SAS卡發(fā)展趨勢(shì)分析課件

2024/4/16InspurgroupRaid卡發(fā)展趨勢(shì)分析1主要內(nèi)容一、Raid卡及其廠商介紹二、Raid陣列卡的發(fā)展趨勢(shì)附：Inspur當(dāng)前raid卡2024/4/16Inspurgroup一、Raid卡及其廠商介紹2024/4/16Inspurgroup一般意義上的Raid卡包括Raid卡、SASHBA卡1、Raid卡

RAID是英文RedundantArrayofIndependentDisks的縮寫，翻譯成中文即為獨(dú)立磁盤冗余陣列，或簡(jiǎn)稱磁盤陣列。數(shù)據(jù)冗余的功能是在用戶數(shù)據(jù)一旦發(fā)生損壞后，利用冗余信息可以使損壞數(shù)據(jù)得以恢復(fù)，從而保障了用戶數(shù)據(jù)的安全性（除RAID0外）。在用戶看起來(lái)，組成的磁盤組就像是一個(gè)硬盤，用戶可以對(duì)它進(jìn)行分區(qū)，格式化等等?？傊?，對(duì)磁盤陣列的操作與單個(gè)硬盤一模一樣。不同的是，磁盤陣列的存儲(chǔ)性能要比單個(gè)硬盤高很多（主要是存取速度上），而且可以提供數(shù)據(jù)冗余。2、SASHBA卡定義就是連接主機(jī)I/O總線和計(jì)算機(jī)內(nèi)存系統(tǒng)的I/O適配器，SASHBA就是SAS存儲(chǔ)介質(zhì)與內(nèi)存間的IO適配器。我們經(jīng)?；靵y與Raid卡和SAS卡，常說(shuō)的SAS卡，一般廠家都會(huì)說(shuō)SASHBA卡，而我們常說(shuō)的HBA卡是存儲(chǔ)常用的網(wǎng)絡(luò)光纖HBA卡。HBA卡一般都可以實(shí)現(xiàn)硬盤直連JBOD使用，LSI的SASHBA卡子通過軟Raid模式實(shí)現(xiàn)Raid0、1、10等。3、Raid卡廠商

Raid卡廠家目前也主要有LSI、AdaptecbyPMC、Highpoint、Marvell、Promise、ARECA、ATTO等。LSI和Adaptec繼承了在SCSIRAID控制器市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，隨著SAS時(shí)代的到來(lái)，在SASRAID市場(chǎng)同樣統(tǒng)領(lǐng)風(fēng)騷。但在新的一輪的PCIE3.0發(fā)展中Adaptec明顯落后了不少，但并購(gòu)后的Adaptec借助其25年的Raid軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)+PMC-sierra芯片就擁有了與LSI一樣，有從芯片到RAID卡軟硬件設(shè)計(jì)在內(nèi)的整套解決方案。Highpoint和Promise則是以前在SATARAID市場(chǎng)上占據(jù)較明顯的優(yōu)勢(shì)，兩家都沒有自己的芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)，Highpoint主要使用Marvell芯片，而Promise有自己的Raid核心技術(shù)主要使用PMC和Marvell的芯片，如今兩家也有較完備的中低端的SASRAID產(chǎn)品線。Marvel更專注于芯片，ARECA雖然推出了自己的PCIE3.0卡但更傾向于視頻存儲(chǔ)領(lǐng)域、ATTO主要集中在工作站領(lǐng)域。隨著Raid市場(chǎng)的發(fā)展，Intel板載集成Raid如果占據(jù)了低端市場(chǎng)，那么可能最后就剩下LSI和PMC-sierra兩個(gè)廠商一、Raid卡及其廠商介紹Adaptec公司1981年成立，總部位于加州Milpitas市，主要業(yè)務(wù)是計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)制造軟硬件產(chǎn)品。2010年6月PMC收購(gòu)Adeptac的Raid卡業(yè)務(wù)，但AdaptecbyPMC仍然是業(yè)內(nèi)能夠提供最全面存儲(chǔ)解決方案的企業(yè)之一，從芯片到內(nèi)部主機(jī)總線適配器，從RAID控制器到外部存儲(chǔ)局域網(wǎng)(SAN)、基于以太網(wǎng)的iSCSISAN(IPSAN)、網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)(NAS)，以及能夠提升存儲(chǔ)功能和價(jià)值的軟件。

