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解放I/O性能 12Gb/s SAS引领存储新时代

2015-11-24 17:08    it168网站 原创  作者: 蔡思萌 编辑: 蔡思萌

  【IT168 评论】在各式各样的I/O传输接口规格中,串行SCSI(Serial Attached SCSI,SAS)接口,可谓是对企业IT应用最重要、最基础的一种存储接口规格,SAS既是企业级磁盘驱动器的标准连接接口,同时也是外接扩展存储应用的标准传输接口。因此每一次SAS接口的规格更新,对于企业级存储应用也具有格外的影响力。

 解放IO效能 12Gb SAS引领存储新时代

  近来开始普及的12Gb SAS,是SAS接口的第3代规格,正式说法是SAS-3,在沿续了前两代SAS界面应用架构与向下兼容性之余,一举将传输速率提高两倍,已成为新一代企业级基础存储接口。更高的带宽,赋予了SAS-3支持更大规模存储环境的能力,并能更充分地应对固态存储与虚拟化应用发展,满足所急迫需要的更高传输效能需求。另一方面也能摆脱上一代SAS-2带宽有限所造成的效能瓶颈,配合PCIe 3.0等新一代总线,共同构筑从服务器端到存储设备端、涵盖内接与外接应用的高速I/O环境。

  带动存储I/O进化 双倍带宽打破存储性能瓶颈

  随着PCIe 3.0成为服务器与存储系统控制器的主流总线,后端的SAS接口规格,也必须跟着升级到12Gb SAS,才能充分发挥PCIe 3.0的传输率潜力。

 解放IO效能 12Gb SAS引领存储新时代

  在每次更新中将传输速度提高一倍,是I/O规格升级的惯例。在上一次从SAS-1到SAS-2的更新中,传输率从3Gb/s提高到6Gb/s,而这一次从SAS-2到SAS-3的升级,则从6Gb/s提高到12Gb/s。

  扣除编码损耗后,12Gb/s传输率可以提供1,200MB/s的数据传输带宽,SAS-3传输率的提高,不仅有助于因应更大规模的磁盘存储架构,更重要的是可以解放SSD的性能,同时也让SAS不再是制约服务器或存储控制器性能的瓶颈。

  SAS的规格进化

  SAS规格大约每4年便更新一代,每次更新都会将传输率提升一倍,目前最新一代的SAS-3可提供12Gb/s,预定于2017年推出的下一代SAS-4,则将拥有24Gb/s的速度。

  解放IO效能 12Gb SAS引领存储新时代

  相较于效能成长已陷入停滞的机械式硬盘,SSD凭借着半导体技术的持续进步,效能几乎是年年翻新纪录。

  在上一代SAS-2刚进入市场的2009年当时,SSD传输速度不过100~250MB/s,而今日的主流SSD产品读写速度已可轻易超过500MB/s,甚至还能达到1000MB/s等级速度。

  显然的,若不进一步扩展SAS传输带宽,便会限制SSD在SAS接口上的发展,将会迫使未来的SSD产品舍弃SAS接口、转往PCIe、NVMe等高速传输接口发展,回过头来又会给SAS接口的发展带来不利影响。

  而SAS-3的问世,适时满足了当前SSD应用的传输带宽需求,让SAS界面在固态存储风潮中仍能继续占有一席之地。对于内接存储应用来说,SAS-3的12Gb/s传输速率,虽然逊于嫁接在PCIe上的NVMe、SATA Express规格,但还足以应付目前主流SSD的传输速度需求。有必要的话,也可启用SAS的MultiLink连接头规格,汇聚出2倍的24Gb/s传输率。

  对于外接存储应用,SAS-3也可藉由汇聚4条传输通道的宽端口(wide port)规格,提供高达48Gb/s传输率,足以因应包括全快闪数组在内的存储柜外接传输带宽需求。

  牵手PCIe 3.0 打通高速I/O环境

  IT系统的I/O效能,是由整个存取链路中最慢的那个环节所决定,存取链路各个环节的传输率必须互相配合,才不会形成拖累整个系统的瓶颈。

  对于采用PCIe 2.0的上一代服务器来说,6Gb SAS大致还能跟上I/O效能需求,不过当PCIe 3.0开始普遍应用后,6Gb SAS便明显跟不上PCIe速度,必须改用12Gb SAS才能配合PCIe 3.0。

  2018年!下一代SAS-4

解放IO效能 12Gb SAS引领存储新时代

SAS发展路线图

  根据SCSI贸易协会(SCSI Trade Association)的SAS发展路线图,继SAS-3之后的下一代SAS-4规格,大约会在2018年问世。除了将传输率提高一倍外,SAS-4还可能还会引进更有效率的数据编码方式,从而获得更大有效带宽。

  从SAS-1、SAS-2到SAS-3,都是采用8b/10b编码方式,每8位数据串以10位数据来编码,也就是说每10位数据中,只有8位是实际的数据,编码耗用(Overhead)是20%。以SAS-3来说,每条通道的传输率(transfer rate)是12Gb/s,也就是1,500MB/s,但扣除数据编码造成的Overhead后,实际传输带宽(bandwidth)是1,200MB/s。

  而SAS-4据称考虑改用新的128b/150b编码,每128位数据串以150位数据来编码,如此一来,Overhead将可降到15%以下。如果SAS-4的传输率提高到24Gb/s的话,使用旧的8b/10b编码方式时,实际传输带宽将是2,400MB/s,但若改用128b/150b编码,便能得到2,560MB/s的实际带宽,有助于进一步改善传输效能。

标签: SAS , 存储配件
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