SAS- vs. SATA-Kabel und -Stecker

SAS und SATA sind zwei serielle Speicherschnittstellen, die dieselbe 7-polige Datensteckerform teilen, sich aber in Geschwindigkeit, Signalgebung, Kabellänge und dem, was sie ansprechen können, unterscheiden. SATA ist die Consumer- und Nearline-Schnittstelle: 1,5 Gbps (SATA I), 3 Gbps (SATA II) und 6 Gbps (SATA III), mit einem 7-poligen Datenkabel, das auf 1 m (3,3 ft) begrenzt ist, und eSATA auf 2 m (6,6 ft). SAS ist die Enterprise-Schnittstelle: SAS-1 mit 3 Gbps, SAS-2 mit 6 Gbps, SAS-3 mit 12 Gbps und SAS-4 mit 22,5 Gbps (vermarktet als 24G SAS), mit Multi-Lane-Steckern und Backplanes. Die praktische Regel ist die Einwegkompatibilität: Ein SAS-Controller oder eine Backplane akzeptiert SATA-Laufwerke, aber ein SATA-Controller kann keine SAS-Laufwerke betreiben.

Was jede Schnittstelle ist

SATA ist eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung: ein Host-Port, ein Laufwerk, ein 7-poliges Datenkabel und ein separater 15-poliger Stromanschluss. Es wird von SATA-IO definiert und ist das, was fast jedes Desktop- und Laptop-Laufwerk verwendet.

SAS ist unter T10 definiert und am Laufwerksende ebenfalls Punkt-zu-Punkt, aber das Host-Ende ist normalerweise ein Multi-Lane-Port, der über eine Backplane oder ein Breakout-Kabel auf mehrere Laufwerke aufgeteilt wird. SAS-Laufwerke haben einen dual-port-fähigen Stecker (SFF-8482), der die Strompins enthält, sodass ein SAS-Laufwerk in einer Backplane keine separate Stromleitung benötigt.

Beide verwenden dieselbe physische 7-polige Datenkontaktanordnung, weshalb ein SATA-Laufwerk in eine SAS-Backplane gesteckt werden kann. Umgekehrt funktioniert es nicht: Ein SAS-Laufwerk hat keinen SATA-Controller, mit dem es verhandeln könnte.

Geschwindigkeiten und was sie in der Praxis bedeuten

Dies sind Link-Raten, keine nachhaltigen Übertragungsraten. Ein SATA III-Laufwerk mit rotierenden Scheiben wird 6 Gbps nicht sättigen; die Schnittstelle ist für Burst und für SSDs da. Eine SAS-3-SSD kann weit mehr von ihrer 12-Gbps-Verbindung nutzen als ein mechanisches SAS-Laufwerk.

SAS unterstützt auch Wide Ports: vier Lanes, die zu einer logischen Verbindung zusammengefasst sind. Ein vierlaniger SAS-3-Port sind vier 12-Gbps-Lanes, weshalb Backplanes und Host-Bus-Adapter die folgenden Multi-Lane-Stecker verwenden.

Die SAS-Steckerfamilie

Die Stecker sind der Teil, den die Leute falsch machen, weil mehrere ähnlich aussehen und nur einige austauschbar sind.

SFF-8482

Der laufwerksseitige Stecker an einem SAS-Laufwerk. Er kombiniert den 7-poligen Datenabschnitt und den Stromabschnitt in einem Gehäuse und ist so kodiert, dass ein SAS-Laufwerk nur in eine SAS-Backplane passt. Ein SATA-Laufwerk hat separate Daten- und Stromstecker und passt in die SATA-kompatible Position einer SAS-Backplane.

SFF-8087

Internes Mini-SAS, vier Lanes in einem Stecker. Dies ist der klassische hostseitige Stecker an älteren SAS-Controllern und Backplanes. Ein einzelner SFF-8087-Port führt die Lanes für vier Laufwerke.

SFF-8088

Externes Mini-SAS, vier Lanes, mit einem verriegelnden Gehäuse für Kabel, die das Gehäuse zu einem Disk Shelf verlassen.

SFF-8643

Internes Mini-SAS HD, vier Lanes, kleiner als SFF-8087 und verwendet an SAS-3-Controllern (12 Gbps) und Backplanes. Es ist nicht mechanisch kompatibel mit SFF-8087.

SFF-8644

Externes Mini-SAS HD, vier Lanes, das externe Gegenstück zu SFF-8643 für 12-Gbps-Shelves.

Breakout-Kabel: Forward und Reverse

Ein Breakout-Kabel teilt einen vierlanigen Port in vier einzelne Laufwerksverbindungen auf. Es gibt zwei Arten, und sie sind nicht austauschbar.

Ein Forward-Breakout-Kabel nimmt einen hostseitigen Multi-Lane-Port (SFF-8087 oder SFF-8643) und fächert ihn auf vier einzelne SAS- oder SATA-Laufwerksstecker auf. Dies verwendet man, um vier Laufwerke direkt an einen Controller ohne Backplane anzuschließen.

Ein Reverse-Breakout-Kabel macht das Gegenteil: Es nimmt vier einzelne Host-Ports und kombiniert sie zu einem Multi-Lane-Stecker, typischerweise um eine Backplane von vier separaten Controller-Ports zu versorgen. Die interne Verdrahtung ist anders, sodass ein Forward-Kabel, das umgekehrt verwendet wird, nicht funktioniert und die Lanes falsch verdrahten kann.

