SAS-накопители: разумный выбор или напрасная трата?
Интерфейс Serial Attached SCSI (SAS), разработанный на смену многолетнему фавориту рынка накопителей корпоративного класса SCSI, был встречен с энтузиазмом как производителями жестких дисков и контроллеров, так и потребителями данной продукции. Однако его путь на вершину нельзя назвать быстрым, и этому есть несколько объяснений, которые стоит рассмотреть подробнее.
Поможем врагу с билетами на кобзона. Собираем на Mavic для наших защитников
Serial Attached SCSI: обреченный на успех?
Во-первых, SAS включает в себя все достоинства отлично зарекомендовавшего себя и привычного рынку SCSI. Этот интерфейс использует набор команд SCSI, потому со стороны ПО (в частности, операционных систем) переход на него абсолютно прозрачен. Как и в интерфейсе прошлого поколения, основной упор в нем сделан на надежность и отказоустойчивость системы хранения: поддерживается весь набор технологий контроля и исправления ошибок. При этом SAS лишен проявившихся с развитием индустрии жестких дисков недостатков SCSI: интерфейс не параллелен, а последователен, что сокращает количество проводников, позволяя повысить качество сигнала и пропускную способность, а также использовать тонкие «аэродинамические» кабели, упрощая охлаждение серверов. Топология «точка-точка» дает возможность организовать передачу данных со скоростью 300 МБ/с во всех направлениях на каждый порт, в то время как наиболее поздняя коммерчески применявшаяся ревизия Ultra320 SCSI обеспечивала 320 МБ/с, разделяемых между всеми подключенными устройствами. К одному каналу SAS теоретически можно подключить до 16 384 устройств посредством 128-портовых расширителей, а один канал SCSI поддерживал лишь 16. Напомним, что устройства в данном случае не ограничиваются лишь дисковыми накопителями: по интерфейсу SCSI и, теоретически, SAS, возможно взаимодействие с такими периферийными устройствами, как принтеры и сканеры, ленточные накопители и т. п. Наконец, SAS проще в использовании: не требуются ручное назначение идентификаторов и внешняя терминация шины.
Во-вторых, новый стандарт не требовал больших затрат на переход: логический уровень SAS включает в себя поддержку интерфейса SATA. Таким образом, вместо того чтобы сразу переводить парк накопителей на не дешевые новые жесткие диски, можно было использовать в несколько раз более доступные SATA-HDD. Учитывая наличие в линейках продукции многих производителей оптимизированных для корпоративного применения моделей, отличающихся повышенными надежностью и быстродействием, риск утери данных либо снижения скорости массивов оказался не так уж высок.
Наконец, SAS не потребовал от разработчиков жестких дисков создания принципиально новых продуктов: первые поколения устройств с новым интерфейсом отличались от аналогов для Ultra320 SCSI лишь управляющей платой, вся механическая часть была идентична. Неудивительно, что они стали активно продвигаться на рынок, сопровождаясь акциями и скидками для первых потребителей.
Впрочем, несмотря на то что этот стандарт по всем показателям превосходил привычный SCSI, переход на его использование быстрым не был. Прежде всего корпоративный рынок обладает значительной «инерцией мышления»: в отличие от потребительской продукции, обновляемой в среднем раз в год-полтора, серверные HDD морально и функционально устаревают намного медленнее. Следовательно, с точки зрения увеличения быстродействия дисковой подсистемы массово переводить серверы с SCSI на аналоги с SAS смысла не было. Кроме того, в этой среде проверенная и «обкатанная» технология чаще всего предпочитается новой, даже если та и превосходит ее. Наконец, не последним фактором стал финансовый: приобретение контроллеров и HDD требует значительных затрат, посильных не каждому бюджету, выделяемому на ИT.
Однако усилия разработчиков серверов и производителей накопителей постепенно привели к успеху: уже в 2007 г. SAS-накопители начали вытеснять SCSI благодаря тому, что новые модели серверных платформ стали оснащаться интегрированными контроллерами нового интерфейса, цены на жесткие диски снизились, а их емкость выросла. На данный момент, по оценкам вендоров, SAS-накопителей продается в 5–6 раз больше, чем продуктов старого поколения. Модели с Ultra320 SCSI в основном приобретают в качестве замены вышедших из строя или для незначительного увеличения емкости и быстродействия существующих массивов.
Кроме фактического вытеснения SCSI с рынка, SAS удалось серьезно осложнить ситуацию в остальных сегментах продуктам с другими интерфейсами. Жесткие диски с интерфейсом Fibre Channel окончательно стали нишевыми изделиями для высокопроизводительных сетей хранения данных (SAN), причем и там SAS уже серьезно укрепил свои позиции. Объясняется это просто: по сравнению с другими жесткими дисками модели с FC имеют только более быстрый интерфейс с пропускной способностью до 8 Гб/с (4 GFC), а скорость самих HDD при этом точно такая же. Потому многие производители выпускают сетевые хранилища с внешним интерфейсом Fibre Channel, внутри которых установлены контроллер Serial Attached SCSI и стойка для жестких дисков (backplane). Если требуется высокая надежность – устройство заполняется жесткими дисками с интерфейсом SAS, возникает нужда в высокой емкости – их можно заменить на SATA (в ущерб производительности), но в обеих ситуациях стоимость установки и обслуживания такого хранилища будет значительно ниже. Другой случай возможной замены Fibre Channel на SAS – необходимость в безусловной отказоустойчивости интерфейса при отсутствии требований к скорости. Традиционно для этого используется два параллельных оптических соединения, однако SAS позволяет применять их как в режиме объединения шины, получая удвоенную пропускную способность, так и в режиме ее резервирования. Естественно, оба описанных варианта замены FC более дешевым являются компромиссными: первый будет иметь повышенную латентность из-за дополнительного звена между пластинами HDD и внешним интерфейсом, а второй – намного меньшую пропускную способность. Наконец, если наличие внешнего интерфейса Fibre Channel и низкие задержки для конкретного проекта не обязательны, то такой SAN можно успешно заменить массивом iSCSI на базе Gigabit Ethernet либо 10 Gigabit Ethernet.
