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Diferentes tipos de interfaz SSD para servidores

Updated on jul 5, 2022
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Servidores de Rack de FS

Generalmente, los discos duros para servidores comprenden tres tipos principales: las unidades de disco duro (HDD, Hard disk drive), las unidades de estado sólido (SSD, Solid disk drive) y las unidades de disco híbrido (HDD, Hybrid disk drive). Cuando se trata de almacenamiento informático, la mayoría de veces se mencionan los discos duros. Sin embargo, las SSD permiten un procesamiento más rápido de la información y un mayor rendimiento del ordenador con un menor consumo de energía. En este artículo explicaremos las tres interfaces de SSD para servidores y sus diferencias.

 

Tipos de interfaces SSD para servidores

Como dispositivo de almacenamiento mejorado, las SSD para servidores utilizan una memoria flash persistente que retiene la información y es menos propensa a sufrir daños físicos por el desgaste. En general, existen tres tipos de interfaces de SSD para servidores: la conexión de tecnología avanzada en serie (SATA, Serial Advanced Technology Attachment ), la SCSI conectada en serie (SAS, Serial attached SCSI ) y la memoria no volátil express (NVMe, Non-volatile memory express).

SATA (Serial Advanced Technology Attachment)

La SATA es la interfaz más antigua y rentable para las unidades SSD (en comparación con los otros dos tipos). Actúa como bus informático cuya función principal consiste en transmitir datos entre la placa base y los dispositivos de almacenamiento (p.ej. discos duros) a través de un cable serie de alta velocidad. Permite el intercambio en caliente, es decir, la posibilidad de sustituir los componentes del sistema sin apagarlo.

A diferencia de su predecesora, la interfaz PATA, la SATA es más rápida y puede escribir en el disco a una velocidad de 6 Gb/s y un rendimiento de 600 MB/s. Soporta la retrocompatibilidad tanto de hardware como de software.

Sin embargo, la SATA es una interfaz semidúplex, esto significa que sólo puede utilizar un canal/dirección para transferir datos y no puede realizar funciones de lectura y escritura al mismo tiempo. Estas limitaciones pueden provocar cuellos de botella en la red y retrasos en el rendimiento. Otra desventaja de esta interfaz es su escasez de funcionalidades para la recuperación de errores y la presentación de informes en comparación con las interfaces SAS y NVMe.Interfaz SATA

SAS (Serial Attached SCSI)

La SAS es una nueva generación de tecnología SCSI, que, al igual que la SATA, adopta la tecnología de serie para una mayor velocidad de transmisión y soporta el intercambio en caliente. Se utiliza para soportar 128 transmisiones de datos directas punto a punto entre dispositivos de hardware para soluciones de almacenamiento para empresas. Además, la SAS es una interfaz full-duplex que soporta funciones de lectura y escritura simultáneas, capaz de transferir datos bidireccionalmente a velocidades de hasta 12 Gb/s.

Por lo general, la SAS es generalmente compatible con la SATA: las placas base de los sistemas SAS pueden conectarse tanto a unidades SAS de doble puerto y alto rendimiento como a unidades SATA de alta capacidad y bajo coste. Por lo general, la SAS proporciona más rendimiento y soporta mayores capacidades y prestaciones que la SATA.

Sin embargo, no está exenta de desventajas: pues su precio es considerablemente elevado y tiene una escasa relación calidad/precio.Interfaz SAS

NVMe (Non-volatile Memory Express)

La interfaz NVMe es un tipo de SSD que se conecta a una ranura PCI Express (PCIe) de la placa base que representa una mejora respecto a las otras dos interfaces. También tiene una capacidad full-duplex, pero supera con creces a la SAS en términos de potencia de transferencia de datos, con una tasa de interfaz de 32 Gb/s y un rendimiento de 3,9 GB/s.

Situada directamente entre los controladores de dispositivos y la PCIe, la NVMe es capaz de lograr una alta escalabilidad, seguridad y transmisión de datos de baja latencia que le permiten ofrecer hasta 4 veces más operaciones de E/S por segundo que la SAS. Consecuentemente, las interfaces SSD NVMe están sustituyendo progresivamente a las SATA como la mejor opción de interfaz de alto rendimiento en aplicaciones de nivel empresarial.

