Serial Attached SCSI

SAS (inglise Serial Attached Small Computer System Interface ehk Serial Attached SCSI; jadaliidesega SCSI ehk SCSI järjestikliides) on arvutiliides, mida kasutatakse ühissiini ühendamiseks massmälu seadmetega nagu kõvakettad ja optilised seadmed. SAS on tänapäeva serverites levinuim liides, mis pakub võrreldes SATA-ga paremat jõudlust. SAS kasutab punktist-punkti jadaliidese protokolli, mis asendab SCSI paralleelliidese tehnoloogia, mis kerkis esile 1980. aastate keskel. SAS kasutab SCSI standardi käsustikku. SAS võimaldab tagasiühilduvust teise generatsiooni SATA-ketastega. SATA 3 Gbit/s ketast on võimalik ühendada SAS-iga tagasiühilduvuse kaudu, SAS-ketast aga SATA-ga ei ole võimalik ühendada samal moel.

T10 tehniline komitee (INCITS) arendab ja hooldab SAS-protokolli.

Sissejuhatus 
 
Tüüpiline jadaliidesega SCSI süsteem koosneb järgmistest osadest:

 Algataja: seade, mis kõigepealt võtab vastu sihtseadmelt teenuse ja ülesannete haldamise päringuid ning saab teistelt sihtseadmetelt vastu samade päringute vastused.
 Sihtseade: seade, mis sisaldab loogilisi elemente ja sihtporte, mis võtavad töötlemiseks vastu seadme teenuse ja ülesannete haldamise päringud ning saadavad vastused algatajasse. Sihtseadmeks võib olla näiteks kõvaketas.
Teenuse kohaletoimetamise alamsüsteem (Service Delivery Subsystem): osa I/O süsteemist, mis edastab algataja ja sihtseadme vahel andmeid. Tavaliselt kasutatakse algataja ja sihtseadme ühendamiseks kaableid. 
 Ekspandrid: seadmed, mis kuuluvad teenuse kohale toimetamise alamsüsteemi, ning lihtsustavad erinevate SAS-seadmete vahelist suhtlemist.

Nimetus ja addresseerimine 

SAS-i domeen koosneb SAS-seadmete komplektist (nagu ka SCSI domeen), mis suhtlevad omavahel teenuse kohale toimetamise alamsüsteemi abil. Igal SAS-domeenil on SCSI pordi identifikaator, mis tuvastab vastava pordi SAS-domeenis. See on seadme tootja määratud ja on unikaalne. Analoogiks võib tuua Etherneti seadme MAC-aadressi, millel on sama põhimõte. SAS-seadmed kasutavad pordi identifikaatoreid, et luua üksteisega ühendusi.
Lisaks on igal SAS-seadmel SCSI seadme nimi, mille kaudu saab SAS-seadet kogu maailmas unikaalselt tuvastada. Paralleelliidesega SCSI puhul on SCSI ID pordi identifikaator ja seadme nimi.
SCSI pordi identifikaatorid ja seadme nimed esitatakse SAS-i puhul SAS-aadressina (64 bitti). SAS’i aadressi kutsutakse vahel ka World Wide Name'iks (WNM).

Võrdlemine SCSI paralleelliidesega (SPI) 

 SAS kasutab punktist-punkti arhitektuuri, SCSI siin kasutab multitegumtööd. Kui SAS-seadmel ei ole kasutatud ekspanderit, on iga seade eri lingiga algatajaga ühendatud. Saab ka ainult ühe algataja ühendada ühe sihtseadmega, SCSI paralleelliidesega tekitaks selline olukord vastuolu.
 Ekspanderite kasutamine võimaldab SAS-il toetada kuni 65,535 seadet, SPI-l on piirang ühel kanalil 8 või 16 seadet.
 SAS võimaldab kiiremat andmeedastuskiirust (3 või 6 Gbit/s) kui enamus SPI standardeid. Nende kiirusteni jõuab SAS iga algataja-sihtmärgi ühendusega, mis tagab ka suurema läbilaske, samal ajal kui SPI jagab läbilaskevõimet üle kogu multitegumtöö siini.
 SAS-kontrollereid võib ühendada SATA-seadmete külge, kas otseühenduse kaudu, kasutades algset SATA-protokolli, või läbi SAS-ekspanderite, kasutades SATA Tunneled Protocol-i (STP).
 Nii SAS kui ka SCSI paralleelliides kasutavad SCSI-käskude komplekti.

