Технология SAS (Serial Attached SCSI) обладает широкими возможностями для более гибкого управления хранилищами информации в масштабах предприятия, а также обеспечивает более высокую производительность и низкое энергопотребление.
Сегодня на смену распространенному и хорошо себя зарекомендовавшему стандарту SCSI приходит новый, усовершенствованный стандарт. Интеграция двух разных технологий (Parallel and Serial) в новое решение существенно изменит ситуацию на рынке систем хранения данных и тем самым ускорит выпуск новых видов жестких накопителей для предприятий, использующих объемные хранилища информации.
Речь идет о переходном (Serial attached SCSI) SAS-интерфейсе, который поддерживает более быстрые, гибкие и надежные соединения с устройствами. Новый стандарт также позволяет размещать в одном корпусе SAS-устройства и менее дорогие SATA-накопители.
С появлением более компактного SAS-интерфейса, а именно 2,5-дюймовых накопителей масштаба предприятия, вполне логичным является постепенный переход от 3,5-дюймовых накопителей к новым SAS-моделям. В данном случае выбор нового интерфейса и, соответственно, широкое применение данного типа моделей вызвано не только уменьшенным форм-фактором, благодаря которому появляется возможность размещать на той же территории более объемные хранилища. Маленькие устройства также уменьшат энергопотребление, ускорят доступ к данным и увеличат суммарную емкость хранилищ, построенных на SAS-накопителях.
Правда, с начала нынешнего года переход к SAS-интерфейсу не приобрел масштабного характера. Это неудивительно, ведь техническая база многих бизнес-структур в развитых странах уже обновлена, и нет необходимости в покупке нового SAS-оборудования. Однако с появлением в ближайшие полгода новых серверов с внутренними SAS-накопителями вместо традиционных SCSI-устройств ситуация может измениться. По словам аналитика фирмы Gartner Джона Монро, на SAS-технологию сейчас ориентируются большинство основных производителей комплексного оборудования (OEMs). Эксперты считают, что с 2008-го по 2010 год все SCSI-устройства будут вытеснены или практически полностью заменены SAS-устройствами.
По словам начальника управления инфраструктурой хранилищ информации Optimus Solutions Грега Харцога, на рынке IT будет прослеживаться тенденция к увеличению емкости хранилищ и повышению производительности при невысоких ценах.
Преимущества и недостатки SAS-интерфейса
Несмотря на то, что SCSI-технология претерпевает изменения, предприятиям не стоит беспокоиться о дополнительных затратах на переоборудование инфраструктуры своих хранилищ. На самом деле система команд предыдущего интерфейса идентична системе команд SAS, что снимает множество вопросов о совместимости и управляемости. Также неизменными остаются блоки магнитных головок накопителей, отвечающие за считывание и хранение информации. Кроме того, инфраструктура хранилищ и сопровождающее ПО не подвергнется серьезным изменениям.
Правда, более старые SCSI-устройства несовместимы с SAS, поэтому на этапе перехода к SAS-накопителям предприятиям лучше иметь оба типа SCSI-устройств в системах накопления данных (DAS). Это подразумевает поддержку двух видов сменных дисков на случай неисправностей и возможного перераспределения информационных массивов для простоты управления (каждый тип носителей в определенном месте).
SAS-контроллеры работают как c SAS-, так и c SATA-устройствами, поскольку кабели идентичны. Это позволяет производителям использовать одинаковые источники питания, корпусы, платы подключения во всех своих продуктах, что уменьшит производственные затраты и, соответственно, снизит цену.
По словам Крайка Батлера, маркетинг-менеджера по продажам дисковых накопителей компании IBM, в ближайшее время планируется обширный выпуск SAS-устройств, поскольку они будут использоваться как в серверах, так и в массивах. Это сделает их дешевле и доступнее для большинства потребителей. Кроме уменьшения производственных расходов, новая стандартизация обеспечит поддержку SATA-и SAS-устройств в одном корпусе, что позволит объединить хранилище данных в единой физической структуре и одновременно обеспечит гибкое взаимодействие между устройствами. SAS будет использоваться в этой структуре для поддержки высокопроизводительных, многотранзакционных приложений, а SATA - для менее скоростных, ресурсоемких приложений и операций, таких как архивирование и потоковая обработка медиаприложений.