一、Raid卡及其廠商介紹LSI成立于1981年,是市場(chǎng)上頂級(jí)的存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品供應(yīng)商，提供領(lǐng)先的存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)電子產(chǎn)品技術(shù)。目前，LSI已經(jīng)能提供從控制芯片、RAID、擴(kuò)展器、硬盤控制器到存儲(chǔ)系統(tǒng)等，幾乎所有的SAS生態(tài)環(huán)境構(gòu)成元素，并在SCSI商業(yè)協(xié)會(huì)和ANSIT10委員會(huì)中持有關(guān)鍵席位，對(duì)SAS標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)，自始至終起著巨大的積極作用。在SAS控制器芯片市場(chǎng)上，LSI占據(jù)了領(lǐng)導(dǎo)性地位，提供了從芯片到HBA卡到RAID卡最為豐富的SAS解決方案，同時(shí)也是唯一一家擁有完善6Gb/sSAS產(chǎn)品線的RAID卡廠商。此外，2009年，LSI還收購(gòu)了另外一家以RAID控制器產(chǎn)品見長(zhǎng)的廠商3Ware，使LSI的SASRAID控制器產(chǎn)品空前豐富。HighPoint(微辰/高端)、Marvel公司和Promise公司(喬鼎信息)同樣是RAID市場(chǎng)上的重要廠商之一，最早都是以IDERAID卡產(chǎn)品起家，并過渡到SATA和SAS年代。由于從IDERAID發(fā)展而來(lái)，因此該公司主要盤踞在RAID市場(chǎng)的中低端，相比LSI和Adaptec來(lái)說(shuō)更加便宜，以突出的性價(jià)比在市場(chǎng)上擁有廣泛的占有率。Promise推出的VA6800M、Hipoint推出的2720-2760系列等在6G市場(chǎng)將與LSI和Adaptec一競(jìng)高下，但他們所對(duì)應(yīng)的都是低端應(yīng)用市場(chǎng)。隨著Intel板載hostRaid以及板載SASRaid的發(fā)展，低端市場(chǎng)將會(huì)面臨的挑戰(zhàn)卻來(lái)越大。一、Raid卡及其廠商介紹接口MiniSAS-SFF8087HDMiniSAS(SFF8643)二、Raid卡發(fā)展趨勢(shì)

服務(wù)器Raid卡發(fā)展，歷經(jīng)并行SCSI，向串行SCSI(SAS)轉(zhuǎn)變，SAS又經(jīng)歷由3G到6G

SAS的過度，每一次的變革都會(huì)引起Raid卡廠商的興衰和并購(gòu)。發(fā)展到今天的Raid卡不再是以前的SAS控制器+IOP那樣的設(shè)計(jì)，而是采用單芯片ROC（Raidonchip）的設(shè)計(jì)模式。并行SCSI串行SCISI(SAS)3Gsas6GSAS12GSASPCIE2.0PCIE3.0Sas控制器+IOPROC單芯片2006-2007200920122014Raid卡發(fā)展趨勢(shì)圖2013二、Raid卡發(fā)展趨勢(shì)1、Raid卡的發(fā)展為了提高Raid卡的IO能力和更高的數(shù)據(jù)安全性，各廠商采取的手段除了SAS交換機(jī)或Expander擴(kuò)展外，主要有提高芯片的RCSI的核心數(shù)、增加主頻頻率、使用更大容量、高頻率的內(nèi)存顆粒、PCIE接口發(fā)展成PCIE3.0、SSD緩存技術(shù)、以大容量電容取代鋰電池等Raid卡8708EM29261-8I9266-8I9271-8I9361-8iSAS接口速率3Gb/s6Gb/s6Gb/s6Gb/s12Gb/s主處理器ROC10782108220822083108處理器核心數(shù)powerPC440x1powerPC440x1powerPC440x2powerPC440x2powerPC476x2處理器頻率500MHz800MHz800MHZ800MHZ1.2GHz緩存大小256M512M1024M1024M2048M內(nèi)存頻率DDR2667MHzDDR2800MHzDDR31333MHzDDR31333MHzDDR31866MHzPCIE接口速率1.0ax82.0x82.0x83.0x83.0x8Raid支持0\1\10\5\50\600\1\10\5\50\600\1\10\5\50\600\1\10\5\50\600\1\10\5\50\60性能iops300k400k550k550k1M功耗接口方式2Min-SASx42Min-SASx42Min-SASx42Min-SASx42HDMin-SASx4(SFF-8643)緩存?zhèn)浞莶呗裕姵?電容）電池電池電容/電池電容/電池電容/電池LsiRaid卡發(fā)展趨勢(shì)已淘汰正在使用中引入階段研發(fā)階段樣品階段二、Raid卡發(fā)展趨勢(shì)ROC5805680578058805SAS接口速率3Gb/s6Gb/s6Gb/s12Gb/s主處理器ROCIntelPMC8013PMC8015

