SAS卡发展趋势分析课件

2024/4/16InspurgroupRaid卡发展趋势分析1主要内容一、Raid卡及其厂商介绍二、Raid阵列卡的发展趋势附：Inspur当前raid卡2024/4/16Inspurgroup一、Raid卡及其厂商介绍2024/4/16Inspurgroup一般意义上的Raid卡包括Raid卡、SASHBA卡1、Raid卡

RAID是英文RedundantArrayofIndependentDisks的缩写，翻译成中文即为独立磁盘冗余阵列，或简称磁盘阵列。数据冗余的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用冗余信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据的安全性（除RAID0外）。在用户看起来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。总之，对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是，磁盘阵列的存储性能要比单个硬盘高很多（主要是存取速度上），而且可以提供数据冗余。2、SASHBA卡定义就是连接主机I/O总线和计算机内存系统的I/O适配器，SASHBA就是SAS存储介质与内存间的IO适配器。我们经常混乱与Raid卡和SAS卡，常说的SAS卡，一般厂家都会说SASHBA卡，而我们常说的HBA卡是存储常用的网络光纤HBA卡。HBA卡一般都可以实现硬盘直连JBOD使用，LSI的SASHBA卡子通过软Raid模式实现Raid0、1、10等。3、Raid卡厂商

Raid卡厂家目前也主要有LSI、AdaptecbyPMC、Highpoint、Marvell、Promise、ARECA、ATTO等。LSI和Adaptec继承了在SCSIRAID控制器市场的优势，随着SAS时代的到来，在SASRAID市场同样统领风骚。但在新的一轮的PCIE3.0发展中Adaptec明显落后了不少，但并购后的Adaptec借助其25年的Raid软件开发经验+PMC-sierra芯片就拥有了与LSI一样，有从芯片到RAID卡软硬件设计在内的整套解决方案。Highpoint和Promise则是以前在SATARAID市场上占据较明显的优势，两家都没有自己的芯片研发团队，Highpoint主要使用Marvell芯片，而Promise有自己的Raid核心技术主要使用PMC和Marvell的芯片，如今两家也有较完备的中低端的SASRAID产品线。Marvel更专注于芯片，ARECA虽然推出了自己的PCIE3.0卡但更倾向于视频存储领域、ATTO主要集中在工作站领域。随着Raid市场的发展，Intel板载集成Raid如果占据了低端市场，那么可能最后就剩下LSI和PMC-sierra两个厂商一、Raid卡及其厂商介绍Adaptec公司1981年成立，总部位于加州Milpitas市，主要业务是计算机与网络之间数据传输设计制造软硬件产品。2010年6月PMC收购Adeptac的Raid卡业务，但AdaptecbyPMC仍然是业内能够提供最全面存储解决方案的企业之一，从芯片到内部主机总线适配器，从RAID控制器到外部存储局域网(SAN)、基于以太网的iSCSISAN(IPSAN)、网络连接存储(NAS)，以及能够提升存储功能和价值的软件。

一、Raid卡及其厂商介绍LSI成立于1981年,是市场上顶级的存储和网络产品供应商，提供领先的存储和网络电子产品技术。目前，LSI已经能提供从控制芯片、RAID、扩展器、硬盘控制器到存储系统等，几乎所有的SAS生态环境构成元素，并在SCSI商业协会和ANSIT10委员会中持有关键席位，对SAS标准的推动，自始至终起着巨大的积极作用。在SAS控制器芯片市场上，LSI占据了领导性地位，提供了从芯片到HBA卡到RAID卡最为丰富的SAS解决方案，同时也是唯一一家拥有完善6Gb/sSAS产品线的RAID卡厂商。此外，2009年，LSI还收购了另外一家以RAID控制器产品见长的厂商3Ware，使LSI的SASRAID控制器产品空前丰富。HighPoint(微辰/高端)、Marvel公司和Promise公司(乔鼎信息)同样是RAID市场上的重要厂商之一，最早都是以IDERAID卡产品起家，并过渡到SATA和SAS年代。由于从IDERAID发展而来，因此该公司主要盘踞在RAID市场的中低端，相比LSI和Adaptec来说更加便宜，以突出的性价比在市场上拥有广泛的占有率。Promise推出的VA6800M、Hipoint推出的2720-2760系列等在6G市场将与LSI和Adaptec一竞高下，但他们所对应的都是低端应用市场。随着Intel板载hostRaid以及板载SASRaid的发展，低端市场将会面临的挑战却来越大。一、Raid卡及其厂商介绍接口MiniSAS-SFF8087HDMiniSAS(SFF8643)二、Raid卡发展趋势

