لا تنمو أنظمة التخزين الحالية بمعدل تيرابايت وتتمتع بمعدلات نقل بيانات أعلى فحسب، ولكنها تتطلب أيضًا طاقة أقل وتشغل مساحة أصغر.تحتاج هذه الأنظمة أيضًا إلى اتصال أفضل لتوفير المزيد من المرونة.يحتاج المصممون إلى روابط أصغر لتوفير معدلات البيانات المطلوبة اليوم أو في المستقبل.والقاعدة منذ الولادة وحتى التطور والنضج التدريجي بعيدة كل البعد عن يوم العمل.خاصة في صناعة تكنولوجيا المعلومات، فإن أي تقنية تتحسن وتطور نفسها باستمرار، كما هو الحال مع مواصفات SCSI المرفقة التسلسلية (SAS).كخليفة لـ SCSI الموازي، كانت مواصفات SAS موجودة منذ بعض الوقت.
في السنوات التي مرت بها SAS، تم تحسين مواصفاتها، على الرغم من الاحتفاظ بالبروتوكول الأساسي، لا توجد تغييرات كثيرة في الأساس، لكن مواصفات موصل الواجهة الخارجية خضعت للعديد من التغييرات، وهو تعديل تم إجراؤه بواسطة SAS للتكيف مع بيئة السوق، مع هذه "الخطوات الإضافية إلى ألف ميل" التحسين المستمر، أصبحت مواصفات SAS ناضجة بشكل متزايد.تسمى موصلات الواجهة ذات المواصفات المختلفة SAS، وقد أدى الانتقال من تقنية SCSI المتوازية إلى تقنية SCSI المتوازية إلى تقنية SCSI (SAS) المتصلة التسلسلية إلى تغيير نظام توجيه الكابل بشكل كبير.كان بإمكان SCSI الموازي السابق تشغيل قناة أحادية أو تفاضلية عبر 16 قناة بسرعة تصل إلى 320 ميجا بايت/ثانية.في الوقت الحاضر، لا تزال واجهة SAS3.0 الأكثر شيوعًا في مجال تخزين المؤسسات مستخدمة في السوق، لكن عرض النطاق الترددي أسرع مرتين من SAS3 الذي لم تتم ترقيته لفترة طويلة، وهو 24 جيجابت في الثانية، حوالي 75 % من عرض النطاق الترددي لمحرك الأقراص ذو الحالة الصلبة PCIe3.0×4 الشائع.أحدث موصل MiniSAS الموصوف في مواصفات SAS-4 أصغر حجمًا ويسمح بكثافة أعلى.يبلغ حجم أحدث موصل Mini-SAS نصف حجم موصل SCSI الأصلي و70% من حجم موصل SAS.على عكس كابل SCSI المتوازي الأصلي، يحتوي كل من SAS وMini SAS على أربع قنوات.ومع ذلك، بالإضافة إلى السرعة الأعلى والكثافة الأعلى والمرونة، هناك أيضًا زيادة في التعقيد.نظرًا لصغر حجم الموصل، يجب على الشركة المصنعة للكابل الأصلي ومجمع الكابلات ومصمم النظام إيلاء اهتمام وثيق لمعلمات سلامة الإشارة في جميع أنحاء مجموعة الكابلات.
ليس كل مجمعي الكابلات قادرين على توفير إشارات عالية الجودة وعالية السرعة لتلبية احتياجات سلامة الإشارة لأنظمة التخزين.يحتاج مجمعو الكابلات إلى حلول عالية الجودة وفعالة من حيث التكلفة لأحدث أنظمة التخزين.من أجل إنتاج مجموعات كابلات مستقرة ومتينة وعالية السرعة، يجب أخذ عدة عوامل بعين الاعتبار.بالإضافة إلى الحفاظ على جودة التصنيع والمعالجة، يحتاج المصممون إلى إيلاء اهتمام وثيق لمعلمات سلامة الإشارة التي تجعل كابلات أجهزة الذاكرة عالية السرعة اليوم ممكنة.
مواصفات سلامة الإشارة (ما هي الإشارة المكتملة؟)
تتضمن بعض المعلمات الرئيسية لسلامة الإشارة فقدان الإدراج، والتداخل القريب والبعيد، وفقدان العودة، والتشويه الانحراف للزوج الفرق داخليًا، وسعة وضع الاختلاف إلى الوضع المشترك.وعلى الرغم من أن هذه العوامل مترابطة وتؤثر على بعضها البعض، إلا أنه يمكننا النظر في عامل واحد في كل مرة لدراسة تأثيره الرئيسي.