Wenn Sie auch mit älterer paralleler SCSI-Hardware arbeiten, sind die Terminierungs- und Steckerregeln wieder anders; siehe SCSI-Kabel, -Stecker und -Terminatoren für diese Familie.

Kabellänge und Signalintegrität

SATA ist das kurze. Das 7-polige Datenkabel ist bis zu 1 m (3,3 ft) spezifiziert, und eSATA bis zu 2 m (6,6 ft). Längere passive SATA-Kabel gibt es auf dem Markt, aber sie liegen außerhalb der Spezifikation und sind eine häufige Ursache dafür, dass Laufwerke unter Last ausfallen oder Fehler zeigen.

SAS läuft weiter, weil es für Backplanes und Shelves entwickelt wurde. Interne SAS-Verkabelung ist von Natur aus kurz, aber externe SAS-Verbindungen und Backplane-Leiterbahnen sind für die differenzielle Signalübertragung und die Steckerimpedanz ausgelegt. Ersetzen Sie kein SATA-Kabel durch eine SAS-Verbindung und verlängern Sie keine SAS-Verbindung mit einer passiven SATA-Verlängerung.

Zum Vergleich: USB hat seine eigenen Längenregeln, die oft mit Speicherverkabelung verwechselt werden; USB 3.0, 3.1, 3.2 und USB4: Geschwindigkeiten und Namen entschlüsselt erklärt diese separat.

Kompatibilität: Was funktioniert mit was

Eine SAS-Backplane mit installiertem SATA-Laufwerk ist in Heimlabors und kleinen Servern üblich. Das Laufwerk läuft mit seiner eigenen SATA-Geschwindigkeit, und der SAS-Expander erledigt den Rest. Was Sie nicht tun können, ist, ein SAS-Laufwerk an einen einfachen SATA-Port anzuschließen: Der Controller hat keine SAS-Protokollunterstützung und das Laufwerk wird nicht erkannt.

SAS-Laufwerke sind außerdem dual-port-fähig. In einem Gehäuse mit zwei Controllern können beide Controller das Laufwerk sehen, was eine Redundanzfunktion ist, die SATA nicht hat.

Was schiefgeht

Ein SATA-Kabel verwenden, wo SAS erforderlich ist. Die Stecker mögen ähnlich aussehen, aber ein SATA-Datenkabel ist nicht für die SAS-Verbindung ausgelegt und die Verriegelung und Kodierung unterscheiden sich. Verwenden Sie das richtige SFF-8087- oder SFF-8643-Kabel für den Port.

Forward- und Reverse-Breakout-Kabel verwechseln. Sie sind unterschiedlich verdrahtet. Ein Forward-Kabel versorgt keine Backplane von vier Host-Ports, und ein Reverse-Kabel fächert einen einzelnen Port nicht auf vier Laufwerke auf. Prüfen Sie die Teilenummer, nicht die Form.

SATA über 1 m betreiben. Die 1-m-Grenze (3,3 ft) für das 7-polige Datenkabel ist eine Signalintegritätsgrenze, keine Empfehlung. Wenn Sie mehr Reichweite benötigen, verwenden Sie eSATA mit bis zu 2 m (6,6 ft) oder wechseln Sie zu einer SAS-Backplane.

Annehmen, dass ein SAS-Laufwerk an einem SATA-Port funktioniert. Das tut es nicht. Der Controller muss SAS sprechen. Dies ist der häufigste Kompatibilitätsfehler.

Die Stromversorgung bei SAS-Laufwerken vergessen. Ein SAS-Laufwerk in einer Backplane erhält Strom über den SFF-8482-Stecker. Ein SAS-Laufwerk, das mit einem Breakout-Kabel an einen nackten Controller angeschlossen ist, benötigt immer noch eine eigene Stromverbindung; das Breakout-Kabel führt nur Daten.

Den Expander ignorieren. Ein SAS-Expander ermöglicht es einem Host-Port, viele Laufwerke anzusprechen, aber er fügt eine Ebene hinzu, die mit dem Controller und der Backplane kompatibel sein muss. Wenn Laufwerke verschwinden, wenn der Expander im Pfad ist, testen Sie das Laufwerk zuerst direkt am Controller.

Kabel für einen Build auswählen

Passen Sie das Kabel an den Port an, nicht an das Laufwerk. Identifizieren Sie zuerst den Host-Stecker: SFF-8087 und SFF-8643 sind intern, SFF-8088 und SFF-8644 sind extern. Entscheiden Sie dann, ob Sie ein gerades Multi-Lane-Kabel zu einer Backplane oder ein Breakout-Kabel zu einzelnen Laufwerken benötigen. Bei einem Breakout bestätigen Sie Forward oder Reverse anhand der Controller-Dokumentation.

Für die Laufwerke selbst ist SATA III mit 6 Gbps der aktuelle Desktop- und Nearline-Standard, während SAS-3 mit 12 Gbps und SAS-4 mit 22,5 Gbps Enterprise-SSDs und hochdichte Backplanes abdecken. Das Kabel ist der günstigste Teil des Builds und der häufigste Ausfallpunkt, wenn es das falsche ist.