SAS硬盤與SATA硬盤的功能對(duì)比

　　要說SAS硬盤與SATA硬盤的關(guān)系，可以這樣概述，對(duì)IT產(chǎn)品來講，一般都是首先設(shè)計(jì)生產(chǎn)適應(yīng)當(dāng)時(shí)生產(chǎn)制造水平的頂級(jí)產(chǎn)品，未來根據(jù)產(chǎn)品自身特點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行閹割，進(jìn)而較易生產(chǎn)出定位全面的產(chǎn)品

　　不同于常見的SATA硬盤，SAS(Serial Attached SCSI)硬盤天生就是為企業(yè)級(jí)用戶設(shè)計(jì)的。要說SAS與SATA的關(guān)系，可以這樣概述，對(duì)IT產(chǎn)品來講，一般都是首先設(shè)計(jì)生產(chǎn)適應(yīng)當(dāng)時(shí)生產(chǎn)制造水平的頂級(jí)產(chǎn)品，未來根據(jù)產(chǎn)品自身特點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行閹割，進(jìn)而較易生產(chǎn)出定位全面的產(chǎn)品。

　　像Intel的CPU，通過緩存進(jìn)行區(qū)分定位，NVIDIA的GPU，通過流處理器數(shù)量劃分不同等級(jí)。SAS與SATA的關(guān)系也類似，當(dāng)年存儲(chǔ)設(shè)備從并行接口轉(zhuǎn)變至對(duì)數(shù)據(jù)傳輸更為有利的串行接口，SAS就此誕生，而去除了一些民用不必要的特性后，就是我們常見的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。具體來講，兼容性主要體現(xiàn)在物理層和協(xié)議層。在物理層，SAS接口和 SATA接口完全兼容，SATA硬盤可以直接使用在SAS環(huán)境中，從接口標(biāo)準(zhǔn)上而言，SATA是SAS的一個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盤，但SAS硬盤卻不能直接使用在SATA的環(huán)境中，因?yàn)镾ATA控制器并不能對(duì)SAS硬盤進(jìn)行處理;在協(xié)議層，SAS由3種類型協(xié)議組成，根據(jù)連接的不同設(shè)備使用相應(yīng)的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其中串行SCSI協(xié)議(SSP)用于傳輸SCSI命令;SCSI管理協(xié)議(SMP)用于對(duì)連接設(shè)備的維護(hù)和管理;SATA通道協(xié)議(STP)用于SAS和SATA之間數(shù)據(jù)的傳輸。因此在這3種協(xié)議的配合下，SAS可以對(duì)SATA無縫結(jié)合，反之，SATA卻不能結(jié)合SAS。

　　昂貴的SAS受到企業(yè)級(jí)用戶的青睞，必然有其無可比擬的優(yōu)勢(shì)，首先，在磁盤性能上SAS具有強(qiáng)大的性能優(yōu)勢(shì)。主要得益于強(qiáng)大SCSI指令集(包括SCSI指令隊(duì)列)、雙核處理器(對(duì)比SATA使用的單核處理器，即使有SATA硬盤使用雙核處理器，性能也相差甚遠(yuǎn))，以及對(duì)硬件順序流處理的支持。 SAS硬盤支持雙向全雙工模式，為同時(shí)發(fā)生的讀寫操作提供了兩路活動(dòng)通道。相比之下，SATA只能提供單通道和半雙工模式，無疑弱了不少。

　　雙端口接口提供兩個(gè)分開的SAS端口用于數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)了更高的性能和可靠性。這些端口為控制卡提供了分別的冗余鏈路，即大家耳熟能詳?shù)?ldquo;雙通道故障切換”。硬盤上的兩個(gè)端口通過不同電纜，分別連接到控制卡上的不同端口。當(dāng)兩條連接都啟用時(shí)，SAS磁盤控制器能夠通過這種雙通道配置為高流量存儲(chǔ)環(huán)境提升性能。如果一條電纜或一條連接出現(xiàn)故障，控制卡能夠立即切換到另一條連接，并保持對(duì)SAS硬盤的存取。

