Sistem penyimpanan saat ini tidak hanya berkembang hingga terabit dan memiliki kecepatan transfer data yang lebih tinggi, tetapi juga membutuhkan lebih sedikit energi dan menempati ruang yang lebih kecil. Sistem ini juga membutuhkan konektivitas yang lebih baik untuk memberikan fleksibilitas yang lebih besar. Para perancang membutuhkan interkoneksi yang lebih kecil untuk menyediakan kecepatan data yang dibutuhkan saat ini atau di masa mendatang. Dan sebuah standar dari awal hingga pengembangan dan pematangan bertahap bukanlah pekerjaan sehari. Terutama di industri TI, setiap teknologi terus-menerus berkembang dan berevolusi, seperti halnya spesifikasi Serial Attached SCSI (SAS). Sebagai penerus SCSI paralel, spesifikasi SAS telah ada sejak lama.
Selama bertahun-tahun SAS telah berkembang, spesifikasinya telah ditingkatkan, meskipun protokol dasarnya tetap dipertahankan, pada dasarnya tidak banyak perubahan, tetapi spesifikasi konektor antarmuka eksternal telah mengalami banyak perubahan, yang merupakan penyesuaian yang dilakukan oleh SAS untuk beradaptasi dengan lingkungan pasar. Dengan peningkatan berkelanjutan "langkah demi langkah menuju seribu mil", spesifikasi SAS menjadi semakin matang. Konektor antarmuka dengan spesifikasi berbeda disebut SAS, dan transisi dari paralel ke serial, dari teknologi SCSI paralel ke teknologi SCSI terhubung serial (SAS) telah sangat mengubah skema perutean kabel. SCSI paralel sebelumnya dapat beroperasi single-ended atau diferensial melalui 16 saluran hingga 320 Mb/s. Saat ini, antarmuka SAS3.0 yang lebih umum di bidang penyimpanan perusahaan masih digunakan di pasaran, tetapi bandwidth-nya dua kali lebih cepat daripada SAS3 yang sudah lama tidak ditingkatkan, yaitu 24 Gbps, sekitar 75% dari bandwidth solid-state drive PCIe3.0×4 umum. Konektor MiniSAS terbaru yang dijelaskan dalam spesifikasi SAS-4 lebih kecil dan memungkinkan kepadatan yang lebih tinggi. Konektor Mini-SAS terbaru berukuran setengah dari konektor SCSI asli dan 70% dari ukuran konektor SAS. Tidak seperti kabel paralel SCSI asli, baik SAS maupun Mini SAS memiliki empat saluran. Namun, selain kecepatan yang lebih tinggi, kepadatan yang lebih tinggi, dan fleksibilitas yang lebih besar, terdapat juga peningkatan kompleksitas. Karena ukuran konektor yang lebih kecil, produsen kabel asli, perakit kabel, dan perancang sistem harus memperhatikan parameter integritas sinyal di seluruh perakitan kabel.
Tidak semua perakit kabel mampu menyediakan sinyal berkecepatan tinggi berkualitas tinggi untuk memenuhi kebutuhan integritas sinyal sistem penyimpanan. Perakit kabel membutuhkan solusi berkualitas tinggi dan hemat biaya untuk sistem penyimpanan terbaru. Untuk menghasilkan rakitan kabel berkecepatan tinggi yang stabil dan tahan lama, beberapa faktor perlu dipertimbangkan. Selain menjaga kualitas pengerjaan dan pemrosesan, perancang perlu memperhatikan parameter integritas sinyal yang memungkinkan kabel perangkat memori berkecepatan tinggi saat ini.
Spesifikasi integritas sinyal (Sinyal mana yang lengkap?)
Beberapa parameter utama integritas sinyal meliputi rugi penyisipan, interferensi silang ujung dekat dan ujung jauh, rugi pantulan, distorsi kemiringan pasangan perbedaan internal, dan amplitudo mode perbedaan terhadap mode umum. Meskipun faktor-faktor ini saling terkait dan memengaruhi satu sama lain, kita dapat mempertimbangkan satu faktor pada satu waktu untuk mempelajari dampak utamanya.
