Τα σημερινά συστήματα αποθήκευσης όχι μόνο αναπτύσσονται με terabit και έχουν υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων, αλλά απαιτούν επίσης λιγότερη ενέργεια και καταλαμβάνουν μικρότερο χώρο. Αυτά τα συστήματα χρειάζονται επίσης καλύτερη συνδεσιμότητα για να παρέχουν μεγαλύτερη ευελιξία. Οι σχεδιαστές χρειάζονται μικρότερες διασυνδέσεις για να παρέχουν τους ρυθμούς δεδομένων που απαιτούνται σήμερα ή στο μέλλον. Και ένας κανόνας από τη γέννηση έως την ανάπτυξη και η σταδιακή ωρίμανση είναι κάθε άλλο παρά εύκολη υπόθεση. Ειδικά στον κλάδο της πληροφορικής, κάθε τεχνολογία βελτιώνεται και εξελίσσεται συνεχώς, όπως και η προδιαγραφή Serial Attached SCSI (SAS). Ως διάδοχος του παράλληλου SCSI, η προδιαγραφή SAS υπάρχει εδώ και αρκετό καιρό.
Στα χρόνια που πέρασε η SAS, οι προδιαγραφές της έχουν βελτιωθεί, αν και το υποκείμενο πρωτόκολλο έχει διατηρηθεί, ουσιαστικά δεν υπάρχουν πολλές αλλαγές, αλλά οι προδιαγραφές της εξωτερικής διασύνδεσης έχουν υποστεί πολλές αλλαγές, οι οποίες αποτελούν προσαρμογή της SAS στο περιβάλλον της αγοράς. Με αυτά τα "σταδιακά βήματα προς τα χίλια μίλια" συνεχή βελτίωση, οι προδιαγραφές της SAS έχουν γίνει ολοένα και πιο ώριμες. Οι διασυνδέσεις διαφορετικών προδιαγραφών ονομάζονται SAS και η μετάβαση από την παράλληλη στη σειριακή, από την παράλληλη τεχνολογία SCSI στην τεχνολογία SCSI (SAS) σειριακής σύνδεσης έχει αλλάξει σημαντικά το σχήμα δρομολόγησης καλωδίων. Το προηγούμενο παράλληλο SCSI μπορούσε να λειτουργεί με μονό άκρο ή διαφορικό σε 16 κανάλια με ταχύτητα έως και 320Mb/s. Προς το παρόν, η διασύνδεση SAS3.0, η οποία είναι πιο κοινή στον τομέα της εταιρικής αποθήκευσης, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στην αγορά, αλλά το εύρος ζώνης είναι διπλάσιο από το SAS3 που δεν έχει αναβαθμιστεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, το οποίο είναι 24Gbps, περίπου το 75% του εύρους ζώνης της κοινής μονάδας SSD PCIe3.0×4. Η τελευταία υποδοχή MiniSAS που περιγράφεται στην προδιαγραφή SAS-4 είναι μικρότερη και επιτρέπει μεγαλύτερη πυκνότητα. Η τελευταία υποδοχή Mini-SAS έχει το μισό μέγεθος από την αρχική υποδοχή SCSI και το 70% του μεγέθους της υποδοχής SAS. Σε αντίθεση με το αρχικό παράλληλο καλώδιο SCSI, τόσο το SAS όσο και το Mini SAS έχουν τέσσερα κανάλια. Ωστόσο, εκτός από την υψηλότερη ταχύτητα, την υψηλότερη πυκνότητα και τη μεγαλύτερη ευελιξία, υπάρχει επίσης αυξημένη πολυπλοκότητα. Λόγω του μικρότερου μεγέθους της υποδοχής, ο κατασκευαστής, ο συναρμολογητής και ο σχεδιαστής του συστήματος του αρχικού καλωδίου πρέπει να δίνουν ιδιαίτερη προσοχή στις παραμέτρους ακεραιότητας του σήματος σε όλη τη συναρμολόγηση του καλωδίου.
