Днешните системи за съхранение не само растат с терабити и имат по-високи скорости на пренос на данни, но също така изискват по-малко енергия и заемат по-малък отпечатък. Тези системи също се нуждаят от по-добра свързаност, за да осигурят по-голяма гъвкавост. Проектантите се нуждаят от по-малки взаимовръзки, за да осигурят скоростите на пренос на данни, необходими днес или в бъдеще. А нормата от раждането до разработката и постепенното узряване далеч не е ежедневна работа. Особено в ИТ индустрията всяка технология непрекъснато се усъвършенства и развива, както е и със спецификацията Serial Attached SCSI (SAS). Като наследник на паралелния SCSI, спецификацията SAS съществува от известно време.
През годините, през които SAS премина, неговите спецификации бяха подобрени, въпреки че основният протокол беше запазен, като цяло нямаше твърде много промени, но спецификациите на външния интерфейсен конектор претърпяха много промени, което е корекция, направена от SAS, за да се адаптира към пазарната среда. С тези непрекъснати подобрения „постепенни стъпки към хиляда мили“, спецификациите на SAS станаха все по-зрели. Интерфейсните конектори с различни спецификации се наричат SAS, а преходът от паралелен към сериен, от паралелна SCSI технология към серийно свързана SCSI (SAS) технология, значително промени схемата за маршрутизиране на кабелите. Предишният паралелен SCSI можеше да работи едностранно или диференциално по 16 канала със скорост до 320Mb/s. В момента интерфейсът SAS3.0, който е по-разпространен в областта на корпоративното съхранение, все още се използва на пазара, но честотната лента е два пъти по-бърза от SAS3, който не е бил обновяван от дълго време, което е 24Gbps, около 75% от честотната лента на обикновения PCIe3.0×4 SSD диск. Най-новият MiniSAS конектор, описан в спецификацията SAS-4, е по-малък и позволява по-висока плътност. Най-новият Mini-SAS конектор е наполовина по-малък от оригиналния SCSI конектор и 70% по-малък от SAS конектора. За разлика от оригиналния паралелен SCSI кабел, както SAS, така и Mini SAS имат четири канала. Въпреки това, освен по-високата скорост, по-високата плътност и по-голямата гъвкавост, има и повишена сложност. Поради по-малкия размер на конектора, производителят на оригиналния кабел, асемблерят на кабели и системният дизайнер трябва да обърнат специално внимание на параметрите за целостта на сигнала в целия кабелен сглобен модул.
Не всички производители на кабели са в състояние да осигурят висококачествени високоскоростни сигнали, за да отговорят на нуждите за целостта на сигнала на системите за съхранение. Производителите на кабели се нуждаят от висококачествени и рентабилни решения за най-новите системи за съхранение. За да се произведат стабилни и издръжливи високоскоростни кабелни сглобки, трябва да се вземат предвид няколко фактора. В допълнение към поддържането на качеството на обработката, дизайнерите трябва да обърнат специално внимание на параметрите за целостта на сигнала, които правят възможни съвременните високоскоростни кабели за устройства с памет.
Спецификация за целостта на сигнала (Кой сигнал е завършен?)
Някои от основните параметри на целостта на сигнала включват вмъкнати загуби, кръстосани смущения в близкия и далечния край, загуби от отражение, вътрешно изкривяване на диференциалната двойка и амплитудата на диференциалния режим спрямо общия режим. Въпреки че тези фактори са взаимосвързани и си влияят взаимно, можем да разглеждаме един фактор в даден момент, за да изследваме основното му въздействие.
Затихване при вмъкване (Основи на високочестотните параметри 01 - параметри на затихване)
Загубата при вмъкване е загубата на амплитуда на сигнала от предаващия край на кабела до приемащия край, която е пряко пропорционална на честотата. Загубата при вмъкване зависи и от номера на проводника, както е показано на диаграмата на затихване по-долу. За вътрешни компоненти с малък обхват на кабел 30 или 28-AWG, качествен кабел трябва да има затихване по-малко от 2dB/m при 1.5GHz. За външен 6Gb/s SAS, използващ 10m кабели, се препоръчва кабел със среден линеен сечение 24, който има затихване само 13dB при 3GHz. Ако искате по-голям запас на сигнала при по-високи скорости на данни, изберете кабел с по-малко затихване при високи честоти за по-дълги кабели.
Взаимни смущения (Основи на високочестотните параметри 03 - Параметри на взаимните смущения)
Количеството енергия, предавано от една сигнална или диференциална двойка към друга. При SAS кабелите, ако преслушването в близкия край (NEXT) не е достатъчно малко, това ще причини повечето проблеми с връзката. Измерването на NEXT се извършва само в единия край на кабела и представлява количеството енергия, предавано от изходната предавателна сигнална двойка към входната приемаща двойка. Преслушването в далечния край (FEXT) се измерва чрез инжектиране на сигнал за предавателната двойка в единия край на кабела и наблюдение на това колко енергия остава в предавателния сигнал в другия край на кабела.
Проблемът NEXT в кабелния сглобен елемент и конектора обикновено се причинява от лоша изолация на диференциалните двойки сигнали, което може да е причинено от контакти и щепсели, непълно заземяване или лошо боравене с зоната за завършване на кабела. Системният проектант трябва да се увери, че асемблерят на кабелите е решил тези три проблема.
Криви на загубите за обикновени 100Ω кабели с резистор 24, 26 и 28
При висококачествен кабелен монтаж, в съответствие със „SFF-8410-Спецификация за изпитване и изисквания за производителност на мед HSS“, измереното NEXT трябва да бъде по-малко от 3%. Що се отнася до s-параметъра, NEXT трябва да бъде по-голямо от 28dB.
Загуба на отражение (Основи на високочестотните параметри 06 - Загуба на отражение)
Загубата при отражение измерва количеството енергия, отразена от система или кабел, когато се инжектира сигнал. Тази отразена енергия може да причини спад в амплитудата на сигнала в приемащия край на кабела и може да причини проблеми с целостта на сигнала в предаващия край, което може да причини проблеми с електромагнитните смущения за системата и системните проектанти.
Тази загуба на отражение се причинява от несъответствия в импеданса в кабелния сглобен елемент. Само чрез внимателно третиране на този проблем, импедансът на сигнала може да не се променя, когато преминава през контакта, щепсела и клемата на проводника, така че промяната на импеданса да се сведе до минимум. Настоящият стандарт SAS-4 е актуализиран до стойност на импеданса от ±3Ω в сравнение с ±10Ω на SAS-2, а изискванията за качествени кабели трябва да се поддържат в рамките на номиналния толеранс от 85 или 100±3Ω.
Косо изкривяване
В SAS кабелите има две изкривявания на асиметрията: между двойките с разлики и в рамките на двойките с разлики (теорията за целостта на сигнала). На теория, ако в единия край на кабела се въвеждат множество сигнали, те би трябвало да пристигнат в другия край едновременно. Ако тези сигнали не пристигнат едновременно, това явление се нарича асиметрия на кабела или асиметрия, причинена от закъснение. За двойките с разлики, асиметрията вътре в двойката с разлики е закъснението между двата проводника на двойката с разлики, а асиметрията между двойките с разлики е закъснението между двата комплекта двойки с разлики. Голямата асиметрия на двойката с разлики ще влоши баланса на разликите в предавания сигнал, ще намали амплитудата на сигнала, ще увеличи времевото трептене и ще причини проблеми с електромагнитните смущения. Разликата на качествен кабел спрямо вътрешната асиметрия трябва да бъде по-малка от 10ps.
Време на публикуване: 30 ноември 2023 г.
