SFF-разъемы для подключения накопителей и RAID-контроллеров: виды и характеристики

Содержание Введение Виды SFF-разъемов SFF8087(MiniSAS) SFF8643(MiniSASHD) SFF8611(OCuLink) SFF8654(SlimLine SAS) SFF8654-8i SFF8654-4i MCIO коннектор MCIO x8 74P MCIO x4 38P(SFF-TA-1016) Внешние коннекторы SFF SFF8088(External Mini SAS) SFF8644(External Mini SAS HD) SFF8674 Заключение Введение На протяжении развития серверной отрасли, производители серверов неоднократно сталкивались с вопросом подключения дисковых устройств. Особенно остро эта проблема стояла в случае необходимости подключения сразу десятков таких устройств. Для решения этой проблемы были разработаны стандарты - SFF(Small Form Factor), каждый из которых выполнял свою функцию в зависимости от периода времени когда тот был разработан. В этой статье мы расскажем об основных стандартах, использующихся в RAID/HBA контроллерах для передачи SATA, SAS, NVMe. На сегодняшний день стандарты Small Form Factor используют практически все производители оборудования: Broadcom(Avago), Microsemi(Adaptec), Amphenol, Dell, Fujitsu, Hewlett Packard, Hitachi, Sun Microsystems, Toshiba и многие другие компании. Виды SFF-разъемов SFF8087(MiniSAS) Разъем на материнской плате и кабель SFF8087 (MiniSAS) SFF8087(MiniSAS) - внутренний SAS/SATA разъем имеющий 36 контактных групп. Выполнен в форме прямоугольного коннектора. Разъем проводит 4 прямых подключения SATA/SAS 6Gb/s. Но имеется версия разъема с поддержкой SAS 12GB/s, активно применяется в серверах HP Gen 9, контроллерах LSI серии 92xx, контроллерах Adaptec 6xxx. Сегодня встречается на материнских платах Supermicro, ASUS, Asrock Rack в качестве более компактной альтернативе четырём коннекторам SATA 6Gb/s. SFF8643(MiniSASHD) SFF8643(MiniSASHD) - внутренний SAS/SATA разъем, является преемником SFF8087. По-прежнему имеет 36 контактов. Выполнен в форме квадратного коннектора. Разъем проводит 4 прямых подключения SATA/SAS 12Gb/s или одно подключение NVME. В сравнении с предшественником имеет более компактные габариты, что позволяет производить монтаж компонентов с повышенной плотностью. Обычный SFF8643 нацелен на работу с SAS/SATA устройствами. Вы можете его встретить на 12 гигабитных RAID контроллерах, материнских платах, бекплеинах. Обращайте внимание на цветовую гамму коннектора. Если коннектор черного или серого цвета - это стандартная спецификация. Интерфейс обратно совместим с SFF8643, что делает возможным изготовление переходных кабелей SFF8643-SFF8087. Порт на бекплейне и кабель SFF8643 (MiniSASHD) Альтернативная спецификация SFF8643 нацелена на работу с дисками на протоколе NVMe. Таковыми являются диски U.2, U.3 или M.2. Порт способен проводить 4 линии PCI-E 3.0. Тем самым подключать эти устройства без потерь в скорости. Чтобы отличить этот коннектор от обычного, обратите внимание на цвет. Коннекторы с поддержкой NVMe - кремовые или белые. Для работы с NVMe версией SFF8643 требуется специальные кабеля “NVMe enable”. К примеру для работы с “кремовым” SFF8643 распаянным на бекплеине Supermicro потребуется кабель CBL-SAST-0590. Порт на бекплейне и кабель SFF8643 (NVMe) SFF8611(OCuLink) Разъем на материнской плате и кабель SFF8611 (OCuLink) SFF8611(OCuLink) - разъем внешне напоминающий уменьшенный Display Port, предназначенный для передачи PCI-E 4.0 и SAS 24Gb/s. Аббревиатура OCuLink расшифровывается как OpticalCooperLink, что на деле не отражает реально устройства коннектора. Изначально кабель задумывался как сочетание оптической и традиционно медной передачи сигналов, но в рамках малых длин кабелей это оказалось неэффективно, что привело к полной утрате оптической составляющей кабеля. Привычная спецификация OCuLink x4 снабжена 42 контактами и способна проводить 4x PCI-E 4.0. Что делает ее незаменимой для подключения U.2 или M.2 накопителей. В потребительской среде этот коннектор часто используется для подключения eGPU. Вы могли встретить этот коннектор на материнских платах Supermicro с припиской NVMe, что означало его принадлежность к передаче PCI-E. Расширенная спецификация OCuLink x8(SFF-8612) имеет 