SAS（Serial Attached SCSI）とは：定義・仕組み・SATA互換性と性能
SASの定義・仕組み、SATA互換性や性能を初心者にも分かりやすく解説。企業向けストレージ選定、速度比較、導入時の注意点まで実践的に紹介。
SAS（Serial Attached SCSI）は、ハードドライブやテープドライブなどのコンピューターの記憶装置とホスト（サーバーやストレージコントローラ）間でデータを送受信するためのシリアル技術です。従来の並列接続であるパラレルSCSIに代わる、ポイントツー・ポイントのシリアルプロトコル（プロトコル）であり、標準的なSCSIコマンドセットを使用します。SASは高信頼性・高可用性を重視した設計で、データセンターや企業向けのストレージ環境で広く使われています。
主な特徴と仕組み
- ポイントツーポイント接続：各デバイスは専用のシリアルリンク（PHY）で接続され、競合の少ない安定した通信が可能です。
- デュアルポート（冗長性）：多くのSASドライブはデュアルポートを持ち、コントローラを二重化して経路冗長やフェイルオーバを実現できます。
- エキスパンダ（拡張）：SASエキスパンダを使うことで、多数のドライブを1つのコントローラに接続でき、スイッチのような構成が取れます。
- レーン速度（世代による向上）：SASは世代ごとに転送速度が上がっており、初期は3Gbit/s、その後6Gbit/s（SAS-2）、12Gbit/s（SAS-3）、さらに22.5Gbit/s（SAS-4）などへと進化しています。
- コマンドセット：SCSIコマンドを用いるため、テープ装置やエンタープライズHDDなど既存のSCSIデバイス資産を活かせます。
SATAとの互換性（下位互換性）の仕組み
SASは物理層とプロトコル層の設計により、SATA（消費者向けのシリアルATA）デバイスとの互換性を持ちます。具体的には、SATAドライブはSASコントローラ／バックプレーンに接続して動作しますが、逆にSASドライブをSATAコントローラに接続することはできません。これは以下の理由によります：
- プロトコルの違い：SASコントローラはSATAデバイスと通信するためのトンネリングや互換モードをサポートしますが、SATAコントローラはSASの拡張機能（デュアルポートやエキスパンダ接続など）を理解しません。
- 物理コネクタと電気特性：SASドライブはSAS専用のコネクタ（たとえばSFF-8482など）や多ポート設計を持つことがあり、これをSATAバックプレーンに直接つなぐことは想定されていません。
- 機能差：SASはエンタープライズ向けに冗長経路、高度なエラー回復、継続的な運用を前提にしているため、SATA接続ではそれらの機能が利用できません。
利点と用途
- 高信頼性・高可用性：デュアルポートやマルチパス、エキスパンダによる冗長構成が可能で、ミッションクリティカルなシステムに適します。
- 性能の柔軟性：複数世代の高速リンクやワイドポート（複数レーンの束）によって高スループットを確保できます。
- 管理機能：エンタープライズ向けの監視やエラー報告機能が充実しています。
- 用途：サーバーのブートディスク、RAIDアレイ、ストレージアレイ、テープライブラリやバックアップ装置など、データセンターや企業ストレージで広く使われます。
注意点
- SASはSATAよりもコストが高く、一般的なデスクトップ用途では過剰になることが多いです。
- SATAドライブをSASコントローラに混在させることは可能ですが、性能や冗長性の差を理解した上で設計する必要があります（SATAはシングルポートで冗長化できないなど）。
- 実際の性能はドライブの種類（SSD/HDD）、コントローラ、ケーブル、エキスパンダなどシステム全体で決まります。
SASプロトコルは、国際情報技術標準化委員会（INCITS）のT10技術委員会によって開発・維持され、SCSI Trade Association（SCSITA）によって普及と採用が推進されています。設計・運用時には、使用するSAS世代・バックプレーン仕様・OSのマルチパス対応などを確認して最適な構成を選ぶことが重要です。
SAS（シリアル・アタッチドSCSI）とパラレルSCSIの比較
- SCSIバスがマルチドロップであるのに対し、SASバスはポイント・ツー・ポイントである。各SASデバイスは、エクスパンダを使用しない限り、イニシエータに専用のリンクで接続されます。1つのイニシエータが1つのターゲットに接続されていれば、競合の機会はありませんが、パラレルSCSIではこのような状況でも競合が発生する可能性があります。
- SASは終端処理の問題がなく、パラレルSCSIのようなターミネーターパックを必要としません。
- SASではクロックスキューを解消。
- SASはエクスパンダを使用することで最大16,384個のデバイスをサポートしますが、パラレルSCSIは1つのチャネルで8、16、32個のデバイス（SCSIコントローラを含む）に制限されます。
- SASは、多くのパラレルSCSI規格よりも高い転送速度（1.5または3.0Gbit/s）をサポートしています。パラレルSCSIではマルチドロップバス全体で速度を共有するのに対し、SASではイニシエータとターゲットの接続ごとに速度を実現するため、より高いスループットが得られる。
- SASコントローラは、規格上、SATAデバイスをサポートすることが要求されています。
- SASもパラレルSCSIもSCSIコマンドセットを使用します。
SASとSATAの比較
- SATAデバイスは、ホストバスアダプターに接続されたポート番号で一意に識別され、SASデバイスはWWN（World Wide Name）で一意に識別されます。
- ほとんどのSASドライブはTagged Command Queuingを提供し、最新のSATAドライブはNative Command Queuingを提供しますが、それぞれに長所と短所があります。