Кроме топового сегмента рынка, интерфейс SAS с недавних пор появился и в бюджетном. Такое решение принял занимающий первое место в индустрии производитель Seagate, выпустив серию жестких дисков Barracuda ES.2, фактически представляющих собой настольные HDD Barracuda 7200.11 с видоизмененной логикой. Они отличаются намного меньшей стоимостью по сравнению с другими SAS-накопителями и емкостями до 1 ТБ, что позволяет создать недорогой высокоемкий массив данных с возможностями резервирования и обслуживания, предоставляемыми SAS. Правда, надежность такого хранилища по сравнению с «честным» SAS будет снижена, поэтому на нем стоит хранить данные, не слишком критичные к потере либо часто обновляемые (временные файлы и т. п.). Недостаток данных устройств – их сравнительно невысокая производительность (частота вращения шпинделя равна 7200 об/мин) и малое время наработки на отказ (MTBF): все же их механическая часть не рассчитана на многолетнюю работу под «тяжелой» нагрузкой в режиме 24/7. Впрочем, такие условия функционирования и требования предъявляются к дисковым подсистемам тоже далеко не всегда.
Комментарий специалиста
 |
Юрий Жуковский,
компания Entry, аналитик
SAS-накопители по-прежнему наиболее эффективны в задачах с большим количеством случайных операций чтения/записи. Как правило, это многопотоковые приложения: серверы баз данных, почтовые системы, поддержка документооборота и т. д. В нагруженных файловых серверах, где требования к емкости высокие, но к скорости отработки запросов – умеренные, применяют RAID-массивы на дисках SAS 7200 об/мин – они ненамного дороже своих SATA-аналогов. Для приложений-«пожирателей» дискового пространства с преимущественно последовательным доступом к данным, таких как обработка потокового видео, лучше подходят HDD SATA 7200 об/мин, объединенные в RAID 6. В качестве одиночных дисков рабочих станций могут применяться устройства SATA 10 000 об/мин. Новомодные SSD-накопители недосягаемы по количеству обрабатываемых запросов в единицу времени, но их малая емкость и относительно высокая цена не дают им пока шансов на попадание в массовые системы хранения.
Не стоит рассматривать массивы на SAS-дисках как «инвестицию». Если приложение требует применения SAS – надо ставить SAS. Если же трех-четырехкратная потеря дисковой производительности некритична – можно ставить SATA. Для систем с высокой степенью готовности данных и приложений применение альтернативных SAS стандартов просто не обсуждается. Кроме превосходства в скорости, из накопителей массового сегмента только они имеют параметры времени наработки на отказ, соответствующие нагрузкам, генерируемым приложениями корпоративного уровня.
В ближайшем будущем угрозы SAS HDD со стороны других накопителей нет. Зато возрастает разочарование большой группы пользователей, посчитавших возможным использовать SATA-диски в критичных приложениях. Практика расставляет все по местам, и доля SAS, устанавливаемых по назначению, все время растет. Что касается SSD, то они, безусловно, займут часть рынка для наиболее требовательных к производительности задач с хорошим бюджетом, но вряд ли смогут существенно потеснить SAS.
Зачем выбирать новое?
Итак, какие достоинства могут обусловить решение перейти c Ultra320 SCSI на SAS, а какие – выбрать этот стандарт, а не повсеместно распространенный и более дешевый SATA? По сравнению с SCSI новые накопители предоставляют более высокую производительность и большую емкость, при этом чаще всего обеспечивая сниженную среднюю стоимость гигабайта. Системы хранения на базе SAS намного легче масштабировать: максимальное количество подключенных к одному контроллеру Ultra320 SCSI жестких дисков – 30, а к каждому порту SAS – свыше 16 тыс. устройств. На рынке уже появились контроллеры, оснащенные процессорами достаточной производительности для обслуживания массивов из 30 и более новых HDD. С точки зрения надежности сам интерфейс SAS идентичен SCSI, однако новые контроллеры поддерживают фирменные технологии разработчиков и более интеллектуальные режимы RAID, что также склоняет чашу весов в пользу современного стандарта.
Что касается выбора между SATA и SAS, то тут вопрос намного более сложный, поскольку в уравнении возникает фактор стоимости и упрощенной организации питания и кондиционирования. Впрочем, второй критерий на сегодняшний день уже практически неактуален: хотя SATA-накопители все же остаются более экономичными и «холодными», чем SAS, в арсенале всех трех производителей высокоскоростных дисков есть модели формфактора 2,5" с частотой вращения шпинделя 10 000 об/мин, демонстрирующих сходные с SATA показатели тепловыделения и энергопотребления. При этом они еще и обеспечивают значительно большее быстродействие.
