Os sistemas de armazenamento atuais não apenas crescem a terabits e têm taxas de transferência de dados mais altas, como também consomem menos energia e ocupam menos espaço. Esses sistemas também precisam de melhor conectividade para oferecer mais flexibilidade. Os projetistas precisam de interconexões menores para fornecer as taxas de dados necessárias hoje ou no futuro. E uma norma, desde o nascimento até o desenvolvimento e o amadurecimento gradual, está longe de ser uma tarefa fácil. Especialmente no setor de TI, qualquer tecnologia está em constante aprimoramento e evolução, como a especificação Serial Attached SCSI (SAS). Como sucessora do SCSI paralelo, a especificação SAS já existe há algum tempo.
Ao longo dos anos, o SAS passou por melhorias em suas especificações. Embora o protocolo subjacente tenha sido mantido, basicamente não houve muitas mudanças. No entanto, as especificações do conector de interface externa sofreram muitas mudanças, o que representa um ajuste feito pelo SAS para se adaptar ao ambiente de mercado. Com a melhoria contínua desses "passos incrementais para mil milhas", as especificações do SAS tornaram-se cada vez mais maduras. Os conectores de interface de diferentes especificações são chamados de SAS, e a transição da tecnologia paralela para a serial, da tecnologia SCSI paralela para a tecnologia SCSI conectada em série (SAS), alterou significativamente o esquema de roteamento de cabos. O SCSI paralelo anterior podia operar em terminação única ou diferencial em 16 canais a até 320 Mb/s. Atualmente, a interface SAS3.0, mais comum no setor de armazenamento corporativo, ainda é usada no mercado, mas a largura de banda é duas vezes mais rápida que a do SAS3, que não foi atualizado há muito tempo, que é de 24 Gbps, cerca de 75% da largura de banda da unidade de estado sólido PCIe3.0 × 4 comum. O conector MiniSAS mais recente descrito na especificação SAS-4 é menor e permite maior densidade. O conector Mini-SAS mais recente tem metade do tamanho do conector SCSI original e 70% do tamanho do conector SAS. Ao contrário do cabo paralelo SCSI original, tanto o SAS quanto o Mini SAS possuem quatro canais. No entanto, além da maior velocidade, maior densidade e maior flexibilidade, há também um aumento na complexidade. Devido ao tamanho menor do conector, o fabricante do cabo original, o montador de cabos e o projetista do sistema devem prestar muita atenção aos parâmetros de integridade do sinal em toda a montagem do cabo.
Nem todos os montadores de cabos conseguem fornecer sinais de alta qualidade e alta velocidade para atender às necessidades de integridade de sinal dos sistemas de armazenamento. Os montadores de cabos precisam de soluções de alta qualidade e custo-benefício para os sistemas de armazenamento mais recentes. Para produzir conjuntos de cabos de alta velocidade estáveis e duráveis, vários fatores precisam ser considerados. Além de manter a qualidade da usinagem e do processamento, os projetistas precisam estar atentos aos parâmetros de integridade do sinal que tornam possíveis os cabos de dispositivos de memória de alta velocidade atuais.
Especificação de integridade do sinal (qual sinal está completo?)
Alguns dos principais parâmetros da integridade do sinal incluem perda de inserção, diafonia entre as extremidades próxima e distante, perda de retorno, distorção assimétrica do par de diferença internamente e a amplitude do modo diferença para o modo comum. Embora esses fatores estejam inter-relacionados e se influenciem mutuamente, podemos considerar um fator de cada vez para estudar seu impacto principal.
