Els sistemes d'emmagatzematge actuals no només creixen a terabits i tenen taxes de transferència de dades més elevades, sinó que també requereixen menys energia i ocupen una petjada més petita. Aquests sistemes també necessiten una millor connectivitat per proporcionar més flexibilitat. Els dissenyadors necessiten interconnexions més petites per proporcionar les taxes de dades necessàries avui o en el futur. I una norma des del naixement fins al desenvolupament i la maduració gradual està lluny de ser un dia a dia. Especialment en la indústria de les TI, qualsevol tecnologia està en constant millora i evolució, com ho és l'especificació Serial Attached SCSI (SAS). Com a successora de l'SCSI paral·lel, l'especificació SAS fa temps que existeix.
En els anys que ha passat SAS, les seves especificacions han millorat, tot i que s'ha mantingut el protocol subjacent. Bàsicament no hi ha gaires canvis, però les especificacions del connector d'interfície externa han experimentat molts canvis, que és un ajustament fet per SAS per adaptar-se a l'entorn del mercat. Amb aquesta millora contínua de "passos incrementals a mil milles", les especificacions SAS s'han tornat cada cop més madures. Els connectors d'interfície de diferents especificacions s'anomenen SAS, i la transició del paral·lel al sèrie, de la tecnologia SCSI paral·lela a la tecnologia SCSI connectada en sèrie (SAS) ha canviat molt l'esquema d'enrutament de cables. L'SCSI paral·lel anterior podia funcionar de manera única o diferencial en 16 canals a una velocitat de fins a 320 Mb/s. Actualment, la interfície SAS3.0, que és més comuna en el camp de l'emmagatzematge empresarial, encara s'utilitza al mercat, però l'ample de banda és el doble de ràpid que el SAS3, que no s'ha actualitzat durant molt de temps, que és de 24 Gbps, aproximadament el 75% de l'ample de banda de la unitat d'estat sòlid PCIe3.0×4 comuna. El darrer connector MiniSAS descrit a l'especificació SAS-4 és més petit i permet una densitat més alta. El darrer connector Mini-SAS té la meitat de la mida del connector SCSI original i el 70% de la mida del connector SAS. A diferència del cable paral·lel SCSI original, tant el SAS com el Mini SAS tenen quatre canals. Tanmateix, a més d'una velocitat més alta, una densitat més alta i una major flexibilitat, també hi ha un augment de la complexitat. A causa de la mida més petita del connector, el fabricant del cable original, l'assemblador de cables i el dissenyador del sistema han de prestar molta atenció als paràmetres d'integritat del senyal a tot el muntatge del cable.
No tots els muntadors de cables són capaços de proporcionar senyals d'alta velocitat i alta qualitat per satisfer les necessitats d'integritat del senyal dels sistemes d'emmagatzematge. Els muntadors de cables necessiten solucions d'alta qualitat i rendibles per als sistemes d'emmagatzematge més recents. Per tal de produir conjunts de cables d'alta velocitat estables i duradors, cal tenir en compte diversos factors. A més de mantenir la qualitat del mecanitzat i el processament, els dissenyadors han de prestar molta atenció als paràmetres d'integritat del senyal que fan possibles els cables de dispositius de memòria d'alta velocitat actuals.
Especificació d'integritat del senyal (Quin senyal està complet?)
Alguns dels paràmetres principals de la integritat del senyal inclouen la pèrdua d'inserció, la diafonia a l'extrem proper i llunyà, la pèrdua de retorn, la distorsió biaixada del parell de diferència internament i l'amplitud del mode de diferència respecte al mode comú. Tot i que aquests factors estan interrelacionats i s'influeixen mútuament, podem considerar un factor a la vegada per estudiar-ne el principal impacte.
