Die jüngste SAS-Generation zieht an PCIe vorbei

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Der SAS-Standard der dritten Generation bietet Abwärtskompatibilität durch Drosselung auf die niedrigste SAS-Datenrate im System, was in kleinen Punkt-zu-Punkt-Konfigurationen auch kaum problematisch ist, da die Migration lediglich das Upgrade eines Initiators und dessen Target erfordern würde.

Das Problem ist jedoch dabei: Die meisten Unternehmen verfügen nicht über derartige Punkt-zu-Punkt-Konfigurationen. Die Leistungsbeschränkung auf die „niedrigste Datenrate“ auf der Systemebene bedeutet daher, dass diese Unternehmen ohne Punkt-zu-Punkt-Konfigurationen solange nicht in der Lage wären, die 12-Gbit/s-Leistungssteigerung zu erzielen, bis alle Festplatten diesen neuen Standard unterstützen.

Grenzen überwinden mit SAS-Expandern

Glücklicherweise gibt es eine Methode, diese Begrenzung zu überwinden, wofür einige Kenntnisse der Funktionsweise von SAS-Expandern erforderlich sind. Ein SAS-Expander versetzt einen einzelnen oder mehrere Initiatoren in die Lage, mit mehreren Targets gleichzeitig zu kommunizieren, wie in Abbildung 1 dargestellt. Mit Expandern kann die Skalierbarkeit von SAS erheblich gesteigert werden. Jeder einzelne unterstützt mehrere Festplatten, sodass es möglich ist, den Durchsatz dieser Platten zusammenzufassen.

Abbildung 1 zeigt redundante 48-Port-Expander, die mit zwei RAID-Controllern und einem gemeinsamen Festplattengehäuse verbunden sind. Zusätzliche Gehäuse können in einer in Reihe geschalteten Konfiguration angeschlossen werden und einige SAS-Expander unterstützen in derartigen Anordnungen über 2.000 Festplatten.

Gemäß dem SAS-Standard der dritten Generation gilt: Laufen beliebige der SAS- oder SATA-Festplatten mit 6 Gbit/s, arbeitet auch die Schnittstelle zu den RAID-Controllern mit 6 Gbit/s. Doch was wäre, wenn die Bandbreite von zwei 6-Gbit/s-Festplatten auf die gleiche Art und Weise wie mehrere Lanes mit PCIe in einem einzigen 12-Gbit/s-Kanal zusammengefasst werden könnten?

DataBolt-Grundprinzip

Diese Art der Kombination von Ziel-Bandbreite ist das Grundprinzip hinter der DataBolt-Technologie zur Bandbreitenaggregation. Sie ermöglicht eine unmittelbare Steigerung der IOPS und der Durchsatzleistung und bietet Investitionssicherheit mit Blick auf SAS-Speicher der ersten und zweiten Generation. Über Aggregation kann 12-Gbit/s-SAS auf eine Weise in einen vorhandenen 6-Gbit/s-Speicher-Array integriert werden, die in einer sofortigen Verdopplung der Gesamtsystemleistung resultiert. Um genau zu sein, macht die Bandbreitenaggregation die Nutzung von 12-Gbit/s-SAS-Festplatten zur Erreichung einer SAS-Leistung von 12-Gbit/s auf der Systemebene überflüssig.

Bei der Bandbreitenaggregation wird ein 12-Gbit/s-Puffer an jedem Port eingesetzt, um 12-Gbit/s-Kommunikation zwischen SAS-Initiatoren und dem SAS- oder SATA-Target-Gerät mit beliebiger Geschwindigkeit (3 Gbit/s oder 6 Gbit/s) zu ermöglichen. Während die Aggregationstechnologie selbst proprietär ist, läuft sie komplett Expander-intern, sodass alle Schnittstellen vollständig standardisiert werden können. Das heißt, dass ein mit einer 6-Gbit/s-SAS-Festplatte verbundener 12-Gbit/s-SAS-Port als abwärtskompatibler SAS-Port der zweiten Generation bei 6 Gbit/s laufen würde, während das System jedoch mit einer 12-Gbit/s-Datenrate der dritten Generation arbeitet.

SAS gibt mit der 3. Generation Gas und überholt PCIe – vorerst

Speicherengpässe migrieren zwischen den aufeinander folgenden Generationen der an den Endpunkten verwendeten Technologien. Mit dem Aufkommen von PCIe der dritten Generation wurde SAS der zweiten Generation der neue Speicherengpass. SAS der dritten Generation ist jetzt in der Lage, die Performance von PCIe der dritten Generation vollständig zu nutzen, was PCIe zum neuen Engpass in 12-Gbit/s-SAS-Systemen macht. Technologien wie DataBolt ermöglichen es Unternehmen, den derzeitigen Engpass zu beseitigen, ohne die Investitionen in bestehende Technologien zu verlieren. Mit dieser Intelligenz ausgestattet lässt sich also jeder bestehende Speicher auf die neueste Technologiestufe aufbohren. Bis dann irgendwann einmal der Nachfolger von PCIe noch mehr Durchsatz bietet – und das Spiel von vorne beginnt.

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