحول مضيف أو وحدة تحكم RAID. وبما أن هذا حل احترافي بشكل واضح، فهو مزود بمزودي طاقة (زائدين عن الحاجة).

إذا كنت قد اشتريت بالفعل محول مضيف Adaptec SAS، فيمكنك توصيله بسهولة بجهاز S50 واستخدام Adaptec Storage Manager لإدارة محركات الأقراص. إذا قمنا بتثبيت محركات أقراص ثابتة SATA بسعة 500 جيجابايت، فسنحصل على مساحة تخزين تبلغ 6 تيرابايت. إذا أخذنا محركات أقراص SAS بسعة 300 جيجابايت، فستكون السعة 3.6 تيرابايت. نظرًا لأن الموسع متصل بوحدة التحكم المضيفة من خلال واجهتين من أربع قنوات، فسنحصل على معدل نقل يبلغ 2.4 جيجابايت/ثانية، وهو ما سيكون أكثر من كافٍ لأي نوع من المصفوفات. إذا قمت بتثبيت 12 محرك أقراص في مصفوفة RAID0، فسيكون الحد الأقصى للإنتاجية 1.1 جيجابايت/ثانية فقط. في منتصف هذا العام، تعد شركة Adaptec بإصدار نسخة معدلة قليلاً مع وحدتي إدخال/إخراج SAS مستقلتين.

يحتوي SANbloc S50 على مراقبة تلقائية وتحكم تلقائي في سرعة المروحة. نعم، صوت الجهاز مرتفع، لذلك شعرنا بالارتياح لاستعادته من المعمل بعد الانتهاء من الاختبار. يتم إرسال رسالة فشل محرك الأقراص إلى وحدة التحكم عبر SES-2 (خدمات حاوية SCSI) أو عبر واجهة I2C المادية.

درجات حرارة التشغيل لمحركات الأقراص هي 5-55 درجة مئوية، وللملحقات - من 0 إلى 40 درجة مئوية.

في بداية اختباراتنا، حصلنا على سرعة إنتاجية قصوى تبلغ 610 ميجابايت/ثانية فقط. ومن خلال تغيير الكابل بين S50 ووحدة التحكم المضيفة Adaptec، ظللنا قادرين على تحقيق 760 ميجابايت/ثانية. لتحميل النظام في وضع RAID 0، استخدمنا سبعة محركات أقراص ثابتة. زيادة عدد محركات الأقراص الثابتة لم تؤد إلى زيادة في الإنتاجية.

