Los sistemas de almacenamiento actuales no sólo crecen a terabits y tienen velocidades de transferencia de datos más altas, sino que también requieren menos energía y ocupan un espacio más pequeño. Estos sistemas también necesitan una mejor conectividad para proporcionar más flexibilidad. Los diseñadores necesitan interconexiones más pequeñas para proporcionar las velocidades de datos necesarias hoy o en el futuro. Y una norma desde el nacimiento hasta el desarrollo y la madurez gradual está lejos de ser un día de trabajo. Especialmente en la industria de TI, cualquier tecnología mejora y evoluciona constantemente, al igual que la especificación Serial Attached SCSI (SAS). Como sucesora del SCSI paralelo, la especificación SAS existe desde hace algún tiempo.
En los años que ha pasado SAS se han mejorado sus especificaciones, aunque se ha mantenido el protocolo subyacente, básicamente no hay demasiados cambios, pero las especificaciones del conector de interfaz externo han sufrido muchos cambios, que es un ajuste hecho por SAS se adapta al entorno del mercado y, con estos "pasos incrementales a mil millas" de mejora continua, las especificaciones de SAS se han vuelto cada vez más maduras. Los conectores de interfaz de diferentes especificaciones se denominan SAS, y la transición de paralelo a serie, de la tecnología SCSI paralela a la tecnología SCSI conectada en serie (SAS) ha cambiado en gran medida el esquema de enrutamiento de cables. El SCSI paralelo anterior podía funcionar de un solo extremo o diferencial en 16 canales a hasta 320 Mb/s. En la actualidad, la interfaz SAS3.0 que es más común en el campo del almacenamiento empresarial todavía se utiliza en el mercado, pero el ancho de banda es dos veces más rápido que el SAS3 que no se ha actualizado durante mucho tiempo, que es de 24 Gbps, aproximadamente 75 % del ancho de banda de la unidad de estado sólido PCIe3.0×4 común. El último conector MiniSAS descrito en la especificación SAS-4 es más pequeño y permite una mayor densidad. El último conector Mini-SAS tiene la mitad del tamaño del conector SCSI original y el 70% del tamaño del conector SAS. A diferencia del cable paralelo SCSI original, tanto SAS como Mini SAS tienen cuatro canales. Sin embargo, además de una mayor velocidad, mayor densidad y más flexibilidad, también hay un aumento en la complejidad. Debido al tamaño más pequeño del conector, el fabricante del cable original, el ensamblador de cables y el diseñador del sistema deben prestar mucha atención a los parámetros de integridad de la señal en todo el conjunto de cables.
No todos los ensambladores de cables pueden proporcionar señales de alta velocidad y alta calidad para satisfacer las necesidades de integridad de la señal de los sistemas de almacenamiento. Los ensambladores de cables necesitan soluciones rentables y de alta calidad para los últimos sistemas de almacenamiento. Para producir conjuntos de cables de alta velocidad estables y duraderos, es necesario considerar varios factores. Además de mantener la calidad del mecanizado y el procesamiento, los diseñadores deben prestar mucha atención a los parámetros de integridad de la señal que hacen posibles los cables para dispositivos de memoria de alta velocidad actuales.
Especificación de integridad de la señal (¿Qué señal está completa?)
Algunos de los principales parámetros de la integridad de la señal incluyen la pérdida de inserción, la diafonía en el extremo cercano y lejano, la pérdida de retorno, la distorsión sesgada del par de diferencia internamente y la amplitud del modo de diferencia al modo común. Aunque estos factores están interrelacionados e influyen entre sí, podemos considerar un factor a la vez para estudiar su impacto principal.