服务器Raid卡发展，历经并行SCSI，向串行SCSI(SAS)转变，SAS又经历由3G到6G

SAS的过度，每一次的变革都会引起Raid卡厂商的兴衰和并购。发展到今天的Raid卡不再是以前的SAS控制器+IOP那样的设计，而是采用单芯片ROC（Raidonchip）的设计模式。并行SCSI串行SCISI(SAS)3Gsas6GSAS12GSASPCIE2.0PCIE3.0Sas控制器+IOPROC单芯片2006-2007200920122014Raid卡发展趋势图2013二、Raid卡发展趋势1、Raid卡的发展为了提高Raid卡的IO能力和更高的数据安全性，各厂商采取的手段除了SAS交换机或Expander扩展外，主要有提高芯片的RCSI的核心数、增加主频频率、使用更大容量、高频率的内存颗粒、PCIE接口发展成PCIE3.0、SSD缓存技术、以大容量电容取代锂电池等Raid卡8708EM29261-8I9266-8I9271-8I9361-8iSAS接口速率3Gb/s6Gb/s6Gb/s6Gb/s12Gb/s主处理器ROC10782108220822083108处理器核心数powerPC440x1powerPC440x1powerPC440x2powerPC440x2powerPC476x2处理器频率500MHz800MHz800MHZ800MHZ1.2GHz缓存大小256M512M1024M1024M2048M内存频率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)缓存备份策略（电池/电容）电池电池电容/电池电容/电池电容/电池LsiRaid卡发展趋势已淘汰正在使用中引入阶段研发阶段样品阶段二、Raid卡发展趋势ROC5805680578058805SAS接口速率3Gb/s6Gb/s6Gb/s12Gb/s主处理器ROCIntelPMC8013PMC8015

PMC处理器核心数x2x2x2x4处理器频率1.2G600MHz800MHz

缓存大小512M512M1024M

内存频率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缓存备份策略（电池/电容）电池电容（4GNANFLASH）电容（4GNANFLASH)电容（4GNANFLASH)AdaptecRaid卡发展趋势LSI刚刚量产PCIE3.0系列产品如9271-8i，接着其12GSAS将在2013年初将进入样片阶段，预计2013年内可以发布。PMC-Sierra接手Adaptec后，开始加速追赶LSI，目前PCIE3.0产品7805已经开始由样片到量产阶段，而12G的8805也将于2013年进入样片阶段。可见2013年Raid卡将从PCIE2.0发展到PCIE3.0，又在6G的基础上发展到12G已淘汰正在使用中样品阶段研发阶段二、Raid卡发展趋势SASHBA卡方面也随着接口和芯片的升级，逐渐PCIE2.0-PCIE3.0和6G-12G转变。Adaptec相当简单，其逐步推出的无缓存的H系列HBA卡，6805H、7805H、8805H，芯片与raid卡相同，无缓存只支持Raid0、1、10等软Raid模式。LSI相对复杂些,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主处理器1068e2008200823083008处理器核心数powerPC440x1powerPC440x1powerPC440x1powerPC440x1powerPC476x1处理器频率500MHz533MHz533MHZ800MHZ1.2GHz缓存大小无无无无无内存频率无无无无无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)缓存备份策略（电池/电容）无无无无无LSIHBA卡发展趋势已淘汰正在使用中引入阶段研发阶段样品阶段二、Raid卡发展趋势PCIE3.0x8的6G

