HDD SAS-диски: особенности, преимущества и недостатки

Что такое SAS

SAS является интерфейсом, призванным существенно увеличить скорость передачи данных. Выступает дальнейшим развитием SCSI, который функционировал параллельно. Сама аббревиатура SAS расшифровывается как Serial Attached SCSI. Несмотря на то, что SAS задействует команды SCSI, общая производительность у него гораздо выше.

Первый вариант этого стандарта появился еще в 2003 году. Скорость у него была всего 3 Гбит/с. Уже через некоторое время были внедрены улучшения, что позволило поднять скорость до 6 Гбит/с.

На этом разработчики не остановились и в 2015 году выкатили новую версию интерфейса со скоростью 12 Гбит/с. Причем кроме скоростей у SAS появились и другие улучшения. Например, обеспечивает идентичный уровень передачи данных для всех подсоединенных устройств и кольцевую топологию подключения устройств.

Технические особенности SAS жестких дисков

Самая последняя вариация интерфейса поддерживает передачу файлов со скоростью 24 Гбит/с на одно направление. Помимо этого выделим следующие технические параметры:

• задействуется минимум линий для передачи сигнала
• только одна шина для подсоединения
• два порта для подключения, что позволяет применять такие жесткие диски в системах с высоким уровнем нагрузок и высокой отказоустойчивостью
• высокая надежность – 1,2 млн. часов среднее время работы в серверном режиме
• повышенная производительность.

Визуально SAS жесткий диск это точная копия диска SАТА. Корпус, габариты, даже разъемы практически не различаются. Главные отличия скрываются в начинке. Именно благодаря этому обеспечивается невероятно высокая скорость передачи данных.

Можно ли установить в домашний ПК

У многих пользователей возникает вполне логичный вопрос, а можно ли установить такой жесткий диск в свой домашний компьютер, есть ли в этом смысл. Вообще, такие накопители применяют в различных серверах, схд и другом подобного оборудования. Для ПК их практически не применяют, ну, если только ситуация безвыходная. Хотите повысить производительность и скорость работы компьютера, тогда устанавливаем SSD накопители.

Как подсоединить SAS к ПК

Одного желания установить SAS жесткий диск на свой компьютер недостаточно. Потребуется еще проявить терпение и задействовать различные дополнительные приспособления. Для начала потребуется дискретный, т.е. устанавливаемый контролер. Некоторые материнские платы им обладают, но это редкое явление даже для серверного варианта, не говоря уже о домашнем.

Дополнительно потребуются специальные кабеля для подсоединения. Стандартные провода SATA не актуальны. Следует отметить, что SAS контроллер – это дорогое удовольствие. Целесообразнее сразу приобретать SSD диски. Дешевле, эффективнее и нет проблем с подключением.

Применение стандартного переходника SAS на SATA или кабеля у которого на одном из концов обычный SATA разъем должного результата не даст - материнская плата попросту не поймет, что за диск к ней подключен.

Ключевые отличия между SAS и SATA

Выделим несколько основных различий, которые помогут гарантированно определить, какой жесткий диск попал в руки.

Разъем

Сразу начинаем с разъема. В обоих случаях порты для подключения питания и передачи данных находится рядом. Однако определенные отличия присутствуют. В SATA между разъемами есть свободное пространство в несколько миллиметров. Напротив, в SAS все объединено в единое целое. Промежуток между контактами питания и данных закрыт. Сделано это только с одной целью, чтобы исключить попытки подсоединения кабеля SATA, контроллеры которого не распознают SAS. Хотя подключение диска SATA к интерфейсу SAS допустимо. Система его успешно распознает. Интерфейс SAS включает в себя пакет команд SATA.

С дисками SATA все гораздо проще. Здесь идут отдельно питание и передача данных. Это существенно упрощает подключение к материнке. Конструкционно все это предусмотрено.

Скорость вращения

Производительность жестких дисков определяется скоростью вращения пластин. Максимальное значение у актуальных моделей SATA составляет 7200 об/мин. Хотя зачастую показатель значительно ниже и может быть как 5400, так и 4700.

Обусловлено это различными технологическими ограничениями, которые сказываются на конечной стоимости таких дисков. У “классических” дисков SAS значения скорости 10 000 и 15 000 об/мин. Кроме “классических” SAS еще есть линейки SAS NL - механически это серверные варианты дисков с домашними скоростями 7200.

Надежность

Несмотря на высокие скорости, диски SAS невероятно надежные. У них значительно больше ресурс. Причем демонстрируют повышенную устойчивость к экстремальным нагрузкам и повышенной вибрации. Напротив, SATA такими качествами похвастаться не могут. Даже топовые модели далеко не всегда отрабатывают заявленный ресурс. Если средний процент брака среди SATA дисков 2-6%, то среди “классических” SAS очень редко превышает 0,25%

Энергопотребление и нагрев

Самые холодные диски - для ноутбуков, затем идут домашние, потом серверные SATA, после них NL SAS и в конце списка классические SAS. И дело тут не только в скорости вращения пластины, а в сценарии и правилах энергопитания.