Võrdlus SATA-ga 

 SAS-seadmed on tuvastatavad tänu oma ainulaadsele WWN (World Wide Name) nimele, SATA-seadmed on tuvastatavad pordi numbrite kaudu adapteriga.
 SAS-i protokoll võimaldab SAS-i domeenis kasutada mitut algatajat, samal ajal kui SATA-l analoogne säte puudub.
 Enamik SAS-kettaid kasutab TCQ voogedastuse käske, samal ajal kui uuemad SATA kettad kasutavad NCQ voogedastuse käske, millel mõlemal on oma plussid ja miinused.
SATA kasutab ATA käskude komplekti, SAS kasutab SCSI-käskude komplekti.
 SAS kasutab vigade parandamiseks ja veateadete jaoks SCSI-käsustikku, mis on otstarbekam kui ATA SMART käsustik, mida SATA kettad kasutavad.
 SAS kasutab kõrgemat signaalinivood (800–1600 mV saatmisel, 275–1600 mV vastuvõtul) kui SATA (400–600 mV saatmisel, 325–600 mV vastuvõtul).
 Tänu kõrgematele signaalinivoodele, võib SAS kasutada kuni 10 m pikkuseid kaableid, SATA maksimaalne kaablipikkus on 1 m, eSATA-l 2 m.
 SAS pakub võrreldes SATA-ga paremat jõudlust (kiiremad kettad, kiiremad liidesed).

SAS- ja SATA-liidesed

Karakteristikud

Tehnilised andmed 

Jadaliidesega SCSI standard kirjeldab mitut kihti (järjestatud kõrgemast madalamani):

 Rakendus
 Transport
 Port
 Link
 PHY
 Füüsiline

SCSI jadaliides koosneb 3 transpordiprotokollist:
 SCSI järjestikliidese protokoll (Serial SCSI Protocol; SSP) – toetab SAS-kettaid.
 SATA Tunneling Protocol (STP) – toetab SATA-kettaid.
 Järjestikliidese haldamise protokoll (Serial Management Protocol; SMP) – SAS-ekspanderite haldamiseks.

Lingi ja PHY kihi jaoks on SAS-il defineeritud oma eraldi protokoll.

Füüsilise kihi juures defineerib SAS-standard pistikuid ja pingenivoosid. SAS-i kaabelduse ja signaliseerimise füüsilised karakteristikud on ühilduvad SATA-ga kiirusel kuni 6 Gbit/s.
Samal ajal kui SAS-1.0/SAS-1.1 võtsid omaks SATA füüsilise signaalimise karakteristiku kiirustel 1,5 Gbit/s ja 3 Gbit/s, arendas SAS-2.0 välja 6 Gbit/s füüsilise kiiruse ja hakkas juhtima taolise SATA kiiruse arengut.

Ülesehitus 

SAS on üles ehitatud kuuest kihist.