raid卡或HBA卡接口能提供多大的带宽呢？PCIE1.0总线的速率为2.5GT/s，PCIE2.0则达到了5GT/s，PCIE3.0将再次加倍达到8GT/s，数据经编码传输保证数据传输密度和直流平衡，于是PCIE3代里面采用了扰码的方法，以确保接收机时钟电路对进入数据流的锁定，即数据传输前先和一个多项式进行异或，这样传输链路上的数据就看起来比较有随机性，到了接收端再用相同的多项式把数据恢复出来。通过上述方法，PCIE3代可以用8GT/s的传输速率实现比2代的5GT/s高1倍的数据传输速率版本资料传输带宽单向单通道带宽单向8通道带宽双向8通道带宽原始传输率PCIE2.04Gb/s500MB/s4GB/s8GB/s5.0GT/sPCIE3.08Gb/s1GB/s8GB/s16GB/s8.0GT/sPCIE4.016Gb/s2GB/s16GB/s32GB/s16.0GT/sPCIE3.0编码方式:8GT/s=>每秒8Gbit的数据总传输率但编码方式为128/130(每130个bit只有128个实际有效资料)即为7.8Gb/s，几乎比PCIE2.0高出一倍(2.0编码方式为8/10,其速率为4Gb/s)。那么raid卡x8的PCIE3.0就可以提供高达8x7.8Gb/s=62.4Gb/s=7.8GB/s。可见PCIE3.0足以提供6GbRAID卡的全带宽，但以每通道12Gb/s的SAS链接8硬盘再接入expander的话又显得略有瓶颈，于是有了更到带宽PCIE4.0标准大约会在2014-2015年推出。二、Raid卡发展趋势3Gb到6Gb又到12Gb所带来的技术上变化有哪些呢？由3G到6G实现”无缝切换”,对于客户来说使用6G和3G没有几乎没有做什么改变，就实现了高带宽，但12G的接口会发生变化，这是最直观的感受，除了这些之外，在其他技术方面的主要变化：1、带宽拓展一倍2、处理器主频更高、核心更多、内存交换速度更快3、更强的容错技术，SAS线缆限制从6m可以提高到了10m，12G会支持更长。4、SAS网络交换机功能，LSI从6G开始支持此功能5、Zoning分区的功能分区（zoning）是SAN（存储局域网）的一种分区方式，通过zoning分区，可以进行资源的负载平衡分配，同时也可以帮助管理员对访问服务器数据的用户进行权限分配。Zoning分区的原理类似于计算机文件系统，可以将zoning分区想象为一个目录或者文件夹。Zoning分区的方式可以采用软硬件两种方式：如果是硬件方式，那么每个设备被分配到一个专门的区域中，分配好以后，这些设备的组合就不会在做改动了；如果是软件方式，管理员可以随时根据网络中不同服务器的需要对配置进行更改。利用zoning分区可以减少数据崩溃的危险，帮助抵御黑客攻击，减缓病毒或蠕虫传播速度以及将服务器的重启次数降到最低。然而，当SAN用户在很短时间内迅速增长时，zoning分区的处理复杂性将会大大增加。6、扩频技术，消除高速率信号带来的电磁干扰7、数据安全性，主要是指加密功能、瞬时擦除功能等二、Raid卡发展趋势由于Min-SAS(SFF-8078)速率限制为6Gb/s，为传输更好的信号质量，adapte在其PCIE3.0开始率先使用HDMin-SAS(SFF-8643)接口，其将随后成为LSI和Adaptec的12G接口标准，因此2013年-2014年还会引起服务器SAS线缆及背板的系列变革Adaptec

7805二、Raid卡发展趋势SSD缓存功能

LSI的CacheCade2.0和Adaptec的MAXCach