Perda de inserção (Parâmetros de alta frequência - Noções básicas 01 - parâmetros de atenuação)
A perda de inserção é a perda de amplitude do sinal da extremidade transmissora do cabo para a extremidade receptora, que é diretamente proporcional à frequência. A perda de inserção também depende do número de fios, conforme mostrado no diagrama de atenuação abaixo. Para componentes internos de curto alcance de um cabo 30 ou 28 AWG, um cabo de boa qualidade deve ter menos de 2 dB/m de atenuação a 1,5 GHz. Para SAS externo de 6 Gb/s usando cabos de 10 m, recomenda-se um cabo com bitola média de 24, que tem apenas 13 dB de atenuação a 3 GHz. Se desejar maior margem de sinal em taxas de dados mais altas, especifique um cabo com menos atenuação em altas frequências para cabos mais longos.
Diafonia (Fundamentos de Parâmetros de Alta Frequência 03 - Parâmetros de Diafonia)
A quantidade de energia transmitida de um sinal ou par de diferença para outro. Em cabos SAS, se a diafonia na extremidade próxima (NEXT) não for pequena o suficiente, causará a maioria dos problemas de enlace. A medição da diafonia na extremidade próxima (NEXT) é feita em apenas uma extremidade do cabo e representa a quantidade de energia transferida do par de sinais de transmissão de saída para o par de recepção de entrada. A diafonia na extremidade distante (FEXT) é medida injetando um sinal para o par de transmissão em uma extremidade do cabo e observando quanta energia permanece no sinal de transmissão na outra extremidade do cabo.
O NEXT no conjunto de cabos e conectores geralmente é causado por isolamento inadequado dos pares diferenciais de sinal, que pode ser causado por tomadas e plugues, aterramento incompleto ou manuseio inadequado da área de terminação do cabo. O projetista do sistema precisa garantir que o montador de cabos tenha resolvido esses três problemas.
Curvas de perda para cabos comuns de 100Ω de 24, 26 e 28
A montagem de cabos de boa qualidade, de acordo com a "Especificação SFF-8410 para Testes e Requisitos de Desempenho de Cobre HSS", deve ter um NEXT inferior a 3%. No que diz respeito ao parâmetro s, o NEXT deve ser superior a 28 dB.
Perda de Retorno (Fundamentos de Parâmetros de Alta Frequência 06- Perda de Retorno)
A perda de retorno mede a quantidade de energia refletida por um sistema ou cabo quando um sinal é injetado. Essa energia refletida pode causar uma queda na amplitude do sinal na extremidade receptora do cabo e causar problemas de integridade do sinal na extremidade transmissora, o que pode causar problemas de interferência eletromagnética para o sistema e seus projetistas.
Essa perda de retorno é causada por incompatibilidades de impedância no conjunto do cabo. Somente tratando esse problema com extremo cuidado é possível manter a impedância do sinal ao passar pelo soquete, plugue e terminal do fio, minimizando a variação de impedância. O padrão SAS-4 atual foi atualizado para o valor de impedância de ±3Ω em comparação com ±10Ω do SAS-2, e os requisitos para cabos de boa qualidade devem ser mantidos dentro da tolerância nominal de 85 ou 100±3Ω.
Distorção enviesada
Em cabos SAS, existem duas distorções de inclinação: entre pares de diferença e dentro de pares de diferença (o sinal de diferença da teoria da integridade do sinal). Em teoria, se vários sinais forem recebidos em uma extremidade do cabo, eles devem chegar à outra extremidade simultaneamente. Se esses sinais não chegarem ao mesmo tempo, esse fenômeno é chamado de distorção de inclinação do cabo, ou distorção de atraso-distorção. Para pares de diferença, a distorção de inclinação dentro do par de diferença é o atraso entre os dois fios do par de diferença, e a distorção de inclinação entre os pares de diferença é o atraso entre os dois conjuntos de pares de diferença. A grande distorção de inclinação do par de diferença piorará o equilíbrio diferencial do sinal transmitido, reduzirá a amplitude do sinal, aumentará o jitter de tempo e causará problemas de interferência eletromagnética. A diferença de um cabo de boa qualidade para a distorção de inclinação interna deve ser menor que 10 ps.
Horário de publicação: 30 de novembro de 2023
