SAS vs Ultra SCSI

SAS vs Ultra SCSI Small Computer System Interface (SCSI) ist ein bekanntes Datenübertragungsprotokoll für den Anschluss verschiedener Speichergeräte und wurde im Laufe der Jahre mehrfach überarbeitet und weiterentwickelt. Eine der bedeutendsten Weiterentwicklungen in der SCSI-Linie ist Serial Attached SCSI (SAS), das als Technologie der nächsten Generation zur Verbesserung der älteren Ultra-SCSI-Schnittstelle entwickelt wurde. Während Ultra SCSI seit Jahren eine robuste Schnittstelle für Speichergeräte war, führte SAS mehrere Vorteile ein, die einige der Einschränkungen der älteren parallelen SCSI-Systeme aufgingen.

Überblick über Ultra SCSI und SAS
Ultra SCSI ist eine Fortsetzung des ursprünglichen SCSI-Standards, wobei das Präfix „Ultra“ schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten und andere Verbesserungen gegenüber früheren Versionen anzeigt. Ultra SCSI (insbesondere Ultra Wide SCSI und Ultra-320 SCSI) wurde in Unternehmensanwendungen eingesetzt und bot je nach Version Datenübertragungsraten von 40 MB / s bis 320 MB / s.

Serial Attached SCSI (SAS) hingegen tauchte Mitte der 2000er Jahre als Ersatz für parallele SCSI-Technologien wie Ultra SCSI auf. SAS verwendet ein serielles Kommunikationsprotokoll anstelle der in älteren SCSI-Versionen verwendeten parallelen Kommunikation. Es bietet höhere Datenübertragungsraten, bessere Skalierbarkeit und verbesserte Flexibilität im Vergleich zu Ultra SCSI.

SAS vs Ultra SCSI : Hauptvorteile von SAS gegenüber Ultra SCSI
Höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten
Eine der bemerkenswertesten Verbesserungen bei SAS gegenüber Ultra SCSI ist die Erhöhung der Datenübertragungsgeschwindigkeiten. Ultra SCSI erreichte in seinen letzten Iterationen Geschwindigkeiten von 320 MB / s (Ultra-320 SCSI). Während dies zu dieser Zeit für viele Unternehmensspeichersysteme ausreichend war, erforderte der Anstieg von Anwendungen mit hohem Bedarf einen schnelleren Datendurchsatz.

SAS hat Ultra SCSI jedoch in Bezug auf die Datenübertragungsfähigkeiten deutlich übertroffen. Die ursprüngliche Version von SAS unterstützte Geschwindigkeiten von 3 Gbit / s (375 MB / s) pro Spur, und neuere Versionen haben noch höhere Geschwindigkeiten unterstützt:

SAS 2.0: Unterstützt Geschwindigkeiten von 6 Gbit/s (750 MB/s) pro Spur.
SAS 3.0: Erhöht die Datenübertragungsrate auf 12 Gbit/s (1,5 GBIT/s) pro Spur.
SAS 4.0: Wird voraussichtlich bis zu 22,5 Gbit / s (2,8 GBIT / s) pro Lane unterstützen, und es gibt bereits Diskussionen über noch schnellere Geschwindigkeiten (z. B. 32 Gbit / s).
Diese erhöhten Übertragungsgeschwindigkeiten machen SAS viel besser geeignet für die Verarbeitung moderner Workloads, die einen hohen Durchsatz erfordern, wie z. B. umfangreiche Datenspeicherung, Datenbanken, Virtualisierung und Echtzeitanalysen.

Serielle Punkt-zu-Punkt-Architektur
Ultra SCSI basiert auf einer parallelen Busarchitektur, bei der alle Geräte in einer gemeinsamen Konfiguration verbunden sind und Daten gleichzeitig über mehrere Drähte übertragen werden. Während diese Architektur für ihre Zeit gut funktionierte, hat sie mehrere Einschränkungen:

Signalverschlechterung: Wenn Daten über lange parallele Kabel übertragen werden, nimmt die Signalintegrität ab, was zu langsameren Geschwindigkeiten und Fehlern führt.
Elektrische Störungen: Mehrere Geräte am selben Bus können Rauschen und Interferenzen verursachen, die die Datenübertragung beeinträchtigen.
Kabellänge: Parallele Busse können aufgrund von Signalverschlechterung nur für kürzere Entfernungen verwendet werden.
SAS verwendet jedoch eine serielle Punkt-zu-Punkt-Architektur, was bedeutet, dass jedes Gerät direkt mit dem Controller verbunden ist und Daten über eine einzelne Leitung oder ein Kabelpaar übertragen werden. Dieses Design bietet mehrere Vorteile:

Bessere Signalintegrität: Da Daten seriell übertragen werden, kommt es insbesondere bei langen Kabellängen zu einer geringeren Signalverschlechterung.
Reduzierte Interferenzen: Punkt-zu-Punkt-Verbindungen isolieren Geräte voneinander und verringern die Wahrscheinlichkeit elektrischer Interferenzen, die die Kommunikation beeinträchtigen.
Längere Kabellängen: SAS-Kabel können weiter reichen als Ultra-SCSI-Kabel, wodurch sie in Bezug auf die physische Bereitstellung flexibler sind.
Insgesamt sorgt die serielle Architektur von SAS für eine zuverlässigere Datenübertragung und eignet sich besser für moderne Rechenzentren, in denen Skalierbarkeit und Effizienz entscheidend sind.

Erhöhte Skalierbarkeit und Geräteunterstützung
Ultra SCSI wurde für die Verarbeitung von maximal 15 Geräten an einem einzigen Bus entwickelt, was im Allgemeinen für kleinere Systeme ausreichend war. Mit zunehmendem Speicherbedarf benötigten Unternehmen jedoch skalierbarere Lösungen. Das Hinzufügen weiterer Geräte zu einem einzelnen Ultra-SCSI-Bus kann zu Buskonflikten, langsameren Datenübertragungsraten und einer erhöhten Komplexität bei der Verwaltung der Verbindungen führen.

SAS bietet erhebliche Verbesserungen bei der Skalierbarkeit. Es unterstützt bis zu 65.535 Geräte in einem einzigen System. Dies wird durch den Einsatz von Expandern erreicht, die als Vermittler fungieren, um mehrere SAS-Geräte auf einem einzigen Bus zu verwalten. Diese Funktion ermöglicht es SAS, die von modernen Unternehmen benötigten großen Speicher-Arrays ohne Leistungseinbußen zu skalieren.

Darüber hinaus sind SAS-Geräte vollständig kompatibel mit SATA-Geräten (Serial ATA), die normalerweise für Consumer-Speichergeräte verwendet werden. Diese Kompatibilität wird durch die Verwendung von SATA-zu-SAS-Brücken erreicht, die es SAS-Controllern ermöglichen, beide Gerätetypen im selben System zu verwalten. Diese Flexibilität gibt IT-Administratoren die Möglichkeit, SAS-Laufwerke der Enterprise-Klasse mit kostengünstigen SATA-Laufwerken zu kombinieren, je nach den Anforderungen der jeweiligen Workload.

Verbesserte Zuverlässigkeit und Fehlerbehandlung
Zuverlässigkeit ist für Enterprise-Speichersysteme von entscheidender Bedeutung, und SAS verbessert Ultra SCSI in dieser Hinsicht erheblich. Ultra SCSI war zwar für seine Zeit zuverlässig, es fehlten jedoch einige wichtige Funktionen, um Ausfallzeiten zu minimieren und Fehler ordnungsgemäß zu behandeln.

SAS bietet robuste Fehlerkorrekturmechanismen und Link-Management-Funktionen, die die Datenintegrität gewährleisten. Zu den wichtigsten Verbesserungen gehören:

End-to-End-Datenintegrität: SAS stellt sicher, dass die Daten während der Übertragung konsistent bleiben, und bietet einen End-to-End-Mechanismus zur Fehlerprüfung. Dies ist bei Hochleistungssystemen von entscheidender Bedeutung, bei denen Datenkorruption zu erheblichen Problemen führen kann.
Fehlerbehebung: SAS verfügt über automatische Fehlerbehebungsprotokolle, die die Auswirkungen von Übertragungsfehlern minimieren und eine höhere Fehlertoleranz bei Fehlern bieten.
Stromausfallschutz: Einige SAS-Geräte unterstützen den Stromausfallschutz, um sicherzustellen, dass bei plötzlichen Stromausfällen keine Daten verloren gehen oder beschädigt werden.
Diese Zuverlässigkeitsmerkmale machen SAS ideal für geschäftskritische Umgebungen, in denen Betriebszeit und Datenintegrität unerlässlich sind.