Таким образом, основной причиной выбора SATA вместо SAS в качестве носителей в серверах является цена, и этот показатель зачастую сильно влияет на принятие решений. С одной стороны, абсолютно все современные серверы и рабочие станции высокого класса и подавляющее большинство материнских плат для потребительского рынка содержат встроенные контроллеры, позволяющие организовать RAID-массив из повсеместно доступных HDD. Во многих случаях при правильном подходе (выборе RAID 5, а не RAID 0, установке оптимизированных для корпоративного применения жестких дисков, качественном питании и охлаждении) надежности и скорости таких массивов может быть достаточно, если не требуется повышенная производительность. Однако традиционные десктопные SATA-накопители все же не ориентированы на работу в RAID и могут привести к разрушению массива просто особенностями своей работы: неожиданной рекалибровкой блока головок или переразметкой сбойных секторов, которые ненадолго сделают диск недоступным контроллеру. Даже применение специализированных накопителей (Western Digital RAID Edition 3, Hitachi Ultrastar A7K1000 и E7K1000, Seagate Barracuda ES.2 SATA), снабженных функцией TLER (Time-Limited Error Recovery, восстановление ошибок с ограничением по времени), не гарантирует работоспособности таких компромиссных решений. Потому использование HDD с интерфейсом SATA в корпоративных серверах, рабочих системах и хранилищах данных оправданно только в случаях, когда неожиданная потеря работоспособности или утрата информации некритичны: клиентские ПК сотрудников (при условии сохранения всех важных данных на устойчивый массив на сервере), файловое хранилище с легко восстановимым содержимым.
Впрочем, иногда крайне ограниченные бюджеты, недостаточной уровень подготовки ИT-специалистов предприятий либо небрежность приводят к ситуациям, когда на встроенном в материнскую плату контроллере организуется RAID-массив (в лучшем случае пятого уровня, а иногда ради быстродействия настраивается и RAID 0), и на нем разворачивается корпоративный почтовый сервер, база бухгалтерии, back-end интернет-магазина и т. д. Естественно, даже на небольшом предприятии возможные убытки от разрушения таких массивов из-за программного или аппаратного сбоя могут в разы превысить «экономию» от приобретения даже простейшего одноканального (четырехпортового) контроллера SAS с собственным кэшем «на вырост», который сначала будет работать с SATA-дисками, а впоследствии их можно дополнить либо заменить быстрыми и надежными накопителями с интерфейсом SAS. Потому русская пословица «семь раз отмерь – один отрежь» остается актуальной даже в отношении высоких технологий: принимая решение, нужно всегда четко соотносить сложность поставленной задачи, возможные риски при выборе всех вариантов и стоимость внедрения и поддержки выбранной системы.
What Is a SAS Hard Drive
What is a SAS drive? SAS stands for Serial Attached SCSI, which is a technology used to transfer data between hard drives. SAS refers to the interface, which is usually used to describe a hard drive.
There are two main types of SAS hard drives: 10K and 15K. K refers to the rotational speed of the hard drive, ie 10,000 and 15,000 RPM respectively. Maybe, you are interested in this post — 10000 RPM HDD VS. SSD — How to Upgrade Your Hard Drive Safely.
SAS drives are important for those enterprises that pursuit high speed and reliability. Now, let’s see the other characteristics of SAS HDDs in the following parts.
SAS Hard Drive Speed
In terms of speed, the best measure is IOPS (input and output per second), which measures data throughput. The data throughput defines the rate at which data can be read from or written to the hard disk. 15K SAS hard drives run at approximately 120 IOPS, and typical 10K SAS drives run at 180 IOPS.
SAS Hard Drive Capacity
As for the capacity of SAS drive, it ranges from 300GB to up to 900GB. If you want to increase the hard drive capacity, then this post — Increase Hard Drive Capacity with Free Disk Cloning Software is what you need.
SAS Hard Drive Reliability
SAS HDDs are suitable for demanding applications that are critical to speed and high availability. The MTBF (mean time between failure) of SAS drives is usually about 1.2 million hours.
SAS Hard Drive Power Consumption
When SAS drives idle, they typically consume 5 to 7 watts, and under normal operating conditions, they consume about 10 to 14 watts.
SAS VS SATA
Just now, you have got the basic information about the SAS HDD. Then, let’s see the differences between SAS and SATA. SATA and SAS connectors are used to connect computer components (such as hard drives or media drives) to the motherboard.
Types
The main difference between them is that SAS drives are faster and more reliable than SATA drives. Generally, the most popular SATA drive format is 7.2K, and SAS has two main types: 10K and 15K.
Usage
SAS drives are commonly used in enterprise computing, such as bank transactions and e-commerce. SATA drives are commonly used in desktop computers, such as data storage and backup.
Reliability
SAS drives are more reliable than SATA drives. The MTBF of SAS drives is 1.2 million hours, while the MTBF of SATA drives is 700,000 hours.
Cable length
The length of the SATA cable is limited to 1 meter, and the data and power are separated, while the maximum length of the SAS cable is 10 meters, and the power and data can be provided through the same cable.
