SAS- vs SATA-kabels en -connectoren

SAS en SATA zijn twee seriële opslaginterfaces die dezelfde 7-pins dataconnectorvorm delen, maar verschillen in snelheid, signalering, kabellengte en waar ze mee kunnen communiceren. SATA is de consumenten- en nearline-interface: 1.5 Gbps (SATA I), 3 Gbps (SATA II) en 6 Gbps (SATA III), met een 7-pins datakabel beperkt tot 1 m (3.3 ft) en eSATA tot 2 m (6.6 ft). SAS is de enterprise-interface: SAS-1 met 3 Gbps, SAS-2 met 6 Gbps, SAS-3 met 12 Gbps en SAS-4 met 22.5 Gbps (op de markt gebracht als 24G SAS), met multibaans connectoren en backplanes. De praktische regel is eenrichtingscompatibiliteit: een SAS-controller of backplane accepteert SATA-drives, maar een SATA-controller kan geen SAS-drives aansturen.

Wat elke interface is

SATA is een point-to-point-verbinding: één hostpoort, één drive, één 7-pins datakabel en een aparte 15-pins voedingsconnector. Het is gedefinieerd door SATA-IO en wordt gebruikt door bijna elke desktop- en laptopdrive.

SAS is gedefinieerd onder T10 en is aan de drive-zijde ook point-to-point, maar de hostzijde is meestal een multibaans poort die via een backplane of een breakoutkabel naar meerdere drives uitwaaiert. SAS-drives hebben een dual-ported connector (SFF-8482) die de voedingspinnen bevat, zodat een SAS-drive in een backplane geen aparte voedingskabel nodig heeft.

Beide gebruiken dezelfde fysieke 7-pins datacontactindeling, waardoor een SATA-drive in een SAS-backplane past. Het omgekeerde werkt niet: een SAS-drive heeft geen SATA-controller om mee te onderhandelen.

Snelheden en wat ze in de praktijk betekenen

Dit zijn linksnelheden, geen sustained transfer rates. Een SATA III-drive met draaiende platters zal 6 Gbps niet verzadigen; de interface is er voor bursts en voor SSD’s. Een SAS-3 SSD kan veel meer van zijn 12 Gbps-link gebruiken dan een mechanische SAS-drive.

SAS ondersteunt ook wide ports: vier lanes gebundeld tot één logische link. Een vierbaans SAS-3-poort is vier 12 Gbps-lanes, daarom gebruiken backplanes en host bus adapters de multibaans connectoren hieronder.

De SAS-connectorfamilie

De connectoren zijn het onderdeel waar mensen fouten maken, omdat verschillende er hetzelfde uitzien en slechts sommige uitwisselbaar zijn.

SFF-8482

De drive-zijde connector op een SAS-drive. Hij combineert het 7-pins datagedeelte en het voedingsgedeelte in één behuizing, en is zo gekeyd dat een SAS-drive alleen in een SAS-backplane past. Een SATA-drive heeft een aparte data- en voedingsconnector en past in de SATA-compatibele positie van een SAS-backplane.

SFF-8087

Interne mini-SAS, vier lanes in één connector. Dit is de klassieke hostzijde-connector op oudere SAS-controllers en backplanes. Een enkele SFF-8087-poort vervoert de lanes van vier drives.

SFF-8088

Externe mini-SAS, vier lanes, met een vergrendelende behuizing voor kabels die het chassis verlaten naar een disk shelf.

SFF-8643

Interne mini-SAS HD, vier lanes, kleiner dan SFF-8087 en gebruikt op SAS-3 (12 Gbps)-controllers en backplanes. Hij is niet mechanisch compatibel met SFF-8087.

SFF-8644

Externe mini-SAS HD, vier lanes, de externe tegenhanger van SFF-8643 voor 12 Gbps-shelves.

Breakoutkabels: forward en reverse

Een breakoutkabel splitst één vierbaans poort in vier single-drive-verbindingen. Er zijn twee soorten, en ze zijn niet uitwisselbaar.

Een forward-breakoutkabel neemt een hostzijde multibaans poort (SFF-8087 of SFF-8643) en waaiert deze uit naar vier individuele SAS- of SATA-driveconnectoren. Dit gebruik je om vier drives rechtstreeks op een controller aan te sluiten zonder backplane.