Pérdida de inserción (Parámetros de alta frecuencia Conceptos básicos 01- parámetros de atenuación)
La pérdida de inserción es la pérdida de amplitud de la señal desde el extremo transmisor del cable hasta el extremo receptor, que es directamente proporcional a la frecuencia. La pérdida de inserción también depende del número de cable, como se muestra en el diagrama de atenuación a continuación. Para componentes internos de corto alcance de un cable de 30 o 28 AWG, un cable de buena calidad debe tener una atenuación inferior a 2 dB/m a 1,5 GHz. Para SAS externos de 6 Gb/s que utilizan cables de 10 m, se recomienda un cable con un calibre de línea promedio de 24, que tiene solo una atenuación de 13 dB a 3 GHz. Si desea un mayor margen de señal a velocidades de datos más altas, especifique un cable con menos atenuación en altas frecuencias para cables más largos.
Diafonía (Conceptos básicos de parámetros de alta frecuencia 03- Parámetros de diafonía)
La cantidad de energía transmitida de una señal o par diferencial a otro. Para los cables SAS, si la diafonía cercana (NEXT) no es lo suficientemente pequeña, causará la mayoría de los problemas de enlace. La medición de NEXT se realiza solo en un extremo del cable y es la cantidad de energía transferida desde el par de señales de transmisión de salida al par de recepción de entrada. La diafonía del extremo lejano (FEXT) se mide inyectando una señal para el par de transmisión en un extremo del cable y observando cuánta energía queda en la señal de transmisión en el otro extremo del cable.
El NEXT en el conjunto de cables y conector generalmente es causado por un mal aislamiento de los pares diferenciales de señal, que puede ser causado por tomacorrientes y enchufes, una conexión a tierra incompleta o un mal manejo del área de terminación del cable. El diseñador del sistema debe asegurarse de que el ensamblador de cables haya abordado estos tres problemas.
Curvas de pérdida para cables comunes de 100Ω de 24, 26 y 28
El conjunto de cables de buena calidad de acuerdo con la “Especificación SFF-8410 para pruebas de cobre HSS y requisitos de rendimiento” medida NEXT debe ser inferior al 3%. En lo que respecta al parámetro s, NEXT debe ser superior a 28 dB.
Pérdida de retorno (Conceptos básicos de los parámetros de alta frecuencia 06- Pérdida de retorno)
La pérdida de retorno mide la cantidad de energía reflejada por un sistema o cable cuando se inyecta una señal. Esta energía reflejada puede causar una caída en la amplitud de la señal en el extremo receptor del cable y puede causar problemas de integridad de la señal en el extremo transmisor, lo que puede causar problemas de interferencia electromagnética para el sistema y los diseñadores del sistema.
Esta pérdida de retorno es causada por desajustes de impedancia en el conjunto de cables. Sólo tratando este problema con mucho cuidado es posible que la impedancia de la señal no cambie cuando pasa a través del enchufe, el enchufe y el terminal del cable, de modo que se minimice el cambio de impedancia. El estándar SAS-4 actual se actualiza al valor de impedancia de ±3Ω en comparación con los ±10Ω de SAS-2, y los requisitos de cables de buena calidad deben mantenerse dentro de la tolerancia nominal de 85 o 100±3Ω.
distorsión sesgada
En los cables SAS, hay dos distorsiones sesgadas: entre pares de diferencia y dentro de pares de diferencia (la señal de diferencia de la teoría de la integridad de la señal). En teoría, si se introducen varias señales por un extremo del cable, deberían llegar al otro extremo simultáneamente. Si estas señales no llegan al mismo tiempo, este fenómeno se denomina distorsión sesgada del cable o distorsión sesgada por retardo. Para los pares de diferencia, la distorsión sesgada dentro del par de diferencia es el retraso entre los dos cables del par de diferencia, y la distorsión sesgada entre los pares de diferencia es el retraso entre los dos conjuntos de pares de diferencia. La gran distorsión sesgada del par diferencial empeorará el equilibrio diferencial de la señal transmitida, reducirá la amplitud de la señal, aumentará la fluctuación del tiempo y provocará problemas de interferencia electromagnética. La diferencia entre un cable de buena calidad y la distorsión interna debe ser inferior a 10 ps.
Hora de publicación: 30-nov-2023