- SATAはATAのコマンドセットに準拠しているため、ハードドライブとCD/DVDドライブにのみ対応しています。理論的には、SASはスキャナーやプリンターなど、他の多くの機器にも対応している。しかし、このようなデバイスの多くは、USB、IEEE1394（FireWire）、Ethernetなどのバスを介して代替手段を見つけているため、この利点も意味をなさないかもしれない。
- SASのハードウェアではデバイスへのマルチパスI/Oが可能ですが、SATA（SATA II以前）では不可能です。仕様では、SATA IIはポートマルチプライヤーを使用してポートの拡張を実現しています。ポートマルチプライヤーのメーカーの中には、ポートマルチプライヤーのハードウェアを利用してマルチパスI/Oを実現しているところもあります。
- SATAはパラレルATAの後継となる汎用性の高い製品で、現在はコンシューマー市場で一般的に使用されています。一方、高価なSASは重要なサーバーアプリケーション向けに販売されています。
- SASのエラーリカバリーとレポーティングには、SATAドライブで使用されているATA SMARTコマンドよりも機能性の高いSCSIコマンドが使用されています。
- SASは、SATA（400-600mV TX、325-600mV RX）よりも高い信号電圧（800-1600mV TX、275-1600mV RX）を使用します。SASとSATAが混在している場合、SASドライブはSATAの電圧で動作します。このように高い電圧にする理由の一つは、SASをサーバーのバックプレーンで使用するためです。
- 信号電圧が高いため、SASでは最大8mのケーブルが使用できますが、SATAでは1mが限界です。
コネクタ
SASコネクタは、従来のパラレルSCSIコネクタよりもはるかに小さいため、2.5インチ（64mm）の小型ドライブにも対応しています。SASは最大3Gbit/sのポイントデータ転送速度をサポートしていますが、2012年までには12Gbit/sに達すると予想されています。
物理的なSASコネクターには、いくつかの異なるバリエーションがあります。
| イメージ | コードネーム | としても知られています。 | 外部/内部 | # ピンの数 | # デバイスの数 | コメント |
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| SFF 8482 | SATAコネクタ | 内部 | 1 | SATAと互換性のあるフォームファクター：SATAドライブをSASバックプレーンに接続することができ、DVDライターなどを取り付けるためにSATAコントローラを追加でインストールする必要がありません。なお、SASドライブはSATAバスでは使用できないため、物理的なコネクタにはキーが付いており、SATAバックプレーンに接続できないようになっています。写真のコネクタはドライブ側のコネクタです。 | |
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| SFF 8484 | 内部 | 32 (19) | 4 (2) | 高密度内部コネクター、SFF規格で定められた2レーンおよび4レーンバージョン | |
| SFF 8485 | SGPIOの定義（SFF 8484の拡張）：通常、LEDインジケータに使用されるシリアルリンクプロトコル | |||||
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| SFF 8470 | Infinibandコネクタ | 外部 | 32 | 4 | 高密度の外部コネクター（内部コネクターとしても使用可能） |
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| SFF 8087 | 内蔵ミニSAS | 内部 | 4 | 将来の10Gbit/sをサポートするモレックスのiPASS幅縮小内部4倍コネクター | |
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| SFF 8088 | 外付けミニSAS | 外部 | 32 | 4 | 将来の10Gbit/sをサポートするモレックスiPASS幅狭外付け4極コネクター |
質問と回答
Q: SASとは何ですか?
A: SAS は Serial Attached SCSI の略で、ハードドライブやテープドライブなどのコンピュータ・ストレージ・デバイスとの間でデータをやり取りするために設計された技術です。
Q: SASは何を置き換えるのですか?
A: SASはパラレルSCSIに代わるもので、ポイントツーポイントのシリアルプロトコルです。
Q: SCSIが登場したのはいつですか。
A: SCSIは1980年代半ばに企業のデータセンターで初めて登場しました。
Q: SASはどのようなコマンドセットを使用しますか。
A: SASは標準的なSCSIコマンドセットを使用します。
Q: SASは最終的なパラレルSCSI実装よりも高速ですか。
A: 現在のところ、SASは最終的なパラレルSCSI実装よりも若干遅いですが、2009年には現在の2倍の6Gビット/秒になる予定です。
Q: SASドライブはSATAバックプレーンに接続できますか?
A: いいえ、SASドライブはSATAバックプレーンに接続できませんが、第2世代のSATAドライブはSASバックプレーン（コントローラ）に接続できます。
Q: SASプロトコルは誰が開発し、保守しているのですか?
A: SASプロトコルは、国際情報技術標準化委員会(INCITS)のT10技術委員会によって開発・維持され、SCSI Trade Association (SCSITA)によって推進されています。
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