Een reverse-breakoutkabel doet het omgekeerde: hij neemt vier individuele hostpoorten en combineert ze tot één multibaans connector, meestal om een backplane te voeden vanuit vier afzonderlijke controllerpoorten. De interne bedrading is anders, dus een forward-kabel die in reverse wordt gebruikt werkt niet en kan de lanes verkeerd bedraden.

Als je ook met oudere parallelle SCSI-hardware werkt, zijn de terminatie- en connectorregels weer anders; zie SCSI-kabels, connectoren en terminators voor die familie.

Kabellengte en signaalintegriteit

SATA is de korte. De 7-pins datakabel is gespecificeerd tot 1 m (3.3 ft), en eSATA tot 2 m (6.6 ft). Langere passieve SATA-kabels bestaan op de markt, maar vallen buiten de specificatie en zijn een veelvoorkomende oorzaak van drives die uitvallen of fouten vertonen onder belasting.

SAS reikt verder omdat het is ontworpen voor backplanes en shelves. Interne SAS-bekabeling is van nature kort, maar externe SAS-links en backplane-traces zijn ontworpen voor de differentiële signalering en de connectorimpedantie. Vervang een SAS-link niet door een SATA-kabel, en verleng een SAS-link niet met een passieve SATA-verlenging.

Ter vergelijking: USB heeft zijn eigen lengteregels die vaak worden verward met opslagbekabeling; USB 3.0, 3.1, 3.2 en USB4: snelheden en namen uitgelegd legt die apart uit.

Compatibiliteit: wat werkt met wat

Een SAS-backplane met een SATA-drive erin is gebruikelijk in homelabs en kleine servers. De drive draait op zijn eigen SATA-snelheid, en de SAS-expander regelt de rest. Wat je niet kunt doen, is een SAS-drive op een gewone SATA-poort aansluiten: de controller heeft geen SAS-protocolondersteuning en de drive wordt niet gedetecteerd.

SAS-drives zijn ook dual-ported. In een dual-controllerbehuizing kunnen beide controllers de drive zien, wat een redundantiefunctie is die SATA niet heeft.

Wat er misgaat

Een SATA-kabel gebruiken waar SAS vereist is. De connectoren lijken misschien op elkaar, maar een SATA-datakabel is niet geschikt voor de SAS-link en de vergrendeling en keying verschillen. Gebruik de juiste SFF-8087- of SFF-8643-kabel voor de poort.

Forward- en reverse-breakoutkabels door elkaar halen. Ze zijn anders bedraad. Een forward-kabel voedt geen backplane vanuit vier hostpoorten, en een reverse-kabel waaiert een enkele poort niet uit naar vier drives. Controleer het onderdeelnummer, niet de vorm.

SATA verder dan 1 m laten lopen. De 1 m (3.3 ft)-limiet voor de 7-pins datakabel is een signaalintegriteitslimiet, geen suggestie. Als je meer bereik nodig hebt, gebruik eSATA tot 2 m (6.6 ft) of stap over op een SAS-backplane.

Aannemen dat een SAS-drive op een SATA-poort werkt. Dat doet hij niet. De controller moet SAS spreken. Dit is de meest voorkomende compatibiliteitsfout.

Voeding op SAS-drives vergeten. Een SAS-drive in een backplane krijgt voeding via de SFF-8482-connector. Een SAS-drive die met een breakoutkabel op een kale controller is aangesloten, heeft nog steeds zijn eigen voedingsaansluiting nodig; de breakoutkabel vervoert alleen data.

De expander negeren. Een SAS-expander laat één hostpoort vele drives adresseren, maar voegt een laag toe die compatibel moet zijn met de controller en de backplane. Als drives verdwijnen wanneer de expander in het pad zit, test de drive dan eerst rechtstreeks op de controller.

Kabels kiezen voor een build

Laat de kabel bij de poort passen, niet bij de drive. Identificeer eerst de hostconnector: SFF-8087 en SFF-8643 zijn intern, SFF-8088 en SFF-8644 zijn extern. Bepaal dan of je een rechte multibaanskabel naar een backplane nodig hebt of een breakoutkabel naar individuele drives. Voor een breakout: controleer forward of reverse aan de hand van de controllerdocumentatie.

Voor de drives zelf is SATA III met 6 Gbps de huidige desktop- en nearlinestandaard, terwijl SAS-3 met 12 Gbps en SAS-4 met 22.5 Gbps enterprise-SSD’s en hoogdichte backplanes dekken. De kabel is het goedkoopste onderdeel van de build en het meest voorkomende storingspunt wanneer het de verkeerde is.