　　安全性上，SAS除了提供出色的性能，更能滿足用戶復(fù)雜的數(shù)據(jù)完整性與數(shù)據(jù)保護(hù)要求。SAS所采用的I/O ErrorDetection(IOEDC)技術(shù)可同時(shí)校驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容和位置，而相比之下，SATA只能校驗(yàn)內(nèi)容。同樣， SAS I/O ErrorCorrection(IOECC)能夠糾正讀和寫操作中的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，而SATA只能在寫操作時(shí)完成此項(xiàng)工作。

　　上面說了這么多，無非就是一個(gè)結(jié)論：SAS更好更強(qiáng)大，但是與SATA相比更貴更奢侈。用戶在實(shí)際部署時(shí)應(yīng)結(jié)合自己實(shí)際情況進(jìn)行選擇，一般來說企業(yè)級(jí)的SATA硬盤已經(jīng)能滿足日常服務(wù)需要，與常見的家用級(jí)SATA相比，企業(yè)級(jí)SATA硬盤已經(jīng)具有足夠的數(shù)據(jù)完整性與數(shù)據(jù)保護(hù)要求，只是在IO處理方面與SAS尚有差距。企業(yè)級(jí)SATA硬盤是經(jīng)濟(jì)型服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案。

　　其實(shí)企業(yè)級(jí)和普通硬盤的區(qū)別就是 緩存更大 更穩(wěn)定一些，另外企業(yè)級(jí)別追求的穩(wěn)定和良好的散熱。

　　服務(wù)器硬盤SAS與SATA區(qū)別介紹

　　SAS硬盤與SATA硬盤：

　　串行技術(shù) - 包括SAS硬盤(串行連接SCSI)和SATA硬盤(串行ATA)- 比舊款的Intel Xeon服務(wù)器有了更好的RAS性能。當(dāng)存儲(chǔ)環(huán)境需要簡(jiǎn)化配置或優(yōu)化成本/容量時(shí)，專為桌面應(yīng)用而設(shè)計(jì)的SATA成為理想選擇，而SAS則能為帶寬要求更高的主流服務(wù)器和企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)提供所需的高性能、高擴(kuò)展性和可靠性。SAS滿足了諸如網(wǎng)上購物和銀行交易等事務(wù)性數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)境中對(duì)高頻率和即時(shí)、隨機(jī)數(shù)據(jù)存取的需求。

　　SAS將SCSI的可靠性和強(qiáng)大功能與串行技術(shù)的性能與優(yōu)秀設(shè)計(jì)相結(jié)合，為我們帶來以下關(guān)鍵特征和功能：

　　性能 - 第一代產(chǎn)品性能達(dá)到3Gbps，寬端口合成帶寬，全雙工傳輸，端口集合，高級(jí)命令隊(duì)列組合，豐富的SCSI命令功能組

　　可擴(kuò)展性 - 對(duì)物理設(shè)備的尋址范圍寬，長電纜、小接頭，可接入外部存儲(chǔ)系統(tǒng)

　　可靠性和可用性 - 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，通過擴(kuò)展器實(shí)現(xiàn)多服務(wù)器(initiators)并發(fā)訪問，支持雙主動(dòng)式端口和針對(duì)目標(biāo)設(shè)備的冗余路徑

　　靈活性 - 與SAS和SATA硬盤在物理和軟件上均兼容，并向下兼容SCSI軟件和中間件

　　設(shè)計(jì)尺寸：

　　我們知道，此前主流的桌面磁盤和服務(wù)器磁盤都是采用3.5英寸設(shè)計(jì)，而SAS硬盤除了具有傳統(tǒng)的3.5英寸規(guī)格之外，還采用了2.5英寸的縮小版，這樣可以在機(jī)架式服務(wù)器有限的空間內(nèi)安裝更多的磁盤以擴(kuò)充存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量，也能夠?yàn)槠渌浼v出更大的空間，以便通風(fēng)散熱，在2U高度內(nèi)使用 8個(gè) 2.5英寸的SAS硬盤位已經(jīng)成為大多數(shù)OEM服務(wù)器廠商的選擇。

