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SCSITA betont die Vorteile von SAS gegenüber NVMe/PCIe

Laut der SCSI Trade Association könnte das derzeit in Entwicklung befindliche 24-Gbps-SAS der Kombination von NVMe und PCIe Konkurrenz machen.

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NVMe- und PCIe-Solid-State-Drives (SSDs) sind Top-Themen von Speicherfachveranstaltungen wie dem Flash Memory Summit 2016.

Aber das SCSI-Herstellerkonsortium SCSI Trade Association (SCSITA) wirbt stattdessen für die gerade in Entwicklung befindliche neue SAS-Technologie (Serial Attached SCSI).

Rick Kutcipal, der Präsident der SCSITA, ist bei Broadcom für die Planung neuer Produkte zuständig. Er erwartet, dass die gerade in Entwicklung befindliche 24-Gbps-SAS-Technologie zur Anbindung von Speichergeräten zunächst in SSDs eingesetzt werden wird. Dieses 24 Gbps-SAS kann in der Realität eine Geschwindigkeit von 19,2 Gbps ermöglichen. „Bei der Anbindung von Solid-State-Memory hat die Technologie die größten Vorteile“, sagt der Manager.

Kutcipal sagte weiter, dass die erste Veranstaltung („Plugfest“) der SCSI Trade Association für das sogenannte „24-Gbps-SAS“ bereits Mitte 2017 stattfinden werde. Er erwartet, dass 2018 Host Bus Adapter (HBAs), RAID-Karten und Expander die neue SAS-Technologie unterstützen werden. OEM-Produkte für Server sollen 2019 folgen.

Kutcipal behauptet, die real erzielbaren 19,2 Gbps Bandbreite bedeuteten pro Kanal 21,5 Prozent mehr Geschwindigkeit gegenüber dem Betrieb von Non-Volatile Memory Express (NVMe) über PCI Express (PCIe). Denn die maximale Bandbreite pro Kanal betrage bei PCIe nur 15,8 Gbps.

Kutcipal konzedierte, dass SAS üblicherweise nur einen Datenkanal zum Laufwerk verwendet, unternehmenstaugliche NVMe-SSDs aber meistens vier PCIe-Kanäle nutzen. Daher wären vier PCIe-Kanäle natürlich schneller als eine SAS-Anbindung mit nur einem Kanal. Allerdings wären diese Kanäle sehr teuer, deshalb müsse der Vergleich pro Übertragungskanal erfolgen. Kutcipal: „SAS kann ein Laufwerk über zwei oder vier Kanäle anbinden.“

SAS verwendet den Befehlssatz des Small Computer System Interface (SCSI), um Daten zwischen einem Host und einem Ziel-Storage-Gerät zu übertragen. SCSI wurde bereits vor 30 Jahren entwickelt, als Festplatten und Bänder die wichtigsten Speichermedien in Unternehmen waren. Seitdem haben Hersteller weiterhin Serial Attached SCSI (SA) verwendet, obwohl SSDs erheblich schneller als Festplatten arbeiten, was bedeutet, dass SAS eigentlich hinsichtlich der Übertragungsgeschwindigkeiten die Möglichkeiten von SSDs beschränkt.

Bisher sind die Anstrengungen der SCSI Trade Association, die neuen SCSI Express (SCSIe)-Schnittstelle als Übertragungsweg für SCSI-Befehle über PCIe zu etablieren, nicht recht durchgekommen. Derzeit richtet sich mehr Aufmerksamkeit auf die Kombination zwischen NVMe mit PCI-basierenden SSDs.

Das Herstellerkonsortium hinter NVMe Express entwickelte NVMe als eine verzögerungsärmere Alternative zu SCSI. NVMe optimiert die Registerschnittstelle und den Befehlssatz für den Einsatz mit den schnelleren PCIe-basierenden SSDs und Flash-Technologienachfolgern wie Intel-Microns 3D-XPoint-Technologie.

„SAS lässt sich inhärent skalieren, NVMe nicht“, sagt demgegenüber Kutcipal. „NVMe wird auf zweistellige Gerätezahlen skalieren, und zwar ziemlich kompliziert, während SAS auf Tausende Geräte skaliert. Und es gibt tatsächlich Arrays, in denen Tausende Storage-Devices stecken.“ Laut Kutcipal könne NVMe die Herausforderungen beim Skalieren von PCIe nicht überwinden.

„Die begrenzte Skalierbarkeit von NVMe als Device-Anbindung steckt tatsächlich in PCIe, nicht in NVMe“, sagt er. „Sie ist eine große und grundlegende Begrenzung von NVMe: Die Technologie ist auf PCI Express als Transporttechnik bei der Geräteanbindung angewiesen.“

SAS kann gleichzeitig Geräte und Laufwerke anbinden und als Storage-Networking-Technologie arbeiten. Aber laut Kutcipal wird es die dominante Rolle von SAS sein, einen Host Bus Adapter (HBA) oder eine RAID-Karte mit einer SSD oder Hard Disk Drive (HDD) zu verbinden. Denn SAS hat Begrenzungen bei der Storage-Vernetzung, die die Technologie auf SANs im Rechenzentrum begrenzen.

Die demnächst zu erwartende SAS-Spezifikation hat zwei Teile: Die physische Ebene von SAS 4 und die Protokollebene (SAS Protocol Layer, SPL-4). Die Spezifikation von SPL-4 soll laut Kutcipal später im laufenden Jahr fertig und einsatzbereit sein. SAS-4 soll ein Quartal später folgen.

Zusätzlich zu dem Geschwindigkeitssprung werde die nächste SAS-Generation, so Kutcipal,  einige neue Funktionen haben. Dazu gehört ein Korrekturmechanismus für Fehler beim Datentransport (Forward Error Correction), der die Datenintegrität sicherstellt. Eine weitere neue Funktion ist die kontinuierliche Anpassung der Sendefunktion, damit der SAS-Transmitter optimal arbeitet, auch wenn die Temperatur oder die Betriebsspannung sich ändern.

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Artikel wurde zuletzt im März 2017 aktualisiert

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