 Füüsiline kiht:
 määratleb elektrilisi ja füüsilisi karakteristikuid
 eristatav signaalide edastamine
 Kolme tüüpi pistikud:
 SFF 8482 – SATA-ga ühilduv
 SFF 8484 – kuni neli seadet
 SFF 8470 – väline pistik (InfiniBandi pistik), kuni neli seadet
 PHY kiht:
 8b/10b kodeering
 lingi algatamine, kiiruse sobitamine ja järjendi algseadistamine
 Lingikiht:
 algeliste lisandumine ja eemaldamine, et sobitada taktsageduste erinevusi
 algeline kodeerimine
 SAS sihtseadmete ja algatajate vahelise ühenduste loomine ja katkestamine
 SAS algatajate ja sihtseadmete, mis on ühendatud ekspanderitega, tunnelühenduste loomine ja katkestamine
 Pordikiht:
 ühendab mitu sama aadressiga PHY-d laiadesse portidesse
 Transpordikiht:
 toetab kolme transpordi protokolli:
 SCSI järjestikliidese protokoll (SSP): toetab SAS-seadmeid
 SATA Tunneled Protocol (STP): toetab SATA-seadmeid, millele on kinnitatud SAS-ekspanderid
 Järjestikliidese haldamise protokoll (SMP): tagab SAS-ekspanderite paigutuse

Topoloogia 
Algataja võib ühendada otse sihtmärgiga läbi ühe või mitme PHY (sellist ühendust kutsutakse pordiks, nii ühe kui ka mitme PHY korral).

SAS-ekspanderid 
Jadaliidesega SCSI ekspanderid (SAS Expanders) hõlbustavad suhtlemist eriti siis, kui SAS-seadmeid on väga palju. Ekspanderid koosnevad kahest või enamast välisest ekspander-pordist. Iga ekspander koosneb vähemalt ühest SAS-haldamisprotokolli sihtpordist aga võib lisaks ka sisaldada SAS-seadmeid. Näiteks võib ekspander sisaldada SCSI protokolli sihtporti, et pääseda ligi välisele seadmele. Ekspander ei ole nõutav, et liita omavahel SAS algataja ja sihtseade, aga see lubab ühel algatajal suhelda rohkem kui ühe SAS/SATA-sihtseadmega. Samal põhimõttel töötab võrgu kommutaator, mis lubab mitmel süsteemil olla ühenduses, kasutades ainult ühte kommutaatori porti.

SAS 1 eristab kahte eri tüüpi ekspanderit, SAS 2.0 standard ei pea aga vajalikuks nendel kahel vahet teha.
 Otsa ekspander (edge expander) – lubab suhelda kuni 255 SAS-aadressiga, lisaks lubab ka SAS algatajal suhelda lisandseadmetega. 
 Koormatavuse ekspander (fanout expander) – saab olla ühenduses kuni 255 otsa ekspanderi komplektiga, seega ka veel suurema arvu SAS-seadmete aadressidega.

Pistikud 
SAS-i pistik on palju väiksem kui traditsiooniline SCSI paralleelliidese pistik. SAS-i pistik sobib 2,5-tollistele ketastele. Aastaks 2012 jõuti andmeedastuskiiruseni 12 Gbit/s.

On palju füüsiliselt erinevaid SAS-pistikuid:

Lähim SAS 
Lähim SAS või NL-SAS draiverid on SATA-draiverid SAS-liidesega, pea, meedia ja traditsioonilise SATA enterprise'i klassi draiverite pöörlemiskiirus koos täiesti võimelise SAS-liidesega, mis on tüüpiline klassikalise SAS-kõvaketta jaoks.

Süsteemi müüjad nagu Dell, EMC, Fujitsu ja IBM pakuvad need kettad SAN massiivide, NASA lahenduste ja serverite süsteemide jaoks.

Nendel on järgmised eelises võrreldes SATA-ga.

Kahekordsed pordid võimaldavad koondatud teed.	
Mitme hosti tugi. 
Täielik SCSI käsukomplekt.
Pole vajadust SATA interposeri kaartide järele.

Kokkuvõtteks: lähimad SAS-draiverid on lihtsalt suured ja odavad.

Viited

Välislingid 
 SCSI Trade Association
 T10 komitee
 SAS 2 kehtiva eelnõu läbivaatamine (PDF-i saab lugeda pärast registreerimist)
 Salvestid ja varundus
 Mis on jadaliidesega SCSI?

Arvutisiinid