Capacity
However, as for the capacity, the winner is the SATA hard drive. 3TB SATA hard drives are not uncommon, and there are 8TB disk products in 3.5-inch format, but the maximum capacity of SAS drives is usually about 900GB.
How to Wipe SAS Hard Drives
If you need to replace failed SAS drives, you need to wipe them before sending the failed drive back to the manufacturer. You cannot just eject them from the USB dock and wipe them from the workstation since these are SAS drives. Thus, here is how to wipe the SAS hard drives.
Step 1: You need to power on the standby server without an operating system.
Step 2: Use the defective disks to create RAID arrays.
Step 3: Then use the Disk Cleanup Tool CD to boot to erase the disk.
Top 4 SAS Hard Drives
- Seagate Enterprise Capacity 3.5 Series Hard Drives
- HGST Ultrastar He10 Series Hard Drive
- HGST Ultrastar 15K600 Series Hard Drive
- Seagate Constellation ES Hard Drive
The 4 Recommended SAS Hard Drives
1. Seagate Enterprise Capacity 3.5 Series Hard Drives
The first recommended SAS hard drive is the Seagate Enterprise Capacity 3.5 Series hard drive. Seagate’s enterprise capacity drives are almost identical in appearance to ordinary hard drives. There are two available interfaces for you-SATA (up to 6GBps) or SAS (up to 12GBps). You can choose it based on your needs so that you can easily interface with existing platforms.
Let’s get more details of the Seagate Enterprise Capacity 3.5 Series hard drive.
2. HGST Ultrastar He10 Series Hard Drive
The next recommended SAS hard drive is the HGST Ultrastar He10 Series hard drive. The HelioSeal platform seals the drive to seals the drive hermetically and fills the interior with helium instead of air. This reduces the vibration inside the drive and reduces power consumption. The improved function in He10 can reduce power consumption by 43% on average.
Let’s get more details of the HGST Ultrastar He10 Series hard drive.
3. HGST Ultrastar 15K600 Series Hard Drive
The SAS drive — HGST Ultrastar 15K600 Series has a 128 MB cache buffer, using HGST’s new media cache technology to further increase the speed. Smaller internal dimensions further reduce power consumption. This 15K600 drive also does not have any SATA options to choose from, thus, you can only use it in the SAS interface.
Let’s get more details of the HGST Ultrastar 15K600 Series hard drive.
4. Seagate Constellation ES Hard Drive
Constellation ES is Seagate’s fourth-generation 3.5-inch 7200 RPM enterprise hard drive. The SAS drive has 500GB, 1TB and 2TB capacities, and supports SATA II and SAS interfaces. Seagate has excellent power management and temperature tolerance in enterprise applications.
By using the driver body itself as a heat sink to protect the circuit board, its design quality is very good. Except for the RAM module, all the chips on the board are in direct contact with the driver’s body.
Let’s get more details of the Seagate Constellation ES hard drive.
You have known the basic information about the SAS hard drive. Besides, there are 4 recommended SAS drives for you. You can share it on Twitter to let more people know. Click to tweet
Back up Files to the SAS Hard Drive
Now, you should have chosen one SAS hard drive. If you mainly want to create a backup for your computer’s files, this part is helpful for you. After getting the SAS HDD, connect it to your computer and then use a professional file backup software — MiniTool ShadowMaker to back up your important file.
It is an all-around and free backup software designed for Windows 10/8/7, providing you with a data protection & disaster recovery solution.
You can use it to back up system, files, folders as well as the partitions. It is also a clone tool that can help you to clone the system from HDD to SSD without data loss. So, besides creating a system image, you can also choose to clone the OS disk to another hard drive to get the Windows system without reinstalling.
Now you can download and try MiniTool ShadowMaker Trial Edition to do the backup task.
Let’s see how to use MiniTool ShadowMaker to back up your files.
Step 1: Decide a Backup Mode
- Launch MiniTool ShadowMaker.
- Continue to use the trial edition by clicking Keep Trial.
- Choose This computer to continue by clicking the Connect button.
Step 2: Choose the Backup Source
- Under the Backup page, click Source to choose the backup type — Folders and Files.
- Select the files you need to back up and click OK.
Step 3: Choose a Destination Path
- Click the Destination tab.
- Choose your SAS hard drive as the backup drive and click OK.
Step 4: Start the Backup Process
- Go back to the previous interface.
- Click Back up Now to start the process immediately or choose Back up Later to delay the backup task.
Now, you have backed up your important files to the SAS drive successfully.
Bottom Line
After reading this post, you know what a SAS hard drive is, how to wipe SAS hard drives, as well as how to back up files to the SAS hard drive. You also get some information on SAS vs SATA and the 4 recommended SAS hard drives.
If you have any questions, you can also tell us by leaving a comment below or contacting [email protected] .
Стандарт SAS и что его ожидает в ближайшем будущем
13 октября 2021
SAS (Serial Attached SCSI) — это интерфейс последовательного подключения устройств хранения данных, предназначенный для повышения производительности, доступности и масштабируемости систем жестких дисков и ленточных накопителей. Также Serial Attached SCSI обеспечивает более высокую скорость передачи данных, оптимизирует внутреннее пространство хранилищ и сокращает линии соединения. SAS был разработан для замены параллельного интерфейса SCSI и базируется на наборах команд и терминологии SCSI.
