《電子技術(shù)應(yīng)用》
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6Gb/s SAS部署推进存储技术飞速发展
摘要: 6Gb/sSAS市场正处于全面发展的鼎盛时期。服务器主板纷纷采用6Gb/sSAS器件或RAID控制器。支持SATA和SAS驱动器连接增量扩展的SAS扩展器在系统和驱动器存储设备领域获得大量部署。SAS可保护原有中间件投资,正快速改变主流服务器市场,并上升为领先的企业存储互联技术。从3Gb/sSAS到6Gb/sSAS的演进还在不断发展,并新增了标准化分区和扩展器发现等增强型企业级功能。新添加的改进功能将有助于开辟全新的市场和应用领域,从而推动SAS进一步向高可用性存储解决方案方向发展。
Abstract:
Key words :
  6Gb/sSAS市場最新信息

  6Gb/sSAS市場正處于全面發(fā)展的鼎盛時期。服務(wù)器主板紛紛采用6Gb/sSAS器件或RAID控制器。支持SATA和SAS驅(qū)動器連接增量擴展的SAS擴展器在系統(tǒng)和驅(qū)動器存儲設(shè)備領(lǐng)域獲得大量部署。SAS可保護原有中間件投資,正快速改變主流服務(wù)器市場,并上升為領(lǐng)先的企業(yè)存儲互聯(lián)技術(shù)。從3Gb/sSAS到6Gb/sSAS的演進還在不斷發(fā)展,并新增了標準化分區(qū)和擴展器發(fā)現(xiàn)等增強型企業(yè)級功能。新添加的改進功能將有助于開辟全新的市場和應(yīng)用領(lǐng)域,從而推動SAS進一步向高可用性存儲解決方案方向發(fā)展。

  企業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展

  “自加密驅(qū)動器(SED)”和“端對端數(shù)據(jù)保護”(即通常所說的T10DIF)等增強技術(shù)雖然并非SAS所獨有,但正通過6Gb/sSAS組件和產(chǎn)品的大量部署而加速推廣。此外,不同來源的高容量SAS驅(qū)動器憑借其在分層存儲環(huán)境中的架構(gòu)優(yōu)勢也將對企業(yè)SATA驅(qū)動器提出挑戰(zhàn)??傊琒AS具備的這些優(yōu)勢以及寬廣的產(chǎn)品選擇面必然會持續(xù)支持SAS的進一步發(fā)展。

  SAS除了作為基本的服務(wù)器存儲連接技術(shù)之外,驅(qū)動器的外形大小、產(chǎn)品豐富性、高可用性、與SATA的共存性以及價位優(yōu)勢等因素都有助于SAS成為外部NAS或SAN連接型存儲子系統(tǒng)的重要選擇方案,而這部分細分市場此前一直由光纖通道(FC)驅(qū)動器所占據(jù)。向外部子系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展使SAS成為多種云和分層存儲環(huán)境中外設(shè)連接功能的首選技術(shù)。

  性能擴展

  顯然,性能是6Gb/sSAS的重要優(yōu)勢。性能改善不僅體現(xiàn)為傳輸速率翻倍,更體現(xiàn)在協(xié)議和架構(gòu)方面的改進。此外,第二代SAS產(chǎn)品的時延顯著縮短,這主要歸功于各種器件和組件的驅(qū)動器、固件和硬件性能的大幅提升。6Gb/sSASRAID控制器可輕松支持200個乃至更多驅(qū)動器,還能提供超過2.5GB/s的RAID連續(xù)帶寬性能,從而全面超越3.0Gb/s的讀寫吞吐量。

  此外,如前所述的擴展器發(fā)現(xiàn)等架構(gòu)增強性能可減少主機軟件工作開銷,并將發(fā)現(xiàn)功能分配由擴展器網(wǎng)絡(luò)承擔,從而大幅減少配置大中型SAS所需的消息發(fā)送流量。

  第一代SAS使供應(yīng)商能在多用戶多處理系統(tǒng)以及采用虛擬機的系統(tǒng)中進行磁盤驅(qū)動器分區(qū)。不過,這種早期方案受到廠商技術(shù)的制約。6Gb/sSAS可通過擴展器和SAS開關(guān)設(shè)計為驅(qū)動器分區(qū)提供標準化機制。SAS開關(guān)其實就是用于可擴展SAS部署的專業(yè)化擴展器實施方案,可改進SAS存儲的整體可擴展性、可服務(wù)性、可管理性以及可用性。

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圖1—用于在SAS連接主機之間共享多擴展器存儲單元的SAS開關(guān)

  6Gb/sSAS的高傳輸速率與通過SAS開關(guān)實現(xiàn)的整合端口帶寬功能完美結(jié)合,可為我們帶來一款可共享的低成本存儲系統(tǒng),從而實現(xiàn)出色的性能水平。以下介紹的有效傳輸速率會根據(jù)不同實施方案而有所差異,同時也受到主機服務(wù)器、CPU、SASHBA/控制器、JBOD供應(yīng)商以及HDD的影響,尤其會受到用于支持中等構(gòu)建水平所需的SAS鏈路數(shù)量的影響。

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圖2—采用SAS開關(guān)的共享存儲實施方案中的6Gb/sSAS性能水平

  測試設(shè)置:

  6個服務(wù)器(每個主機2個HBA)連接到4個JBOD對,每個JBOD對有24個HDD,采用SAS開關(guān)。

  o多個白盒服務(wù)器,帶單部IntelXeon®5520

  o多個6Gb/sSASHBA

  o多個6Gb/sSASJBOD(4個JBOD對)

  o一部6Gb/sSAS開關(guān)

  oIOmeter2006,客戶端/服務(wù)器配置

  oIO隊列深度為8

  結(jié)果:

 ?。ㄐ阅苁苓B接至JBOD的共享SAS端口數(shù)量的影響)

  突發(fā)最大值—9600MB/s

  理論最大值(考慮系統(tǒng)開銷):8,400-8,600MB/s

  7,820MB/s的讀取速度

  8,069MB/s的寫入速度

  這些共享存儲系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、交換服務(wù)器、預(yù)/后視頻處理/制作、媒體流、安全、科學(xué)分析和安防監(jiān)控等領(lǐng)域。這種高性能數(shù)據(jù)共享模型能以相當?shù)偷膬r位為商業(yè)解決方案帶來真正的企業(yè)級功能。

  低時延SAS支持非易失性存儲

  當然,性能對支持SSD等新型低時延存儲設(shè)備至關(guān)重要。SSD作為數(shù)據(jù)緩存技術(shù)被廣泛采用,正成為整個分層存儲鏈中的重要組成部分。無論是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用還是數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)倉庫、視頻制作、流媒體還是各種其它低時延應(yīng)用,非易失性存儲器解決方案都能在極高的工作負載要求下改進系統(tǒng)的響應(yīng)時間。

  如前所述,我們已經(jīng)做了大量工作對SAS性能進行提升,并降低了協(xié)議時延。SSDI/O性能通常由通道數(shù)量以及NAND組件自身時延所決定。即便如此,SAS供應(yīng)商仍在為進一步降低SAS時延而加大投入,以確保在后續(xù)低時延存儲解決方案中不會出現(xiàn)時延瓶頸。

  HBA控制器解決方案對軟件和固件進行了調(diào)節(jié),能夠充分發(fā)揮低時延驅(qū)動器(SSD)的優(yōu)勢,從而將RAID5I/O的性能從20萬次隨機IOPS提升到超過45萬次的水平。

  隨著平均響應(yīng)時間已降至不到200微秒,在目前的6Gb/sSAS技術(shù)下,已完全可以推出針對1K隨機讀取工作負載且超出1MIOPS的系統(tǒng)。

  以下給出的性能圖展示了SASI/O的現(xiàn)有性能以及性能發(fā)展的保守估計,所有這些優(yōu)勢都可確保SAS繼續(xù)成為HDD、SSD和其它非易失性存儲解決方案的前沿存儲架構(gòu)技術(shù)。

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圖3—6Gb/sSAS可為低時延(SSD)存儲設(shè)備提供業(yè)界最佳性能

  SCSI在滿足業(yè)界性能要求的同時還繼續(xù)保持業(yè)經(jīng)驗證的企業(yè)級SAS技術(shù)優(yōu)勢,這將有助于保持SCSI在新型存儲架構(gòu)領(lǐng)域的前沿地位。

  拓撲冗余(Topologytospare)

  隨著數(shù)據(jù)創(chuàng)建和保存需求的不斷提升,以及標準化分區(qū)和發(fā)現(xiàn)技術(shù)對6Gb/sSAS可擴展性的改進,高效連接存儲支架之間的存儲設(shè)備通常需要更長的連接距離,同樣,在物理存儲部署選項中提供更高靈活性也需要較長的連接距離。

  為了解決上述問題,可使用有源銅線延長SAS互連產(chǎn)品之間的連接距離,連接長度可超過20米。近期舉辦的SAS插拔大會(plugfest)活動證實:大型系統(tǒng)構(gòu)造采用多條有源線纜在8個分離擴展器組成的網(wǎng)絡(luò)中進行串聯(lián),即使連接距離長達100米也能確保系統(tǒng)的可靠性。這種技術(shù)為SAS服務(wù)器和子系統(tǒng)提供了更長的連接距離,顯著改變了解決方案的格局,從而能夠更好地滿足結(jié)構(gòu)擴展的需求。

  隨著連接距離的進一步擴大以及擴展選項的進一步豐富,SAS已成為有效的主機互連選擇。這些使用案例對距離的要求雖然不是很高,但需要具備同類最佳的性能,而且要實現(xiàn)DAS的低成本和簡便性。因此SAS可在眾多不同市場中與iSCSI和FC展開有效的競爭。

  不斷前進……

  SAS幾乎在所有企業(yè)存儲領(lǐng)域都站穩(wěn)了腳跟。增強型的企業(yè)功能已將SAS從設(shè)備連接方案轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N重要的存儲互連結(jié)構(gòu),可在分層存儲解決方案中發(fā)揮重要作用。

  新一代SAS設(shè)備將隨著行業(yè)的發(fā)展進一步提升性能和擴展性,將實現(xiàn):12Gb/s的傳輸速率;光學(xué)連接和有源銅線連接;可提升系統(tǒng)可用性和可服務(wù)性的布線管理;實施多端口SAS以為部署高級SSD解決方案的系統(tǒng)構(gòu)建人員增加可用的系統(tǒng)帶寬。

  雖然存儲技術(shù)的未來發(fā)展方向還不明確,但SAS將繼續(xù)推進高級存儲架構(gòu)的發(fā)展,同時保護原有投資。SCSI和SAS技術(shù)不僅沒有被無數(shù)次的市場變革所淘汰,而且還會繼續(xù)快速向前發(fā)展。這種由技術(shù)改進和完善的發(fā)展策略作為堅實后盾的強韌生命力已成為SCSI/SAS的重要特質(zhì),并且在可預(yù)見的未來還將一如既往地繼續(xù)保持這一優(yōu)勢。



 

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