Serial-ATA(SATA) Serial Attached SCSI (SAS) 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst “ Serial is FAST ” A few years ago, we would have gotten some strange looks if we'd said that. The COM port was never known for its speed. Let's not forget, however, that today's most important standards (USB 2.0, Firewire, Ethernet, HyperTransport, RapidIO) are all serial-based, yet they are fast and provide high performance 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst (P)ATA – SATA Compared (P)ATA 40 (80) wire flat cable, bad for airflow, cooling Max 60 cm 130MBps (UltraATA/133) 5V power 4 power connector pins 26 data-pins Master Slave Hot-swappable: NO Single Ended Signaling SATA 7 wire cable Max 1 meter 150MBps (SATA I) 300MBps (SATA II) 600MBps (SATA III) PCI-BUS Throughput ??? Modified SouthBridge Drop in Solution, 100% software compatible with ATA Serialize – de-serialize 250 mv 15 power connector pins (3.3, 5,12V) 2 data-pins No master/slave Hot-swappable: YES Differential Signaling Command Line Queuing Multi-Inititator (Port Selector) 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SATA 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Regular SCSI: Max 320MB/second 68 pins flat cables (~twisted pair) 640MB/second ~difficult to achieve Serial Developments: IBM, early 1990s: Serial Attached Architecture (SSA) ~never a big succes. Fibre Channel; expensive. FireWire: subset of the SCSI standard, mainly used for consumer electronics. SAS: Serial Attached SCSI ... 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Advantages Advantages Compatible with Serial ATA protocol (SAS disk wil not work on a SATA controller !) Point-to-point architecture 300MB/s per point-to-point link NO shared-bus technology, no time wasted on arbitration Simple cabling Scalable Based upon the 10 Gigabit Ethernet-standard (4 parallel serial channels at 3,125Gbit  10Gb) SAS en SATA only use one channel at 3,0Gb/s or 1,5Gb/s 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Reliability For enterprise environments Dual porting: redundant interconnect. Support for multi-initiator: Multiple controllers (on different systems) can connect to the same disk (cluster, failover). 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Scalebility 16.384 devices per SAS-domain Combine multiple ports into a “wide port” SAS-expanders are used to combine ports Sample: 4 ports SAS controller (each port at 300MB/s) 16 port SAS expander 12 disks 1200MB/s Currently: 8-port SAS controller  2400MB/s Edge Expander: max 128 disks Fan Out Expanders: max 128 disk or expanders Uses routing tables to find the devices in the domain Most new Edge Expanders now also have routing tables and can now be daisychained together  fan-out expanders will no longer be necessary. 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Scalebility 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

SAS Expanders <> SATA Port Multipliers No-cascading No support for wide ports Max 15 devices Works like a hub: throughput is limited Only one connection active at a given time (drive resets when connection occurs -> time consuming overhead) SAS Expanders Cascading Wide Ports 16.384 Fast Switch Concurrent connections between multiple devices are possible. 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

Interoperability with Serial ATA Integrated SATA support SATA disks used in environments where primary concern is storage and performance is not. Ex. Backup disks, online archive, ... 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Cabling Max 8m (12m Ultra320, 1m SATA) Single port SAS/SATA-cable (single link) 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Cabling 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Cabling 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Cabling External 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst SAS Small form factor Smaller connectors  smaller disks 2,5 inch SAS disk 1U systems: 4 disks  10 disks 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

SAS Sample Implementation 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

SAS (RAID) Controllers PCIe and PCI-X Internal + external connectors Expandable DDR2 cache memory PCIe: 1,4GB/s read – 1,0GB/s write 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst

DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst Sources Serial ATA Explained : http://www.lindy.com/int/tips/int/Serial_ATA_Explained/index.php Parallel vs. Serial ATA: http://store.yahoo.com/directron/patasata.html Serial Attached SCSI: http://tweakers.net/reviews/604/1 19 September 2018 DE NAYER INSTITUUT Hogeschool voor Wetenschap & Kunst