تكوين الاختبار

أجهزة النظام
معالجات	2x إنتل زيون (نوكونا كور) 3.6 جيجا هرتز، FSB800، 1 ميجابايت L2 ذاكرة تخزين مؤقت
منصة	أسوس NCL-DS (المقبس 604) شرائح إنتل E7520، BIOS 1005
ذاكرة	قرصان CM72DD512AR-400 (DDR2-400 ECC، تسجيل) 2x512 ميجابايت، CL3-3-3-10
القرص الصلب للنظام	ويسترن ديجيتال كافيار WD1200JB 120 جيجابايت، 7200 دورة في الدقيقة، ذاكرة تخزين مؤقت 8 ميجابايت، UltraATA/100
وحدات تحكم القيادة	وحدة تحكم Intel 82801EB UltraATA/100 (ICH5). وعد SATA 300TX4 سائق 1.0.0.33 أدابتيك AIC-7902B Ultra320 سائق 3.0 Adaptec 48300 8 منافذ PCI-X SAS سائق 1.1.5472 Adaptec 4800 8 منافذ PCI-X SAS سائق 5.1.0.8360 البرامج الثابتة 5.1.0.8375 LSI Logic SAS3442X 8 منافذ PCI-X SAS سائق 1.21.05 بيوس 6.01
تخزين	أجهزة داخلية قابلة للتبديل السريع مكونة من 4 فتحات 2U، 12-HDD SAS/SATA JBOD
شبكة	من برودكوم BCM5721 جيجابت إيثرنت
بطاقة فيديو	مدمج أيه تي آي راج إكس إل، 8 ميجابايت
الاختبارات
مقياس الاداء	ج"t h2benchw 3.6
قياس أداء الإدخال/الإخراج	آيوميتر 2003.05.10 خادم الملفات-المعيار خادم الويب-المعيار قاعدة البيانات المعيارية محطة العمل المعيار
برامج النظام وبرامج التشغيل
نظام التشغيل	مايكروسوفت ويندوز سيرفر 2003 إصدار المؤسسة، حزمة الخدمة 1
سائق المنصة	أداة تثبيت شرائح Intel 7.0.0.1025
سائق الرسوماتسيناريو محطة العمل بعد مراجعة العديد من محركات الأقراص الصلبة الجديدة SAS، وثلاث وحدات تحكم مرتبطة بها، واثنتين من الأدوات الإضافية، أصبح من الواضح أن SAS هي حقًا تقنية واعدة. إذا قمت بالرجوع إلى الوثائق الفنية لـ SAS، فسوف تفهم السبب. هذا ليس مجرد خليفة لـ SCSI بواجهة تسلسلية (سريعة ومريحة وسهلة الاستخدام)، ولكنه أيضًا مستوى ممتاز من التوسع وتوسيع البنية التحتية، بالمقارنة مع حلول Ultra320 SCSI التي تبدو وكأنها العصر الحجري. والتوافق ممتاز بكل بساطة. إذا كنت تخطط لشراء معدات SATA احترافية لخادمك، فيجب عليك إلقاء نظرة فاحصة على SAS. تتوافق أي وحدة تحكم أو جهاز SAS مع محركات الأقراص الثابتة SAS وSATA. ولذلك، يمكنك إنشاء بيئة SAS عالية الأداء وبيئة SATA عالية السعة - أو كليهما في وقت واحد. يعد الدعم المريح للتخزين الخارجي ميزة مهمة أخرى لـ SAS. إذا كانت وحدات تخزين SATA تستخدم بعض الحلول الخاصة أو قناة SATA/eSATA واحدة، فإن واجهة تخزين SAS تسمح لك بزيادة إنتاجية الاتصال في مجموعات مكونة من أربع قنوات SAS. ونتيجة لذلك، نحصل على فرصة زيادة عرض النطاق الترددي ليناسب احتياجات التطبيقات، ولا يقتصر على 320 ميجابايت/ثانية UltraSCSI أو 300 ميجابايت/ثانية SATA. علاوة على ذلك، تسمح لك موسعات SAS بإنشاء تسلسل هرمي كامل لأجهزة SAS، بحيث يتمتع المسؤولون بحرية أكبر في العمل. لن ينتهي تطور أجهزة SAS هنا. يبدو لنا أن واجهة UltraSCSI يمكن اعتبارها قديمة ويتم شطبها ببطء. ومن غير المرجح أن تقوم الصناعة بتحسينها، إلا إذا استمرت في دعم تطبيقات UltraSCSI الحالية. ومع ذلك، فإن محركات الأقراص الثابتة الجديدة، وأحدث نماذج التخزين والمعدات، بالإضافة إلى زيادة سرعة الواجهة إلى 600 ميجابايت/ثانية، ثم ما يصل إلى 1200 ميجابايت/ثانية - كل هذا مخصص لـ SAS. كيف ينبغي أن تبدو البنية التحتية الحديثة للتخزين؟ مع توفر SAS، أصبحت أيام UltraSCSI معدودة. يعد الإصدار المتسلسل خطوة منطقية إلى الأمام ويتعامل مع جميع المهام بشكل أفضل من سابقتها. تصبح مسألة الاختيار بين UltraSCSI وSAS واضحة. يعد الاختيار بين SAS أو SATA أكثر صعوبة إلى حد ما. ولكن إذا نظرت إلى المستقبل، فستظل مكونات SAS أفضل. في الواقع، لتحقيق أقصى قدر من الأداء أو من وجهة نظر قابلية التوسع، لا يوجد بديل لـ SAS اليوم.