SAS / SATA 最大连接磁盘数与性能

Question

我想了解以下几点：

当我的主板带有 SATA 6Gb/s 和 8 个端口时，是否意味着每个端口都能够为通过 SATA 电缆连接的磁盘提供 6Gb/s 的速度，还是 6Gb/s 均匀分布在所有连接的磁盘上？

如果主板只有8个插槽，是否可以连接8个以上的磁盘？（比如 1 根 SATA 电缆上的多个磁盘？）

关于SAS磁盘，如果我买了一个4口的磁盘控制器，说最多支持64个磁盘，那么在只有4个接口的情况下，如何连接这些额外的磁盘？

Answer 1

SATA/SAS 不像集线器，而是像网络交换机一样工作。这意味着单个SATA/SAS 端口独立于其他端口提供整个广告带宽。

换言之，提供 4x SATA 3.0 端口（每个 6 Gb/s）的芯片组具有 4x6 Gb/s = 24 Gb/s 的“SATA 背板”交换能力。对于 4x SAS 3.0 端口（每个 12 Gb/s），“SAS 背板”交换能力为 4x12 Gb/s = 48 Gb/s

这是否意味着所有可用的原始带宽真的可用？嗯，不。问题是这些 SATA/SAS 端口必须通过一些其他上游总线连接，这可能会影响（减少）实际可用带宽。

以上一代 Z97 Intel 芯片组为例：它有 6 个 SATA 3.0 端口，总共 36 Gb/s 或 4.5 GB/s。对于消费类产品来说，这是一个非常可观的 I/O 传输速率。但是，磁盘控制器（集成到芯片组中）使用非常窄的（尽管是全双工）2 GB/s 链路连接到 CPU。换句话说，您永远无法达到 SATA 链接的理论峰值 4.5 GB/s。

另一个复杂问题是 SATA 端口倍增器或 SAS 端口扩展器。这些是什么？嗯，它们就是他们声称的那样：端口倍增器/扩展器，用于将更多驱动器连接到单个 SATA/SAS 端口。您可以将它们视为使用单个 SATA/SAS 端口作为上游总线并为下游设备提供多个端口的“迷你控制器”。

这意味着在 SATA 端口倍增器/SAS 扩展器之后连接的磁盘受到单个上游端口提供的带宽的限制 - 1x SATA 6 Gb/s 或 SAS 3.0 12 Gb/s 端口。您可以组合多个上游端口以提供更高的性能，但基本问题仍然存在：您共享由几个上游链路连接的多个下游端口。

以您的 4x SAS 3.0 控制器为例：使用 SAS 扩展器，您可以将多个驱动器链接到每个上游 SAS 端口 - 例如，每个 1x SAS 上游链接有 16 个下游 SAS 3.0 链接，总共有 64 个可用的 SAS 3.0 端口/设备。即使您使用闪电般快速的 SSD 填充所有 64 个 SAS 端口，您的总传输速率仍将受到用于连接下游扩展器的 4x SAS 链接的限制。因此，从理论上的 64x12 Gb/s（768 Gb/s 或 96 GB/s），您的实际峰值传输速率将为 4x12 Gb/s（48 Gb/s 或 6 GB/s）。

不过，事情并没有那么糟糕。毕竟，同时击中所有磁盘是非常困难的。这就是乘法器/扩展器存在的原因：优先考虑磁盘容量（和简单的跟踪路由）与原始性能。