　　性能：

　　第一代SAS的數(shù)據(jù)吞吐能力達(dá)到3Gbps，為了緊跟不斷增長的微處理器速度和越來越高級(jí)的應(yīng)用需求，其后續(xù)幾代速度將逐級(jí)加大直至12Gbps。另外，SAS采用多路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，支持容錯(cuò)性設(shè)計(jì)。

　　SAS的全雙工、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多服務(wù)器(initiators)與高性能SAS目標(biāo)設(shè)備之間的同步主動(dòng)連接。設(shè)備在同一時(shí)間內(nèi)能夠以雙方向傳輸數(shù)據(jù)，有效地使鏈接的可利用帶寬得到雙倍加強(qiáng)。窄端口允許單路串行鏈接，而寬端口則支持多路鏈接，獲得面向8路SAS或SATA目標(biāo)的合計(jì)帶寬，將總帶寬提高到24Gbps。

　　通過多個(gè)PHY的結(jié)合創(chuàng)建寬端口，支持大型SAS拓?fù)渲袑?duì)帶寬的顯著需求。

　　和SCSI一樣，SAS的高級(jí)命令隊(duì)列包含256個(gè)不同的隊(duì)列組合方式，可提供獨(dú)特的智能數(shù)據(jù)處理功能，如head-of-queue和out-of-order隊(duì)列。這些隊(duì)列功能在企業(yè)應(yīng)用中起著關(guān)鍵作用，允許一個(gè)系統(tǒng)在接口內(nèi)對(duì)命令進(jìn)行重新組織和優(yōu)化。

　　由于使用更先進(jìn)的線纜，SAS更可用于構(gòu)建大型高性能拓?fù)洹AS摒棄了用于信號(hào)傳輸?shù)?8針寬型帶狀線纜和供電電纜，代之以一根長達(dá)8米的瘦型4線SAS線纜。這種緊湊式設(shè)計(jì)加強(qiáng)了機(jī)箱中的空氣流通，并簡(jiǎn)化了設(shè)備的熱插拔連接。

　　靈活性：

　　SAS的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)之一在于其背板設(shè)計(jì)和協(xié)議接口，允許在同一系統(tǒng)中同時(shí)使用SAS和SATA硬盤。雖然這兩種硬盤通常被用于不同應(yīng)用，但許多企業(yè)用戶可能需要兼而用之。這種混合匹配不同類型硬盤的能力將使系統(tǒng)集成商和最終用戶都大受裨益。

　　SATA硬盤專為成本有效性存儲(chǔ)而設(shè)計(jì)。為達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的，SATA硬盤采用較低的轉(zhuǎn)速(通常為7200rpm)和平均無故障工作時(shí)間(即MTBF-Mean Time Between Failure)，因而成本也比較低。因此，此類硬盤傾向于在事務(wù)性處理少、數(shù)據(jù)可用性非關(guān)鍵指標(biāo)的應(yīng)用中被采用。

　　另一方面，SAS硬盤則是專為高性能、高可靠性應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。SAS硬盤工作于更高的轉(zhuǎn)速(10,000到15,000 rpm)，配備旋轉(zhuǎn)震動(dòng)補(bǔ)償以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，因此具有更高的可靠性。SAS硬盤將被使用于數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)可用性極為關(guān)鍵的應(yīng)用中。

　　由于SATA連接器信號(hào)是SAS信號(hào)的一個(gè)子集，SATA硬盤與SAS控制器是全兼容的 - 包含在SAS中的SATA隧道協(xié)議(STP)可將SATA命令傳遞到SATA硬盤。而且，由于SAS連接器設(shè)計(jì)采用單一統(tǒng)一背板，在一個(gè)系統(tǒng)使用兩種類型的硬盤就變得極為簡(jiǎn)單。這種兼容能力減少了存儲(chǔ)設(shè)計(jì)的成本和復(fù)雜性，使設(shè)計(jì)選項(xiàng)變得更加多樣化。