Pèrdua d'inserció (Paràmetres d'alta freqüència Conceptes bàsics 01: paràmetres d'atenuació)
La pèrdua d'inserció és la pèrdua d'amplitud del senyal des de l'extrem transmissor del cable fins a l'extrem receptor, que és directament proporcional a la freqüència. La pèrdua d'inserció també depèn del número de cable, tal com es mostra al diagrama d'atenuació següent. Per a components interns de curt abast d'un cable de 30 o 28 AWG, un cable de bona qualitat hauria de tenir una atenuació inferior a 2 dB/m a 1,5 GHz. Per a SAS externs de 6 Gb/s que utilitzen cables de 10 m, es recomana un cable amb un calibre de línia mitjà de 24, que només té una atenuació de 13 dB a 3 GHz. Si voleu més marge de senyal a velocitats de dades més altes, especifiqueu un cable amb menys atenuació a freqüències altes per a cables més llargs.
Diafonia (Conceptes bàsics dels paràmetres d'alta freqüència 03 - Paràmetres de diafonia)
La quantitat d'energia transmesa d'un senyal o parell de diferència a un altre. Per als cables SAS, si la diafonia de l'extrem proper (NEXT) no és prou petita, causarà la majoria dels problemes d'enllaç. La mesura de NEXT es fa només en un extrem del cable i és la quantitat d'energia transferida del parell de senyals de transmissió de sortida al parell receptor d'entrada. La diafonia de l'extrem llunyà (FEXT) es mesura injectant un senyal per al parell de transmissió en un extrem del cable i observant quanta energia queda al senyal de transmissió a l'altre extrem del cable.
El NEXT en el conjunt de cables i el connector sol ser causat per un mal aïllament dels parells diferencials de senyal, que pot ser causat per endolls i preses de corrent, una connexió a terra incompleta o una mala manipulació de la zona de terminació del cable. El dissenyador del sistema ha d'assegurar-se que el muntador de cables hagi solucionat aquests tres problemes.
Corbes de pèrdua per a cables comuns de 100 Ω de 24, 26 i 28
Un conjunt de cables de bona qualitat d'acord amb l'"Especificació SFF-8410 per a proves de coure HSS i requisits de rendiment", el NEXT mesurat ha de ser inferior al 3%. Pel que fa al paràmetre s, el NEXT ha de ser superior a 28 dB.
Pèrdua de retorn (Conceptes bàsics dels paràmetres d'alta freqüència 06 - Pèrdua de retorn)
La pèrdua de retorn mesura la quantitat d'energia reflectida per un sistema o cable quan s'injecta un senyal. Aquesta energia reflectida pot causar una caiguda de l'amplitud del senyal a l'extrem receptor del cable i pot causar problemes d'integritat del senyal a l'extrem transmissor, cosa que pot causar problemes d'interferències electromagnètiques per al sistema i els dissenyadors del sistema.
Aquesta pèrdua de retorn és causada per desajustos d'impedància en el conjunt de cables. Només tractant aquest problema amb molta cura es pot evitar que la impedància del senyal canviï quan passa per la presa, l'endoll i el terminal del cable, de manera que es minimitzi el canvi d'impedància. L'estàndard SAS-4 actual s'ha actualitzat al valor d'impedància de ±3Ω en comparació amb els ±10Ω del SAS-2, i els requisits dels cables de bona qualitat s'han de mantenir dins de la tolerància nominal de 85 o 100±3Ω.
Distorsió biaixada
En els cables SAS, hi ha dues distorsions biaixades: entre parells de diferència i dins dels parells de diferència (el senyal de diferència de la teoria de la integritat del senyal). En teoria, si s'introdueixen diversos senyals a un extrem del cable, haurien d'arribar a l'altre extrem simultàniament. Si aquests senyals no arriben al mateix temps, aquest fenomen s'anomena distorsió biaixada del cable o distorsió de retard-biaixada. Per als parells de diferència, la distorsió biaixada dins del parell de diferència és el retard entre els dos cables del parell de diferència, i la distorsió biaixada entre els parells de diferència és el retard entre els dos conjunts de parells de diferència. Una gran distorsió biaixada del parell de diferència empitjorarà el balanç de diferència del senyal transmès, reduirà l'amplitud del senyal, augmentarà la fluctuació temporal i causarà problemes d'interferències electromagnètiques. La diferència d'un cable de bona qualitat respecte a la distorsió biaixada interna hauria de ser inferior a 10 ps.
Data de publicació: 30 de novembre de 2023