Δεν είναι όλοι οι κατασκευαστές καλωδίων σε θέση να παρέχουν σήματα υψηλής ποιότητας και υψηλής ταχύτητας για να καλύψουν τις ανάγκες ακεραιότητας σήματος των συστημάτων αποθήκευσης. Οι κατασκευαστές καλωδίων χρειάζονται λύσεις υψηλής ποιότητας και κόστους για τα πιο σύγχρονα συστήματα αποθήκευσης. Για την παραγωγή σταθερών, ανθεκτικών συγκροτημάτων καλωδίων υψηλής ταχύτητας, πρέπει να ληφθούν υπόψη διάφοροι παράγοντες. Εκτός από τη διατήρηση της ποιότητας της κατεργασίας και της επεξεργασίας, οι σχεδιαστές πρέπει να δίνουν ιδιαίτερη προσοχή στις παραμέτρους ακεραιότητας σήματος που καθιστούν δυνατή την κατασκευή καλωδίων υψηλής ταχύτητας για τις σημερινές συσκευές μνήμης.
Προδιαγραφή ακεραιότητας σήματος (Ποιο σήμα είναι ολοκληρωμένο;)
Μερικές από τις κύριες παραμέτρους της ακεραιότητας του σήματος περιλαμβάνουν την απώλεια εισαγωγής, την αλληλοεπικάλυψη κοντινού και μακρινού άκρου, την απώλεια επιστροφής, την εσωτερική παραμόρφωση του ζεύγους διαφοράς και το πλάτος της λειτουργίας διαφοράς σε κοινή λειτουργία. Παρόλο που αυτοί οι παράγοντες είναι αλληλένδετοι και επηρεάζουν ο ένας τον άλλον, μπορούμε να εξετάσουμε έναν παράγοντα κάθε φορά για να μελετήσουμε την κύρια επίδρασή του.
Απώλεια εισαγωγής (Βασικά στοιχεία παραμέτρων υψηλής συχνότητας 01- παράμετροι εξασθένησης)
Η απώλεια εισαγωγής είναι η απώλεια πλάτους σήματος από το άκρο μετάδοσης του καλωδίου στο άκρο λήψης, η οποία είναι άμεσα ανάλογη με τη συχνότητα. Η απώλεια εισαγωγής εξαρτάται επίσης από τον αριθμό των καλωδίων, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα εξασθένησης. Για εσωτερικά εξαρτήματα μικρής εμβέλειας ενός καλωδίου 30 ή 28-AWG, ένα καλώδιο καλής ποιότητας θα πρέπει να έχει εξασθένηση μικρότερη από 2dB/m στα 1,5GHz. Για εξωτερικό SAS 6Gb/s που χρησιμοποιεί καλώδια 10m, συνιστάται ένα καλώδιο με μέσο εύρος γραμμής 24, το οποίο έχει εξασθένηση μόνο 13dB στα 3GHz. Εάν θέλετε μεγαλύτερο περιθώριο σήματος σε υψηλότερους ρυθμούς δεδομένων, καθορίστε ένα καλώδιο με μικρότερη εξασθένηση στις υψηλές συχνότητες για μεγαλύτερα καλώδια.
Διασταύρωση (Βασικά στοιχεία παραμέτρων υψηλής συχνότητας 03- Παράμετροι διασταύρωσης)
Η ποσότητα ενέργειας που μεταδίδεται από ένα σήμα ή ζεύγος διαφοράς σε ένα άλλο. Για τα καλώδια SAS, εάν η διασταυρούμενη επικοινωνία κοντινού άκρου (NEXT) δεν είναι αρκετά μικρή, θα προκαλέσει τα περισσότερα προβλήματα σύνδεσης. Η μέτρηση του NEXT γίνεται μόνο στο ένα άκρο του καλωδίου και είναι η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται από το ζεύγος σήματος μετάδοσης εξόδου στο ζεύγος λήψης εισόδου. Η διασταυρούμενη επικοινωνία μακρινού άκρου (FEXT) μετριέται εισάγοντας ένα σήμα για το ζεύγος μετάδοσης στο ένα άκρο του καλωδίου και παρατηρώντας πόση ενέργεια απομένει στο σήμα μετάδοσης στο άλλο άκρο του καλωδίου.
