SAS und SATA im Enterprise: Hohe Performance, viele Funktionen

SAS - Serial Attached SCSI

Zwischen 2001 und 2004 suchten verschiedene Hersteller nach einem Nachfolger für das technisch ausgereizte SCSI (Small Computer System Interface), welches in seiner letzten Version Ultra-320 bis zu 320 MByte pro Sekunde transportieren konnte. Immer größer werdende Timing-Probleme des parallelen Ansatzes verhinderten eine weitere Leistungssteigerung dieses Standards. Wie auch im ATA-Umfeld entschied man sich schließlich für eine Serialisierung des Datentransportes. Des Weiteren beschloss man eine Anschluss- und Protokoll-seitige Kompatibilität zum bereits existierenden SATA-Standard, um in Zukunft preiswerte und Hochleistungs-Geräte zusammen und ohne großen Entwicklungsaufwand verwenden zu können.

Verkabelung, Profi-Stecker und Expander

Die für interne Anschlüsse verwendeten SAS-Kabel entsprechen bis auf kleine Stege zwischen Daten- und Spannungsversorgung den für SATA verwendeten. Damit lassen sich SATA-Geräte zwar an SAS-Controller, umgekehrt aber keine SAS-Geräte an SATA-Controller anschließen. Neben diesen Standardkabeln haben sich vor allem für den Betrieb im professionellen Umfeld weitere, mechanisch weniger anfällige Metallstecker etabliert (SFF-8088 "Extern Mini-SAS" und SFF-8470 "Infiniband").

Für kleinere Festplatten mit einer Bauhöhe unterhalb von 7 mm wurde außerdem der SFF-8087 "Intern Mini-SAS" definiert. Die Kabellängen entsprechen denen des SATA-Standards, also entweder zwei Meter ohne und acht Meter mit geeigneten Expandern. Da im Gegensatz zu SATA annähernd die doppelte Spannung verwendet wird, sollte für die Verkabelung von SAS-Geräten auf jeden Fall auf geeignete Verbinder zurückgegriffen werden.

Bei der alten Ultra-320-Verkabelung waren auf einem Kabel alle Geräte eines Controllers angeschlossen, am Ende des Kabels ein Widerstand aufgesteckt und alle Geräte einzeln mit ihrer jeweiligen ID versehen. Dieses Verfahren war komplex, nicht flexibel und vor allem fehleranfällig. Deswegen entschied man sich für SAS für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, jedes Gerät wird also über ein separates Kabel an den Controller angeschlossen. Wenn die Anzahl der Anschlüsse am Controller nicht ausreicht, kann auf Expander zurückgegriffen werden. Kleinere "Edge-Expander" bieten bis zu 128 Anschlüsse, "Fanout-Expander" weitere 128 Kanäle. Theoretisch lassen sich also an einen SAS-Controller 128²=16.384 Geräte anschließen.

Als Protokoll verwendet SAS das sogenannte SSP (SAS SCSI Protocol), welches weitestgehend dem Befehlssatz von Ultra-SCSI entspricht. Über das STP (SATA Tunneling Protocol) lassen sich SATA-Geräte direkt vom SAS-Controller steuern. Mit dem SMP (SAS Management Protocol) schließlich kommuniziert der SAS-Controller mit Edge- und Fanout-Expandern.