Các hệ thống lưu trữ hiện nay không chỉ có khả năng tăng trưởng ở mức terabit và tốc độ truyền dữ liệu cao hơn, mà còn tiêu thụ ít năng lượng hơn và chiếm ít không gian hơn. Những hệ thống này cũng cần khả năng kết nối tốt hơn để cung cấp tính linh hoạt cao hơn. Các nhà thiết kế cần các kết nối nhỏ hơn để đáp ứng tốc độ dữ liệu cần thiết hiện nay hoặc trong tương lai. Và việc hình thành một tiêu chuẩn từ khi ra đời đến khi phát triển và dần hoàn thiện không phải là chuyện một sớm một chiều. Đặc biệt trong ngành công nghệ thông tin, bất kỳ công nghệ nào cũng liên tục được cải tiến và phát triển, và tiêu chuẩn Serial Attached SCSI (SAS) cũng vậy. Là phiên bản kế nhiệm của Parallel SCSI, tiêu chuẩn SAS đã tồn tại được một thời gian.
Trong những năm qua, thông số kỹ thuật của SAS đã được cải tiến, mặc dù giao thức cơ bản vẫn được giữ nguyên, về cơ bản không có quá nhiều thay đổi, nhưng thông số kỹ thuật của các đầu nối giao diện bên ngoài đã trải qua nhiều thay đổi, đây là sự điều chỉnh mà SAS thực hiện để thích ứng với môi trường thị trường. Với sự cải tiến liên tục theo kiểu "từng bước tiến lớn", thông số kỹ thuật của SAS ngày càng trở nên hoàn thiện hơn. Các đầu nối giao diện với các thông số kỹ thuật khác nhau được gọi là SAS, và sự chuyển đổi từ song song sang nối tiếp, từ công nghệ SCSI song song sang công nghệ SCSI nối tiếp (SAS) đã thay đổi đáng kể sơ đồ định tuyến cáp. Trước đây, SCSI song song có thể hoạt động đơn lẻ hoặc vi sai trên 16 kênh với tốc độ lên đến 320Mb/s. Hiện nay, giao diện SAS3.0 phổ biến hơn trong lĩnh vực lưu trữ doanh nghiệp vẫn được sử dụng trên thị trường, nhưng băng thông nhanh gấp đôi so với SAS3 đã không được nâng cấp trong một thời gian dài, đạt 24Gbps, khoảng 75% băng thông của ổ SSD PCIe3.0×4 thông thường. Đầu nối MiniSAS mới nhất được mô tả trong đặc tả SAS-4 nhỏ hơn và cho phép mật độ cao hơn. Đầu nối Mini-SAS mới nhất có kích thước bằng một nửa so với đầu nối SCSI ban đầu và bằng 70% kích thước của đầu nối SAS. Không giống như cáp song song SCSI ban đầu, cả SAS và Mini SAS đều có bốn kênh. Tuy nhiên, ngoài tốc độ cao hơn, mật độ cao hơn và tính linh hoạt hơn, còn có sự gia tăng về độ phức tạp. Do kích thước nhỏ hơn của đầu nối, nhà sản xuất cáp ban đầu, nhà lắp ráp cáp và nhà thiết kế hệ thống phải đặc biệt chú ý đến các thông số về tính toàn vẹn tín hiệu trong suốt quá trình lắp ráp cáp.
Không phải tất cả các nhà sản xuất cáp đều có khả năng cung cấp tín hiệu tốc độ cao chất lượng cao để đáp ứng nhu cầu về tính toàn vẹn tín hiệu của các hệ thống lưu trữ. Các nhà sản xuất cáp cần các giải pháp chất lượng cao và tiết kiệm chi phí cho các hệ thống lưu trữ mới nhất. Để sản xuất các cụm cáp tốc độ cao ổn định và bền bỉ, cần phải xem xét một số yếu tố. Ngoài việc duy trì chất lượng gia công và xử lý, các nhà thiết kế cần đặc biệt chú ý đến các thông số về tính toàn vẹn tín hiệu, yếu tố giúp cho các loại cáp thiết bị bộ nhớ tốc độ cao hiện nay hoạt động được.
Đặc tả tính toàn vẹn tín hiệu (Tín hiệu nào được coi là hoàn chỉnh?)
Một số thông số chính của tính toàn vẹn tín hiệu bao gồm suy hao chèn, nhiễu xuyên kênh gần và xa, suy hao phản xạ, méo lệch của cặp tín hiệu khác biệt bên trong và biên độ của chế độ khác biệt so với chế độ chung. Mặc dù các yếu tố này có liên quan và ảnh hưởng lẫn nhau, chúng ta có thể xem xét từng yếu tố một để nghiên cứu tác động chính của nó.
