오늘날의 저장 시스템은 테라비트 단위로 성장하고 데이터 전송 속도가 빨라질 뿐만 아니라, 에너지 소비량이 적고 차지하는 공간도 줄었습니다. 이러한 시스템은 더 큰 유연성을 제공하기 위해 더 나은 연결성을 필요로 합니다. 설계자는 현재 또는 미래에 필요한 데이터 속도를 제공하기 위해 더 작은 상호 연결 방식을 필요로 합니다. 그리고 탄생부터 개발, 그리고 점진적으로 성숙하는 과정까지, 표준이 되는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 특히 IT 업계에서는 모든 기술이 끊임없이 발전하고 진화하고 있으며, SAS(Serial Attached SCSI) 사양도 마찬가지입니다. 병렬 SCSI의 후속 기술인 SAS 사양은 꽤 오랫동안 사용되어 왔습니다.
SAS는 오랜 세월 동안 사양이 개선되었지만, 기본 프로토콜은 그대로 유지되어 기본적으로 큰 변화는 없습니다. 하지만 외부 인터페이스 커넥터 사양은 많은 변화를 겪었습니다. 이는 SAS가 시장 환경에 적응하기 위해 조정한 부분이며, 이러한 "천 마일을 향한 점진적인 단계"라는 지속적인 개선을 통해 SAS 사양은 점차 성숙해졌습니다. 다양한 사양의 인터페이스 커넥터를 SAS라고 부르며, 병렬에서 직렬로, 병렬 SCSI 기술에서 직렬 연결 SCSI(SAS) 기술로의 전환은 케이블 라우팅 방식을 크게 변화시켰습니다. 이전의 병렬 SCSI는 최대 320Mb/s의 속도로 16채널에서 싱글 엔드 또는 차동 방식으로 작동할 수 있었습니다. 현재 엔터프라이즈 스토리지 분야에서 널리 사용되는 SAS3.0 인터페이스가 여전히 시장에서 사용되고 있지만, 대역폭은 오랫동안 업그레이드되지 않은 SAS3보다 두 배 빠른 24Gbps로, 일반적인 PCIe3.0×4 솔리드 스테이트 드라이브 대역폭의 약 75%에 해당합니다. SAS-4 사양에 기술된 최신 MiniSAS 커넥터는 더 작고 더 높은 밀도를 지원합니다. 최신 Mini-SAS 커넥터는 기존 SCSI 커넥터의 절반 크기이며, SAS 커넥터의 70% 크기입니다. 기존 SCSI 병렬 케이블과 달리 SAS와 Mini SAS는 모두 4채널을 사용합니다. 하지만 더 빠른 속도, 더 높은 밀도, 더 높은 유연성 외에도 복잡성도 증가합니다. 커넥터 크기가 작아짐에 따라 기존 케이블 제조업체, 케이블 조립업체, 시스템 설계자는 케이블 조립 과정 전반의 신호 무결성 매개변수에 세심한 주의를 기울여야 합니다.
모든 케이블 조립업체가 저장 시스템의 신호 무결성 요구 사항을 충족하는 고품질 고속 신호를 제공할 수 있는 것은 아닙니다. 케이블 조립업체는 최신 저장 시스템을 위한 고품질의 비용 효율적인 솔루션이 필요합니다. 안정적이고 내구성 있는 고속 케이블 조립품을 생산하려면 몇 가지 요소를 고려해야 합니다. 가공 및 처리 품질을 유지하는 것 외에도 설계자는 오늘날의 고속 메모리 장치 케이블을 가능하게 하는 신호 무결성 매개변수에 세심한 주의를 기울여야 합니다.
신호 무결성 사양(어떤 신호가 완전합니까?)
신호 무결성의 주요 매개변수로는 삽입 손실, 근단 및 원단 누화, 반사 손실, 내부 차동 쌍의 스큐 왜곡, 그리고 차동 모드와 공통 모드의 진폭 등이 있습니다. 이러한 요소들은 서로 연관되어 있으며 서로 영향을 미치지만, 주요 영향을 분석하기 위해 한 번에 한 가지 요소만 고려할 수 있습니다.