Sin embargo, los inconvenientes de la NVM también son muy evidentes. En primer lugar, es la interfaz SSD más cara de las tres, no es rentable para el almacenamiento de grandes cantidades de memoria y tiene problemas de compatibilidad. Los servidores de datos con interfaz NVMe deben utilizar el formato M.2, que es bastante limitado en comparación con otras soluciones de almacenamiento.Interfaz NVMe

 

Comparación de los distintos tipos de interfaces para servidor

Tipo de interfaz

Normalmente, hay dos protocolos de interfaz estándar de los servidores de red: el de NVMe y el de interfaz de controlador de anfitrión avanzada (AHCI, Advanced Host Controller Interface). La interfaz NVMe de servidor utiliza el protocolo de NVMe, mientras que la SATA y la SAS utilizan el protocolo de AHCI o el entorno de desarrollo integrado (IDE, Integrated development environment).

Además, los puerto de la interfaz del servidor también varían: la NVMe sólo utiliza puertos PCIe, la SAS utiliza puertos M.2, U.2, mSATA, SATA, SAS, PCI-E, SATA express e IDE, mientras que la SATA utiliza puertos SATA, U.2 y M.2. Otra diferencia reside en que los canales de bus PCIe utilizados por la interfaz NVMe SSD pueden conectarse directamente a la CPU, esto no es posible en las otras dos interfaces.

Velocidad de lectura/escritura

  SATA SAS NVMe
Caudal de tráfico 600 MB/s 1200 MB/s 3.9 GB/s
Velocidad de la interfaz 6 Gb/s 12 Gb/s 32 Gb/s

Como muestra la figura anterior, la SATA III utilizada en las placas base modernas tiene un rendimiento máximo de 600 MB/s y una velocidad de interfaz de 6 Gb/s. En comparación, la SAS, que soporta hasta 12 Gb/e, es una tecnología más rápida que la SATA en todos los sentidos.

En cuanto a la NVMe, cuenta con múltiples buses de información y puede proporcionar velocidades de lectura y escritura de 2000 MB/s. Además, como puede conectarse directamente a la CPU sin la limitación de la interfaz APA, las operaciones de entrada/salida (IOP) por segundo pueden ser hasta 4 veces más rápidas.

Escalabilidad y rendimiento

La NVMe tiene la mejor escalabilidad y rendimiento de las tres. Como esta interfaz utiliza ranuras PCIe, puede transferir 25 veces más datos que los productos SATA equivalentes. Es más, la NVMe supera y utiliza los cuatro carriles tradicionales que se encuentran en la mayoría de las SSD PCIe para aumentar el rendimiento.

La escalabilidad de la interfaz SATA es significativamente menor que la de otras interfaces de almacenamiento. Las limitadas capacidades de puerto condicionan la tasa de transferencia de datos, lo que afecta al rendimiento de la unidad. Las interfaces SAS proporcionan una mayor escalabilidad, soportando teóricamente hasta 16.384 dispositivos.

Latencia

Como interfaz semidúplex, la SATA sólo puede utilizar un canal/dirección para transferir datos y es más susceptible a los cuellos de botella en la red y los retrasos en el rendimiento. La SAS tiene una mejor latencia debido a su interfaz full-duplex.

Sin embargo, la NVMe es la que tiene la latencia más baja, utiliza un controlador PCIe nativo para realizar la conexión directa con la CPU, eliminando así la necesidad de que la CPU lea los registros durante la ejecución de los comandos, lo que resulta en una notable reducción de la latencia.

Precio

Como es sabido, cuanto más rápido y mejor sea el rendimiento de la unidad, mayor será su precio. Ya hemos establecido que la SAS y la NVMe son mejores que la SATA en términos de velocidad de lectura/escritura, escalabilidad, rendimiento y latencia. A cambio, son las dos primeras son más caras que la SATA, pero también más duraderas.

 

Conclusión

En resumen, la SATA, la SAS y la NVMe son las tres interfaces principales de SSD que se diferencian en varios aspectos. La SATA es de fácil gestión y puede proporcionar las soluciones de almacenamiento de datos más rentables para los servidores de red, mientras que la SAS y la NVMe son más rápidas y ofrecen una mayor calidad en cuanto a la latencia, la escalabilidad y el rendimiento.

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