12 Gb/SAS：迎接下一代企业存储
2009 年初，我们推出了第一款 6 Gb/s SAS 产品。四年后，我们准备好看看来自 LSI 和 HGST 的 12 Gb/s 的 SAS 设备。为了真正了解这项技术，我们需要更深入地了解它是如何构思的。
在评估接口时，实际上是忽略了所有细节。从最高级别来看，大多数人都假设理论上的速度翻了一番。但速度是相对的。时钟频率是否在增加？可用频道的数量如何？延迟会改变吗？那么行代码呢？正如我们从 PCI Express 的演进中了解到的那样，简单地从 2.5 到 5 到 10 GT/s 并不容易。在那里的某个时刻，物理学成为一个越来越大的障碍。
事实上，PCIe 与 SAS 和 SATA 具有一些相同的特性。从第一代到第二代 PCI Express，数据速率从 2.5 增加到 5 GT/s。两种标准都采用 8b/10b 编码和简单的固定发射机均衡。第三代 PCIe 限制为 8 GT/s。但是，通过过渡到 128b/130b，开销显着降低。一天结束时，峰值理论吞吐量翻了一番，尽管到达那里的途径不同。
那么，我们本可以猜到，创建 12 Gb/s SAS 标准对于 T10 技术委员会来说并非易事。
SATA-IO 董事会成员 Paul Wassenberg 在回答为什么 SATA 协议不会达到 12 Gb/s 时给了我们一些深刻的见解：
“每秒 12 Gb SATA 似乎是合乎逻辑的下一步，并且 T10 (SAS) 委员会已经在 12 Gb/s 上做了大量工作。从这项工作中，我们知道从 6 Gb/s 过渡到 12 Gb/s 并不简单。SAS 3.0 (12 Gb/s) 需要发送器均衡，这给接口控制器和 PHY 增加了很大的复杂性。在硅片中，复杂性等于更多的 die 面积，这意味着更高的成本. 此外，协议需要更改以支持发射机训练，结果证明这是相当重要的。此外，许多在 6 Gb/s 下工作良好的背板和电缆将无法以 12 Gb/s 可靠地传输数据。 “
低成本客户端系统不会轻易采用成本更高的技术。但企业确实如此，尤其是在性能至关重要的情况下。对于许多客户而言，向 12 Gb/s SAS 的过渡将是渐进式的，他们将在未来几年内一次将其集成到一块。考虑到这一点，我们错过了可能在 SAS 生态系统中最重要的一块拼图：12 Gb/s 扩展器。
特别是当您谈论机械磁盘时，需要大量驱动器才能使八端口 6 Gb/s HBA 饱和。但 IT 专业人员会仔细平衡控制器、扩展器（将一定数量的 SAS 端口适配到大量存储设备），并驱动自己针对特定应用进行优化。如果您现在有一个 8 端口 HBA 或 RAID 卡，则限制为 48 Gb/s (8 x 6 Gb/s)。通过扩展器连接 128 个磁盘严重限制了每个磁盘的吞吐量。
另一方面，采用 12 Gb/s SAS 会将上限提高到 96 Gb/s（至少在理论上）。通过更换 HBA 和扩展器，可以缓解接口强加的瓶颈，甚至无需更换驱动器。
当然，消除一个瓶颈会在其他地方产生另一个瓶颈。那么，支持 12 Gb/s 的 SAS 拓扑中的薄弱环节在哪里？原来是PCI Express总线。
这是正确的。一个八端口 12 Gb/s HBA 或 RAID 卡使八通道 PCI Express 3.0 链路饱和。为什么不使用 16 通道连接器？大多数 2U 服务器仍配备高达 x8 的升级插槽，因此 16 通道卡目前不在桌面上。
自然，测试 12 Gb/s SAS 要求我们使用兼容的适配器和驱动器。LSI 为我们提供了 SAS 9300-8e 控制器，HGST 提供了已经公开的 Ultrastar SSD800MM。