SAS обратно совместим с интерфейсом SATA: устройства 3 Гбит/с и 6 Гбит/с SATA могут быть подключены к контроллеру SAS, но не наоборот. Это обусловлено схожестью портов дисков SAS и SATA на уровне разъемов и кабелей для подключения отдельных дисков. Современные диски SAS имеют два физических порта, что позволяет использовать их в структурах с повышенной отказоустойчивостью, например, в двухконтроллерных системах хранения данных.
Иными словами, ИТ-персонал может задействовать жесткие диски с SAS- и SATA-интерфейсами для удовлетворения требований емкости или производительности различных приложений. Такие системы отличаются хорошей гибкостью и делают выгодными инвестиции в устройства хранения — технология подключения SAS позволит сократить затраты на поддержку различных запоминающих устройств.
Рынок SAS
Основным рынком устройств SAS является сфера корпоративных и гипермасштабируемыех центров обработки данных. Такая популярность SAS обусловлена их более низкой стоимостью (примерно на 10%) по сравнению с SATA, а также повышением производительности серверов коммерческого уровня, в которых используются SAS.
Конкуренцию SAS составляют твердотельные накопители NVMe, которые также активно применяются в корпоративных ЦОДах и увеличивают долю рынка массивов all-flash (AFA). Однако архитектура ЦОДов, несмотря на такое вторжение, по-прежнему базируется на инфраструктуре SAS, что будет ее ключевой особенностью в обозримой перспективе.
Такой точки зрения придерживается аналитик IDC Джефф Янукович, который озвучил ее в своем выступлении на веб-семинаре SNIA о тенденциях в области хранения данных. Он подчеркнул, что шумиха вокруг NVMe — хотя и была оправданной — не умаляет доминирующей роли, которую продолжает играть SAS.
«Многие люди заглядывая в будущее думают о NVMe, но в SAS по-прежнему много инноваций», — сказал Янукович. «Большинство современных центров обработки данных, будь то очень большие или очень маленькие, используют RAID на основе SAS, чтобы обеспечить производительность и отказоустойчивость, необходимые для большинства сегодняшних корпоративных инфраструктур, работающих круглосуточно и без выходных».
И даже появление массивов all-flash, открывающих путь к NVMe, еще ни о чем не говорит. В традиционных и облачных центрах обработки данных львиная доля коммерчески хранимых эксабайт — 89%, если быть точным — находится не на корпоративных флеш-дисках, а на жестких дисках.
Данные представлены TrendFocus
Кроме того, максимальная часть всех этих дисков приходится на гипермасштабируемые центры обработки данных, а не на предприятия, и отмечается существенный рост объема эксабайтов, находящихся в гипермасштабируемых устройствах. Это, в свою очередь, означает начало огромного и устойчивого роста объемов генерации данных. И это хорошие новости для жестких дисков SAS.
Данные представлены TrendFocus
NVMe для HDD
Но, прежде чем продолжить рассмотрение перспектив SAS, стоит обратить внимание на возможности сценария NVMe.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) — стандарт подключения накопителей, использующий шину PCI Express. Это первый протокол хранения, разработанный для использования преимуществ высокопроизводительных флэш-накопителей. Он был создан «с нуля», чтобы обеспечить малую задержку и высокую пропускную способность при доступе к флеш-накопителям. SSD-накопители с этим интерфейсом примерно в пять раз быстрее, чем твердотельные накопители с интерфейсом SATA, и в 50 раз быстрее SATA-дисков.
Контроллер NVMe способен передавать в процессор данные, хранящиеся на твердотельных накопителях, через 65 536 параллельных очередей управления, каждая из которых может содержать более 65 536 команд. Это большой шаг вперед по сравнению с интерфейсами SATA и Serial Attached SCSI (SAS), которые могут использовать только одну очередь, поддерживающую до 32 и 254 команд соответственно.
Кроме того, NVMe обеспечивает вдвое больше операций ввода-вывода в секунду на процессор по сравнению с SAS или SATA и со значительно меньшей (приблизительно вдвое) задержкой.
Однако и NVMe-устройства неидеальны. Они пока еще дороже и в обозримом будущем, например, будет экономически невыгодно применять NVMe SSD для хранения больших объемов данных. Недостаточный уровень поддержки этого интерфейса в старых системах хранения не дает возможность их модернизировать с помощью новых накопителей. Для ПК с NVMe обычно применяют устройства в формате M.2, что ограничивает выбор дисков по сравнению с другими решениями.
Таким образом, несмотря на то, что NVMe для жестких дисков является мощной концепцией — подумайте о массовом параллелизме, который NVMe может обеспечить для жестких дисков с несколькими исполнительными механизмами большой емкости, — перед ней стоит ряд технических и практических проблем.
Технические характеристики SAS
В 2004 году был разработан и представлен интерфейс SAS-1 (3,0 Гбит/с).
SAS имеет следующие технические характеристики:
- устройства SAS оснащены двумя портами, что позволяет использовать двухдоменный SAS;
- контроллеры SAS могут подключаться с помощью бэкплейн SATA;
- SAS может вместить более 65 000 устройств благодаря использованию экспандеров, предлагая значительно более высокую пропускную способность, чем SATA.
В настоящее время разрабатывается спецификация SAS-4 (24G или 22,5 Гбит/с), которая утверждена и подлежит тестированию и развертыванию.
