目前個人電腦的硬碟機傳輸介面,Serial-ATA規格已經成為大眾市場主流,尤其是具備3Gbps傳輸率的Serial-ATA II,更是成為目前硬碟機與主機板的標準配備。反觀高階企業端的部分,長久以來一直是SCSI介面的天下,尤其是Ultra 320規格給足了SCSI效能與穩定度的裡子與面子,讓高階企業用戶成為SCSI介面的愛用者。一直到後來Serial-ATA介面的推出,SCSI的情勢開始改變,SATA不但給桌上型電腦的儲存裝置革命性的汰換,也給SCSI做了個良性的示範(還是說榜樣?),於是催生出SCSI的新接班人「Serial Attached SCSI」(中譯:序列式SCSI,簡稱SAS)。

簡單談SAS


有人說SAS是從SATA發展而來,這是因為SAS看似是一種採用「SATA實體層+SCSI傳輸指令」的結合體。SAS採用了與SATA一樣的序列式點對點傳輸方式,但訊號卻是採用加強版SCSI指令,因此SAS的排線連接的物理設計方式,與SATA幾乎一樣,有著排線容易整理、全雙功高傳輸率等優點(玩過SCSI的初學者就知道在狹小的空間內,它的排線、終端有多難搞…);而保有SCSI指令集甚至予以強化,讓SAS出現優於SATA的特色,像是可支援一對多裝置(最高可控制連接128個SAS儲存裝置)、更高的容錯能力,這都是SATA不及SAS之處。目前SAS的傳輸率為3.0Gbps(300MB/s),未來仍保有提升空間,下一代版本的SAS就有6Gbps的傳輸率。
不過許多人會SAS和SATA傻傻分不清楚,除了排線或是介面外觀上實在有點像外,還有SAS和SATA的相容性。SAS系統可以相容SATA硬碟,所以市面上的SAS擴充卡或是熱插拔硬碟盒,大多可以支援SATA硬碟機,甚至還可以”雜交大混插”,以節省硬碟購置成本(畢竟市面上有所謂SATA企業級硬碟,價格也較SAS便宜)。反之,如果想要在SATA系統使用SAS硬碟機,那就不行了!得額外幫系統購買SAS擴充卡來用才行。


由於SAS是屬於企業端的儲存應用,對於個人電腦來說或許是”遙遠”了一些,但對於需要穩定與效率兼顧的儲存系統來說,依然不乏這類的個人電腦使用者。這回Promise的代理廠商捷洲資訊,送來了一套個人電腦可升級使用SAS的解決方案,讓不支援SAS的個人電腦,也可以享用SAS帶來的優勢。

先來一張SAS擴充卡

一般個人電腦主機板,並沒有內建SAS系統,所以需要購置SAS擴充卡或陣列卡來使用(除先前微星有推出一款K9A2 Platinum主機板有內建SAS外)。上圖這款是Promise最新推出的SuperTrak EX8650 SAS陣列卡,內建Intel 81348 XScale SAS磁碟陣列控制晶片(運作時脈為800MHz),支援RAID 0、1、1E、5、6、0+1、50、60等陣列模式(好幾種筆者都沒聽過)。其中RAID 1E是RAID 1的安全性加強版,一份資料會重複寫入兩顆硬碟內,所以要三顆硬碟才能組成。另外,SuperTrak EX8650支援外掛BBU電池備源模組(Battery Backup Module),可以提供72小時的電力備援能力。


SAS連接埠部分,採用的是泛稱SAS Wide的一對多介面,連接埠規格為內接mini-SAS(SFF 8087),單一介面頻寬為12Gbps,一組介面可一次支援四組硬碟,肚量相當驚人。


擴充卡本身採用的是PCI Express X8插槽介面,當然主機板沒有內建的話,就得利用顯示卡的PCI Express X16插槽了。以這樣的情況來看,購買具備雙PCI Express顯示插槽的,例如支援Nvidia SLI或是ATI CrossFire主機板,也許會比較方便一些。


這是擴充卡的背面,可以看到四顆暫存用EEC DDRII記憶體,總容量256MB。配件附有Low Profile擋板,可以安裝在機架式伺服器機殼中。對了!這張陣列卡的市場售價,約21000元左右。