PMC處理器核心數(shù)x2x2x2x4處理器頻率1.2G600MHz800MHz

緩存大小512M512M1024M

內(nèi)存頻率DDR2667MHzDDR2800MHzDDR3-1600

PCIE接口速率1.0ax82.0x83.0x83.0x8Raid支持0\1\10\5\50\600\1\10\5\50\600\1\10\5\50\600\1\10\5\50\60緩存?zhèn)浞莶呗裕姵?電容）電池電容（4GNANFLASH）電容（4GNANFLASH)電容（4GNANFLASH)AdaptecRaid卡發(fā)展趨勢(shì)LSI剛剛量產(chǎn)PCIE3.0系列產(chǎn)品如9271-8i，接著其12GSAS將在2013年初將進(jìn)入樣片階段，預(yù)計(jì)2013年內(nèi)可以發(fā)布。PMC-Sierra接手Adaptec后，開始加速追趕LSI，目前PCIE3.0產(chǎn)品7805已經(jīng)開始由樣片到量產(chǎn)階段，而12G的8805也將于2013年進(jìn)入樣片階段?？梢?013年Raid卡將從PCIE2.0發(fā)展到PCIE3.0，又在6G的基礎(chǔ)上發(fā)展到12G已淘汰正在使用中樣品階段研發(fā)階段二、Raid卡發(fā)展趨勢(shì)SASHBA卡方面也隨著接口和芯片的升級(jí)，逐漸PCIE2.0-PCIE3.0和6G-12G轉(zhuǎn)變。Adaptec相當(dāng)簡(jiǎn)單，其逐步推出的無(wú)緩存的H系列HBA卡，6805H、7805H、8805H，芯片與raid卡相同，無(wú)緩存只支持Raid0、1、10等軟Raid模式。LSI相對(duì)復(fù)雜些,如下表所示。HBA卡1068e9211-8i(2008IR)9240-8i(2008IMR)9217-8i(2308IR)9311-8i(3008IR/IMR)SAS接口速率3Gb/s6Gb/s6Gb/s6Gb/s12Gb/s主處理器1068e2008200823083008處理器核心數(shù)powerPC440x1powerPC440x1powerPC440x1powerPC440x1powerPC476x1處理器頻率500MHz533MHz533MHZ800MHZ1.2GHz緩存大小無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)內(nèi)存頻率無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)PCIE接口速率1.0ax82.0x82.0x83.0x83.0x8Raid支持0\1\10\jbod0\1\10\jbod0\1\10\jbod0\1\10\jbod0\1\10\jbod是否Raid5SWR+key支持IR不支持IMR+key支持IR不支持SR+key支持接口方式2Min-SASx42Min-SASx42Min-SASx42Min-SASx42HDMin-SASx4(SFF-8643)緩存?zhèn)浞莶呗裕姵?電容）無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)LSIHBA卡發(fā)展趨勢(shì)已淘汰正在使用中引入階段研發(fā)階段樣品階段二、Raid卡發(fā)展趨勢(shì)PCIE3.0x8的6G

