Dnešné úložné systémy nielenže rastú terabitmi a majú vyššie rýchlosti prenosu dát, ale tiež vyžadujú menej energie a zaberajú menšiu plochu. Tieto systémy tiež potrebujú lepšiu konektivitu, aby poskytli väčšiu flexibilitu. Návrhári potrebujú menšie prepojenia, aby dosiahli rýchlosti prenosu dát potrebné dnes alebo v budúcnosti. A norma od vzniku až po vývoj a postupné dozrievanie nie je ani zďaleka jednodňovou prácou. Najmä v IT priemysle sa každá technológia neustále zlepšuje a vyvíja, rovnako ako špecifikácia Serial Attached SCSI (SAS). Ako nástupca paralelného SCSI existuje špecifikácia SAS už nejaký čas.
V priebehu rokov, ktorými spoločnosť SAS prešla, sa jej špecifikácie zlepšili, hoci základný protokol zostal zachovaný, v podstate nedošlo k príliš mnohým zmenám, ale špecifikácie externého rozhrania prešli mnohými zmenami, čo je úprava, ktorú spoločnosť SAS vykonala s cieľom prispôsobiť sa trhovému prostrediu. S týmto neustálym zlepšovaním „postupných krokov k tisíc míľ“ sa špecifikácie SAS stali čoraz zrelšími. Rozhrania s rôznymi špecifikáciami sa nazývajú SAS a prechod z paralelného na sériový, z paralelnej technológie SCSI na sériovo pripojenú technológiu SCSI (SAS) výrazne zmenil schému smerovania káblov. Predchádzajúci paralelný SCSI mohol pracovať jednostranne alebo diferenciálne cez 16 kanálov s rýchlosťou až 320 Mb/s. V súčasnosti sa na trhu stále používa rozhranie SAS3.0, ktoré je bežnejšie v oblasti podnikových úložísk, ale jeho šírka pásma je dvakrát vyššia ako u SAS3, ktorý nebol dlho aktualizovaný, čo je 24 Gb/s, čo je približne 75 % šírky pásma bežného SSD disku PCIe3.0×4. Najnovší konektor MiniSAS opísaný v špecifikácii SAS-4 je menší a umožňuje vyššiu hustotu. Najnovší konektor Mini-SAS má polovičnú veľkosť oproti pôvodnému konektoru SCSI a 70 % oproti konektoru SAS. Na rozdiel od pôvodného paralelného kábla SCSI majú SAS aj Mini SAS štyri kanály. Okrem vyššej rýchlosti, vyššej hustoty a väčšej flexibility sa však zvyšuje aj zložitosť. Vzhľadom na menšiu veľkosť konektora musí pôvodný výrobca kábla, montážnik káblov a systémový návrhár venovať veľkú pozornosť parametrom integrity signálu v celej zostave kábla.
Nie všetci výrobcovia káblov sú schopní poskytnúť vysokokvalitné vysokorýchlostné signály, ktoré by spĺňali potreby integrity signálu úložných systémov. Výrobcovia káblov potrebujú vysokokvalitné a cenovo dostupné riešenia pre najnovšie úložné systémy. Aby sa dali vyrobiť stabilné a odolné vysokorýchlostné káblové zostavy, je potrebné zvážiť niekoľko faktorov. Okrem zachovania kvality obrábania a spracovania musia konštruktéri venovať veľkú pozornosť parametrom integrity signálu, ktoré umožňujú výrobu dnešných vysokorýchlostných káblov pamäťových zariadení.
Špecifikácia integrity signálu (Ktorý signál je kompletný?)
Medzi hlavné parametre integrity signálu patrí vložený útlm, presluchy na blízkom a vzdialenom konci, útlm odrazu, interné skreslenie rozdielového páru a amplitúda rozdielového módu voči spoločnému módu. Hoci tieto faktory spolu súvisia a navzájom sa ovplyvňujú, môžeme naraz zvážiť jeden faktor, aby sme preskúmali jeho hlavný vplyv.