Το ΕΠΟΜΕΝΟ στη συναρμολόγηση καλωδίων και τον σύνδεσμο προκαλείται συνήθως από κακή απομόνωση των ζευγών διαφορικού σήματος, η οποία μπορεί να οφείλεται σε πρίζες και βύσματα, ατελή γείωση ή κακό χειρισμό της περιοχής τερματισμού καλωδίων. Ο σχεδιαστής του συστήματος πρέπει να διασφαλίσει ότι ο συναρμολογητής καλωδίων έχει αντιμετωπίσει αυτά τα τρία ζητήματα.
Καμπύλες απωλειών για κοινά καλώδια 100Ω των 24, 26 και 28
Η συναρμολόγηση καλωδίων καλής ποιότητας σύμφωνα με την «Προδιαγραφή SFF-8410 για Δοκιμές και Απαιτήσεις Απόδοσης Χαλκού HSS» που μετράται στο NEXT θα πρέπει να είναι μικρότερη από 3%. Όσον αφορά την παράμετρο s, το NEXT θα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 28dB.
Απώλεια Επιστροφής (Βασικά στοιχεία παραμέτρων υψηλής συχνότητας 06- Απώλεια Επιστροφής)
Η απώλεια επιστροφής μετρά την ποσότητα ενέργειας που ανακλάται από ένα σύστημα ή καλώδιο όταν εγχέεται ένα σήμα. Αυτή η ανακλώμενη ενέργεια μπορεί να προκαλέσει πτώση στο πλάτος του σήματος στο άκρο λήψης του καλωδίου και μπορεί να προκαλέσει προβλήματα ακεραιότητας του σήματος στο άκρο μετάδοσης, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει προβλήματα ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών για το σύστημα και τους σχεδιαστές συστημάτων.
Αυτή η απώλεια επιστροφής προκαλείται από αναντιστοιχίες σύνθετης αντίστασης στο συγκρότημα καλωδίων. Μόνο με την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος με μεγάλη προσοχή μπορεί η σύνθετη αντίσταση του σήματος να μην αλλάξει όταν διέρχεται από την υποδοχή, το βύσμα και τον ακροδέκτη του καλωδίου, έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί η αλλαγή της σύνθετης αντίστασης. Το τρέχον πρότυπο SAS-4 έχει ενημερωθεί στην τιμή σύνθετης αντίστασης ±3Ω σε σύγκριση με το ±10Ω του SAS-2, και οι απαιτήσεις για καλώδια καλής ποιότητας θα πρέπει να διατηρούνται εντός της ονομαστικής ανοχής των 85 ή 100±3Ω.
Ασύμμετρη παραμόρφωση
Στα καλώδια SAS, υπάρχουν δύο ασύμμετρες παραμορφώσεις: μεταξύ ζευγών διαφοράς και εντός ζευγών διαφοράς (το σήμα διαφοράς της θεωρίας ακεραιότητας σήματος). Θεωρητικά, εάν εισάγονται πολλά σήματα στο ένα άκρο του καλωδίου, θα πρέπει να φτάνουν στο άλλο άκρο ταυτόχρονα. Εάν αυτά τα σήματα δεν φτάνουν ταυτόχρονα, αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ασύμμετρη παραμόρφωση του καλωδίου ή καθυστέρηση-ασύμμετρη παραμόρφωση. Για τα ζεύγη διαφοράς, η ασύμμετρη παραμόρφωση μέσα στο ζεύγος διαφοράς είναι η καθυστέρηση μεταξύ των δύο καλωδίων του ζεύγους διαφοράς και η ασύμμετρη παραμόρφωση μεταξύ των ζευγών διαφοράς είναι η καθυστέρηση μεταξύ των δύο συνόλων ζευγών διαφοράς. Η μεγάλη ασύμμετρη παραμόρφωση του ζεύγους διαφοράς θα επιδεινώσει την ισορροπία διαφοράς του μεταδιδόμενου σήματος, θα μειώσει το πλάτος του σήματος, θα αυξήσει το χρονικό jitter και θα προκαλέσει προβλήματα ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Η διαφορά ενός καλωδίου καλής ποιότητας από την εσωτερική ασύμμετρη παραμόρφωση θα πρέπει να είναι μικρότερη από 10ps.
Ώρα δημοσίευσης: 30 Νοεμβρίου 2023
