SAS - Serial Attached SCSI

Serial Attached SCSI, kurz SAS, ist eine Massenspeicher-Schnittstelle, die SCSI-Kommandos über eine serielle Schnittstelle transportiert, die mit SATA Ähnlichkeiten hat. In der ersten Generation unterstützt SAS eine Bruttodatenrate von 3 GBit/s. Mit SAS 2 wurde die Datenrate auf 6 GBit/s verdoppelt. Mit SAS 3 bzw. SAS 12G sind 12 GBit/s vorgesehen.

Hinweis: Die in Servern und Storage-Systemen weit verbreitete Anschlusstechnik Serial Attached SCSI (SAS) ist nur noch selten zu finden. Sie wurde von PCIe bzw. NVMe abgelöst.

• SSD-Schnittstellen

Übersicht: SAS - Serial Attached SCSI

Wie funktioniert SAS?

Durch eine reine Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Host-Adapter und Laufwerk entfällt die Konfiguration und erleichtert die Verkabelung. Alle SAS-Komponenten haben eine eigene feste Adresse. Für die Umsetzung des bestehenden SCSI-Protokolls ist das Serial SCSI Protocol (SSP) zuständig. Es sorgt für die Kommunikation zwischen SAS-Controller und SAS-Gerät.

SATA + SCSI = SAS

Um die Schnittstellen-Geschwindigkeit von Massenspeicher (Festplatten) weiter steigern zu können, ist man von parallelen auf serielle Schnittstellen umgestiegen.

• Von ATA auf SATA.
• Von Centronics/Parallel auf USB.

Auch SCSI musste diesem Trend folgen, um mit SATA mithalten zu können. Zwar stehen iSCSI und Fibre Chanel als Konkurrenzen da. Doch diese beiden Massenspeicher-Schnittstellen eignen sich eher um größere Strecken zwischen Server und RAID-Arrays zu überbrücken. Deshalb ist man dazu übergegangen für SCSI eine serielle Schnittstelle zu entwickeln.
SAS arbeitet im Prinzip wie SATA, das um SCSI-Kommandos und eine höhere Zuverlässigkeit erweitert wurde.

SAS-Festplatten haben gegenüber SATA-Laufwerken viele Vorteile. So unterstützt SAS Native Command Queuing (NCQ) mit bis zu 256 Kommandos. Durch geschicktes umsortieren der Kommandos werden die Lesekopf-Bewegungen und so die Latenzzeiten minimiert. Bei SATA gibt es das auch, aber nur für 32 Kommandos.
SAS verwendet die gleichen Stecker, wie SATA. Die SAS-Laufwerke sind von vorne herein Hotplug-fähig. Außerdem liegen die Signalpegel bei SATA bei ± 250 mV. Bei SAS betragen sie ± 1,2 V. Dadurch ist die Störanfälligkeit geringer und es können längere Kabel für SAS verwendet werden.

Dual-Porting

SAS-Laufwerke lassen sich an mehreren Hosts anschließen. Dazu hat fast jede SAS-Festplatte einen zweiten Port für Dual-Porting.

Parallelbetrieb von SAS- und SATA-Laufwerken

An einem SAS-Hostadapter lassen sich SAS- und SATA-Laufwerke parallel betreiben. An einem SATA-Hostadapter funktioniert das aber nicht. Nur der SAS-Standard sieht eine Protokoll-Erweiterung vor, mit der sich SAS- und SATA-Geräte in einem gemischten Speichersystem betreiben lassen. Zum Beispiel SAS mit seiner hohen Geschwindigkeit (hohe Plattendrehzahl) für Anwendungen und SATA-Platten als günstiger Speicher fürs Backup.
Der SAS-Hostadapter kann SAS- und SATA-Geräte voneinander unterscheiden und spricht SATA-Geräte mit dem SATA-Tunneling-Protocol (STP) an. Das STP verpackt SATA-Kommandos in eigene Datenpakete.

Netzwerk-Struktur für größere Speichersysteme

Prinzipiell ist SAS, wie SATA auch, eine Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle. Doch mit dem SCSI Management Protocol (SMP) lassen sich an einer SAS-Schnittstelle mit mehreren Punkt-zu-Punkt-Verbindungen mehrere Laufwerke zusammenschalten. Ein Expander, ein elektronischer Umschalter, teilt einen SAS-Kanal auf mehrere Ports auf. Wie ein Switch in einem Netzwerk koordiniert der Expander den Datenverkehr und schaltet die Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zum Zielport. Jeder Expander kann bis zu 128-SAS-Adressen verwalten. In einem SAS-System lassen sich bis zu 16.384 (128 x 128) Geräte verwalten.

Jetzt kann man auch verstehen, warum SAS 12G mit 12 GBit/s Sinn ergibt? Denn diese Datenrate brauchen einzelne Festplatten nicht. Aber, wenn man mehrere davon an einem SAS-Expander betreibt, dann profitiert jede einzelne Festplatte vom schnelleren Interface.

Übersicht: Schnittstellen für Festplatten und Wechselspeicher-Laufwerke

• IDE - Integrated Drive Electronics
• EIDE / (Ultra-)ATA
• Serial ATA (SATA)
• SATA-II / Serial ATA-II
• SATA 6G / SATA-600
• eSATA - external SATA
• SCSI - Small Computer System Interface
• SATA Express
• m.2 (NGFF)

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• Datenspeicher
• Festplatten
• SSD - Solid State Drive
• SSD-Schnittstellen
• RAID - Redundant Array of Independent Disk

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