Vložený útlm (Základy vysokofrekvenčných parametrov 01 – parametre útlmu)
Vložený útlm je strata amplitúdy signálu od vysielacieho konca kábla k prijímaciemu koncu, ktorá je priamo úmerná frekvencii. Vložený útlm závisí aj od čísla vodiča, ako je znázornené na diagrame útlmu nižšie. Pre vnútorné komponenty kábla s prierezom 30 alebo 28 AWG s krátkym dosahom by mal mať kvalitný kábel útlm menší ako 2 dB/m pri frekvencii 1,5 GHz. Pre externý 6 Gb/s SAS s dĺžkou 10 m sa odporúča kábel s priemerným prierezom vedenia 24, ktorý má útlm iba 13 dB pri frekvencii 3 GHz. Ak chcete väčšiu signálovú rezervu pri vyšších dátových rýchlostiach, pre dlhšie káble zvoľte kábel s menším útlmom pri vysokých frekvenciách.
Presluchy (Základy vysokofrekvenčných parametrov 03 – Parametre presluchov)
Množstvo energie prenášanej z jedného signálového alebo rozdielového páru do druhého. V prípade káblov SAS, ak presluch na blízkom konci (NEXT) nie je dostatočne malý, spôsobí väčšinu problémov s prepojením. Meranie NEXT sa vykonáva iba na jednom konci kábla a ide o množstvo energie prenášanej z výstupného páru prenosových signálov do vstupného prijímacieho páru. Presluch na vzdialenom konci (FEXT) sa meria vstreknutím signálu pre prenosový pár na jeden koniec kábla a pozorovaním, koľko energie zostáva v prenosovom signáli na druhom konci kábla.
Problém NEXT v káblovej zostave a konektore je zvyčajne spôsobený zlou izoláciou diferenciálnych párov signálu, čo môže byť spôsobené zásuvkami a zástrčkami, neúplným uzemnením alebo nesprávnou manipuláciou s oblasťou zakončenia kábla. Projektant systému sa musí uistiť, že výrobca káblov riešil tieto tri problémy.
Stratové krivky pre bežné 100Ω káble s prierezmi 24, 26 a 28
Pri kvalitnej káblovej zostave v súlade so „Špecifikáciou SFF-8410 pre testovanie a výkonnostné požiadavky na medené zliatiny HSS“ by hodnota NEXT mala byť menšia ako 3 %. Pokiaľ ide o parameter s, NEXT by mala byť väčšia ako 28 dB.
Strata odrazu (Základy vysokofrekvenčných parametrov 06 - Strata odrazu)
Strata odrazom meria množstvo energie odrazenej od systému alebo kábla pri vstrekovaní signálu. Táto odrazená energia môže spôsobiť pokles amplitúdy signálu na prijímacom konci kábla a môže spôsobiť problémy s integritou signálu na vysielacom konci, čo môže spôsobiť problémy s elektromagnetickým rušením pre systém a projektantov systémov.
Táto strata odrazu je spôsobená nesúladom impedancie v káblovej zostave. Len opatrným riešením tohto problému sa dá zabrániť zmene impedancie signálu pri prechode cez zásuvku, zástrčku a káblovú svorku, aby sa minimalizovala zmena impedancie. Súčasný štandard SAS-4 je aktualizovaný na hodnotu impedancie ±3 Ω v porovnaní s ±10 Ω štandardu SAS-2 a požiadavky na kvalitné káble by sa mali udržiavať v rámci nominálnej tolerancie 85 alebo 100 ± 3 Ω.
Šikmé skreslenie
V kábloch SAS existujú dve skreslenia zošikmenia: medzi rozdielovými pármi a v rámci rozdielových párov (rozdielový signál teórie integrity signálu). Teoreticky, ak je na jeden koniec kábla privedených viacero signálov, mali by doraziť na druhý koniec súčasne. Ak tieto signály neprichádzajú súčasne, tento jav sa nazýva skreslenie zošikmenia kábla alebo oneskorené skreslenie zošikmenia. V prípade rozdielových párov je skreslenie zošikmenia vo vnútri rozdielového páru oneskorením medzi dvoma vodičmi rozdielového páru a skreslenie zošikmenia medzi rozdielovými pármi je oneskorením medzi dvoma sadami rozdielových párov. Veľké skreslenie zošikmenia rozdielového páru zhorší rozdielovú rovnováhu prenášaného signálu, zníži amplitúdu signálu, zvýši časové chvenie a spôsobí problémy s elektromagnetickým rušením. Rozdiel kvalitného kábla od vnútorného skreslenia zošikmenia by mal byť menší ako 10 ps.
Čas uverejnenia: 30. novembra 2023
