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SAS磁盘背板:兼收并蓄集大成

简介:
在机架式服务器或硬盘驱动器槽位较多的塔式服务器中,SAS HBA/RAID卡一般不直接用SAS线缆与硬盘驱动器相连,而是会通过磁盘背板,以方便硬盘驱动器的插拔。磁盘背板也是典型的内部连接应用,一面接硬盘驱动器,另一面连HBA/RAID卡。驱动器端好说,统一为SFF-8482插座,SAS和SATA驱动器都可以使用,总体上要好于再单独开发仅支持SATA驱动器的背板。PCB和布线显然不是我们关注的重点,主要的变数就在与来自HBA/RAID卡的线缆相连的“主机端连接器”上。
主机端连接器和驱动器连接器通常在磁盘背板的两面,但也有在同一面的时候,如上图中白色的SFF-8484连接器(连SAS HBA/RAID卡),和箭头所指处两个黑色的SFF-8482连接器(连硬盘驱动器)
既然要通过线缆与HBA/RAID卡相连,主机端连接器的选择范围同样不外乎前面两页介绍的那么几种,最大的区别在于布置方式的变化——由原来受插槽间距限制而不得不“趴”在HBA/RAID卡PCB上的状态,改为“站起来”,即垂直于磁盘背板。不要小瞧这个区别,说它至少影响了其中一种连接器的命运也不算过份。
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SATA样式连接器、SAS 4i(SFF-8484)连接器和Mini SAS 4i(SFF-8087)连接器都垂直于磁盘背板放置
与SAS HBA/RAID卡一样,磁盘背板在主机端最初用的也是SATA样式连接器。由于是垂直放置,一个带护套的SATA样式连接器占地面积很小,相对于磁盘背板的尺寸来说几乎可以忽略不计,像本文第3页提到的SuperMicro SAS825TQ背板那样有8个SATA样式连接器的情况很正常,甚至16个也不显多。但是,线缆多而杂乱、PCB布线分散等SATA样式连接器固有的问题是无法避免的——毕竟,对于SAS来说,SATA样式连接器只是一种过渡方案,现在已经没有存在的必要。
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如果并肩“站”在磁盘背板上,SFF-8484(中)并不比SFF-8087(右)逊色多少
接下来依然是SFF-8484连接器。前面我们说过,SAS 4i最大的罪状就是太占用SAS HBA/RAID卡的PCB空间,但那是在它“趴下”,插拔的方向与PCB平行的时候。当SFF-8484插头竖立放置的时候,虽宽度依然,但厚度仅与带护套的SATA样式连接器持平,小于SFF-8087插座。
SFF-8087插座直立于SAS RAID卡PCB上的情景,可见其高度明显超出了RAID卡插槽挡板的宽度,即使没有接上SAS线缆,相邻的PCI插槽也已经无法使用……不过,这款产品是Intel专门针对OEM市场开发的SROMBSASFC,所安装的位置只有一个插槽,不用担心上述问题
至于高度,SFF-8484插座反而比SFF-8087插座更低矮,处于结合状态(插头进入)时也只是大致相当。综合来看,磁盘背板的特殊性很好地掩盖了SFF-8484连接器的不足,SFF-8087连接器的优势远没有在SAS HBA/RAID卡上时明显,这大概是SFF-8484至今仍未被“坐卧均可”的SFF-8087淘汰的主要原因。
上图左为Adaptec为IBM xSeries 460服务器提供的IBM ServeRAID 8i SAS RAID卡,由于要水平安装,两个SFF-8484插座垂直于PCB放置,占用空间大为减少——不过,这种做法不具普遍性,因为多数SAS HBA/RAID卡设计时要考虑相邻的扩展插槽,SFF-8484插座必须平行于PCB放置(即前面所说的“趴着”);上图右则是IBM xSeries 460服务器磁盘背板上的SFF-8484连接器
除了方便硬盘驱动器的插拔之外,磁盘背板还有助于双端口功能的实现。本文第3页我们探讨过双端口的问题,无论磁盘背板上使用哪一种主机端连接器——SATA样式、SAS 4i还是Mini SAS 4i,只要有相应的布线配合,都可以实施双端口,但是必须遵循以下两条原则: 
  • 主机端连接器的端口总和应两倍于SFF-8482连接器的数量
  • 同一个SFF-8482连接器上的两个端口,信号源应来自于不同的主机端连接器
采用CompactPCI接口的磁盘阵列控制器
但是,在实际应用中,我们很少能看到上述“双端口原则”的体现。道理很简单:基本上只有服务器才会采用SATA样式、SFF-8484或SFF-8087连接器作为磁盘背板的主机端连接器,但服务器通常无须支持双端口功能;双控制器的磁盘阵列需要双端口功能,但这些控制器普遍通过无线缆的CompactPCI接口与背板连接,不存在单独的SAS连接器,只能从另一面看到供硬盘驱动器使用的SFF-8482连接器。
磁盘阵列背板上的SFF-8482连接器,节省空间,有利于硬盘驱动器的通风散热
最后需要补充的一点是,上面的很多讨论,都有一个假定的前提,即主机端连接器提供的端口数,和(驱动器端)的SFF-8482连接器数量相等,或者两倍于后者(双端口情况,此时两面的端口数相等)。但实际上,考虑到磁盘背板上可以放置Expander(扩展器)以提高连接驱动器的能力,来自SAS HBA/RAID卡的端口数(提供给主机端连接器)有可能会少于SFF-8482连接器的数量。当然,这已经偏离了我们讨论的主题,故不再深究。




本文转自 Gelada 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/gelada/155998,如需转载请自行联系原作者
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