Rugi penyisipan (Parameter frekuensi tinggi Dasar 01 - parameter atenuasi)
Rugi penyisipan (insertion loss) adalah hilangnya amplitudo sinyal dari ujung kabel pengirim ke ujung penerima, yang berbanding lurus dengan frekuensi. Rugi penyisipan juga bergantung pada nomor kawat, seperti yang ditunjukkan pada diagram pelemahan di bawah ini. Untuk komponen internal jarak pendek pada kabel 30 atau 28-AWG, kabel berkualitas baik seharusnya memiliki pelemahan kurang dari 2dB/m pada 1,5GHz. Untuk SAS 6Gb/s eksternal menggunakan kabel 10m, kabel dengan ukuran kawat rata-rata 24 direkomendasikan, yang hanya memiliki pelemahan 13dB pada 3GHz. Jika Anda menginginkan margin sinyal yang lebih besar pada kecepatan data yang lebih tinggi, tentukan kabel dengan pelemahan yang lebih rendah pada frekuensi tinggi untuk kabel yang lebih panjang.
Crosstalk (Dasar-dasar Parameter Frekuensi Tinggi 03 - Parameter Crosstalk)
Jumlah energi yang ditransmisikan dari satu pasangan sinyal atau perbedaan ke pasangan sinyal atau perbedaan lainnya. Untuk kabel SAS, jika crosstalk ujung dekat (NEXT) tidak cukup kecil, hal itu akan menyebabkan sebagian besar masalah pada tautan. Pengukuran NEXT hanya dilakukan di satu ujung kabel, dan merupakan jumlah energi yang ditransfer dari pasangan sinyal transmisi keluaran ke pasangan penerima masukan. Crosstalk ujung jauh (FEXT) diukur dengan menyuntikkan sinyal untuk pasangan transmisi di satu ujung kabel dan mengamati berapa banyak energi yang tersisa pada sinyal transmisi di ujung kabel lainnya.
Masalah NEXT pada rakitan kabel dan konektor biasanya disebabkan oleh isolasi pasangan sinyal diferensial yang buruk, yang mungkin disebabkan oleh stopkontak dan colokan, pentanahan yang tidak lengkap, atau penanganan area terminasi kabel yang buruk. Perancang sistem perlu memastikan bahwa perakit kabel telah mengatasi ketiga masalah ini.
Kurva rugi untuk kabel 100Ω umum berukuran 24, 26, dan 28.
Perakitan kabel berkualitas baik sesuai dengan “SFF-8410-Spesifikasi untuk Pengujian dan Persyaratan Kinerja Tembaga HSS” mengukur NEXT yang seharusnya kurang dari 3%. Sedangkan untuk parameter s, NEXT seharusnya lebih besar dari 28dB.
Rugi Balik (Dasar-Dasar Parameter Frekuensi Tinggi 06 - Rugi Balik)
Return loss mengukur jumlah energi yang dipantulkan dari suatu sistem atau kabel ketika sinyal dimasukkan. Energi yang dipantulkan ini dapat menyebabkan penurunan amplitudo sinyal di ujung penerima kabel dan dapat menyebabkan masalah integritas sinyal di ujung pengirim, yang dapat menyebabkan masalah interferensi elektromagnetik bagi sistem dan perancang sistem.
Kerugian balik ini disebabkan oleh ketidaksesuaian impedansi dalam rangkaian kabel. Hanya dengan menangani masalah ini dengan sangat hati-hati, impedansi sinyal tidak akan berubah ketika melewati soket, steker, dan terminal kabel, sehingga perubahan impedansi diminimalkan. Standar SAS-4 saat ini diperbarui ke nilai impedansi ±3Ω dibandingkan dengan ±10Ω pada SAS-2, dan persyaratan kabel berkualitas baik harus tetap berada dalam toleransi nominal 85 atau 100±3Ω.
Distorsi miring
Pada kabel SAS, terdapat dua distorsi kemiringan (skew distortion): antara pasangan diferensial dan di dalam pasangan diferensial (sinyal diferensial dari teori integritas sinyal). Secara teori, jika beberapa sinyal masuk di salah satu ujung kabel, sinyal-sinyal tersebut seharusnya tiba di ujung lainnya secara bersamaan. Jika sinyal-sinyal ini tidak tiba pada waktu yang sama, fenomena ini disebut distorsi kemiringan kabel, atau distorsi kemiringan penundaan (delay-skew distortion). Untuk pasangan diferensial, distorsi kemiringan di dalam pasangan diferensial adalah penundaan antara dua kawat pasangan diferensial, dan distorsi kemiringan antara pasangan diferensial adalah penundaan antara dua set pasangan diferensial. Distorsi kemiringan yang besar pada pasangan diferensial akan memperburuk keseimbangan diferensial sinyal yang ditransmisikan, mengurangi amplitudo sinyal, meningkatkan jitter waktu, dan menyebabkan masalah interferensi elektromagnetik. Perbedaan distorsi kemiringan internal pada kabel berkualitas baik seharusnya kurang dari 10 ps.
Waktu posting: 30 November 2023
