Armazenamento

Quando falamos em HDs para servidores, a primeira sigla que vem à mente é o SCSI, mas o antigo barramento SCSI paralelo está dando lugar a uma versão serial, o SAS, da mesma forma que os antigos HDs IDE deram lugar aos HDs com interface SATA.

O SAS (Serial Attached SCSI), é um barramento serial, muito similar ao SATA utilizado em HDs domésticos em diversos aspectos, mas que adiciona várias possibilidades interessantes voltadas para o uso em servidores. As versões iniciais do SAS suportavam taxas de transferência de 150 e 300 MB/s. Recentemente foi introduzido o padrão de 600 MB/s e passou a ser desenvolvido o padrão seguinte, de 1.2 GB/s. A evolução é similar à do padrão SATA (note que as velocidades são as mesmas), porém o SAS tende a ficar sempre um degrau acima.

A maior velocidade é necessária, pois o SAS permite o uso de extensores (expanders), dispositivos que permitem ligar diversos discos SAS a uma única porta. Existem dois tipos de extensores SAS, chamados de “Edge Expanders” e “Fanout Expanders”. Os Edge Expanders permitem ligar até 128 discos na mesma porta, enquanto os Fanout Expanders permitem conectar até 128 Edge Expanders (cada um com seus 128 discos!), chegando a um limite teórico de até 16.384 discos por porta SAS.

Este recurso foi desenvolvido pensando sobretudo nos servidores de armazenamento. Com a popularização dos webmails e outros serviços, o armazenamento de grandes quantidades de dados tornou-se um problema. Não estamos falando aqui de alguns poucos gigabytes, mas sim de vários terabytes ou mesmo petabytes de dados. Imagine o caso do Gmail, por exemplo, onde temos vários milhões de usuários, cada um com mais de 2 GB de espaço disponível.

Os extensores SAS normalmente possuem a forma de um gabinete 1U ou 2U, destinados a serem instalados nos mesmos racks usados pelos próprios servidores. Em muitos, os discos são instalados em gavetas removíveis e podem ser trocados com o servidor ligado (hot swap). Isto permite substituir rapidamente HDs defeituosos, sem precisar desligar o servidor:

Gabinete 1U com HDs SAS removíveis

Nesses casos, seria utilizado um sistema RAID, onde parte do espaço e armazenamento é destinado a armazenar informações de redundância, que permitem restaurar o conteúdo de um HD defeituoso assim que ele é substituído, sem interrupção ou perda de dados. Ao contrário das controladoras RAID de baixo custo, encontradas nas placas-mãe para desktop, que executam suas funções via software, as controladoras SAS tipicamente executam todas as funções via hardware, facilitando a configuração (já que deixa de ser necessário instalar drivers adicionais) e oferecendo um maior desempenho e flexibilidade.

As controladoras SAS incluem normalmente 4 ou 8 portas e são instaladas em um slot PCI-X, ou PCI Express. Nada impede também que você instale duas ou até mesmo três controladoras no mesmo servidor caso precise de mais portas:

Controladora SAS

Um detalhe interessante é que o padrão SAS oferece compatibilidade retroativa com os HDs SATA, permitindo que você use HDs SATA convencionais como uma forma de cortar custos, sem ter que abrir mão da possibilidade de usar os extensores. É possível também combinar HDs dos dois padrões, usando HDs SATA comuns em tarefas que demandem um nível menor de confiabilidade.

A maior parte dos HDs de alto desempenho, com rotação de 15.000 RPM, que antes só existiam em versão SCSI, estão sendo lançados também em versão SAS. Nos próximos anos é de se esperar que o SAS substitua gradualmente o SCSI, assim como o SATA já substituiu o IDE quase que completamente nos micros novos.

Em geral, HDs SAS e SCSI são certificados para operação contínua e são produzidos com componentes de maior durabilidade. Via de regra, existem ganhos do ponto de vista da confiabilidade e os fabricantes oferecem garantias de 5 anos. Isso faz com que eles sejam preferidos em situações onde é exigido um maior nível de confiabilidade, mesmo que o desempenho não seja um fator importante.

Entretanto, vale lembrar que a confiabilidade pode ser obtida também através do uso de RAID, de forma que muitos preferem utilizar HDs domésticos, reservando mais discos do array RAID para redundância. Se um HD SAS custa o dobro de um HD SATA equivalente, por exemplo, faria mais sentido comprar dois HDs SATA e usá-los em RAID 1, do que usar um único HD SAS.

Um bom exemplo de uso desta filosofia é o Google, que utiliza servidores de baixo custo, montados com HDs e placas comuns, o que permite que construam seus gigantescos datacenters a preços relativamente baixos. Quase todas as funções de redundância e tolerância a falhas são implementadas via software as transferências executadas usando interfaces de rede.