Стандарт 24G
Разработка стандарта SAS 24 Гбит/с была предложена торговой ассоциацией SCSI, которая создает интерфейсы для систем хранения данных повышенной надежности и производительности. Решение этих задач напрямую зависит от шагов по улучшению SAS.
Особенностями интерфейса 24G станут высокая скорость обмена, доходящая в теории до 3 Гбайт/с, удвоение пропускной способности (по сравнению с нынешними 12 Гбит/с) а также применение полностью нового механизма кодирования с использованием 128/150 битных ключей, 20-битного механизма коррекции ошибок без повторной передачи данных и других новшеств. В частности, будет обновлен разъем интерфейса, но обратная совместимость будет сохранена.
Кроме того, интерфейс SAS 24 Гбит/с предполагает также широкое использование накопителей в формате жестких дисков, которые еще долгое время останутся востребованными в серверных системах хранения данных и в системах для выполнения критически важных задач.
Стандарт будет совместим с 12G SAS (и 6G SAS/SATA), создан для обеспечения надежности предприятия и предложит «гораздо больше возможностей для инноваций в стеке SCSI», — говорит Куципал. По его прогнозам, новые технологии, такие как SMR и мульти-актуаторный привод, «станут популярными в 24G».
Тестирование 24G запланировано в этом году, а развертывание на уровне системы намечено на 2022 год.
Value SAS
Еще одна относительно недавняя разработка SAS — это появление Value SAS (vSAS) для твердотельных накопителей. vSAS позволяют повысить производительность приложений с высокой интенсивностью чтения данных и оптимально подходят для кэширования операций чтения, социальных сетей и рабочих нагрузок веб-серверов. Они обладают многими преимуществами SAS, стремясь при этом обеспечить цены, близкие к паритету с корпоративными SATA. Чтобы добиться более низкой цены, производители удалили поддержку двух портов и поле целостности данных T10, уменьшив при этом размер сектора до максимального значения 512 байт.
По словам Мэтта Огла, менеджера по маркетингу устройств хранения Dell PowerEdge, «Value SAS представляет собой новое решение SAS, которое сочетает более высокую производительность и надежность с низкой стоимостью дисков SATA».
К этому мнению присоединяется Джефф Янукович из IDC: «Когда мы смотрим на SATA, то отмечаем, что он действительно достиг пика производительности, и в будущем не запланировано никаких улучшений скорости, кроме того показателя, на котором мы сейчас находимся». Поэтому Value SAS предлагает жизнеспособный вариант для тех случаев, когда максимальная производительность не важна, но где операторы центров обработки данных предпочли бы преимущества SAS перед SATA.
Бретт Кэмерон из KIOXIA и SCSI Trade Association (STA) идет еще дальше, делая совсем неутешительные прогнозы для твердотельных накопителей SATA. «В KIOXIA мы проводим кампанию под названием «Жизнь после SATA», которая предполагает использование SSD-дисков с Value SAS», — заявляет он.
Конечно, этот лозунг можно будет применять только в отдаленной перспективе. Даже если из-за vSAS сократится спрос на твердотельные накопители с интерфейсом SATA, в действительности доля твердотельных накопителей с интерфейсом SATA/SAS на мировом рынке серверов все-таки останется, но составит менее 5%.
Взгляд в будущее
Если рассматривать ситуацию в отрыве от перспектив SATA или SAS SSD, то можно заметить, что повышение производительности NVMe способно привести к расширению рынка массивов all-flash и к использованию протокола флэш-памяти.
По мнению представителя Intel Джона Майкла Хэндса потребуется всего несколько лет, чтобы NVMe стал преемником SAS в корпоративном хранилище для систем высокой доступности. «Мы уже видим его на высшем уровне, и я думаю, что это только вопрос времени, когда он станет массовым», — сказал он на вебинаре STA.
«Вы видели, как лидеры отрасли, такие как Dell EMC, уже внедрили свои высокопроизводительные корпоративные массивы хранения, так же как PowerMax, на NVMe», — говорит Хэндс. «У вас есть поставщики флеш-массивов, такие как Pure Storage и другие, которые занимаются NVMe».
Реальная ситуация, конечно, не ясна, но нет сомнений в том, что AFA на основе NVMe продолжат завоевывать главные позиции в корпоративных центрах обработки данных; некоторые аналитики, такие как Энрико Синьоретти, в конечном итоге считают, что небольшие центры обработки данных полностью перейдут на использование флэш-носителей.
«Совершенно очевидно, что платформы на базе SSD и NVMe будут продолжать развиваться в ближайшие годы, поскольку развертывание нового оборудования лучше оптимизировано с учетом сегодняшних потребностей, а периферийные приложения вытесняют устаревшие», — говорит Стивен Баклер, главный операционный директор Horizon Technology. — «В то же время я бы не сбрасывал со счетов HDD. Помните, что наращивание емкости NAND требует больших затрат. В конечном счете, многое будет зависеть от разработки производителями дисков технологии HAMR для поддержки своих планов по созданию дисков действительно большой емкости».
Заключение
Перспектива увеличения объемов данных в геометрической прогрессии делает жесткие диски в центрах обработки данных по-прежнему востребованными в качестве основного носителя для хранения информации. Однако существует вероятность того, что наряду с испытанным и протестированным интерфейсом SAS будет использоваться NVMe для жестких дисков.
