La eficiencia, estabilidad y velocidad son críticas en el ecosistema de los servidores, donde la necesidad de procesar y almacenar cantidades masivas de datos es más crucial que nunca. En este contexto, los discos Serial Attached SCSI (SAS) representan un componente fundamental. Provenientes de una larga línea de evolución que comenzó con los discos SCSI, los discos SAS de hoy en día no solo han heredado las mejores características de sus predecesores, sino que también han incorporado grandes mejoras para satisfacer las demandas de las infraestructuras actuales.
En este post, repasaremos la importancia de los discos SAS en los servidores y su evolución desde los discos SCSI. Descubriremos cómo han mejorado la eficiencia y el rendimiento de los servidores, y cómo han transformado la forma en que interactuamos con la información.
Un vistazo a los primeros sistemas de almacenamiento
En la década de 1950, los sistemas de almacenamiento se basaban en enormes discos magnéticos, conocidos como tambores de memoria, que rotaban bajo cabezales de lectura/escritura estacionarios. Sin embargo, estos sistemas eran grandes, lentos y tenían un coste muy elevado, lo que llevó a los ingenieros a buscar alternativas.
El nacimiento de los primeros discos duros
En 1956, IBM revolucionó la tecnología de almacenamiento con la presentación del IBM 305 RAMAC, el primer sistema de almacenamiento de disco magnético. A pesar de su enorme tamaño y su elevado precio, marcó el inicio de una era que eventualmente llevaría al nacimiento de la tecnología SCSI.
La búsqueda de una interfaz de almacenamiento universal
A lo largo de los años 60 y 70, la necesidad de una interfaz de almacenamiento universal se hizo cada vez más evidente. Existía una gran número de dispositivos que utilizaban conexiones de diferentes tipos, lo cual provocaba un gran número de incompatibilidades.
En los años 80, un grupo de ingenieros de la empresa Shugart Associates, liderados por Larry Boucher, empezó a trabajar en la creación de una interfaz que permitiera la conexión de diversos dispositivos de almacenamiento. El resultado fue la tecnología SCSI, presentada por primera vez en 1981.
¿Qué es la tecnología SCSI?
La tecnología SCSI permite a los ordenadores comunicarse con otros dispositivos de manera eficiente, rápida y segura.
Desde su presentación, ha tenido un impacto significativo en la tecnología de discos duros, permitiendo el desarrollo de discos con mayor capacidad, velocidades de transferencia de datos más rápidas y una mayor fiabilidad. Fueron ampliamente utilizados en los sistemas informáticos durante décadas y establecieron los cimientos para la tecnología de almacenamiento de datos. Sin embargo, a medida que las demandas de rendimiento y capacidad aumentaron, los discos SCSI mostraron limitaciones en términos de velocidad y capacidad.
SAS: Evolución desde los Discos SCSI
La llegada de los discos SAS (Serial Attached SCSI) marcó un hito importante en la evolución del almacenamiento en servidores. Estos discos adoptaron una arquitectura en serie que permitía una mayor velocidad de transferencia de datos y una mayor capacidad de almacenamiento. Esta evolución transformó por completo la forma en que los servidores almacenan y acceden a la información.
Cómo transfieren la información
La transferencia de datos en un disco duro SAS se basa en una conexión serie de alta velocidad que permite la comunicación entre el disco y la controladora SAS del sistema. En este proceso intervienen varios factores específicos para este tipo de conexión:
- Conexión física: El disco duro SAS se conecta a la controladora SAS utilizando un cable especializado. Este cable consta de múltiples pares de cables, cada uno de los cuales transmite una señal de datos.
- Protocolo de comunicación: Se utiliza un protocolo de comunicación basado en comandos SCSI para interactuar con la controladora, dichos comandos son enviados al disco duro para realizar operaciones como lectura, escritura, búsqueda y otras instrucciones relacionadas con el acceso a los datos.
- Comunicación serie: Tal y como ya hemos comentado anteriormente, los bits de datos se envían uno tras otro en secuencias a través de los pares de cables. La comunicación serie permite una mayor velocidad de transferencia y una mayor fiabilidad.
- Tasas de transferencia: Los discos duros SAS pueden comunicarse con la controladora con unas tasas de transferencia de 3, 6 y 12 Gbps, empleando comúnmente unas velocidades de rotación de 10K o 15K rpm (revoluciones por minuto).
- Comandos y respuesta: Cuando se envía un comando SCSI al disco duro SAS, este lo procesa y responde la controladora SAS con los datos solicitados o la confirmación del comando realizado. La respuesta del disco duro al controlador también se realiza a través de una conexión serie.
