Dagens lagringssystem växer inte bara med terabit och har högre dataöverföringshastigheter, utan kräver också mindre energi och tar upp en mindre yta. Dessa system behöver också bättre anslutningsmöjligheter för att ge mer flexibilitet. Konstruktörer behöver mindre sammankopplingar för att tillhandahålla de datahastigheter som behövs idag eller i framtiden. Och en norm från födsel till utveckling och gradvis mognad är långt ifrån en dags arbete. Särskilt inom IT-branschen förbättras och utvecklas all teknik ständigt, liksom Serial Attached SCSI (SAS)-specifikationen. Som en efterföljare till parallell SCSI har SAS-specifikationen funnits ett tag.
Under de år som SAS har gått igenom har dess specifikationer förbättrats, även om det underliggande protokollet har behållits. I grund och botten har det inte skett många förändringar. Specifikationerna för den externa gränssnittskontakten har genomgått många förändringar, vilket är en justering som SAS har gjort för att anpassa sig till marknadsmiljön. Med dessa kontinuerliga förbättringar av "stegvisa steg till tusen mil" har SAS-specifikationerna blivit alltmer mogna. Gränssnittskontakter med olika specifikationer kallas SAS, och övergången från parallell till seriell, från parallell SCSI-teknik till seriellt ansluten SCSI (SAS)-teknik har kraftigt förändrat kabeldragningsschemat. Tidigare parallell SCSI kunde fungera single-ended eller differential över 16 kanaler med upp till 320 Mb/s. För närvarande används SAS3.0-gränssnittet, som är vanligare inom företagslagring, fortfarande på marknaden, men bandbredden är dubbelt så snabb som SAS3, som inte har uppgraderats på länge, vilket är 24 Gbps, cirka 75 % av bandbredden för den vanliga PCIe3.0×4 solid-state-disken. Den senaste MiniSAS-kontakten som beskrivs i SAS-4-specifikationen är mindre och möjliggör högre densitet. Den senaste Mini-SAS-kontakten är hälften så stor som den ursprungliga SCSI-kontakten och 70 % så stor som SAS-kontakten. Till skillnad från den ursprungliga SCSI-parallellkabeln har både SAS och Mini SAS fyra kanaler. Men förutom högre hastighet, högre densitet och mer flexibilitet finns det också en ökad komplexitet. På grund av kontaktens mindre storlek måste den ursprungliga kabeltillverkaren, kabelmontören och systemdesignern vara noga med signalintegritetsparametrar i hela kabelmonteringen.
Inte alla kabelmontörer kan tillhandahålla högkvalitativa höghastighetssignaler för att möta signalintegritetsbehoven hos lagringssystem. Kabelmontörer behöver högkvalitativa och kostnadseffektiva lösningar för de senaste lagringssystemen. För att producera stabila, hållbara höghastighetskablar måste flera faktorer beaktas. Förutom att bibehålla kvaliteten på bearbetning och bearbetning måste konstruktörer vara noga med de signalintegritetsparametrar som gör dagens höghastighetskablar för minnesenheter möjliga.
Specifikation av signalintegritet (Vilken signal är komplett?)
Några av de viktigaste parametrarna för signalintegritet inkluderar insättningsförlust, överhörning i när- och fjärränden, returförlust, intern snedförvrängning av differensparet och amplituden för differensmod i förhållande till gemensamt mod. Även om dessa faktorer är sammanhängande och påverkar varandra, kan vi beakta en faktor i taget för att studera dess huvudsakliga inverkan.
Insättningsförlust (Högfrekvensparametrar Grunder 01 - dämpningsparametrar)
Insättningsförlusten är förlusten av signalamplitud från kabelns sändande ände till mottagaränden, vilket är direkt proportionellt mot frekvensen. Insättningsförlusten beror också på antalet trådar, vilket visas i dämpningsdiagrammet nedan. För korta interna komponenter i en 30- eller 28-AWG-kabel bör en kabel av god kvalitet ha mindre än 2 dB/m dämpning vid 1,5 GHz. För extern 6 Gb/s SAS med 10 m kablar rekommenderas en kabel med en genomsnittlig linjetjocklek på 24, som endast har 13 dB dämpning vid 3 GHz. Om du vill ha större signalmarginal vid högre datahastigheter, specificera en kabel med mindre dämpning vid höga frekvenser för längre kablar.
Överhörning (Grunderna om högfrekvensparametrar 03 - Överhörningsparametrar)
Mängden energi som överförs från ett signal- eller differenspar till ett annat. För SAS-kablar, om när-ändöverhörningen (NEXT) inte är tillräckligt liten, kommer det att orsaka de flesta länkproblem. NEXT:s mätning görs endast i ena änden av kabeln, och det är mängden energi som överförs från utgångsöverföringssignalparet till ingångsmottagningsparet. Fjärr-ändöverhörning (FEXT) mäts genom att injicera en signal för överföringsparet i ena änden av kabeln och observera hur mycket energi som finns kvar på överföringssignalen i den andra änden av kabeln.
NÄSTA problem i kabelaggregatet och kontakten orsakas vanligtvis av dålig isolering av signaldifferentialparen, vilket kan orsakas av uttag och kontakter, ofullständig jordning eller dålig hantering av kabelavslutningsområdet. Systemkonstruktören måste se till att kabelmontören har åtgärdat dessa tre problem.
Förlustkurvor för vanliga 100Ω-kablar på 24, 26 och 28
Kabelmontering av god kvalitet i enlighet med "SFF-8410-specifikationen för HSS-koppartestning och prestandakrav" bör mätt NEXT vara mindre än 3 %. Vad gäller s-parametern bör NEXT vara större än 28 dB.
Returförlust (Grunderna om högfrekventa parametrar 06 - Returförlust)
Returförlust mäter mängden energi som reflekteras från ett system eller en kabel när en signal injiceras. Denna reflekterade energi kan orsaka en minskning av signalamplituden vid kabelns mottagande ände och kan orsaka problem med signalintegriteten vid sändningsänden, vilket kan orsaka problem med elektromagnetisk störning för systemet och systemkonstruktörerna.
Denna returförlust orsakas av impedansavvikelser i kabelaggregatet. Endast genom att hantera detta problem med stor försiktighet kan signalens impedans inte ändras när den passerar genom uttaget, kontakten och kabelterminalen, så att impedansförändringen minimeras. Den nuvarande SAS-4-standarden är uppdaterad till impedansvärdet ±3Ω jämfört med ±10Ω för SAS-2, och kraven på kablar av god kvalitet bör hållas inom den nominella toleransen på 85 eller 100±3Ω.
Skev distorsion
I SAS-kablar finns det två typer av snedförvrängningar: mellan differenspar och inom differenspar (signalintegritetsteorins differenssignal). I teorin, om flera signaler matas in i ena änden av kabeln, bör de anlända i den andra änden samtidigt. Om dessa signaler inte anländer samtidigt kallas detta fenomen för snedförvrängning av kabeln, eller fördröjnings-skevförvrängning. För differenspar är snedförvrängningen inuti differensparet fördröjningen mellan de två trådarna i differensparet, och snedförvrängningen mellan differensparen är fördröjningen mellan de två uppsättningarna av differenspar. En stor snedförvrängning i differensparet kommer att försämra differensbalansen för den överförda signalen, minska signalamplituden, öka tidsjittern och orsaka problem med elektromagnetiska störningar. Skillnaden mellan en kabel av god kvalitet och den interna snedförvrängningen bör vara mindre än 10 ps.
Publiceringstid: 30 november 2023