80 контактов и поддержку до 8 линий PCI-E 4.0. Является менее распространенной и почти не используется в серверах. Несмотря, что OCuLink способен передавать SAS последней редакции - 24 гигабит в секунду. Он не используется для этого. Стандарт зарекомендовал себя как помощник в сфере коммутаций PCI устройств. SFF8654(SlimLine SAS) SFF8654(SlimLine SAS) - это современный разъем с поддержкой NVMe и SATA/SAS. Этот порт распространен на самых современных RAID/HBA контроллерах, материнских платах на сокетах SP5, LGA4677. Кабель имеет обратную совместимость с SFF8643, SFF8087 и даже SFF8611. Коннектор имеет две модификации: SFF8654-8i Разъем на материнской плате и кабель SFF8654-8i SFF8654-8i - полноценная, “широкая” версия коннектора. Кабеля на этом интерфейсе способны работать в режиме PCI-E 4.0 X8(подключение до 2 накопителей U.2) или 8x SATA/SAS 12Gb/s. SFF8654-4i Разъем на материнской плате и кабель SFF8654-4i SFF8654-4i - более компактная, “узкая” версия коннектора. Кабеля на этом интерфейсе способны работать в режиме PCI-E 4.0 X4(подключение до 1 накопителя U.2) или 4x SATA/SAS 12Gb/s. MCIO коннектор MCIO коннектор - наиболее современный коннектор предназначенный для подключения PCI-E 5.0-6.0 устройств. Аббревиатура MCIO расшифровывается как Mini Cool Edge IO. Стандарт отличается исключительной пропускной способностью. В 2023 году компания Amphenol провела тесты кабеля с пропускной способностью 64 гигабит в секунду, что идентично 8-ми линиям PCI-E 6.0. MCIO x8 74P Разъем на материнской плате и кабель MCIO x8 74P MCIO x8 74P напоминает SFF8654-8i, но физически не совместим. Проводит 8x PCI-E 5.0-6.0 линий для подключения GPU, NVMe и различного PCI оборудования. MCIO x4 38P(SFF-TA-1016) Разъем на переходнике и кабель MCIO x4 38P(SFF-TA-1016) MCIO x4 38P(SFF-TA-1016) аналогично напоминает SFF8654-4i, но по-прежнему не физически совместим. Проводит 4x PCI-E 5.0-6.0 линий. Широко распространен в качестве интерфейса подключения скоростных NVMe дисков и GPU. Чтобы закрепить материал, мы подготовили таблицу в которой отметили все преимущества и недостатки вышеперечисленных внутренних интерфейсов. Сводная таблица интерфейсов SFF: Наименование SFF8087 SFF8643 OCuLink MCIO Поддержка SATA ✅ ✅ ⚠️ Тестирование не проводилось ✅ Поддержка SAS 6Gb/s ✅ ✅ ✅ ✅ Поддержка SAS 12Gb/s ⚠️ В обновленной спецификации HP Gen 9-10 ✅ ✅ ✅ Поддержка SAS 24Gb/s ❌ ❌ ✅ ✅ Поддержка NVMe(PCI-E 3.0) ❌ ⚠️ Требуется кабель NVMe ✅ ✅ Поддержка NVMe(PCI-E 4.0) ❌ ❌ ✅ ✅ Поддержка NVMe(PCI-E 5.0) ❌ ❌ ❌ ✅ Поддержка NVMe(PCI-E 6.0) ❌ ❌ ❌ ✅ Внешние коннекторы SFF Разъемы этого типа используются для подключения дисковых полок, СХД и других устройств хранения данных. Как правило, они размещаются на внешних HBA контроллерах. SFF8088(External Mini SAS) Разъем на HBA-контроллере LSI и кабель SFF8088 (External Mini SAS) SFF8088(External Mini SAS) - внешняя вариация коннектора SFF8087. Разъем нацелен на работу с 6 гигабитными устройствами. Также проводит через себя 4 прямых подключения SAS/SATA. SFF8644(External Mini SAS HD) Разъем на экспандере Adaptec и кабель SFF8644 (External Mini SAS HD) SFF8644(External Mini SAS HD) - внешняя вариация коннектора SFF8643. Эта версия разъема ориентирована на работу с 12 гигабитными подключениями. Количество прямых подключений неизменно - 4. SFF8674 SFF8674 - самый современный внешний стандарт коннектора для передачи PCI-e 4.0, 24Gb/s SAS и SATA. 36 контактный разъем используется для подключения дисковых полок в центрах обработки данных. Кабель с разъемом SFF8674. Источник: Delock Сводная таблица внешних SFF разъемов Наименование SFF8088 SFF8644 SFF8674 Поддержка SATA ✅ ✅ ✅ Поддержка SAS 6Gb/s ✅ ✅ ✅ Поддержка SAS 12Gb/s ❌ ✅ ✅ Поддержка SAS 24Gb/s ❌ ❌ ✅ Поддержка NVMe(PCI-E 4.0-3.0) ❌ ❌ ✅ Заключение Разъемы SFF в значительной мере стандартизировали индустрию хранения данных. Благодаря им обеспечивается обратная совместимость между устройствами разных поколений. Mini SAS заложил основу для масштабируемых дисковых систем, а его последующие версии только расширяли возможности SAS/NVMe хранилищ.