再來SAS硬碟機

SAS硬碟機當然也是系統的主角之一,只是SAS硬碟一般資訊賣場的店家並不好買,大多需要至販售伺服器設備的專門店才有機會,而容量從36.7GB到300GB都有,轉速也大多是10000RPM以上,價格當然也比一般號稱企業級的SATA硬碟貴上許多。


筆者手上這顆是來自富士通Fujitsu的SAS硬碟,型號是MAX3073RC,容量為73.5GB(兩組單碟36.7GB所組成),採15000RPM設計,16MB的緩衝記憶體,MTBF為120萬小時,耗電量為11.5W。單單這顆硬碟市價就要14000元左右。


這是SAS硬碟背面,設計上與一般SATA硬碟非常接近,採用LSI控制晶片。


SAS硬碟上的連接埠就是長這個樣子,資料傳輸與電源線路整合在一起,看起來跟SATA很像,事實上一般SATA排線是無法使用的。

小貴的SAS排線
要將SAS擴充卡和硬碟機連接起來,當然就需要SAS專屬排線,請留意”專屬”這兩個字,它的意思是你沒辦法隨便拿SATA排線來用,而且一般產品都沒有附上,大多須額外購賣。一對一最便宜的也要2、3百元起跳,如果是一對多,那麼5百元至數千元是逃不了,難怪很少產品會附上SAS排線。


SAS排線有很多種形式,比SATA規格複雜許多,除分一對一、一對多外,內接和外接用SAS都長的不太一樣。筆者手上的SAS排線是一對多形式,一端為配合SAS陣列卡的SAS Wide接頭,另一端為四組SATA形式。


來張SAS Wide接頭特寫,請靠近一點看。


Client端為四組SATA,這組線市面報價約600元左右,夭壽歐~

通吃SAS和SATA的SuperSwap 4600

看到剛剛,想必有些眼尖的讀者會納悶用那組一對多SAS排線要怎接SAS硬碟(因為另一端是SATA)?原來是透過這台Promise SuperSwap 4600內接式熱抽換硬碟抽取盒就可以順利安裝,它內部採用SATA與SAS共用的接頭設計,可以支援安裝SATA或是SAS硬碟機,目前市場價格也要約12000元上下。


SuperSwap 4600支援四組3.5吋或2.5吋硬碟機,抽取方式扳開卡榫即可,但沒有防盜鎖孔設計。


抽取盒是鋼材設計,較為堅固耐用,底部的螺絲孔則是安裝2.5吋硬碟用。


每個硬碟槽都有自己的獨立運作LED燈號,除了第一組多一顆總電源燈號外,其它都一樣。


因為是內接式抽取盒設計,所以機身外側附有機殼螺絲固定孔位,切記機殼需要有三組空的5.25吋擴充槽,才可以安裝容納下SuperSwap 4600。


四個硬碟擠在一起熱量可不小,所以機身背面附有兩組散熱風扇,而且還是出自風扇大廠SUNON建準的產品,品質有一定的保障,不過運作時蠻吵的就是了(雖然有小型機房的Feel)。另外可以看到對外傳輸以SATA型式的接頭為主,並設計有三組12V大4Pin的電源接頭做為主要電力來源。


SuperSwap 4600可以串接另一台SuperSwap一起使用(最多兩組),透過ADD. ENCL.作連接。另外還附有連接陣列卡用的訊號控制接孔。


底部有個Delay SpinUp開關,可設定電源是否連續啟動,原廠建議設定為開啟。


上圖為內部PCB版的情況,可看到風扇孔被遮到一部份,略為影響散熱性。


Promise的SuperSwap 4600或磁碟陣列卡,都支援獨家的WebPAM Pro網頁軟體進行管理,可以輕鬆的監測、控管陣列狀態、風扇速度、溫度與電源等重要資訊,但須連上網路。

