De huidige opslagsystemen groeien niet alleen met terabits en hebben hogere gegevensoverdrachtssnelheden, maar verbruiken ook minder energie en nemen een kleinere footprint in beslag. Deze systemen hebben ook betere connectiviteit nodig om meer flexibiliteit te bieden. Ontwerpers hebben kleinere interconnects nodig om de benodigde gegevenssnelheden te leveren, vandaag of in de toekomst. En een norm van geboorte tot ontwikkeling en geleidelijke volwassenheid is verre van een dagelijkse klus. Vooral in de IT-sector is elke technologie voortdurend in ontwikkeling en ontwikkeling, zoals de Serial Attached SCSI (SAS)-specificatie. Als opvolger van parallel SCSI bestaat de SAS-specificatie al een tijdje.
In de loop der jaren dat SAS is doorgegaan, zijn de specificaties verbeterd. Hoewel het onderliggende protocol behouden is gebleven, zijn er in principe niet al te veel wijzigingen. De specificaties van de externe interfaceconnector hebben echter veel veranderingen ondergaan. Dit is een aanpassing die SAS heeft gemaakt om zich aan te passen aan de marktomgeving. Met deze continue verbetering van "incrementele stappen naar duizend mijl" zijn de SAS-specificaties steeds volwassener geworden. De interfaceconnectoren met verschillende specificaties worden SAS genoemd en de overgang van parallel naar serieel, van parallelle SCSI-technologie naar seriële SCSI (Serial Connected SCSI)-technologie heeft de kabelroutering aanzienlijk veranderd. Eerdere parallelle SCSI-technologieën konden single-ended of differentieel werken over 16 kanalen met snelheden tot 320 Mb/s. Momenteel wordt de SAS3.0-interface, die gebruikelijker is in de zakelijke opslagsector, nog steeds gebruikt, maar de bandbreedte is twee keer zo snel als de SAS3, die al lange tijd niet is geüpgraded. Deze bedraagt 24 Gbps, ongeveer 75% van de bandbreedte van de gangbare PCIe3.0×4 solid-state drive. De nieuwste MiniSAS-connector, beschreven in de SAS-4-specificatie, is kleiner en maakt een hogere dichtheid mogelijk. De nieuwste Mini-SAS-connector is half zo groot als de originele SCSI-connector en 70% van de grootte van de SAS-connector. In tegenstelling tot de originele SCSI-parallelle kabel hebben zowel SAS als Mini-SAS vier kanalen. Naast een hogere snelheid, hogere dichtheid en meer flexibiliteit, is er echter ook een toename in complexiteit. Vanwege de kleinere afmetingen van de connector moeten de oorspronkelijke kabelfabrikant, kabelassemblagebedrijf en systeemontwerper nauwlettend letten op de signaalintegriteitsparameters gedurende de gehele kabelassemblage.
Niet alle kabelassemblagebedrijven kunnen hoogwaardige, snelle signalen leveren die voldoen aan de eisen voor signaalintegriteit van opslagsystemen. Kabelassemblagebedrijven hebben hoogwaardige en kosteneffectieve oplossingen nodig voor de nieuwste opslagsystemen. Om stabiele, duurzame, snelle kabelassemblages te produceren, moeten verschillende factoren in overweging worden genomen. Naast het handhaven van de kwaliteit van de bewerking en verwerking, moeten ontwerpers nauwlettend letten op de parameters voor signaalintegriteit die de huidige snelle geheugenkabels mogelijk maken.
Specificatie van signaalintegriteit (Welk signaal is compleet?)
Enkele van de belangrijkste parameters van signaalintegriteit zijn insertieverlies, overspraak in de nabije en verre richting, retourverlies, scheve vervorming van het verschilpaar intern en de amplitude van de verschilmodus ten opzichte van de common-mode. Hoewel deze factoren met elkaar samenhangen en elkaar beïnvloeden, kunnen we één factor tegelijk bekijken om de belangrijkste impact ervan te bestuderen.