Для получения информации о ценах твердотельных накопителей свяжитесь с командой экспертов Сервер Гейт. Мы предлагаем решения, которые удовлетворят ваши потребности и превзойдут ваши ожидания.
Собрать сервер
Собери свой сервер, под свои задачи и по минимальной цене!
Любой сервер можно сконфигурировать по-своему, изменив комплектующие или их количество на нужное Вам.
Особенности SAS жестких дисков
Жесткий диск – это самый ценный компонент в любом компьютере. Ведь на нем хранится информация, с которой работает компьютер и пользователь, в том случае, если речь идет о персональном компьютере. Человек, каждый раз садясь за компьютер, рассчитывает на то, что сейчас пробежит экран загрузки операционной системы, и он приступит к работе со своими данными, которые выдаст «на гора» из своих недр винчестер. Если же речь идет о жестком диске, или даже об их массиве в составе сервера, то таких пользователей, которые рассчитывают получить доступ к личным, или же рабочим данным, — десятки, сотни и тысячи. И вся их спокойная работа или же отдых и развлечения зависит от этих устройств, которые постоянно хранят в себе данные. Уже из этого сравнения видно, что запросы к жестким дискам домашнего и промышленного класса предъявляются неравнозначные – в первом случае с ним работает один пользователь, во втором – тысячи. Получается, что второй жесткий диск должен быть надежнее, быстрее, устойчивей первого во много раз, ведь с ним работают, на него надеются множество пользователей. В этой статье будут рассмотрены типы используемых в корпоративном секторе жестких дисков и особенности их конструкции, позволяющие добиться высочайшей надежности и производительности.
SAS и SATA диски – такие похожие и такие разные
До недавнего времени, стандарты жестких дисков промышленного класса и бытового, различались значительно, и были несовместимы – SCSI и IDE, в настоящее время ситуация изменилась – на рынке в подавляющем большинстве находятся жесткие диски стандарта SATA и SAS (Serial Attached SCSI). Разъем SAS является универсальным и по форм-фактору и совместим с SATA. Это позволяет напрямую подключать к системе SAS как высокоскоростные, но при этом небольшой емкости, (на момент написания статьи – до 300 Гб) накопители SAS, так и менее скоростные, но в разы более емкие, накопители SATA (на момент написания статьи до 2 Тб). Таким образом, в одной дисковой подсистеме можно объединить жизненно важные приложения, требующих высокой производительности и оперативного доступа к данным, и более экономичные приложения с более низкой стоимостью в пересчете на гигабайт.
Подобная конструктивная совместимость выгодна как производителям задних панелей, так и конечным пользователям, ведь при этом снижаются затраты на оборудование и проектирование.
То есть, к разьемам SAS можно подключить как SAS устройства, так и SATA, а к разъемам SATA подключаются лишь SATA устройства.
SAS и SATA – высокая скорость и большая емкость. Что выбрать?
SAS-диски, пришедшие на смену дискам SCSI полностью унаследовали их основные характеризующие винчестер свойства: скорость вращения шпинделя (15000 rpm) и стандарты объема (36,74,147 и 300 Гб). Тем не менее, сама технология SAS значительно отличается от SCSI. Коротко рассмотрим основные отличия и особенности:Интерфейс SAS использует соединение «точка-точка» — каждое устройство соединено с контроллером выделенным каналом, в отличие от него, SCSI работает по общей шине.
SAS поддерживает большое количество устройств (> 16384), в то время как интерфейс SCSI поддерживает 8, 16, или 32 устройства на шине.
SAS интерфейс поддерживает скорость передачи данных между устройствами на скоростях 1,5; 3; 6 Гб/с, в то время как у интерфейса SCSI скорость шины не выделена на каждое устройство, а делится между ними.
SAS поддерживает подключение более медленных устройств с интерфейсом SATA.
SAS конфигурации значительно легче в монтаже, установке. Такая система проще масштабируется. Кроме того, SAS винчестеры унаследовали надежность жестких дисков SCSI.
При выборе дисковой подсистемы — SAS или SATA нужно руководствоваться тем, какие функции будут выполняться сервером или рабочей станцией. Для этого нужно определиться со следующими вопросами:
1. Какое количество одновременных разноплановых запросов будет обрабатывать диск? Если большое – Ваш однозначный выбор – диски SAS. Так же, если Ваша система будет обслуживать большое количество пользователей — выбирайте SAS.
2. Какое количество информации будет храниться на дисковой подсистеме Вашего сервера или рабочей станции? Если более 1-1,5 Тб – стоит обратить внимание на систему на базе SATA винчестеров.
3. Каков бюджет, выделяемый на покупку сервера или рабочей станции? Следует помнить, что помимо SAS дисков потребуется SAS контроллер, который тоже нужно учитывать.
4. Планируете ли вы, в последствие, рост объема данных, рост производительности или усиление отказоустойчивости системы? Если да, то Вам понадобиться дисковая подсистема на базе SAS, она проще масштабируется и более надежна.
5. Ваш сервер будет работать с критически важными данными и приложениями – Ваш выбор – SAS диски, рассчитанные на тяжелые условия эксплуатации.
Надежная дисковая подсистема, это не только качественные жесткие диски именитого производителя, но и внешний дисковый контроллер. О них пойдет речь в одной из следующих статей. Рассмотрим диски SATA, какие разновидности этих дисков бывают и какие следует использовать при построении серверных систем.