測試與心得

嚴格來說,SuperTrak EX8650 SAS陣列卡建構RAID方式不算複雜,和其它陣列卡一樣,開機進入內建的設定介面後(此卡為按Ctrl+S),選擇磁碟陣列管理選項,將想要建立陣列的硬碟選取,設定好陣列模式即可完成(不明白的地方可以參考使用手冊的說明)。接下來就可以透過陣列卡開機,看是要安裝作業系統或是進入作業系統後,格式化完成就可以開始使用陣列硬碟了。

接下來小弟費了一番功夫,將這組Promise SAS的設備建構在Intel Core 2 Duo處理器與P45晶片組的平台上。由於筆者手上共有三顆一樣的富士通SAS硬碟,因此測試時使用RAID 5,可兼顧效能與安全性。以下為測試平台配備。對照組為單顆SAS硬碟與單顆SATA硬碟。

■ 這次測試平台如下表所示:
測試平台列表

處理器

Intel Core 2 Duo E7200(2.53GHz)

主機板

Gigabyte GA-EP45T Extreme(P45+ICH10R)

顯示卡

Nvidia GeForce 9800 GTX+

記憶體

Samsung DDR3-1066 1GBx2(CL7-7-7-20)

硬碟機

HITACHI HDT725032VLA360 320GB

光碟機

Lite-On HAS120 DVD SuperMulti

電源供應器

Seventeam ST-600EAZ

作業系統

Windows Vista Ultimate(x86)



■ 測試成績:

測試項目

SAS RAID 5

SAS Single

SATA Single

PCMark05

Score

7810

7382

6513

CPU

6190

6460

6184

Memory

5382

5383

5373

Graphics

13315

13358

13334

HDD

13687

9762

6212

PCMark Vantage

Score

4232

4025

3972

Memories

3887

3783

3846

TV&Movies

3061

3114

3082

Gaming

4166

4192

4203

Music

4040

4085

4000

Communicati

4422

4191

4243

Productivity

3451

3525

3669

HDD

6603

6221

3543

3DMark 06

Score

11483

11540

11508

CPU

2311

2313

2314

3DMark Vantage

Score

P5909

P5932

P5952

GPU

6284

6289

6317

CPU

5011

5068

5072

SiSoftware Sandra Lite XII SP2c

File Systems(MB/s)

151.06

83.49

62.44

Physical Disks(MB/s)

140.05

74.07

56.63

HD Tune V3.1

Avg. Read(MB/s)

152.6

77.6

59.3

Avg. Write(MB/s)

146.2

76.3

N/A



接下來附上SiSoftware Sandra和HD Tune測試數據的詳細截圖,供讀者參考。
■ SAS RAID 5:

△ SiSoftware Sandra~ File Systems


△ SiSoftware Sandra~ Physical Disks


△ HD Tune~Read


△ HD Tune~Write

■ SAS Single:

△ SiSoftware Sandra~ File Systems


△ SiSoftware Sandra~ Physical Disks


△ HD Tune~Read


△ HD Tune~Write

■ SATA Single:

△ SiSoftware Sandra~ File Systems


△ SiSoftware Sandra~ Physical Disks


△ HD Tune~Read


這次送測的Promise SAS系統,對於長期接觸桌上型電腦的筆者來說,效能表現可以用”可圈可點”來形容,大家可以留意一下有關硬碟的效能的部分,均以RAID 5效能最好,單顆SAS也比SATA硬碟來得優異,加上一萬五千轉硬碟的加持,效果果然不同凡響。
雖然那組抽取盒的風扇實在吵了點,但對於要求硬碟效能的影音編輯用途或是資料庫系統來說非常適合,尤其是桌上型電腦用來建構可熱插拔的SAS系統,這套產品確實為不錯的選擇。只是這樣的SAS系統還是得花不少代價,零零總總加起來也要7萬5千元上下。如果是想要拿SAS來幫打Game時加點分,那就影響較為有限,畢竟大部分的遊戲還是比較吃顯示卡資源,效益不如投資在高階顯示卡上。
雖然SAS發展的起步慢於SATA,不過結合SCSI的可靠度與SATA的便利性,加上驚豔的效能表現,讓企業用戶與有特殊需求的使用者,在儲存裝置的建構上有了更新的選擇,而不少硬碟廠商也紛紛預估,2009至2010年將會是SAS系統成為主流的時刻,SCSI看來是後繼有人了。