فقدان الإدراج (أساسيات معلمات التردد العالي 01- معلمات التوهين)
خسارة الإدراج هي فقدان سعة الإشارة من طرف الإرسال للكبل إلى الطرف المستقبل، وهو ما يتناسب طرديًا مع التردد.وتعتمد خسارة الإدخال أيضًا على رقم السلك، كما هو موضح في مخطط التوهين أدناه.بالنسبة للمكونات الداخلية قصيرة المدى لكابل 30 أو 28-AWG، يجب أن يكون للكابل عالي الجودة توهين أقل من 2 ديسيبل/م عند 1.5 جيجا هرتز.بالنسبة إلى SAS خارجي بسرعة 6 جيجابت/ثانية يستخدم كابلات بطول 10 أمتار، يوصى باستخدام كابل بمقياس خط متوسط يبلغ 24، والذي يتميز بتوهين قدره 13 ديسيبل فقط عند 3 جيجاهرتز.إذا كنت تريد هامشًا أكبر للإشارة بمعدلات بيانات أعلى، فحدد كابلًا به توهين أقل عند الترددات العالية للكابلات الأطول.
الحديث المتبادل (أساسيات معلمات التردد العالي 03- معلمات الحديث المتبادل)
كمية الطاقة المنقولة من إشارة أو زوج فرق إلى آخر.بالنسبة لكابلات SAS، إذا لم يكن الحديث المتبادل القريب (NEXT) صغيرًا بدرجة كافية، فسيتسبب في معظم مشكلات الارتباط.يتم إجراء قياس NEXT عند طرف واحد فقط من الكابل، وهو مقدار الطاقة المنقولة من زوج إشارة نقل الخرج إلى زوج استقبال الإدخال.يتم قياس الحديث المتبادل (FEXT) عن طريق حقن إشارة لزوج الإرسال في أحد طرفي الكبل ومراقبة مقدار الطاقة المتبقية على إشارة الإرسال في الطرف الآخر من الكبل
عادة ما يكون السبب في NEXT في مجموعة الكبل والموصل هو سوء عزل أزواج الإشارة التفاضلية، والتي قد تكون ناجمة عن المنافذ والمقابس، أو التأريض غير الكامل، أو سوء التعامل مع منطقة إنهاء الكبل.يحتاج مصمم النظام إلى التأكد من أن مجمع الكابلات قد عالج هذه المشكلات الثلاث.
منحنيات الخسارة للكابلات المشتركة 100Ω ذات 24 و26 و28
يجب أن تكون نسبة تجميع الكابلات عالية الجودة وفقًا لـ "SFF-8410-Specification for HSS Copper Testing and Performance Requirements" التي تم قياسها NEXT أقل من 3%.وبقدر ما يتعلق الأمر بالمعلمة s، يجب أن يكون NEXT أكبر من 28 ديسيبل.
خسارة العودة (أساسيات معلمات التردد العالي 06- خسارة العودة)
يقيس فقدان العودة مقدار الطاقة المنعكسة من النظام أو الكابل عند حقن الإشارة.يمكن أن تتسبب هذه الطاقة المنعكسة في انخفاض سعة الإشارة عند الطرف المستقبل للكابل ويمكن أن تسبب مشاكل في سلامة الإشارة عند طرف الإرسال، مما قد يسبب مشاكل في التداخل الكهرومغناطيسي للنظام ومصممي النظام.
تحدث خسارة العودة هذه بسبب عدم تطابق المعاوقة في مجموعة الكابلات.فقط من خلال معالجة هذه المشكلة بعناية كبيرة، لا يمكن تغيير مقاومة الإشارة عندما تمر عبر المقبس والقابس وطرف السلك، بحيث يتم تقليل تغيير المعاوقة إلى الحد الأدنى.تم تحديث معيار SAS-4 الحالي إلى قيمة المعاوقة التي تبلغ ±3Ω مقارنة بـ ±10Ω الخاصة بـSAS-2، ويجب الحفاظ على متطلبات الكابلات عالية الجودة ضمن التسامح الاسمي البالغ 85 أو 100±3Ω.
تشويه الانحراف
في كابلات SAS، هناك نوعان من التشوهات المنحرفة: بين أزواج الاختلاف وداخل أزواج الاختلاف (إشارة الفرق في نظرية سلامة الإشارة).من الناحية النظرية، إذا تم إدخال إشارات متعددة في أحد طرفي الكابل، فيجب أن تصل إلى الطرف الآخر في وقت واحد.إذا لم تصل هذه الإشارات في نفس الوقت، فإن هذه الظاهرة تسمى تشويه الكابل، أو تشويه الانحراف المؤجل.بالنسبة للأزواج المتباينة، فإن التشوه الانحراف داخل الزوج المختلف هو التأخير بين سلكي الزوج المختلف، والتشوه الانحراف بين الأزواج المتباينة هو التأخير بين مجموعتي الأزواج المتباينة.سيؤدي التشويه الانحراف الكبير للزوج الفرق إلى تفاقم توازن الفرق في الإشارة المرسلة، وتقليل سعة الإشارة، وزيادة غضب الوقت والتسبب في مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي.يجب أن يكون الفرق بين كابل ذو نوعية جيدة وتشويه الانحراف الداخلي أقل من 10ps
وقت النشر: 30 نوفمبر 2023