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目次

概要
  シリアル アーキテクチャ:将来のHDDテクノロジ
  Serial ATAテクノロジ
    Serial Attached SCSIテクノロジ
  まとめ

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Serial ATAテクノロジとSerial Attached SCSIテクノロジ


Serial Attached SCSIテクノロジ

 
Serial Attached SCSIは、SCSIの機能に基づいてエンタープライズ用に構築されたポイント ツー ポイント ディスク インタフェースです。SASアーキテクチャは、高速のシグナリング速度時にパラレルSCSIで経験したクロック スキューや信号劣化の問題を解決します。SASは、コマンド セットをパラレルSCSIから、フレーム フォーマットをファイバ チャネルから、物理的な特性をSerial ATAから継承しています。HP(Compaq)、IBM、LSI Logic、Maxtor、およびSeagateは、2001年にSerial Attached SCSI Working Groupを設立しました。SASは、そのテクノロジが業界標準であることを保証するため、オープン スタンダード(ANSI T10)環境で開発されています。
 

パフォーマンス


SASは、リンクごとに最高300MB/sを達成し、データ、コマンド、ステータス情報が双方向に流れる全二重モードで動作します。SASインタフェースは、複数のリンクを組み合わせて、スケーラブルな帯域幅を実現する1x、2x、3x、または4x接続を実現できます。それとは対照的に、Ultra320 SCSIは、チャネルごとに320MB/sの半二重帯域幅を持っています。

図10に、SASおよびUltra320 SCSIの帯域幅を、15K RPMドライブ数の帯域幅要求と対比して示します。Ultra320 SCSIは、(チャネルごとに)最大4台の15K RPM RAIDドライブのSTRを処理できるのに対して、4x SASは最大16台のドライブの要求を満足することに注意してください。

図10. 15K RPM HDDの実効転送速度と比較した、SASリンクおよびUltra320 SCSIの帯域幅
  図10. 15K RPM HDDの実効転送速度と比較した、SASリンクおよびUltra320 SCSIの帯域幅

主要なコンポーネント


SASコントローラは、内部デバイス リンクまたは外部リンクとして配備されます。すべてのSASデバイスは1つまたは複数のポートを持つことができ、各ポートはナロー(シングル リンク)ポートまたはワイド(マルチリンク)ポートとして構成できます。SASアーキテクチャは、データ転送速度が300MB/sのリンクを、最大で4,096リンクまでサポートできます。
エクスパンダは、最大128の物理リンクを提供することにより、コントローラから多数のデバイスに接続可能にします(図11)。これらのリンクには、SASデバイス、SATAデバイス、他のエクスパンダ、および他のホスト接続が含まれます。
SASインタフェースは2つの全二重リンクを持つことができますが、これにより、同時データ転送は2つに限定されます。第2世代のSASデバイスは、ハイアベイラビリティ構成用にリダンダント パスをサポートする2つのポートを持ちます。

図11. Serial Attached SCSIコンポーネント
  図11. Serial Attached SCSIコンポーネント

SAS/SATAの互換性


SASアーキテクチャでは、SASデバイスとSATAデバイスの両方を装備するシステム設計が可能であり、エンタープライズ カスタマにとってブレークスルーとなります。これは、IT管理者に対して、信頼性、パフォーマンス、およびコストに基づいてストレージ デバイスを選択する柔軟性を与える幅広いストレージ ソリューション(図12)を提供するものです。SASデバイスとSATAデバイスは、SASコネクタの拡張を除いて、同じ物理デバイス コネクタを共有します。この拡張によって、SASは、SATAデバイス接続を受け付けることができます。しかし、SATAは、現在の仕様に基づくSASデバイス接続を受け付けるわけではありません。

SASは、SMP(Serial Management Protocol)、SSP(Serial SCSI Protocol)、およびSTP(SATA Tunneling Protocol)の3つのプロトコルをサポートして、各種デバイスとの通信を処理します。SMPは、エクスパンダのポイント ツー ポイント トポロジの管理に使用されます。SSPは、コントローラがSASデバイスおよび既存のSCSIソフトウェアと通信するのを可能にします。一方、STPは、SASコントローラとSATAデバイスの通信を可能にします。電源投入または再起動の後、SASドメインは、初期化シーケンスを通して、各種のデバイスと通信する適切なプロトコルを判断します。

図12. SASアーキテクチャは、IT管理者にソリューションを選択する柔軟性をもたらします。
  図12. SASアーキテクチャは、IT管理者にソリューションを選択する柔軟性をもたらします。

SASトポロジ


Serial Attached SCSIは、高度にスケーラブルなトポロジ(内部、外部、その両方の組み合わせ)を可能にすることで、製造企業と顧客に対して、幅広いソリューションを設計および配備する柔軟性を提供します。

内部
図13に、内部RAIDシステムに使用できるトポロジを示します。SAS RAIDコントローラは、SASデバイスまたはSATAデバイスから成る2台から8台までの内部HDDドライブをサポートできます。小型のSASコネクタは、3.5インチまたは2.5インチの内部HDDへの接続を可能にし、ブレード サーバのような高密度のサーバ フォームファクタでのリダンダント ストレージ構成を可能にします。

図13. 内部ストレージ アプリケーションのトポロジ
  図13. 内部ストレージ アプリケーションのトポロジ

JBODでの内部/外部
SASインタフェースは、1つのバックプレーンにSASドライブとSATAドライブのどちらでもプラグ接続可能にすることにより、新しいレベルの選択肢を提供します。これにより、ドライブ アレイをSAS、SATA、またはその両方で構成する柔軟性を提供し、エンタープライズ デバイスとデスクトップ デバイスを同じサーバまたはネットワーク ストレージ サブシステムで使用可能にします。

図14. 内部および外部ストレージ アプリケーションのトポロジ
  図14. 内部および外部ストレージ アプリケーションのトポロジ

マルチノードクラスタ
高度にスケーラブルなアーキテクチャによって、ハイアベイラビリティ(フェイルオーバ)や負荷分散のためにマルチノード クラスタリングをサポートするトポロジが可能になります(図15)。

図15. マルチノード クラスタ アプリケーションのトポロジ
  図15. マルチノード クラスタ アプリケーションのトポロジ

SASの位置付けとロードマップ


旧来のパラレルSCSIソフトウェアとSASの互換性によって、既存のSCSIユーザに対して移行パスが提供され、DAS、NAS、およびSANシステムの中心的なインタフェースとして、SASがSCSIに取って代わるのが可能になります。SASはファブリック トポロジではないので、SAN市場ではファイバ チャネルに取って代わるのではなく、ファイバ チャネルを補完するよう意図されています。SASとSATAの互換性により、高パフォーマンスとハイアベイラビリティのみならず、メガバイト単位で見ると低コストのソリューションを配備できます。

SASロードマップは、デュアル ポートのデバイスとデータ速度の向上をもたらします。SASソリューションは、2004年1月28日にANSIから承認を受けたことを、SCSI Trade Association(STA)とInternational Committee for Information Technology Standards (INCITS)が発表しました。


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