Диски для ноубуков паркуют голову и останавливаются спустя 15-30 секунд простоя. Домашние диски - спустя 2-5 минут в зависимости от модели.

Некоторые серверные SATA обладают функцией динамического изменения скорости - обороты в простое могут падать с 7200 до 3900-4300 об/мин., паркуется головка, а полная остановка шпинделя происходит только по команде контроллера - без нее даже в простое диск вращается.

NL SAS и SAS в простое только паркуют головку, но не снижают количество оборотов - это делается для того, чтоб система всегда была готова к записи или чтению данных не тратя ни секунды на раскрутку мотора.

И если NL SAS в простое просто горячие, то SAS даже в простое без дополнительного обдува разогреваются до 60 градусов буквально за 15 минут, и это выше того значения, когда устройство можно держать в руке безболезненно.

В чем тогда смысл

SAS горячие, шумные, требуют специальные кабеля и дорогие контроллеры. Зачем тогда они вообще нужны, если есть SSD - они и быстрее, и холоднее, и не нужно что-то докупать для подключения?

Ответ в особенностях логической работы в составе системы.

В отличии от SATA дисков адресация у SAS накопителей происходит не по расположению на порту контроллера, а по своему собственному адресу.

У каждого SAS устройства есть свой MAC адрес, как у сетевой карты или сотового телефона.

Что это дает

Во первых удобство. При работе в массиве диск можно переставить в соседний слот, или даже во внешнюю полку и с массивом ничего не произойдет.

В случае с SATA массив перейдет в состояние degraded - будет недоступна часть блоков и контрольных сумм. В частном случае RAID 0 - “массив” и вовсе будет разрушен, так как контроллер увидит пропавший с физического расположения диск.

В случае же с SAS ничего не произойдет, контроллер лишь сделает запись в лог событий, что диск с таким-то адресом перемещен на такой-то порт.

Второй большой плюс SAS - отказоустойчивость массивов в физическом плане.

Кроме того, что некоторые модели дисков можно подключить к двум контроллерам или двумя кабелями к одному еще и сам интерфейс SAS поддерживает как каскадную, так и кольцевую топологию.

Другими словами можно к контроллеру подключить внешнюю полку, к ней еще одну, а вторую опять к контроллеру и если по каким-то причинам один из кабелей будет перебит - система продолжит работать.

Третий плюс - масштабируемость. Если в случае SATA каждый кабель или гнездо это 1 линия и на нее можно “повесить” только 1 диск, то при SAS на 1 линию можно “повесить” 65535 условных дисков.

Почему условных? Стандартно кабель с одним конечным разъемом будет работать только с одним диском, но если задействовать SAS экспандер - количество дисков можно наращивать до десятков тысяч.

При этом на любой порт экспандера можно подключить еще один экспандер, а не на него еще и еще. Это возможно именно благодаря наличию MAC адресов у каждого SAS устройства, как у диска, так и у экспандера.

Экспандер поддерживает от 16 до 36 линий, коммутация между контроллером и экспандером осуществляется через порты, несущих 4 линии. Именно для этого и нужны такие скорости как 24 Гбит/с.

При этом такая скорость на 1 линию, а на 4 соответственно почти 100 Гбит/с. А ведь подключить экспандер можно и на два порта, задействовав 8 линий.

Четвертый плюс - обратная совместимость. Как уже говорилось SAS включает пакет команд SATA, а это значит что через экспандеры можно подключать и SATA диски в количествах десятков тысяч штук.

Правда если поменять местами SATA диски в массиве - то массив все-равно будет поврежден, в этом случае контроллер запоминает только на каком порту какого расширителя был диск и при рестарте системы остановится на этапе тестирования целостности массивов.

Не только HDD

Как и с SATA, твердотельные накопители тоже существуют формата SAS со всеми плюсами последних - двуканальные порты и персональная адресация по MAC.

Вторая особенность SAS SSD, кроме того, что они тоже весьма горячие в сравнении с их домашними вариантами - доступные объемы. Если для домашних SSD рост объемов остановился на 4 ТБ и обусловлен высокой стоимостью таких решений, то в SAS варианте 30 ТБ не является чем-то невозможным.

Заключение

SAS жесткий диск значительно превосходит модели SATA по ряду параметров. У него выше производительность, больше ресурс, выше возможности масштабируемости и безотказности.

Однако торопиться с приобретением такого диска не стоит. Большинство пользователей никакой разницы не заметят в домашних задачах. Более того, на рынке есть более привлекательные и выгодные решения для домашнего компьютера.

Жесткие диски SAS наиболее адаптированы для производительных серверов и систем хранения данных. В этом направлении они показывают себя с наилучшей стороны. В стационарных ПК много сложностей с их подключением.

Конечно, разработчики данного интерфейса не останавливаются на достигнутом, продолжают его развивать. Может последующие улучшения сделают SAS более привлекательным вариантом, а пока рекомендуем пользоваться классическим вариантом или приобрести SSD.