　　SAS-SATA兼容能力還允許系統(tǒng)集成商使用通用連接器和電纜來設(shè)計(jì)混合存儲(chǔ)系統(tǒng)。在同一系統(tǒng)中安裝或升級(jí)SATA或SAS硬盤簡(jiǎn)單到僅需將一種類型的硬盤換成另一種 - SAS背板連接器可同時(shí)接納SAS和SATA硬盤。由于SATA背板連接器只能連接SATA硬盤，因此，帶SAS連接器的背板將具備更好的設(shè)計(jì)靈活性。

　　SAS向下兼容前代SCSI軟件和中間件的能力同樣使其可輕松地將原有部件、主機(jī)和硬盤融合到新的SAS拓?fù)渲?，無需啟動(dòng)新的培訓(xùn)，花費(fèi)集成成本，或?qū)υ熊浖M(jìn)行修正。

　　擴(kuò)展性：

　　并行總線的擴(kuò)展能力由于其共享連接通道而受到限制，即使通過多臺(tái)服務(wù)器(initiators)增加總線數(shù)量也無助于擴(kuò)展這種受限制的能力。SAS則利用擴(kuò)展器硬件擔(dān)當(dāng)其交換設(shè)備簡(jiǎn)化大型外部存儲(chǔ)系統(tǒng)的配置。這種擴(kuò)展器硬件幫助實(shí)現(xiàn)了靈活的存儲(chǔ)拓?fù)?，最大可混?6,256塊SAS/SATA硬盤。SAS擴(kuò)展器硬件的功能就像一臺(tái)用來簡(jiǎn)化大型系統(tǒng)配置的交換機(jī)。該系統(tǒng)通過最小化潛伏時(shí)間得到擴(kuò)展，而將帶寬留給增大的工作負(fù)載。

　　例如，一個(gè)扇出型SAS擴(kuò)展器能夠連接多達(dá)128塊設(shè)備，包括以窄鏈或?qū)掓溞问竭B接的服務(wù)器(initiators)、SAS/SATA硬盤和其它SAS邊緣擴(kuò)展器。這些額外的邊緣擴(kuò)展器同樣也能連接其它主機(jī)和硬盤，提供額外的連接節(jié)點(diǎn)。包含于SAS的SCSI管理協(xié)議(SMP)被用于管理拓?fù)渲械倪@些點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。

　　可靠性：

　　多主機(jī)(initiators)模式長久以來一直被企業(yè)計(jì)算環(huán)境所采納，即為多臺(tái)主機(jī)或主機(jī)總線適配器(HBA)-- 或兩者兼而有之 -- 提供硬盤訪問，保證在一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能繼續(xù)訪問數(shù)據(jù)。但是，在并行技術(shù)配置下使用多主機(jī)無法消除可阻斷硬盤訪問的單點(diǎn)故障問題。而使用SAS則可利用雙端口化的硬盤來構(gòu)建高可用系統(tǒng)，消除任何單點(diǎn)故障。

　　另外一種利用SAS提高系統(tǒng)容錯(cuò)能力的途徑是使用擴(kuò)展器將多個(gè)硬盤連接到多臺(tái)主機(jī)服務(wù)器，以此維持對(duì)眾多硬盤的并發(fā)操作。命令向下傳達(dá)到一條鏈路，而數(shù)據(jù)通過另一個(gè)連接上的鏈路返回，進(jìn)一步加大了系統(tǒng)的容錯(cuò)性。

　　利用SAS擴(kuò)展器的功能，結(jié)合雙端口SAS硬盤和帶雙端口適配器的SATA硬盤，用戶很容易設(shè)計(jì)具有最大容錯(cuò)能力的冗余系統(tǒng)。2.5英寸雙端口SAS硬盤連同標(biāo)準(zhǔn)的3.5英寸硬盤一起可實(shí)現(xiàn)全容錯(cuò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在計(jì)算密度越來越高的應(yīng)用中從容應(yīng)對(duì)全新技術(shù)挑戰(zhàn)。這種可擴(kuò)展和可靠的連接結(jié)構(gòu)可用于組建支持多節(jié)點(diǎn)集群的企業(yè)級(jí)拓?fù)?，?shí)現(xiàn)在關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用中極其重要的自動(dòng)故障切換和負(fù)載均衡。