Geringere Latenz und höhere Leistung
Aufgrund seiner seriellen Natur bietet SAS eine deutlich geringere Latenz im Vergleich zu Ultra SCSI, das parallele Busse verwendet. In parallelen Systemen wie Ultra SCSI erhöht sich die Latenz, wenn mehr Geräte zum Bus hinzugefügt werden, aufgrund von Konflikten und der Notwendigkeit der Arbitrierung zwischen Geräten.

In einer SAS-Umgebung kommunizieren Geräte direkt mit dem Controller, und jedes Gerät verfügt über einen dedizierten Kommunikationskanal. Dies beseitigt die bei parallelen Systemen auftretenden Arbitrierungsverzögerungen und stellt sicher, dass schneller auf Daten zugegriffen und diese übertragen werden können. SAS kann auch zufällige Lese- /Schreiboperationen besser verarbeiten und eignet sich daher ideal für Anwendungen, die einen schnellen Zugriff auf große Datenmengen erfordern, z. B. Datenbanken, Webserver und Speicherlösungen für Unternehmen.

SAS vs Ultra SCSI : Abwärtskompatibilität mit SCSI
Während Ultra SCSI zum Zeitpunkt der Einführung von SAS bereits etwas veraltet war, ist einer der Hauptvorteile von SAS die Abwärtskompatibilität mit herkömmlichen SCSI-Systemen. Viele Unternehmen hatten umfangreiche Investitionen in SCSI-Hardware getätigt, und SAS ermöglichte es ihnen, ihre Speicherinfrastruktur zu migrieren, ohne sie vollständig zu überholen.

SAS-Controller können über SCSI-zu-SAS-Brücken mit SCSI-Geräten verbunden werden, wodurch sichergestellt wird, dass die vorhandene SCSI-Infrastruktur weiterhin genutzt werden kann, während schrittweise auf die fortschrittlichere SAS-Technologie umgestellt wird. Diese Abwärtskompatibilität machte SAS zu einem attraktiven Upgrade-Pfad für Unternehmen, die eine bessere Leistung benötigten, aber ihre früheren SCSI-Investitionen nicht aufgeben wollten.

Kosteneffizienz und Zukunftssicherheit
Obwohl SAS-Geräte anfangs teurer waren als Ultra-SCSI-Geräte, sind die Kosten im Laufe der Zeit gesunken, da die Technologie ausgereift ist und breite Akzeptanz gefunden hat. SAS-Laufwerke bieten ein überzeugendes Leistungs-Kosten-Verhältnis, insbesondere in Kombination mit SATA-Laufwerken in gemischten Umgebungen. Darüber hinaus stellt die Skalierbarkeit von SAS sicher, dass Unternehmen über Jahre hinweg dieselbe Infrastruktur nutzen können, was sie zu einer zukunftssichereren Investition macht.

SAS vs Ultra SCSI : Ultra SCSI hingegen gilt heute als Legacy-Technologie mit begrenzter zukünftiger Entwicklung. Da die Nachfrage nach höheren Datenübertragungsraten, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit weiter steigt, hat sich SAS zur bevorzugten Schnittstelle für Speicherlösungen auf Unternehmensebene entwickelt.

SAS hat Ultra SCSI in praktisch jedem Aspekt deutlich übertroffen: Datenübertragungsgeschwindigkeit, Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Flexibilität. Seine serielle Architektur, höhere Datenübertragungsraten und Skalierbarkeit machen es zur idealen Wahl für moderne Rechenzentren, in denen große Speichersysteme und hohe Leistungsanforderungen üblich sind. Mit Funktionen wie Fehlerkorrektur, Stromausfallschutz und End-to-End-Datenintegrität hat sich SAS zur dominierenden Lösung für Speicher auf Unternehmensebene entwickelt, während Ultra SCSI angesichts dieser Fortschritte obsolet geworden ist.

Da sich die Technologie weiterentwickelt, wird erwartet, dass SAS die primäre Schnittstelle für Hochleistungsspeicher bleibt, und seine Fähigkeit, sowohl SATA- als auch SCSI-Geräte zu integrieren, stellt sicher, dass es auch in den kommenden Jahren ein wichtiger Akteur in der Speicherbranche sein wird.