兼容:师夷长技以制夷
看到SATA Ⅱ不断地扩充功能,不免让人感叹,2001年冬季Compaq、IBM、LSI Logic、Maxtor和Seagate未雨绸缪,宣布开发Serial Attached SCSI(串行连接SCSI,简称SAS)的确是明智之举。
SAS吸纳了SATA的物理层(包括连接器、线缆)设计,增加了第二端口,同时还具备FC的某些特征。与SATA相比,SAS在物理架构上的增强主要包括:
双端口 SAS的数据帧基于FCP(FC Protocol),并在外围设备端添加了第二端口支持,形成符合高可用性要求的双端口(dual port)——这一点也类似于FC。
全双工 并行ATA和SCSI都是发送和接收共用一组数据线,因此发送和接收不能同时进行,即所谓的半双工。SATA数据线由两条传送方向相反的差分信号对(LVDS,共4根)组成,发送(Tx)和接收(Rx)各走一路,为全双工提供了物理上的可能。不过,由于ATA协议是半双工的,因此SATA在一对信号线上传送数据的同时只是用另一对信号线返回流控信息,仍然是半双工;SCSI协议则是支持全双工的,SAS通过将一路数据所需的流控信息与反向传送的数据混合在一起,从而能在同样的数据线上实现全双工。
宽链接 物理链接是SAS中的一个基础概念,一条物理链接包括两对差分信号线(Tx和Rx,即一条SATA线缆),传输方向相反。两个SAS端口之间可以建立起由多个物理链接构成的wide link(宽链接),相应的端口也被称作wide port(宽端口),可以表示为N-wide link和N-wide port,N取值在1~4之间,代表物理链接的数量。SAS支持宽链接的主要出发点是获得成倍的带宽,而设备端双端口的设计则是为了提供冗余链路,增强可用性。
带宽 或许是考虑到第一批SAS产品问世时SATA很可能已推出3.0Gbps的第二代规格,SAS 1.0/1.1采取了直接支持3.0Gbps并向下兼容1.5Gbps的策略。虽然某些初期原型产品的确运行在1.5Gbps,但都是在FPGA和现货供应PHY(物理层)芯片基础上开发的,目前采用完全集成3Gbps PHY芯片和ASIC设计的设备已经出现,并逐渐被业内接受。
连接距离 为了提高连接距离,SAS发送和接收信号的电压范围都比SATA大为提高。在具体的连接距离指标上,最初宣称是10米,新的资料则是大于6米(外部线缆),似乎与信号速率从1.5Gbps提高到3.0Gbps有关。需要指出的是SAS规范里面并没有严格限定线缆长度,而是靠发送水平和接收敏感度来考察,制造商通过检测线缆特性来判定其所能达到的距离——高质量线缆可以连接得更远,当然成本也更高。
现在SAS线缆连接距离的要求已经提高到8米,通过3个扩展器(Expander)之后,SAS的连接距离能够超过32米,与Ultra160/320 SCSI的12米(15个设备)或25米(点对点)相比虽没有明显提高,但也足以应付机内存储设备连接和近距离DAS的要求了。

上述规划都很不错,可是第二端口怎么实现呢?通过将原本分离的SATA端口和电源插头相连,并将SAS第二端口设置在连接处的背侧(插座则是对侧,见图),就得到了SAS连接器。第二端口比这块跨接区域略宽,但也只有SATA端口(也即SAS第一端口)的2/3,因此其7个接脚及间距均明显变窄。与SAS插头的“铁板一块”相对应,SAS插座也“全线贯通”(SATA插座在SAS第二端口的位置有一突起),这样既可以保证SATA设备插入SAS插座,又能避免误将SAS设备插入SATA插座。