삽입 손실(고주파 파라미터 기본 01- 감쇠 파라미터)
삽입 손실은 케이블 송신단에서 수신단으로 전달되는 신호 진폭의 손실로, 주파수에 정비례합니다. 또한, 삽입 손실은 아래 감쇠 다이어그램에서 볼 수 있듯이 배선 번호에 따라 달라집니다. 30 또는 28 AWG 케이블의 단거리 내부 부품의 경우, 좋은 품질의 케이블은 1.5GHz에서 감쇠율이 2dB/m 미만이어야 합니다. 10m 케이블을 사용하는 외부 6Gb/s SAS의 경우, 평균 라인 게이지가 24인 케이블을 권장하며, 이 케이블은 3GHz에서 감쇠율이 13dB에 불과합니다. 더 높은 데이터 전송 속도에서 더 큰 신호 마진을 원하면, 긴 케이블의 경우 고주파수에서 감쇠율이 낮은 케이블을 사용하십시오.
크로스토크(고주파 매개변수 기초 03- 크로스토크 매개변수)
한 신호 또는 차동 쌍에서 다른 신호 또는 차동 쌍으로 전송되는 에너지의 양입니다. SAS 케이블의 경우, 근단 누화(NEXT)가 충분히 작지 않으면 대부분의 링크 문제를 유발합니다. NEXT 측정은 케이블의 한쪽 끝에서만 이루어지며, 출력 전송 신호 쌍에서 입력 수신 신호 쌍으로 전달되는 에너지의 양입니다. 원단 누화(FEXT)는 케이블 한쪽 끝에 전송 신호 쌍에 신호를 주입하고 케이블 반대쪽 끝에 있는 전송 신호에 얼마나 많은 에너지가 남아 있는지 관찰하여 측정합니다.
케이블 어셈블리와 커넥터의 NEXT는 일반적으로 신호 차동 쌍의 절연 불량으로 인해 발생하며, 이는 콘센트와 플러그, 불완전한 접지, 또는 케이블 종단 처리 불량으로 인해 발생할 수 있습니다. 시스템 설계자는 케이블 어셈블리 업체가 이 세 가지 문제를 해결했는지 확인해야 합니다.
24, 26, 28의 공통 100Ω 케이블에 대한 손실 곡선
"SFF-8410-HSS 구리 시험 및 성능 요건"에 따른 우수한 품질의 케이블 어셈블리의 경우, NEXT 측정값은 3% 미만이어야 합니다. s-파라미터의 경우, NEXT는 28dB 이상이어야 합니다.
반사 손실(고주파 매개변수 기본 06- 반사 손실)
반사 손실은 신호가 주입될 때 시스템이나 케이블에서 반사되는 에너지의 양을 측정합니다. 이 반사 에너지는 케이블 수신단에서 신호 진폭 감소를 초래할 수 있으며, 송신단에서 신호 무결성 문제를 야기하여 시스템 및 시스템 설계자에게 전자파 간섭 문제를 야기할 수 있습니다.
이러한 반사 손실은 케이블 어셈블리의 임피던스 부정합으로 인해 발생합니다. 이 문제를 세심하게 처리해야만 신호가 소켓, 플러그, 그리고 전선 단자를 통과할 때 임피던스가 변하지 않고 임피던스 변화를 최소화할 수 있습니다. 현재 SAS-4 표준은 SAS-2의 ±10Ω에 비해 ±3Ω의 임피던스 값으로 업데이트되었으며, 고품질 케이블의 요구 사항은 공칭 허용 오차인 85Ω 또는 100±3Ω 이내로 유지되어야 합니다.
왜곡된 왜곡
SAS 케이블에는 두 가지 스큐 왜곡이 있습니다. 하나는 차이 쌍 사이이고 다른 하나는 차이 쌍 내부(신호 무결성 이론의 차이 신호)입니다. 이론적으로 케이블 한쪽 끝에 여러 신호가 입력되면 다른 쪽 끝에 동시에 도착해야 합니다. 이러한 신호가 동시에 도착하지 않는 현상을 케이블의 스큐 왜곡 또는 지연-스큐 왜곡이라고 합니다. 차이 쌍의 경우, 차이 쌍 내부의 스큐 왜곡은 차이 쌍의 두 선 사이의 지연이고, 차이 쌍 사이의 스큐 왜곡은 두 세트의 차이 쌍 사이의 지연입니다. 차이 쌍의 큰 스큐 왜곡은 전송 신호의 차이 균형을 악화시키고, 신호 진폭을 감소시키며, 시간 지터를 증가시키고, 전자기 간섭 문제를 유발합니다. 좋은 품질의 케이블과 내부 스큐 왜곡의 차이는 10ps 미만이어야 합니다.
게시 시간: 2023년 11월 30일