La Importancia de los discos SAS en los Servidores
Cuando se trata de elegir un disco para un servidor, los discos SAS están diseñados para aplicaciones empresariales de alta demanda, ofreciendo una mayor velocidad y fiabilidad, lo que los convierte en la elección ideal para entornos críticos donde el rendimiento es clave.
- Vida útil: Los discos SAS suelen tener una mayor vida útil. En este punto cobra importancia el MTBF, o Mean Time Between Failures (Tiempo Medio Entre Fallos), una medida que representa la cantidad de tiempo promedio que se espera que pase entre fallos del disco. Para calcular el MTBF, se analizan grandes cantidades de datos recopilados durante las pruebas de los discos duros, se determina la frecuencia y la naturaleza de los fallos y luego se usa esta información para calcular el tiempo promedio entre fallos. Su MTBF se encuentra en el rango de 1.2 a 1.6 millones de horas.
- Rendimiento bajo carga: Pueden manejar grandes cargas de trabajo, manteniendo su rendimiento incluso cuando se accede a ellos intensivamente, lo que los hace ideales para entornos de servidor que requieren acceso constante a los datos.
- Diseño robusto: Están diseñados para ser físicamente muy robustos. Esto los hace menos susceptibles a daños físicos, lo que puede aumentar su fiabilidad.
- Técnicas de lectura y escritura avanzadas: utilizan varias técnicas de lectura y escritura para manejar los datos de manera eficiente y duradera
- Multiplexación: el disco puede manejar varias solicitudes simultáneamente. Esta capacidad es especialmente útil en entornos de servidores, donde es común que se produzcan muchas solicitudes de lectura y escritura al mismo tiempo. La multiplexación en los discos se consigue mediante el uso de canales separados para cada solicitud de datos. Cada canal puede manejar una solicitud de lectura o escritura independientemente de los demás, permitiendo así que se realicen múltiples operaciones simultáneamente. Además de aumentar la eficiencia y el rendimiento, la multiplexación también puede mejorar la fiabilidad de los discos SAS. Al poder manejar múltiples solicitudes de datos al mismo tiempo, el disco puede balancear mejor la carga de trabajo, lo que puede resultar en menos errores y un menor desgaste del disco a largo plazo.
- Tagged Command Queuing (TCQ): Permite organizar y priorizar las solicitudes de lectura y escritura en una cola. Así, si el disco recibe varias solicitudes al mismo tiempo, puede determinar cuál procesar primero para maximizar la eficiencia.
- Error Correction Code (ECC): Técnica utilizada para detectar y corregir errores que pueden ocurrir durante la lectura y escritura de datos. El ECC puede aumentar la fiabilidad del disco y prevenir la corrupción de datos.
- Doble Puerto: Muchos discos SAS tienen dos puertos, por lo que pueden ser conectados a dos controladoras diferentes al mismo tiempo. Si una controladora falla, la otra puede continuar con las operaciones de lectura y escritura sin interrupción.
Además de todas estas funcionalidades, los discos SAS pueden ser configurados en modo RAID para mejorar aun más sus prestaciones.
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SSD y SAS
En los últimos años, los discos SSD han experimentado un gran crecimiento, no solo en el sector doméstico, sino también en el empresarial. La caída en los precios, debido a los avances tecnológicos y a la producción en masa, ha hecho que sean mucho más accesibles para empresas de cualquier tamaño.
Los discos SSD SAS poseen las ventajas de los SSD SATA, en cuanto a tiempos de acceso y velocidad de lectura y escritura, junto con las de la interfaz SAS para su conexión, lo que proporciona unidades de alta velocidad (IOPS muy elevados) y características adicionales de administración y control.
Los SSD modernos utilizan celdas de memoria flash que pueden retener datos de forma segura durante muchos años. Sin embargo, cada celda de memoria flash tiene un número finito de ciclos de escritura antes de que comience a degradarse. Este límite se conoce como «ciclos de escritura garantizados» o «TBW» (terabytes escritos) y se especifica por el fabricante del SSD.
Los SSD orientados al sector empresarial tienen una mayor durabilidad y un mayor número de ciclos de escritura garantizados en comparación con los de consumo.
Tal y como hemos podido ver, los discos SAS son la opción más recomendable para servidores debido a su rendimiento, fiabilidad y capacidad de almacenamiento. Ofrecen una interfaz rápida y son compatibles con una gran variedad de configuraciones. Además, cuentan con funciones avanzadas, como detección y corrección de errores. En resumen, los discos SAS son ideales para entornos empresariales que requieren alto rendimiento, una alta capacidad de almacenamiento y fiabilidad.
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