Os sistemas de almacenamento actuais non só medran a terabits e teñen taxas de transferencia de datos máis altas, senón que tamén requiren menos enerxía e ocupan un espazo menor. Estes sistemas tamén precisan unha mellor conectividade para proporcionar máis flexibilidade. Os deseñadores precisan interconexións máis pequenas para proporcionar as taxas de datos que se necesitan hoxe ou no futuro. E unha norma desde o nacemento ata o desenvolvemento e a maduración gradual está lonxe de ser un traballo diario. Especialmente na industria das TI, calquera tecnoloxía está en constante mellora e evolución, como o é a especificación SCSI conectado en serie (SAS). Como sucesora do SCSI paralelo, a especificación SAS existe desde hai tempo.
Nos anos que pasou SAS, as súas especificacións melloraron, aínda que se mantivo o protocolo subxacente. Basicamente, non houbo moitos cambios, pero as especificacións do conector de interface externa sufriron moitos cambios, o que supón un axuste realizado por SAS para adaptarse ao ambiente do mercado. Con esta mellora continua de "pasos incrementais a mil millas", as especificacións SAS fixéronse cada vez máis maduras. Os conectores de interface de diferentes especificacións chámanse SAS, e a transición do paralelo ao serie, da tecnoloxía SCSI paralela á tecnoloxía SCSI conectada en serie (SAS), cambiou moito o esquema de enrutamento de cables. O SCSI paralelo anterior podía funcionar de forma unidireccional ou diferencial en 16 canais a ata 320 Mb/s. Na actualidade, a interface SAS3.0, que é máis común no campo do almacenamento empresarial, aínda se usa no mercado, pero o ancho de banda é o dobre de rápido que o SAS3, que non se actualizou durante moito tempo, que é de 24 Gbps, aproximadamente o 75 % do ancho de banda dunha unidade de estado sólido PCIe3.0×4 común. O conector MiniSAS máis recente descrito na especificación SAS-4 é máis pequeno e permite unha maior densidade. O conector Mini-SAS máis recente ten a metade do tamaño do conector SCSI orixinal e o 70 % do tamaño do conector SAS. A diferenza do cable paralelo SCSI orixinal, tanto o SAS como o Mini SAS teñen catro canles. Non obstante, ademais dunha maior velocidade, maior densidade e maior flexibilidade, tamén hai un aumento da complexidade. Debido ao menor tamaño do conector, o fabricante do cable orixinal, o ensamblador de cables e o deseñador do sistema deben prestar moita atención aos parámetros de integridade do sinal en todo o ensamblado do cable.
Non todos os ensambladores de cables son capaces de proporcionar sinais de alta velocidade e alta calidade para satisfacer as necesidades de integridade de sinal dos sistemas de almacenamento. Os ensambladores de cables precisan solucións de alta calidade e rendibles para os sistemas de almacenamento máis recentes. Para producir conxuntos de cables de alta velocidade estables e duradeiros, débense ter en conta varios factores. Ademais de manter a calidade do mecanizado e o procesamento, os deseñadores deben prestar moita atención aos parámetros de integridade do sinal que fan posibles os cables de dispositivos de memoria de alta velocidade actuais.
Especificación da integridade do sinal (que sinal está completo?)
Algúns dos principais parámetros da integridade do sinal inclúen a perda de inserción, a diafonía no extremo próximo e no extremo afastado, a perda de retorno, a distorsión asimétrica do par de diferenza internamente e a amplitude do modo de diferenza respecto ao modo común. Aínda que estes factores están interrelacionados e inflúen mutuamente, podemos considerar un factor á vez para estudar o seu impacto principal.
Perda de inserción (Parámetros de alta frecuencia, conceptos básicos 01: parámetros de atenuación)
A perda de inserción é a perda de amplitude do sinal desde o extremo transmisor do cable ata o extremo receptor, que é directamente proporcional á frecuencia. A perda de inserción tamén depende do número de cable, como se mostra no diagrama de atenuación seguinte. Para compoñentes internos de curto alcance dun cable de 30 ou 28 AWG, un cable de boa calidade debería ter unha atenuación inferior a 2 dB/m a 1,5 GHz. Para SAS externo de 6 Gb/s que usan cables de 10 m, recoméndase un cable cun calibre de liña medio de 24, que só ten unha atenuación de 13 dB a 3 GHz. Se queres máis marxe de sinal a velocidades de datos máis altas, especifica un cable con menos atenuación a altas frecuencias para cables máis longos.
Diafonía (Conceptos básicos dos parámetros de alta frecuencia 03: parámetros de diafonía)
A cantidade de enerxía transmitida dun sinal ou par de diferenza a outro. Para os cables SAS, se a diafonía do extremo próximo (NEXT) non é o suficientemente pequena, causará a maioría dos problemas de enlace. A medición de NEXT realízase só nun extremo do cable e é a cantidade de enerxía transferida desde o par de sinais de transmisión de saída ao par receptor de entrada. A diafonía do extremo afastado (FEXT) mídese inxectando un sinal para o par de transmisión nun extremo do cable e observando canta enerxía queda no sinal de transmisión no outro extremo do cable.
O SEGUINTE problema no conxunto de cables e no conector adoita estar causado por un illamento deficiente dos pares diferenciais de sinal, que pode estar causado por tomas e enchufes, unha conexión a terra incompleta ou un mal manexo da área de terminación do cable. O deseñador do sistema debe garantir que o ensamblador de cables teña abordado estes tres problemas.
Curvas de perda para cables comúns de 100 Ω de 24, 26 e 28
Un conxunto de cables de boa calidade de acordo coa “Especificación SFF-8410 para probas de cobre HSS e requisitos de rendemento”, o NEXT medido debe ser inferior ao 3 %. No que respecta ao parámetro s, o NEXT debe ser superior a 28 dB.
Perda de retorno (Conceptos básicos dos parámetros de alta frecuencia 06 - Perda de retorno)
A perda de retorno mide a cantidade de enerxía reflectida por un sistema ou cable cando se inxecta un sinal. Esta enerxía reflectida pode causar unha caída na amplitude do sinal no extremo receptor do cable e pode causar problemas de integridade do sinal no extremo transmisor, o que pode causar problemas de interferencia electromagnética para o sistema e os deseñadores do sistema.
Esta perda de retorno débese a desaxustes de impedancia no conxunto de cables. Só tratando este problema con moito coidado é posible que a impedancia do sinal non cambie cando pasa polo enchufe, o enchufe e o terminal do cable, de xeito que se minimice o cambio de impedancia. O estándar SAS-4 actual actualízase ao valor de impedancia de ±3 Ω en comparación cos ±10 Ω do SAS-2, e os requisitos dos cables de boa calidade deben manterse dentro da tolerancia nominal de 85 ou 100 ± 3 Ω.
Distorsión oblicua
Nos cables SAS, existen dúas distorsións asimétricas: entre pares de diferenza e dentro dos pares de diferenza (o sinal de diferenza da teoría da integridade do sinal). En teoría, se se introducen varios sinais nun extremo do cable, deberían chegar ao outro extremo simultaneamente. Se estes sinais non chegan ao mesmo tempo, este fenómeno chámase distorsión asimétrica do cable ou distorsión de retardo-asimetría. Para os pares de diferenza, a distorsión asimétrica dentro do par de diferenza é o retardo entre os dous fíos do par de diferenza, e a distorsión asimétrica entre os pares de diferenza é o retardo entre os dous conxuntos de pares de diferenza. Unha gran distorsión asimétrica do par de diferenza empeorará o equilibrio de diferenza do sinal transmitido, reducirá a amplitude do sinal, aumentará a trepidación temporal e causará problemas de interferencia electromagnética. A diferenza dun cable de boa calidade coa distorsión asimétrica interna debería ser inferior a 10 ps.
Data de publicación: 30 de novembro de 2023
