Današnji sistemi za shranjevanje ne rastejo le s terabiti in imajo višje hitrosti prenosa podatkov, temveč zahtevajo tudi manj energije in zavzemajo manjši prostor. Ti sistemi potrebujejo tudi boljšo povezljivost, da zagotovijo večjo prilagodljivost. Oblikovalci potrebujejo manjše medsebojne povezave, da zagotovijo hitrosti prenosa podatkov, ki jih potrebujejo danes ali v prihodnosti. Norma od rojstva do razvoja in postopnega dozorevanja še zdaleč ni enodnevno delo. Zlasti v IT industriji se vsaka tehnologija nenehno izboljšuje in razvija, tako kot specifikacija Serial Attached SCSI (SAS). Kot naslednica vzporednega SCSI obstaja specifikacija SAS že nekaj časa.
V letih, ki jih je SAS preživel, so se njegove specifikacije izboljšale, čeprav je bil osnovni protokol ohranjen, v bistvu ni bilo preveč sprememb, vendar so se specifikacije zunanjega vmesniškega priključka spremenile, kar je prilagoditev, ki jo je SAS naredil za prilagoditev tržnemu okolju, s temi nenehnimi izboljšavami "postopnih korakov do tisoč milj" so specifikacije SAS postale vse bolj zrele. Vmesniški priključki različnih specifikacij se imenujejo SAS, prehod iz vzporedne v serijsko tehnologijo, iz vzporedne SCSI tehnologije v serijsko povezano tehnologijo SCSI (SAS), pa je močno spremenil shemo napeljave kablov. Prejšnji vzporedni SCSI je lahko deloval enostransko ali diferencialno prek 16 kanalov s hitrostjo do 320 Mb/s. Trenutno se na trgu še vedno uporablja vmesnik SAS3.0, ki je pogostejši na področju shranjevanja v podjetjih, vendar je pasovna širina dvakrat hitrejša od SAS3, ki že dolgo ni bil nadgrajen, in znaša 24 Gb/s, kar je približno 75 % pasovne širine običajnega SSD pogona PCIe3.0×4. Najnovejši priključek MiniSAS, opisan v specifikaciji SAS-4, je manjši in omogoča večjo gostoto. Najnovejši priključek Mini-SAS je za polovico manjši od originalnega priključka SCSI in za 70 % manjši od priključka SAS. Za razliko od originalnega vzporednega kabla SCSI imata tako SAS kot Mini SAS štiri kanale. Vendar pa poleg večje hitrosti, večje gostote in večje prilagodljivosti obstaja tudi večja kompleksnost. Zaradi manjše velikosti priključka morajo originalni proizvajalec kablov, sestavljavec kablov in sistemski načrtovalec biti pozorni na parametre celovitosti signala v celotnem kabelskem sklopu.
Vsi sestavljavci kablov ne morejo zagotoviti visokokakovostnih visokohitrostnih signalov, ki bi zadostili potrebam po integriteti signala v sistemih za shranjevanje. Sestavljavci kablov potrebujejo visokokakovostne in stroškovno učinkovite rešitve za najnovejše sisteme za shranjevanje. Za izdelavo stabilnih in trpežnih visokohitrostnih kabelskih sklopov je treba upoštevati več dejavnikov. Poleg ohranjanja kakovosti obdelave morajo oblikovalci posvetiti veliko pozornosti parametrom integritete signala, ki omogočajo današnje visokohitrostne kable za pomnilniške naprave.
Specifikacija integritete signala (kateri signal je popoln?)
Nekateri glavni parametri integritete signala vključujejo vstavljeno izgubo, presluh na bližnjem in daljnem koncu, povratno izgubo, notranje popačenje diferenčnega para in amplitudo med diferenčnim in skupnim načinom. Čeprav so ti dejavniki medsebojno povezani in vplivajo drug na drugega, lahko za preučevanje njihovega glavnega vpliva upoštevamo en dejavnik naenkrat.
Vstavljena izguba (Osnove visokofrekvenčnih parametrov 01 - parametri slabljenja)
Vstavljena izguba je izguba amplitude signala od oddajnega do sprejemnega konca kabla, ki je neposredno sorazmerna s frekvenco. Vstavljena izguba je odvisna tudi od števila žic, kot je prikazano na spodnjem diagramu slabljenja. Za notranje komponente kratkega dosega kabla 30 ali 28-AWG mora imeti kakovosten kabel slabljenje manj kot 2 dB/m pri 1,5 GHz. Za zunanji 6 Gb/s SAS z 10 m kabli je priporočljiv kabel s povprečnim premerom linije 24, ki ima slabljenje le 13 dB pri 3 GHz. Če želite večjo signalno rezervo pri višjih hitrostih prenosa podatkov, za daljše kable izberite kabel z manjšim slabljenjem pri visokih frekvencah.
Presluh (Osnove visokofrekvenčnih parametrov 03 - Parametri presluha)
Količina energije, ki se prenaša iz enega signalnega ali diferenčnega para v drugega. Pri kablih SAS, če presluh na bližnjem koncu (NEXT) ni dovolj majhen, bo povzročil večino težav s povezavo. Meritev NEXT se izvaja samo na enem koncu kabla in predstavlja količino energije, ki se prenese iz izhodnega para prenosnih signalov v vhodni sprejemni par. Presluh na daljnem koncu (FEXT) se meri z vbrizgavanjem signala za prenosni par na enem koncu kabla in opazovanjem, koliko energije ostane v prenosnem signalu na drugem koncu kabla.
Napako NEXT v kabelskem sklopu in konektorju običajno povzroči slaba izolacija diferencialnih parov signalov, kar lahko povzročijo vtičnice in vtiči, nepopolna ozemljitev ali slabo ravnanje z območjem zaključka kabla. Načrtovalec sistema mora zagotoviti, da je sestavljavec kablov obravnaval te tri težave.
Krivulje izgub za običajne 100Ω kable z impedanco 24, 26 in 28
Pri kakovostni kabelski montaži v skladu s specifikacijo »SFF-8410 za testiranje in zmogljivost bakra HSS« mora biti izmerjena vrednost NEXT manjša od 3 %. Kar zadeva s-parameter, mora biti NEXT večja od 28 dB.
Povratna izguba (Osnove visokofrekvenčnih parametrov 06 - Povratna izguba)
Izguba povratka meri količino energije, ki se odbije od sistema ali kabla, ko je signal vbrizgan. Ta odbita energija lahko povzroči padec amplitude signala na sprejemnem koncu kabla in lahko povzroči težave z integriteto signala na oddajnem koncu, kar lahko povzroči težave z elektromagnetnimi motnjami za sistem in sistemske oblikovalce.
To izgubo povratka povzročajo neusklajenosti impedance v kabelskem sklopu. Le s skrbnim obravnavanjem te težave se lahko impedanca signala, ko prehaja skozi vtičnico, vtič in žični priključek, ne spremeni, tako da se sprememba impedance čim bolj zmanjša. Trenutni standard SAS-4 je posodobljen na vrednost impedance ±3 Ω v primerjavi z ±10 Ω standarda SAS-2, zahteve za kakovostne kable pa morajo ostati znotraj nominalne tolerance 85 ali 100 ±3 Ω.
Poševno popačenje
V kablih SAS obstajata dve popačitvi zaradi poševnosti: med diferenčnimi pari in znotraj diferenčnih parov (teorija integritete diferenčnega signala). Teoretično bi morali, če na en konec kabla vstopi več signalov, hkrati prispeti na drugi konec. Če ti signali ne prispejo hkrati, se ta pojav imenuje popačenje zaradi poševnosti kabla ali popačenje zaradi zakasnitve. Pri diferenčnih parih je popačenje zaradi poševnosti znotraj diferenčnega para zakasnitev med obema žicama diferenčnega para, popačenje zaradi poševnosti med diferenčnima paroma pa zakasnitev med obema nizoma diferenčnih parov. Veliko popačenje zaradi poševnosti diferenčnega para bo poslabšalo ravnovesje razlike v prenesenem signalu, zmanjšalo amplitudo signala, povečalo časovno tresenje in povzročilo težave z elektromagnetnimi motnjami. Razlika med kakovostnim kablom in notranjim popačenjem zaradi poševnosti mora biti manjša od 10 ps.
Čas objave: 30. november 2023