raid卡或HBA卡接口能提供多大的帶寬呢？PCIE1.0總線的速率為2.5GT/s，PCIE2.0則達(dá)到了5GT/s，PCIE3.0將再次加倍達(dá)到8GT/s，數(shù)據(jù)經(jīng)編碼傳輸保證數(shù)據(jù)傳輸密度和直流平衡，于是PCIE3代里面采用了擾碼的方法，以確保接收機(jī)時(shí)鐘電路對(duì)進(jìn)入數(shù)據(jù)流的鎖定，即數(shù)據(jù)傳輸前先和一個(gè)多項(xiàng)式進(jìn)行異或，這樣傳輸鏈路上的數(shù)據(jù)就看起來(lái)比較有隨機(jī)性，到了接收端再用相同的多項(xiàng)式把數(shù)據(jù)恢復(fù)出來(lái)。通過上述方法，PCIE3代可以用8GT/s的傳輸速率實(shí)現(xiàn)比2代的5GT/s高1倍的數(shù)據(jù)傳輸速率版本資料傳輸帶寬單向單通道帶寬單向8通道帶寬雙向8通道帶寬原始傳輸率PCIE2.04Gb/s500MB/s4GB/s8GB/s5.0GT/sPCIE3.08Gb/s1GB/s8GB/s16GB/s8.0GT/sPCIE4.016Gb/s2GB/s16GB/s32GB/s16.0GT/sPCIE3.0編碼方式:8GT/s=>每秒8Gbit的數(shù)據(jù)總傳輸率但編碼方式為128/130(每130個(gè)bit只有128個(gè)實(shí)際有效資料)即為7.8Gb/s，幾乎比PCIE2.0高出一倍(2.0編碼方式為8/10,其速率為4Gb/s)。那么raid卡x8的PCIE3.0就可以提供高達(dá)8x7.8Gb/s=62.4Gb/s=7.8GB/s?？梢奝CIE3.0足以提供6GbRAID卡的全帶寬，但以每通道12Gb/s的SAS鏈接8硬盤再接入expander的話又顯得略有瓶頸，于是有了更到帶寬PCIE4.0標(biāo)準(zhǔn)大約會(huì)在2014-2015年推出。二、Raid卡發(fā)展趨勢(shì)3Gb到6Gb又到12Gb所帶來(lái)的技術(shù)上變化有哪些呢？由3G到6G實(shí)現(xiàn)”無(wú)縫切換”,對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)使用6G和3G沒有幾乎沒有做什么改變，就實(shí)現(xiàn)了高帶寬，但12G的接口會(huì)發(fā)生變化，這是最直觀的感受，除了這些之外，在其他技術(shù)方面的主要變化：1、帶寬拓展一倍2、處理器主頻更高、核心更多、內(nèi)存交換速度更快3、更強(qiáng)的容錯(cuò)技術(shù)，SAS線纜限制從6m可以提高到了10m，12G會(huì)支持更長(zhǎng)。4、SAS網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)功能，LSI從6G開始支持此功能5、Zoning分區(qū)的功能分區(qū)（zoning）是SAN（存儲(chǔ)局域網(wǎng)）的一種分區(qū)方式，通過zoning分區(qū)，可以進(jìn)行資源的負(fù)載平衡分配，同時(shí)也可以幫助管理員對(duì)訪問服務(wù)器數(shù)據(jù)的用戶進(jìn)行權(quán)限分配。Zoning分區(qū)的原理類似于計(jì)算機(jī)文件系統(tǒng)，可以將zoning分區(qū)想象為一個(gè)目錄或者文件夾。Zoning分區(qū)的方式可以采用軟硬件兩種方式：如果是硬件方式，那么每個(gè)設(shè)備被分配到一個(gè)專門的區(qū)域中，分配好以后，這些設(shè)備的組合就不會(huì)在做改動(dòng)了；如果是軟件方式，管理員可以隨時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中不同服務(wù)器的需要對(duì)配置進(jìn)行更改。利用zoning分區(qū)可以減少數(shù)據(jù)崩潰的危險(xiǎn)，幫助抵御黑客攻擊，減緩病毒或蠕蟲傳播速度以及將服務(wù)器的重啟次數(shù)降到最低。然而，當(dāng)SAN用戶在很短時(shí)間內(nèi)迅速增長(zhǎng)時(shí)，zoning分區(qū)的處理復(fù)雜性將會(huì)大大增加。6、擴(kuò)頻技術(shù)，消除高速率信號(hào)帶來(lái)的電磁干擾7、數(shù)據(jù)安全性，主要是指加密功能、瞬時(shí)擦除功能等二、Raid卡發(fā)展趨勢(shì)由于Min-SAS(SFF-8078)速率限制為6Gb/s，為傳輸更好的信號(hào)質(zhì)量，adapte在其PCIE3.0開始率先使用HDMin-SAS(SFF-8643)接口，其將隨后成為L(zhǎng)SI和Adaptec的12G接口標(biāo)準(zhǔn)，因此2013年-2014年還會(huì)引起服務(wù)器SAS線纜及背板的系列變革Adaptec

7805二、Raid卡發(fā)展趨勢(shì)SSD緩存功能

LSI的CacheCade2.0和Adaptec的MAXCach