Современные системы хранения данных не только растут на терабиты и имеют более высокую скорость передачи данных, но также требуют меньше энергии и занимают меньшую площадь.Этим системам также необходимо улучшить возможности подключения, чтобы обеспечить большую гибкость.Проектировщикам нужны межсоединения меньшего размера, чтобы обеспечить скорость передачи данных, необходимую сегодня или в будущем.А норма от рождения до развития и постепенного взросления – это далеко не однодневная работа.Любая технология, особенно в ИТ-индустрии, постоянно совершенствуется и развивается, как и спецификация Serial Attached SCSI (SAS).Спецификация SAS, являющаяся преемником параллельного SCSI, существует уже некоторое время.
За годы существования SAS его характеристики были улучшены, хотя базовый протокол был сохранен, в основном изменений не так уж и много, но спецификации разъема внешнего интерфейса претерпели множество изменений, что является корректировкой, внесенной SAS, чтобы адаптироваться к рыночной среде, благодаря этим «постепенным шагам на тысячу миль» постоянного улучшения, спецификации SAS становятся все более зрелыми.Разъемы интерфейса разных спецификаций называются SAS, а переход от параллельного к последовательному, от технологии параллельного SCSI к технологии последовательного подключения SCSI (SAS) сильно изменил схему прокладки кабеля.Предыдущий параллельный SCSI мог работать как в несимметричном, так и в дифференциальном режиме по 16 каналам со скоростью до 320 Мбит/с.В настоящее время на рынке все еще используется интерфейс SAS3.0, более распространенный в сфере корпоративных систем хранения данных, но пропускная способность в два раза выше, чем у SAS3, который не обновлялся в течение длительного времени, что составляет 24 Гбит/с, около 75 % пропускной способности обычного твердотельного накопителя PCIe3.0×4.Последний разъем MiniSAS, описанный в спецификации SAS-4, меньше по размеру и обеспечивает более высокую плотность.Новейший разъем Mini-SAS вдвое меньше оригинального разъема SCSI и на 70% меньше размера разъема SAS.В отличие от оригинального параллельного кабеля SCSI, SAS и Mini SAS имеют четыре канала.Однако, помимо более высокой скорости, более высокой плотности и большей гибкости, наблюдается также увеличение сложности.Из-за меньшего размера разъема производитель оригинального кабеля, сборщик кабеля и проектировщик системы должны уделять пристальное внимание параметрам целостности сигнала на протяжении всей кабельной сборки.
Не все сборщики кабелей способны обеспечивать высококачественные высокоскоростные сигналы для удовлетворения потребностей систем хранения данных в целостности сигнала.Кабельным сборщикам необходимы высококачественные и экономичные решения для новейших систем хранения.Для производства стабильных и долговечных высокоскоростных кабельных сборок необходимо учитывать несколько факторов.Помимо поддержания качества механической обработки и обработки, конструкторам необходимо уделять пристальное внимание параметрам целостности сигнала, которые делают возможными современные высокоскоростные кабели для устройств памяти.
Спецификация целостности сигнала (какой сигнал является полным?)
Некоторые из основных параметров целостности сигнала включают вносимые потери, перекрестные помехи на ближнем и дальнем конце, обратные потери, внутреннее искажение разностной пары и амплитуду разностного режима по сравнению с синфазным.Хотя эти факторы взаимосвязаны и влияют друг на друга, мы можем рассматривать один фактор за раз, чтобы изучить его основное влияние.
Вносимые потери (высокочастотные параметры Основы 01- параметры затухания)
Вносимые потери — это потеря амплитуды сигнала от передающего конца кабеля к принимающему концу, которая прямо пропорциональна частоте.Вносимые потери также зависят от номера провода, как показано на диаграмме затухания ниже.Для внутренних компонентов кабеля сечением 30 или 28 AWG, работающих на малые расстояния, качественный кабель должен иметь затухание менее 2 дБ/м на частоте 1,5 ГГц.Для внешнего SAS 6 Гбит/с с использованием кабелей длиной 10 м рекомендуется кабель со средним сечением линии 24, который имеет затухание всего 13 дБ на частоте 3 ГГц.Если вам нужен больший запас сигнала при более высоких скоростях передачи данных, для более длинных кабелей выберите кабель с меньшим затуханием на высоких частотах.
Перекрестные помехи (Основы высокочастотных параметров 03 – Параметры перекрестных помех)
Количество энергии, передаваемой от одной пары сигналов или разностей к другой.Для кабелей SAS, если перекрестные помехи на ближнем конце (NEXT) недостаточно малы, это вызовет большинство проблем со связью.Измерения NEXT производятся только на одном конце кабеля и представляют собой количество энергии, передаваемой от пары выходных передающих сигналов к паре входных приемных сигналов.Перекрестные помехи на дальнем конце (FEXT) измеряются путем подачи сигнала для пары передачи на одном конце кабеля и наблюдения за тем, сколько энергии остается в сигнале передачи на другом конце кабеля.
Причиной неисправности NEXT в кабельной сборке и разъеме обычно является плохая изоляция дифференциальных пар сигналов, что может быть вызвано розетками и вилками, неполным заземлением или неправильным обращением с областью заделки кабеля.Проектировщик системы должен убедиться, что сборщик кабеля учел эти три проблемы.
Кривые потерь для обычных 100-омных кабелей 24, 26 и 28
Качественная кабельная сборка в соответствии со «SFF-8410-Спецификациями для испытаний и требований к производительности меди HSS», измеренная NEXT, должна составлять менее 3%.Что касается s-параметра, то NEXT должен быть больше 28 дБ.
Возвратные потери (Основы высокочастотных параметров 06 – Возвратные потери)
Обратные потери измеряют количество энергии, отраженной от системы или кабеля при подаче сигнала.Эта отраженная энергия может вызвать падение амплитуды сигнала на приемном конце кабеля и вызвать проблемы с целостностью сигнала на передающем конце, что может вызвать проблемы с электромагнитными помехами для систем и ее проектировщиков.
Эти обратные потери вызваны несоответствием импеданса в кабельной сборке.Только при внимательном рассмотрении этой проблемы сопротивление сигнала не изменится при прохождении через розетку, вилку и клемму, и таким образом изменение сопротивления будет сведено к минимуму.Текущий стандарт SAS-4 обновлен до значения импеданса ±3 Ом по сравнению с ±10 Ом SAS-2, а требования к кабелям хорошего качества должны соблюдаться в пределах номинального допуска 85 или 100±3 Ом.
Косое искажение
В кабелях SAS существуют два перекоса: между разностными парами и внутри разностных пар (разностный сигнал теории целостности сигнала).Теоретически, если на один конец кабеля подается несколько сигналов, они должны поступить на другой конец одновременно.Если эти сигналы приходят не одновременно, это явление называется перекосом кабеля или искажением задержки.Для разностных пар асимметрия внутри разностной пары представляет собой задержку между двумя проводами разностной пары, а асимметрия между разностными парами представляет собой задержку между двумя наборами разностных пар.Большие искажения разностной пары ухудшают разностный баланс передаваемого сигнала, уменьшают амплитуду сигнала, увеличивают временной джиттер и вызывают проблемы с электромагнитными помехами.Разница между внутренними искажениями кабеля хорошего качества должна быть менее 10 пс.
Время публикации: 30 ноября 2023 г.