Suy hao chèn (Các thông số tần số cao Cơ bản 01 - Các thông số suy giảm)
Suy hao chèn là sự suy giảm biên độ tín hiệu từ đầu phát đến đầu thu của cáp, tỷ lệ thuận với tần số. Suy hao chèn cũng phụ thuộc vào số lượng dây dẫn, như thể hiện trong sơ đồ suy giảm bên dưới. Đối với các thành phần bên trong tầm ngắn của cáp 30 hoặc 28-AWG, cáp chất lượng tốt nên có độ suy giảm nhỏ hơn 2dB/m ở tần số 1,5GHz. Đối với SAS 6Gb/s bên ngoài sử dụng cáp dài 10m, nên sử dụng cáp có tiết diện trung bình là 24, chỉ có độ suy giảm 13dB ở tần số 3GHz. Nếu bạn muốn có biên độ tín hiệu lớn hơn ở tốc độ dữ liệu cao hơn, hãy chọn cáp có độ suy giảm thấp hơn ở tần số cao đối với các đoạn cáp dài hơn.
Nhiễu xuyên kênh (Các thông số cơ bản về tần số cao 03 - Các thông số nhiễu xuyên kênh)
Lượng năng lượng được truyền từ cặp tín hiệu này sang cặp tín hiệu khác. Đối với cáp SAS, nếu nhiễu xuyên âm gần (NEXT) không đủ nhỏ, nó sẽ gây ra hầu hết các sự cố về đường truyền. Phép đo NEXT chỉ được thực hiện ở một đầu của cáp, và đó là lượng năng lượng được truyền từ cặp tín hiệu truyền đầu ra sang cặp tín hiệu nhận đầu vào. Nhiễu xuyên âm xa (FEXT) được đo bằng cách đưa tín hiệu cho cặp truyền vào một đầu của cáp và quan sát lượng năng lượng còn lại trên tín hiệu truyền ở đầu kia của cáp.
Lỗi NEXT trong cụm cáp và đầu nối thường do sự cách ly kém của các cặp tín hiệu vi sai, có thể do ổ cắm và phích cắm, tiếp đất không hoàn chỉnh hoặc xử lý kém khu vực đấu nối cáp. Người thiết kế hệ thống cần đảm bảo rằng người lắp ráp cáp đã khắc phục ba vấn đề này.
Đồ thị suy hao cho các loại cáp 100Ω thông dụng có chiều dài 24, 26 và 28.
Cáp lắp ráp chất lượng tốt theo tiêu chuẩn “SFF-8410 - Quy chuẩn về thử nghiệm và yêu cầu hiệu suất của cáp đồng HSS” có giá trị NEXT đo được nhỏ hơn 3%. Về thông số S, NEXT phải lớn hơn 28dB.
Suy hao phản xạ (Các thông số cơ bản về tần số cao 06 - Suy hao phản xạ)
Suy hao phản xạ đo lượng năng lượng bị phản xạ từ hệ thống hoặc cáp khi tín hiệu được truyền vào. Năng lượng phản xạ này có thể gây ra sự suy giảm biên độ tín hiệu ở đầu thu của cáp và có thể gây ra các vấn đề về tính toàn vẹn tín hiệu ở đầu phát, dẫn đến các vấn đề nhiễu điện từ cho hệ thống và các nhà thiết kế hệ thống.
Sự suy hao phản xạ này là do sự không khớp trở kháng trong cụm cáp. Chỉ bằng cách xử lý vấn đề này một cách cẩn thận, trở kháng của tín hiệu mới không thay đổi khi đi qua ổ cắm, phích cắm và đầu nối dây, nhờ đó sự thay đổi trở kháng được giảm thiểu. Tiêu chuẩn SAS-4 hiện hành được cập nhật với giá trị trở kháng ±3Ω so với ±10Ω của SAS-2, và yêu cầu đối với cáp chất lượng tốt phải nằm trong dung sai danh nghĩa là 85 hoặc 100±3Ω.
Biến dạng lệch
Trong cáp SAS, có hai loại méo lệch: giữa các cặp tín hiệu khác nhau và bên trong các cặp tín hiệu khác nhau (tín hiệu khác biệt theo lý thuyết toàn vẹn tín hiệu). Về lý thuyết, nếu nhiều tín hiệu được đưa vào một đầu cáp, chúng sẽ đến đầu kia đồng thời. Nếu các tín hiệu này không đến cùng một lúc, hiện tượng này được gọi là méo lệch của cáp, hay méo lệch trễ. Đối với các cặp tín hiệu khác nhau, méo lệch bên trong cặp tín hiệu khác nhau là độ trễ giữa hai dây dẫn của cặp tín hiệu đó, và méo lệch giữa các cặp tín hiệu khác nhau là độ trễ giữa hai nhóm cặp tín hiệu khác nhau. Méo lệch lớn của cặp tín hiệu khác nhau sẽ làm suy giảm sự cân bằng tín hiệu khác biệt được truyền đi, làm giảm biên độ tín hiệu, tăng độ nhiễu thời gian và gây ra các vấn đề nhiễu điện từ. Độ lệch của cáp chất lượng tốt đối với méo lệch bên trong phải nhỏ hơn 10ps
Thời gian đăng bài: 30/11/2023
