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SATA硬盘和SAS硬盘对比

时间:2014-3-5来源:互联网 点击:

  不同于常见的SATA硬盘,SAS(Serial Attached SCSI)硬盘天生就是为企业级用户设计的。要说SAS与SATA的关系,可以这样概述,对IT产品来讲,一般都是首先设计生产适应当时生产制造水平的顶级产品,未来根据产品自身特点,对产品进行阉割,进而较易生产出定位全面的产品。像Intel的CPU,通过缓存进行区分定位,NVIDIA的GPU,通过流处理器数量划分不同等级。SAS与SATA的关系也类似,当年存储设备从并行接口转变至对数据传输更为有利的串行接口,SAS就此诞生,而去除了一些民用不必要的特性后,就是我们常见的SATA。

  最新的SATA 6Gb/s,也是SAS衍生物

  由于同源性的特性,SAS接口可以向下兼容SATA。具体来讲,兼容性主要体现在物理层和协议层。在物理层,SAS接口和 SATA接口完全兼容,SATA硬盘可以直接使用在SAS环境中,从接口标准上而言,SATA是SAS的一个子标准,因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘,但SAS硬盘却不能直接使用在SATA的环境中,因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行处理;在协议层,SAS由3种类型协议组成,根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议(SSP)用于传输SCSI命令;SCSI管理协议(SMP)用于对连接设备的维护和管理;SATA通道协议(STP)用于SAS和SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下,SAS可以对SATA无缝结合,反之,SATA却不能结合SAS。

  昂贵的SAS受到企业级用户的青睐,必然有其无可比拟的优势,首先,在磁盘性能上SAS具有强大的性能优势。主要得益于强大SCSI指令集(包括SCSI指令队列)、双核处理器(对比SATA使用的单核处理器,即使有SATA硬盘使用双核处理器,性能也相差甚远),以及对硬件顺序流处理的支持。 SAS硬盘支持双向全双工模式,为同时发生的读写操作提供了两路活动通道。相比之下,SATA只能提供单通道和半双工模式,无疑弱了不少。

  双端口接口提供两个分开的SAS端口用于数据传输,实现了更高的性能和可靠性。这些端口为控制卡提供了分别的冗余链路,即大家耳熟能详的“双通道故障切换”。硬盘上的两个端口通过不同电缆,分别连接到控制卡上的不同端口。当两条连接都启用时,SAS磁盘控制器能够通过这种双通道配置为高流量存储环境提升性能。如果一条电缆或一条连接出现故障,控制卡能够立即切换到另一条连接,并保持对SAS硬盘的存取。

  安全性上,SAS除了提供出色的性能,更能满足用户复杂的数据完整性与数据保护要求。SAS所采用的I/O ErrorDetection(IOEDC)技术可同时校验数据内容和位置,而相比之下,SATA只能校验内容。同样, SAS I/O ErrorCorrection(IOECC)能够纠正读和写操作中的数据错误,而SATA只能在写操作时完成此项工作。

  上面说了这么多,无非就是一个结论:SAS更好更强大,但是与SATA相比更贵更奢侈。用户在实际部署时应结合自己实际情况进行选择,一般来说企业级的SATA硬盘已经能满足日常服务需要,与常见的家用级SATA相比,企业级SATA硬盘已经具有足够的数据完整性与数据保护要求,只是在IO处理方面与SAS尚有差距。企业级SATA硬盘是经济型服务器数据存储解决方案。

  其实企业级和普通硬盘的区别就是 缓存更大 更稳定一些,另外企业级别追求的稳定和良好的散热。

  服务器硬盘SAS与SATA区别介绍

  SAS硬盘与SATA硬盘:

  串行技术 - 包括SAS硬盘(串行连接SCSI)和SATA硬盘(串行ATA)- 比旧款的Intel Xeon服务器有了更好的RAS性能。当存储环境需要简化配置或优化成本/容量时,专为桌面应用而设计的SATA成为理想选择,而SAS则能为带宽要求更高的主流服务器和企业级存储提供所需的高性能、高扩展性和可靠性。SAS满足了诸如网上购物和银行交易等事务性数据应用环境中对高频率和即时、随机数据存取的需求。

  SAS将SCSI的可靠性和强大功能与串行技术的性能与优秀设计相结合,为我们带来以下关键特征和功能:

  性能 - 第一代产品性能达到3Gbps,宽端口合成带宽,全双工传输,端口集合,高级命令队列组合,丰富的SCSI命令功能组

  可扩展性 - 对物理设备的寻址范围宽,长电缆、小接头,可接入外部存储系统

  可靠性和可用性 - 点对点连接,通过扩展器实现多服务器(initiators)并发访问,支持双主动式端口和针对目标设备的冗余路径

  灵活性 - 与SAS和SATA硬盘在物理和软件上均兼容,并向下兼容SCSI软件和中间件

  设计尺寸:

  我们知道,此前主流的桌面磁盘和服务器磁盘都是采用3.5英寸设计,而SAS硬盘除了具有传统的3.5英寸规格之外,还采用了2.5英寸的缩小版,这样可以在机架式服务器有限的空间内安装更多的磁盘以扩充存储系统的容量,也能够为其他配件腾出更大的空间,以便通风散热,在2U高度内使用 8个 2.5英寸的SAS硬盘位已经成为大多数OEM服务器厂商的选择。

  性能:

  第一代SAS的数据吞吐能力达到3Gbps,为了紧跟不断增长的微处理器速度和越来越高级的应用需求,其后续几代速度将逐级加大直至12Gbps。另外,SAS采用多路点对点连接,支持容错性设计。

  SAS的全双工、点对点设计实现了多服务器(initiators)与高性能SAS目标设备之间的同步主动连接。设备在同一时间内能够以双方向传输数据,有效地使链接的可利用带宽得到双倍加强。窄端口允许单路串行链接,而宽端口则支持多路链接,获得面向8路SAS或SATA目标的合计带宽,将总带宽提高到24Gbps。

  通过多个PHY的结合创建宽端口,支持大型SAS拓扑中对带宽的显著需求。

  和SCSI一样,SAS的高级命令队列包含256个不同的队列组合方式,可提供独特的智能数据处理功能,如head-of-queue和out-of-order队列。这些队列功能在企业应用中起着关键作用,允许一个系统在接口内对命令进行重新组织和优化。

  由于使用更先进的线缆,SAS更可用于构建大型高性能拓扑。SAS摒弃了用于信号传输的68针宽型带状线缆和供电电缆,代之以一根长达8米的瘦型4线SAS线缆。这种紧凑式设计加强了机箱中的空气流通,并简化了设备的热插拔连接。

  灵活性:

  SAS的关键优势之一在于其背板设计和协议接口,允许在同一系统中同时使用SAS和SATA硬盘。虽然这两种硬盘通常被用于不同应用,但许多企业用户可能需要兼而用之。这种混合匹配不同类型硬盘的能力将使系统集成商和最终用户都大受裨益。

  SATA硬盘专为成本有效性存储而设计。为达到经济实用的目的,SATA硬盘采用较低的转速(通常为7200rpm)和平均无故障工作时间(即MTBF-Mean Time Between Failure),因而成本也比较低。因此,此类硬盘倾向于在事务性处理少、数据可用性非关键指标的应用中被采用。

  另一方面,SAS硬盘则是专为高性能、高可靠性应用而设计的。SAS硬盘工作于更高的转速(10,000到15,000 rpm),配备旋转震动补偿以保证数据准确度,因此具有更高的可靠性。SAS硬盘将被使用于数据量大,数据可用性极为关键的应用中。

  由于SATA连接器信号是SAS信号的一个子集,SATA硬盘与SAS控制器是全兼容的 - 包含在SAS中的SATA隧道协议(STP)可将SATA命令传递到SATA硬盘。而且,由于SAS连接器设计采用单一统一背板,在一个系统使用两种类型的硬盘就变得极为简单。这种兼容能力减少了存储设计的成本和复杂性,使设计选项变得更加多样化。

  SAS-SATA兼容能力还允许系统集成商使用通用连接器和电缆来设计混合存储系统。在同一系统中安装或升级SATA或SAS硬盘简单到仅需将一种类型的硬盘换成另一种 - SAS背板连接器可同时接纳SAS和SATA硬盘。由于SATA背板连接器只能连接SATA硬盘,因此,带SAS连接器的背板将具备更好的设计灵活性。

  SAS向下兼容前代SCSI软件和中间件的能力同样使其可轻松地将原有部件、主机和硬盘融合到新的SAS拓扑中,无需启动新的培训,花费集成成本,或对原有软件进行修正。

  扩展性:

  并行总线的扩展能力由于其共享连接通道而受到限制,即使通过多台服务器(initiators)增加总线数量也无助于扩展这种受限制的能力。SAS则利用扩展器硬件担当其交换设备简化大型外部存储系统的配置。这种扩展器硬件帮助实现了灵活的存储拓扑,最大可混接16,256块SAS/SATA硬盘。SAS扩展器硬件的功能就像一台用来简化大型系统配置的交换机。该系统通过最小化潜伏时间得到扩展,而将带宽留给增大的工作负载。

  例如,一个扇出型SAS扩展器能够连接多达128块设备,包括以窄链或宽链形式连接的服务器(initiators)、SAS/SATA硬盘和其它SAS边缘扩展器。这些额外的边缘扩展器同样也能连接其它主机和硬盘,提供额外的连接节点。包含于SAS的SCSI管理协议(SMP)被用于管理拓扑中的这些点对点连接。

  可靠性:

  多主机(initiators)模式长久以来一直被企业计算环境所采纳,即为多台主机或主机总线适配器(HBA)-- 或两者兼而有之 -- 提供硬盘访问,保证在一台设备出现故障时能继续访问数据。但是,在并行技术配置下使用多主机无法消除可阻断硬盘访问的单点故障问题。而使用SAS则可利用双端口化的硬盘来构建高可用系统,消除任何单点故障。

  另外一种利用SAS提高系统容错能力的途径是使用扩展器将多个硬盘连接到多台主机服务器,以此维持对众多硬盘的并发操作。命令向下传达到一条链路,而数据通过另一个连接上的链路返回,进一步加大了系统的容错性。

  利用SAS扩展器的功能,结合双端口SAS硬盘和带双端口适配器的SATA硬盘,用户很容易设计具有最大容错能力的冗余系统。2.5英寸双端口SAS硬盘连同标准的3.5英寸硬盘一起可实现全容错的系统设计,在计算密度越来越高的应用中从容应对全新技术挑战。这种可扩展和可靠的连接结构可用于组建支持多节点集群的企业级拓扑,实现在关键任务应用中极其重要的自动故障切换和负载均衡。

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