Однако объединение двух типов устройств (SATA и SAS) может создать ряд проблем в случаях, когда серверные корпусы не спроектированы под них. Из-за разных скоростей вращения шпинделя (SAS и SATA-устройства вибрируют по-разному) возможны ощутимые вибрации помещения. Чтобы предотвратить "танцы" корпусов с устройствами по полу серверной комнаты, администраторы должны убедиться в том, что серверный корпус разработан с учетом всех правил и стандартов конкретного оборудования. Во избежание неправильного подключения SAS-накопители снабжены специальными ключами на разъемах.
Таким образом, поддержка SAS-интерфейсом обоих типов устройств (SATA и SAS) значительно облегчает "ярусное" хранение информации. Общий интерфейс позволяет легко настраивать накопители либо для резервного копирования и архивирования данных (используя SATA-устройства), либо для транзакционных операций (с применением SAS-устройств), и все это в единой структуре серверных хранилищ и стоек.
Эффективность SAS-решений
Менее очевидное преимущество в использовании SAS - это переход SCSI от технологии параллельного интерфейса к технологии последовательного. Современный SCSI-интерфейс позволяет подключить к одному контроллеру 15 устройств, но он не в состоянии поддерживать их все одновременно в режиме реальной работы. Переход к SAS увеличивает количество подключаемых к одному каналу устройств до 4032 (без использования аппаратных расширителей).
Благодаря последовательному подключению устройств в SAS достигается разделение пропускной способности. Это повышает эффективность процесса получения данных из хранилища. Последовательный принцип передачи данных технологии SAS-интерфейса обуславливает отказоустойчивость и надежность: выход из строя одного из накопителей никак не отражается на работе других.
В недалеком прошлом технология, основанная на параллельном интерфейсе, была широко распространена благодаря возможности одновременной передачи большого количества данных по одному каналу. Однако современная технология, основанная на последовательном интерфейсе, а также современные контроллеры, которые способны управлять отдельными подключениями, становятся все более популярными и широко используются в Fire-Wire-, USB-, FC- и Ethernet-соединениях.
SAS также обещает преодолеть барьер производительности SCSI-накопителей, обладая пропускной способностью 3 Гб/с, и это еще не предел.
Пока невозможно добиться более высокой производительности в технологии параллельного интерфейса. Исходные SAS-устройства будут работать и на скорости 300 Мб/с, однако, по прогнозам Ассоциации производителей и дилеров SCSI, здесь есть запас для наращивания производительности: к 2008 году планируется увеличить производительность до 6 Гб/с, а к 2010 - до 12 Гб/с.
SAS-интерфейс также обеспечивает поддержку двух универсальных портов. Эта особенность позволяет использовать двухканальное подключение к одному устройству для повышения отказоустойчивости и надежности, точно так, как и для RAID-контроллеров и FC. Кроме того, поддержка двух универсальных портов является главным фактором, повышающим производительность подсистем прямого подключения.
Благодаря поддержке различных типов устройств и достижению высокой пропускной способности становится возможным создание больших дисковых кластеров в устройствах сочень высокой накопительной емкостью и большой производительностью. Такой показатель, по словам Крейга Батлера, маркетинг-менеджера по продажам дисковых накопителей компании IBM, будет способствовать постепенному и неизбежному вытеснению более дорогих оптических технологий, где стоимостная характеристика значительно превосходит скоростную.
SAS-технология позволяет объединить несколько SAS-устройств - массивов или внешних устройств - через прямые SAS-to-SAS-соединения без подключения к малой локальной сети (SAN) или совместно использовать эту сеть с другим трафиком. По предположениям экспертов, некоторые предприятия будут применять SAS-накопители для запоминающих устройств петлевого типа в большей степени как дополняющие, чем как заменяющие. Также предполагается использование SAS в двухузловых внешних системах хранения данных.
Производители очень рассчитывают на применение SAS-интерфейса в тех серверах, которые сейчас базируются на SCSI-устройствах. SAS имеет более высокие характеристики производительности и надежности, одновременно позволяя разработчикам использовать один и тот же набор микросхем и разъемов для своих серверов, а это существенная экономия. Как отмечают эксперты IBM, к 2006 году SAS-накопители войдут в широкий обиход и станут неотъемлемой частью любого сервера. Однако поскольку многие предприятия недавно обновили парки своих серверов, то переход к оборудованию, основанному на SAS-технологии, затянется до следующих обновлений.
Малогабаритный, емкий и быстрый
SAS-устройства дают дополнительные преимущества в конструировании серверов. Эти 2,5-дюймовые накопители потребляют меньше энергии и выделяют при этом меньше тепла. Вместе с тем их производительность - время доступа и поиска - лучше, чем у 3,5-дюймовых предшественников благодаря меньшему расстоянию, которое приходится проходить головке для считывания или записи. Это делает SAS-накопители наиболее эффективным устройством для приложений с интенсивными транзакциями.
Что касается массивов устройств, то ожидается широкое внедрение 2,5-дюймовых SAS-устройств на среднем ярусе. Большинство среднеярусных массивов содержат 14 устройств в 19-дюймовой стойке, но если использовать более компактные 2,5-дюймовые накопители, то емкость стоек можно расширить до 30.
Хотя 2,5-дюймовые SAS-модели помогут производителям распространять более компактные массивы накопителей, 3,5-дюймовые накопители будут использоваться еще долгое время. На то есть две причины. Во-первых, SATA-устройства пока не имеют в своем ассортименте 2,5-дюймовых компактных моделей. Во-вторых, цена 2,5-дюймовых SAS-устройств будет превышать стоимость 3,5-дюймовых с расчетом на гигабайт информации. Поэтому для массового распространения 2,5-дюймовых SAS-устройств производителям придется оптимизировать их стоимость.
Тем не менее изменения на стабильном рынке магнитных накопителей неизбежны. Вопреки пессимистическим прогнозам относительно быстрого и широкого внедрения революционной SAS-технологии, новые устройства не собираются сдавать своих позиций. Более того, увеличение емкости и совершенствование этих устройств будут превышать законы Мура.
SAS-технология и библиотеки на магнитных лентах
SCSI широко используется в магнитофонах, а не только в накопителях на магнитных дисках, поэтому возникает вопрос, каким образом SAS могли бы использоваться в библиотеках на лентах. Представители Seagate отмечают, что пока ни один из производителей магнитофонов не внедрил SAS-технологию.
Консультант из Optimus Solutions Грег Харцог не сомневается, что SAS принесет большую пользу для библиотек на лентах благодаря увеличенной длине и уменьшенному размеру кабеля. Потребители, по его словам, хорошо воспринимают и одобряют идею внешних и в то же время последовательно подсоединенных библиотек на лентах для ведомственного и другого локального резервирования данных. Представитель LSI Logic`s Гарри Мейсон также поддерживает эту точку зрения и замечает, что библиотеки на лентах все еще используют оптические соединения (Fibre Channel), поскольку такие библиотеки пока не используют технологии подключения дисковых накопителей.
По словам Грега Харцога, из-за дороговизны оптических адаптеров дисковых устройств на магнитных лентах целесообразнее будет использовать SAS-интерфейсы.
По словам экспертов, сейчас наблюдается большой интерес производителей лент к SAS-технологии. Основываясь на SCSI-технологии, производители магнитофонов могут рассматривать новый SAS-интерфейс в качестве замены FC: преимущества кабельных соединений сохраняются, причем не надо переходить к новой системе команд.
