SAS硬盤與SATA硬盤的功能對比

　　要說SAS硬盤與SATA硬盤的關系，可以這樣概述，對IT產品來講，一般都是首先設計生產適應當時生產制造水平的頂級產品，未來根據產品自身特點，對產品進行閹割，進而較易生產出定位全面的產品

　　不同于常見的SATA硬盤，SAS(Serial Attached SCSI)硬盤天生就是為企業級用戶設計的。要說SAS與SATA的關系，可以這樣概述，對IT產品來講，一般都是首先設計生產適應當時生產制造水平的頂級產品，未來根據產品自身特點，對產品進行閹割，進而較易生產出定位全面的產品。

　　像Intel的CPU，通過緩存進行區分定位，NVIDIA的GPU，通過流處理器數量劃分不同等級。SAS與SATA的關系也類似，當年存儲設備從并行接口轉變至對數據傳輸更為有利的串行接口，SAS就此誕生，而去除了一些民用不必要的特性后，就是我們常見的SATA。

　　最新的SATA 6Gb/s，也是SAS衍生物

　　由于同源性的特性，SAS接口可以向下兼容SATA。具體來講，兼容性主要體現在物理層和協議層。在物理層，SAS接口和 SATA接口完全兼容，SATA硬盤可以直接使用在SAS環境中，從接口標準上而言，SATA是SAS的一個子標準，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盤，但SAS硬盤卻不能直接使用在SATA的環境中，因為SATA控制器并不能對SAS硬盤進行處理;在協議層，SAS由3種類型協議組成，根據連接的不同設備使用相應的協議進行數據傳輸。其中串行SCSI協議(SSP)用于傳輸SCSI命令;SCSI管理協議(SMP)用于對連接設備的維護和管理;SATA通道協議(STP)用于SAS和SATA之間數據的傳輸。因此在這3種協議的配合下，SAS可以對SATA無縫結合，反之，SATA卻不能結合SAS。

　　昂貴的SAS受到企業級用戶的青睞，必然有其無可比擬的優勢，首先，在磁盤性能上SAS具有強大的性能優勢。主要得益于強大SCSI指令集(包括SCSI指令隊列)、雙核處理器(對比SATA使用的單核處理器，即使有SATA硬盤使用雙核處理器，性能也相差甚遠)，以及對硬件順序流處理的支持。 SAS硬盤支持雙向全雙工模式，為同時發生的讀寫操作提供了兩路活動通道。相比之下，SATA只能提供單通道和半雙工模式，無疑弱了不少。

　　雙端口接口提供兩個分開的SAS端口用于數據傳輸，實現了更高的性能和可靠性。這些端口為控制卡提供了分別的冗余鏈路，即大家耳熟能詳的“雙通道故障切換”。硬盤上的兩個端口通過不同電纜，分別連接到控制卡上的不同端口。當兩條連接都啟用時，SAS磁盤控制器能夠通過這種雙通道配置為高流量存儲環境提升性能。如果一條電纜或一條連接出現故障，控制卡能夠立即切換到另一條連接，并保持對SAS硬盤的存取。

　　安全性上，SAS除了提供出色的性能，更能滿足用戶復雜的數據完整性與數據保護要求。SAS所采用的I/O ErrorDetection(IOEDC)技術可同時校驗數據內容和位置，而相比之下，SATA只能校驗內容。同樣， SAS I/O ErrorCorrection(IOECC)能夠糾正讀和寫操作中的數據錯誤，而SATA只能在寫操作時完成此項工作。

　　上面說了這么多，無非就是一個結論：SAS更好更強大，但是與SATA相比更貴更奢侈。用戶在實際部署時應結合自己實際情況進行選擇，一般來說企業級的SATA硬盤已經能滿足日常服務需要，與常見的家用級SATA相比，企業級SATA硬盤已經具有足夠的數據完整性與數據保護要求，只是在IO處理方面與SAS尚有差距。企業級SATA硬盤是經濟型服務器數據存儲解決方案。

　　其實企業級和普通硬盤的區別就是 緩存更大 更穩定一些，另外企業級別追求的穩定和良好的散熱。

　　服務器硬盤SAS與SATA區別介紹

　　SAS硬盤與SATA硬盤：

　　串行技術 - 包括SAS硬盤(串行連接SCSI)和SATA硬盤(串行ATA)- 比舊款的Intel Xeon服務器有了更好的RAS性能。當存儲環境需要簡化配置或優化成本/容量時，專為桌面應用而設計的SATA成為理想選擇，而SAS則能為帶寬要求更高的主流服務器和企業級存儲提供所需的高性能、高擴展性和可靠性。SAS滿足了諸如網上購物和銀行交易等事務性數據應用環境中對高頻率和即時、隨機數據存取的需求。

　　SAS將SCSI的可靠性和強大功能與串行技術的性能與優秀設計相結合，為我們帶來以下關鍵特征和功能：

　　性能 - 第一代產品性能達到3Gbps，寬端口合成帶寬，全雙工傳輸，端口集合，高級命令隊列組合，豐富的SCSI命令功能組

　　可擴展性 - 對物理設備的尋址范圍寬，長電纜、小接頭，可接入外部存儲系統

　　可靠性和可用性 - 點對點連接，通過擴展器實現多服務器(initiators)并發訪問，支持雙主動式端口和針對目標設備的冗余路徑

　　靈活性 - 與SAS和SATA硬盤在物理和軟件上均兼容，并向下兼容SCSI軟件和中間件

　　設計尺寸：

　　我們知道，此前主流的桌面磁盤和服務器磁盤都是采用3.5英寸設計，而SAS硬盤除了具有傳統的3.5英寸規格之外，還采用了2.5英寸的縮小版，這樣可以在機架式服務器有限的空間內安裝更多的磁盤以擴充存儲系統的容量，也能夠為其他配件騰出更大的空間，以便通風散熱，在2U高度內使用 8個 2.5英寸的SAS硬盤位已經成為大多數OEM服務器廠商的選擇。

　　性能：

　　第一代SAS的數據吞吐能力達到3Gbps，為了緊跟不斷增長的微處理器速度和越來越高級的應用需求，其后續幾代速度將逐級加大直至12Gbps。另外，SAS采用多路點對點連接，支持容錯性設計。

　　SAS的全雙工、點對點設計實現了多服務器(initiators)與高性能SAS目標設備之間的同步主動連接。設備在同一時間內能夠以雙方向傳輸數據，有效地使鏈接的可利用帶寬得到雙倍加強。窄端口允許單路串行鏈接，而寬端口則支持多路鏈接，獲得面向8路SAS或SATA目標的合計帶寬，將總帶寬提高到24Gbps。

　　通過多個PHY的結合創建寬端口，支持大型SAS拓撲中對帶寬的顯著需求。

　　和SCSI一樣，SAS的高級命令隊列包含256個不同的隊列組合方式，可提供獨特的智能數據處理功能，如head-of-queue和out-of-order隊列。這些隊列功能在企業應用中起著關鍵作用，允許一個系統在接口內對命令進行重新組織和優化。

　　由于使用更先進的線纜，SAS更可用于構建大型高性能拓撲。SAS摒棄了用于信號傳輸的68針寬型帶狀線纜和供電電纜，代之以一根長達8米的瘦型4線SAS線纜。這種緊湊式設計加強了機箱中的空氣流通，并簡化了設備的熱插拔連接。

　　靈活性：

　　SAS的關鍵優勢之一在于其背板設計和協議接口，允許在同一系統中同時使用SAS和SATA硬盤。雖然這兩種硬盤通常被用于不同應用，但許多企業用戶可能需要兼而用之。這種混合匹配不同類型硬盤的能力將使系統集成商和最終用戶都大受裨益。

　　SATA硬盤專為成本有效性存儲而設計。為達到經濟實用的目的，SATA硬盤采用較低的轉速(通常為7200rpm)和平均無故障工作時間(即MTBF-Mean Time Between Failure)，因而成本也比較低。因此，此類硬盤傾向于在事務性處理少、數據可用性非關鍵指標的應用中被采用。

　　另一方面，SAS硬盤則是專為高性能、高可靠性應用而設計的。SAS硬盤工作于更高的轉速(10,000到15,000 rpm)，配備旋轉震動補償以保證數據準確度，因此具有更高的可靠性。SAS硬盤將被使用于數據量大，數據可用性極為關鍵的應用中。

　　由于SATA連接器信號是SAS信號的一個子集，SATA硬盤與SAS控制器是全兼容的 - 包含在SAS中的SATA隧道協議(STP)可將SATA命令傳遞到SATA硬盤。而且，由于SAS連接器設計采用單一統一背板，在一個系統使用兩種類型的硬盤就變得極為簡單。這種兼容能力減少了存儲設計的成本和復雜性，使設計選項變得更加多樣化。

　　SAS-SATA兼容能力還允許系統集成商使用通用連接器和電纜來設計混合存儲系統。在同一系統中安裝或升級SATA或SAS硬盤簡單到僅需將一種類型的硬盤換成另一種 - SAS背板連接器可同時接納SAS和SATA硬盤。由于SATA背板連接器只能連接SATA硬盤，因此，帶SAS連接器的背板將具備更好的設計靈活性。

　　SAS向下兼容前代SCSI軟件和中間件的能力同樣使其可輕松地將原有部件、主機和硬盤融合到新的SAS拓撲中，無需啟動新的培訓，花費集成成本，或對原有軟件進行修正。

　　擴展性：

　　并行總線的擴展能力由于其共享連接通道而受到限制，即使通過多臺服務器(initiators)增加總線數量也無助于擴展這種受限制的能力。SAS則利用擴展器硬件擔當其交換設備簡化大型外部存儲系統的配置。這種擴展器硬件幫助實現了靈活的存儲拓撲，最大可混接16,256塊SAS/SATA硬盤。SAS擴展器硬件的功能就像一臺用來簡化大型系統配置的交換機。該系統通過最小化潛伏時間得到擴展，而將帶寬留給增大的工作負載。

　　例如，一個扇出型SAS擴展器能夠連接多達128塊設備，包括以窄鏈或寬鏈形式連接的服務器(initiators)、SAS/SATA硬盤和其它SAS邊緣擴展器。這些額外的邊緣擴展器同樣也能連接其它主機和硬盤，提供額外的連接節點。包含于SAS的SCSI管理協議(SMP)被用于管理拓撲中的這些點對點連接。

　　可靠性：

　　多主機(initiators)模式長久以來一直被企業計算環境所采納，即為多臺主機或主機總線適配器(HBA)-- 或兩者兼而有之 -- 提供硬盤訪問，保證在一臺設備出現故障時能繼續訪問數據。但是，在并行技術配置下使用多主機無法消除可阻斷硬盤訪問的單點故障問題。而使用SAS則可利用雙端口化的硬盤來構建高可用系統，消除任何單點故障。

　　另外一種利用SAS提高系統容錯能力的途徑是使用擴展器將多個硬盤連接到多臺主機服務器，以此維持對眾多硬盤的并發操作。命令向下傳達到一條鏈路，而數據通過另一個連接上的鏈路返回，進一步加大了系統的容錯性。

　　利用SAS擴展器的功能，結合雙端口SAS硬盤和帶雙端口適配器的SATA硬盤，用戶很容易設計具有最大容錯能力的冗余系統。2.5英寸雙端口SAS硬盤連同標準的3.5英寸硬盤一起可實現全容錯的系統設計，在計算密度越來越高的應用中從容應對全新技術挑戰。這種可擴展和可靠的連接結構可用于組建支持多節點集群的企業級拓撲，實現在關鍵任務應用中極其重要的自動故障切換和負載均衡。