SATA диски: бытовой и промышленный сектор
SATA диски, используемые повсеместно, от бытовой электроники и домашних компьютеров до высокопроизводительных рабочих станций и серверов, различаются на подвиды, есть диски для использования в бытовой технике, с низким тепловыделением, энергопотреблением, и как следствие, заниженной производительностью, есть диски – среднего класса, для домашних компьютеров, и есть диски для высокопроизводительных систем. В этой статье мы рассмотрим класс винчестеров для производительных систем и серверов.
Эксплуатационные характеристики
HDD серверного класса
HDD desktop класса
Скорость вращения
7,200 об/мин (номинальная)
7,200 об/мин (номинальная)
Объем кэша
32 МБ
32 МБ
Среднее время задержки
4,20 мс (номинальное)
6,35 мс (номинальное)
Скорость передачи данных
Чтение из кэша накопителя (Serial ATA)
максимум 3 Гб/с
максимум 3 Гб/с
Физические характеристики
Емкость после форматирования
1 000 204 МБ
1 000 204 МБ
Емкость
1 ТБ
1 ТБ
Интерфейс
SATA 3 Гб/с
SATA 3 Гб/с
Кол-во доступных пользователю секторов
1 953 525 168
1 953 525 168
Габариты
Высота
25,4 мм
25,4 мм
Длина
147 мм
147 мм
Ширина
101,6 мм
101,6 мм
Вес
0,69 кг
0,69 кг
Ударопрочность
Ударопрочность в рабочем состоянии
65G, 2 мс
30G; 2 мс
Ударопрочность в нерабочем состоянии
250G, 2 мс
250G, 2 мс
Температура
В рабочем состоянии
от -0° C до 60° C
от -0° C до 50° C
В нерабочем состоянии
от -40° C до 70° C
от -40° C до 70° C
Влажность
В рабочем состоянии
относительная влажность 5-95%
относительная влажность 5-95%
В нерабочем состоянии
относительная влажность 5-95%
относительная влажность 5-95%
Вибрация
В рабочем состоянии
Линейная
20-300 Гц, 0,75 g (от 0 до пика)
22-330 Гц, 0,75 g (от 0 до пика)
Произвольная
0,004 g/Гц (10 — 300 Гц)
0,005 g/Гц (10 — 300 Гц)
В нерабочем состоянии
Низкая частота
0,05 g/Гц (10 — 300 Гц)
0,05 g/Гц (10 — 300 Гц)
Высокая частота
20-500 Гц, 4,0G (от 0 до пиковой)
20-500 Гц, 4,0G (от 0 до пиковой)
В таблице представлены характеристики жестких дисков одного из ведущих производителей, в одной колонке приведены данные SATA винчестера серверного класса, в другой обычного SATA винчестера.
Из таблицы мы видим, что диски различаются не только по характеристикам быстродействия, но и по характеристикам эксплуатационным, которые напрямую влияют на продолжительность жизни и успешной работы винчестера. Следует обратить внимание на то, что внешне эти жесткие диски отличаются малозначительно. Рассмотрим, какие технологии и особенности позволяют это сделать :
— Усиленный вал (шпиндель) жесткого диска, у некоторых производителей закрепляется с двух концов, что уменьшает влияние внешней вибрации и способствует точному позиционированию блока головок во время операций чтения и записи.
— Применение специальных интеллектуальных технологий, позволяющих учитывать как линейную так и угловую вибрацию, что уменьшает время позиционирования головок и увеличивает производительность дисков до 60%
-Функция устранения ошибок по времени работы в RAID массивах – предотвращает выпадение жестких дисков из RAID, что является характерной особенностью обычных жестких дисков.
— Корректировка высоты полета головок в совокупности с технологией предотвращения соприкосновения с поверхностью пластин, что приводит к значительному увеличению срока жизни диска.
— Широкий спектр функций самодиагностики, позволяющих заранее предсказать тот момент, когда жесткий диск выйдет из строя, и предупредить об этом пользователя, что позволяет успеть сохранить информацию на резервный накопитель.
-Функции, позволяющие снизить показатель невосстановимых ошибок чтения, что увеличивает надежность серверного жесткого диска, по сравнению с обычными жесткими дисками.
Говоря о практической стороне вопроса, можно уверенно утверждать, что специализированные жесткие диски в серверах «ведут себя» намного лучше. В техническую службу происходит в разы меньше обращений по нестабильности работы RAID массивов и отказам жестких дисков. Поддержка производителем серверного сегмента винчестеров происходит намного оперативнее, чем обычных жестких дисков, в связи с тем, что приоритетным направлением работы любого производителя систем хранения данных является промышленный сектор. Ведь именно в нем находят применение самые передовые технологии, стоящие на страже Вашей информации.
Аналог SAS дисков:
Жесткие диски от компании Western Digital VelociRaptor. Эти накопители со скоростью вращения дисков 10 тыс. об/мин, оснащаемые интерфейсом SATA 6 Гб/с и 64 МБ кэш-памяти. Время наработки этих накопителей на отказ составляет 1,4 миллиона часов.
Более подробно на сайте производителя www.wd.com
Заказать сборку сервера на базе SAS или аналогом SAS жеских дисков Вы можете в нашей компании "Статус" в Санкт-Петербурге, также, купить или заказать SAS жеские диски в Санкт-Петербурге Вы можете: