Dnešní úložné systémy nejenže rostou terabity a mají vyšší rychlosti přenosu dat, ale také vyžadují méně energie a zabírají menší prostor. Tyto systémy také potřebují lepší konektivitu, aby poskytovaly větší flexibilitu. Návrháři potřebují menší propojení, aby dosáhli datových rychlostí potřebných dnes nebo v budoucnu. A norma od zrodu až po vývoj a postupné zrání zdaleka není denní záležitostí. Zejména v IT odvětví se každá technologie neustále zlepšuje a vyvíjí, stejně jako specifikace Serial Attached SCSI (SAS). Jako nástupce paralelního SCSI existuje specifikace SAS již nějakou dobu.
V průběhu let, kterými SAS prošel, se jeho specifikace zlepšily, ačkoli základní protokol zůstal zachován, v podstatě nedošlo k příliš mnoha změnám, ale specifikace externího konektoru rozhraní prošly mnoha změnami, což je úprava, kterou SAS provedl s cílem přizpůsobit se tržnímu prostředí. S těmito neustálými zlepšováními „postupnými kroky k tisíci mil“ se specifikace SAS staly stále vyspělejšími. Konektory rozhraní s různými specifikacemi se nazývají SAS a přechod z paralelního na sériový, z paralelní technologie SCSI na sériově propojenou technologii SCSI (SAS), výrazně změnil schéma vedení kabelů. Dřívější paralelní SCSI mohl pracovat single-ended nebo differential přes 16 kanálů s rychlostí až 320 Mb/s. V současné době se na trhu stále používá rozhraní SAS3.0, které je běžnější v oblasti podnikových úložišť, ale jeho šířka pásma je dvakrát rychlejší než u SAS3, který nebyl dlouho aktualizován, což je 24 Gb/s, což je přibližně 75 % šířky pásma běžného SSD disku PCIe3.0×4. Nejnovější konektor MiniSAS popsaný ve specifikaci SAS-4 je menší a umožňuje vyšší hustotu. Nejnovější konektor Mini-SAS má poloviční velikost oproti původnímu konektoru SCSI a 70% velikost oproti konektoru SAS. Na rozdíl od původního paralelního kabelu SCSI mají SAS i Mini SAS čtyři kanály. Kromě vyšší rychlosti, vyšší hustoty a větší flexibility se však také zvyšuje složitost. Vzhledem k menší velikosti konektoru musí výrobce původního kabelu, montážník kabelů a návrhář systému věnovat velkou pozornost parametrům integrity signálu v celé kabelové sestavě.
Ne všichni výrobci kabelů jsou schopni poskytnout vysoce kvalitní vysokorychlostní signály, které by splňovaly požadavky na integritu signálu úložných systémů. Výrobci kabelů potřebují vysoce kvalitní a cenově efektivní řešení pro nejnovější úložné systémy. Aby bylo možné vyrobit stabilní a odolné vysokorychlostní kabelové sestavy, je třeba zvážit několik faktorů. Kromě zachování kvality obrábění a zpracování musí konstruktéři věnovat velkou pozornost parametrům integrity signálu, které umožňují výrobu dnešních vysokorychlostních kabelů paměťových zařízení.
Specifikace integrity signálu (Který signál je kompletní?)
Mezi hlavní parametry integrity signálu patří vložený útlum, přeslechy na blízkém a vzdáleném konci, odrazový útlum, interní zkreslení diferenčního páru a amplituda rozdílového módu vůči souhlasnému módu. Ačkoli tyto faktory spolu vzájemně souvisejí a navzájem se ovlivňují, můžeme pro studium jejich hlavního dopadu uvažovat jeden faktor najednou.
Vložený útlum (Základy vysokofrekvenčních parametrů 01 - parametry útlumu)
Vložený útlum je ztráta amplitudy signálu od vysílacího konce kabelu k přijímacímu konci, která je přímo úměrná frekvenci. Vložený útlum závisí také na čísle vodiče, jak je znázorněno na níže uvedeném diagramu útlumu. Pro krátké vnitřní komponenty kabelu 30 nebo 28-AWG by měl mít kvalitní kabel útlum menší než 2 dB/m při 1,5 GHz. Pro externí 6Gb/s SAS s 10m kabely se doporučuje kabel s průměrnou průřezem vodiče 24, který má útlum pouze 13 dB při 3 GHz. Pokud chcete větší signálovou rezervu při vyšších datových rychlostech, zvolte pro delší kabely kabel s menším útlumem při vysokých frekvencích.
Přeslech (Základy vysokofrekvenčních parametrů 03 - Parametry přeslechu)
Množství energie přenášené z jednoho signálového nebo diferenčního páru do druhého. U kabelů SAS, pokud přeslech na blízkém konci (NEXT) není dostatečně malý, způsobí většinu problémů s linkou. Měření NEXT se provádí pouze na jednom konci kabelu a jedná se o množství energie přenášené z výstupního páru přenosových signálů na vstupní pár pro příjem. Přeslech na vzdáleném konci (FEXT) se měří vstřikováním signálu pro přenosový pár na jeden konec kabelu a pozorováním, kolik energie zbývá v přenosovém signálu na druhém konci kabelu.
Důsledné zkraty (NEXT) v kabelové sestavě a konektoru jsou obvykle způsobeny špatnou izolací diferenciálních párů signálu, což může být způsobeno zásuvkami a zástrčkami, neúplným uzemněním nebo špatnou manipulací s oblastí zakončení kabelu. Návrhář systému se musí ujistit, že montér kabelů tyto tři problémy řešil.
Ztrátové křivky pro běžné 100Ω kabely s průřezem 24, 26 a 28
U kvalitní kabelové sestavy v souladu se „SFF-8410-Specifikace pro testování a výkonnostní požadavky na měď HSS“ by naměřená hodnota NEXT měla být menší než 3 %. Pokud jde o parametr s, NEXT by měla být větší než 28 dB.
Ztráta odrazu (Základy vysokofrekvenčních parametrů 06 - Ztráta odrazu)
Ztráta odrazem měří množství energie odražené od systému nebo kabelu při vstřikování signálu. Tato odražená energie může způsobit pokles amplitudy signálu na přijímacím konci kabelu a může způsobit problémy s integritou signálu na vysílacím konci, což může systémům a jejich návrhářům způsobit problémy s elektromagnetickým rušením.
Tato ztráta odrazem je způsobena nesoulady impedance v kabelové sestavě. Pouze pečlivým řešením tohoto problému lze zabránit změně impedance signálu při průchodu zásuvkou, zástrčkou a svorkou vodiče, aby se minimalizovala změna impedance. Současný standard SAS-4 je aktualizován na hodnotu impedance ±3 Ω ve srovnání s ±10 Ω u SAS-2 a požadavky na kvalitní kabely by měly být udržovány v rámci nominální tolerance 85 nebo 100 ± 3 Ω.
Šikmé zkreslení
U kabelů SAS existují dvě zkreslení: mezi rozdílovými páry a v rámci rozdílových párů (diferenciální signál teorie integrity signálu). Teoreticky, pokud je na jeden konec kabelu přivedeno více signálů, měly by dorazit na druhý konec současně. Pokud tyto signály nedorazí současně, tento jev se nazývá zkreslení kabelu nebo zkreslení zpožděním. U rozdílových párů je zkreslení uvnitř rozdílového páru zpožděním mezi dvěma vodiči rozdílového páru a zkreslení mezi rozdílovými páry je zpožděním mezi dvěma sadami rozdílových párů. Velké zkreslení zkreslení rozdílového páru zhorší vyvážení rozdílu přenášeného signálu, sníží amplitudu signálu, zvýší časové chvění a způsobí problémy s elektromagnetickým rušením. Rozdíl kvalitního kabelu vůči vnitřnímu zkreslení zkreslením by měl být menší než 10 ps.
Čas zveřejnění: 30. listopadu 2023
