HDs: Entendendo o SCSI e o SAS

As controladoras SCSI (pronuncia-se “iscâzi”) são as tradicionais concorrentes das interfaces IDE. O primeiro padrão SCSI (SCSI 1) foi ratificado em 1986, na mesma época em que os primeiros HDs IDE chegaram ao mercado, e consistia em controladoras de 8 bits, que operavam a 5 MHz, oferecendo um barramento de dados de até 5 MB/s

Em 1990, foi lançado o padrão Wide SCSI (SCSI 2). A freqüência continuou a mesma, mas as controladoras passaram a utilizar um barramento de 16 bits, o que dobrou a taxa de transmissão, que passou a ser de 10 MB/s. Em seguida surgiram os padrões Fast SCSI (8 bits) e Fast Wide SCSI (16 bits), que operavam a 10 MHz e ofereciam taxas de transferência de, respectivamente, 10 MB/s e 20 MB/s.

A partir daí, surgiram os padrões Ultra SCSI (8 bits, 20 MHz = 20 MB/s), Wide Ultra SCSI (16 bits, 20 MHz = 40 MB/s), Ultra2 SCSI (8 bits, 40 MHz = 40 MB/s) e Wide Ultra2 SCSI (16 bits, 40 MHz = 80 MB/s). Veja que até a evolução foi bastante previsível, com um novo padrão simplesmente dobrando a freqüência e, conseqüentemente, a taxa de transferência do anterior.

Nesse ponto o uso de controladoras de 8 bits foi abandonado e surgiram os padrões Ultra160 SCSI, onde a controladora opera a 40 MHz, com duas transferências por ciclo, resultando em um barramento de 160 MB/s e o Ultra 320 SCSI, que mantém as duas transferências por ciclo, mas aumenta a freqüência para 80 MHz, atingindo 320 MB/s.

A maioria dos cabos SCSI possuem apenas 3 ou 4 conectores, mas existem realmente cabos com até 16 conectores, usados quando é realmente necessário instalar um grande número de dispositivos. No barramento SCSI temos também o uso de terminadores, que efetivamente “fecham” o barramento, evitando que os sinais cheguem à ponta do cabo e retornem na forma de interferência. Na maioria dos casos, o terminador é encaixado no dispositivo, mas em alguns basta mudar a posição de uma chave. Também existem casos de cabos que trazem um terminador pré-instalado na ponta:

Note que estou usando o termo “dispositivos” e não “HDs”, pois (embora raro hoje em dia) o padrão SCSI permite a conexão de diversos tipos de dispositivos, incluindo CD-ROMs, impressoras, scanners e unidades de fita.

Os gravadores de CD SCSI foram populares nos anos 90, pois o barramento SCSI oferece transferências mais estáveis que as antigas portas ATA-2 e ATA-3, usadas até então. Naquela época ainda não existia burn-free, de forma que qualquer interrupção no fluxo de dados causava a perda da mídia. Com o surgimento das interfaces IDE com suporte a UDMA, a briga se equilibrou e os gravadores de CD IDE invadiram o mercado. As impressoras e scanners SCSI também ganharam algumas batalhas, mas acabaram perdendo a guerra para os dispositivos USB.

Com a introdução do Serial ATA, o barramento SCSI perdeu grande parte de seus atrativos, já que o SATA oferece uma grande parte das vantagens que antes eram atribuídas ao SCSI e, ao mesmo tempo, oferece um sistema de cabeamento mais simples.

Para preencher a lacuna, surgiu o SAS (Serial Attached SCSI), um barramento serial, muito similar ao SATA em diversos aspectos, que adiciona várias possibilidades interessantes voltadas para o uso em servidores. Ele preserva o mesmo conjunto de comandos e é por isso compatível a nível de software. Não estou falando aqui do Windows e de programas como os que utilizamos em desktops, mas sim de aplicativos personalizados, complexos e caros, utilizados em grandes servidores.

Assim como o SCSI conviveu com o padrão IDE por mais de duas décadas, o SAS está destinado a concorrer com o SATA, com cada um entrincheirado em seu respectivo nicho: o SATA nos micros domésticos e servidores de baixo custo e o SAS em servidores maiores e estações de trabalho.

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.

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