Festplatten: Das Gesetz der Serie

21.04.2005
Von Kurt Schörghofer

Punkt-zu-Punkt-Architektur

Als direkte Nachfolger von Parallel-SCSI-Laufwerken haben SAS-Festplatten deren wesentliche Eigenschaften geerbt und arbeiten auf Basis des bewährten SCSI-Protokolls. Das serielle Bussystem verleiht den robusten SCSI-Laufwerken eine Reihe weiterer Vorteile: Bei der parallelen Architektur sind alle Endgeräte über ein Kabel verbunden. Dies führt zu Leistungseinbußen, da jede angeschlossene Festplatte warten muss, bis sie bei der Datenübertragung "an der Reihe" ist. Demgegenüber arbeiten serielle Schnittstellen in einer Punkt-zu-Punkt-Architektur, das heißt, jedes Gerät wird über einen eigenen Signalweg angesprochen. Die Performance bleibt also erhalten, auch wenn Daten gleichzeitig auf mehrere Endgeräte übertragen werden.

Auf diese Weise lassen sich bis zu 128 Festplatten über einen Multiplexer betreiben, während die parallele Shared-Architektur nur 16 Geräte (zum Beispiel 15 Festplatten in Kombination mit einem Host-Bus-Controller) zulässt. Die maximale Datentransferrate von SAS und SCSI ist annähernd gleich, allerdings werden künftige SAS-Generationen bis zu 12 GB pro Sekunde erreichen, was die Datenübertragung im Server-Bereich deutlich beschleunigt.

Ebenfalls für hohe Anforderungen in Unternehmensnetzen ausgelegt sind FC-Festplatten. Sie unterscheiden sich von SAS- beziehungsweise SCSI-Platten eigentlich nur durch ihre Schnittstelle und weniger durch die interne Festplattentechnik. Während sich SAS als Schnittstelle eher für Server und Raid-Systeme eignet, ist das FC-Konzept für ambitionierte Speicherprojekte wie SANs oder geswitchte Hochgeschwindigkeitsnetze mit extrem hohen Sicherheitsanforderungen und einer schier unbegrenzten Anzahl von Geräten (bis zu 16 Millionen) ausgelegt.

Die SATA-Technik ist die serielle Weiterentwicklung des parallelen ATA (auch "IDE" genannten)-Schnittstellenstandards. SATA-Festplatten haben mit SAS-Festplatten lediglich Stecker und Kabel gemeinsam. Technisch gesehen handelt es sich bei ihnen um klassische Desktop- oder Consumer-Festplatten. Bei starken Vibrationen in großen Server-Racks steigt die Suchzeit kräftig an, und ihre ohnehin geringere MTBF orientiert sich an einer durchschnittlichen Betriebszeit von acht Stunden an fünf Tagen in der Woche. Zwar beherrschen inzwischen auch SATA-Laufwerke Funktionen wie das Native Command Queuing (NCQ), jedoch nicht in dem Umfang und mit der Leistung wie SAS-Laufwerke. Daher eignen sie sich zwar durchaus für Near-Line-Storage-Aufgaben und Einstiegs-Server, jedoch nicht für unternehmenskritische Aufgaben mit hohen Anforderungen an Zugriffsgeschwindigkeit, Ausfallsicherheit und Verfügbarkeit.

Die Speicheranforderungen im Unternehmen lassen sich nach Bedeutung der gespeicherten Daten grob in drei Kategorien aufteilen. Primäre Anforderungen an die Speicherarchitektur stellen unternehmenskritische Transaktionsdaten, beispielsweise zu Kunden und Aufträgen, deren Verlust ein hohes Risiko für das Unternehmen birgt.