Invoegingsverlies (Hoge frequentieparameters Basis 01 - Verzwakkingsparameters)
Het invoegverlies is het verlies aan signaalamplitude van de zendzijde van de kabel naar de ontvangstzijde, wat recht evenredig is met de frequentie. Het invoegverlies is ook afhankelijk van het aantal draden, zoals weergegeven in het onderstaande dempingsdiagram. Voor interne componenten met een kort bereik van een 30 of 28 AWG-kabel zou een kabel van goede kwaliteit minder dan 2 dB/m demping moeten hebben bij 1,5 GHz. Voor externe 6 Gb/s SAS met kabels van 10 m wordt een kabel met een gemiddelde lijndikte van 24 aanbevolen, die slechts 13 dB demping heeft bij 3 GHz. Als u meer signaalmarge wilt bij hogere datasnelheden, specificeer dan een kabel met minder demping bij hoge frequenties voor langere kabels.
Overspraak (Basisprincipes van hoogfrequente parameters 03 - Overspraakparameters)
De hoeveelheid energie die van het ene signaal- of verschilpaar naar het andere wordt overgedragen. Bij SAS-kabels zal een geringe near-end crosstalk (NEXT) de meeste verbindingsproblemen veroorzaken. De NEXT-meting vindt plaats aan slechts één uiteinde van de kabel en is de hoeveelheid energie die wordt overgedragen van het uitgangssignaalpaar naar het ingangssignaalpaar. Far-end crosstalk (FEXT) wordt gemeten door een signaal voor het transmissiepaar aan het ene uiteinde van de kabel te injecteren en te observeren hoeveel energie er nog in het transmissiesignaal aan het andere uiteinde van de kabel zit.
De NEXT in de kabelassemblage en connector wordt meestal veroorzaakt door slechte isolatie van de signaaldifferentiële paren, wat kan worden veroorzaakt door stopcontacten en stekkers, onvolledige aarding of een verkeerde behandeling van de kabelaansluiting. De systeemontwerper moet ervoor zorgen dat de kabelassemblage deze drie problemen heeft aangepakt.
Verliescurven voor gangbare 100Ω-kabels van 24, 26 en 28
Een kabelassemblage van goede kwaliteit, conform de "SFF-8410-specificatie voor HSS-kopertest- en prestatie-eisen", moet een NEXT-waarde hebben van minder dan 3%. Wat de s-parameter betreft, moet de NEXT-waarde groter zijn dan 28 dB.
Retourverlies (Basisprincipes van hoogfrequente parameters 06 - Retourverlies)
Return loss meet de hoeveelheid energie die door een systeem of kabel wordt gereflecteerd wanneer een signaal wordt geïnjecteerd. Deze gereflecteerde energie kan een daling van de signaalamplitude aan de ontvangende kant van de kabel veroorzaken en problemen met de signaalintegriteit aan de verzendende kant veroorzaken, wat kan leiden tot elektromagnetische interferentieproblemen voor het systeem en de systeemontwerpers.
Dit retourverlies wordt veroorzaakt door impedantieverschillen in de kabelassemblage. Alleen door dit probleem met grote zorg aan te pakken, kan de impedantie van het signaal tijdens de doorgang door de socket, stekker en draadaansluiting behouden blijven, zodat de impedantieverandering tot een minimum wordt beperkt. De huidige SAS-4-standaard is bijgewerkt naar een impedantiewaarde van ±3Ω ten opzichte van de ±10Ω van SAS-2. De eisen voor kabels van goede kwaliteit moeten binnen de nominale tolerantie van 85 of 100 ±3Ω blijven.
Scheve vervorming
In SAS-kabels zijn er twee soorten scheefheidsvervorming: tussen verschilparen en binnen verschilparen (het verschilsignaal volgens de signaalintegriteitstheorie). In theorie zouden signalen die aan één uiteinde van de kabel binnenkomen, gelijktijdig aan de andere kant moeten aankomen. Als deze signalen niet tegelijkertijd aankomen, wordt dit fenomeen scheefheidsvervorming van de kabel of delay-scheefheidsvervorming genoemd. Bij verschilparen is de scheefheidsvervorming binnen het verschilpaar de vertraging tussen de twee draden van het verschilpaar, en de scheefheidsvervorming tussen de verschilparen de vertraging tussen de twee sets verschilparen. De grote scheefheidsvervorming van het verschilpaar zal de verschilbalans van het verzonden signaal verslechteren, de signaalamplitude verminderen, de tijdjitter verhogen en elektromagnetische interferentie veroorzaken. Het verschil tussen een kabel van goede kwaliteit en de interne scheefheidsvervorming moet minder dan 10 ps zijn.
Plaatsingstijd: 30-11-2023
