シリアル接続SCSI

コンピューティングにおいて、Serial Attached SCSI ( SAS ) は、ハードディスク ドライブ、ソリッドステート ドライブ、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転送するポイント ツー ポイント シリアルプロトコルです。SA​​S は、1980 年代半ばに初めて登場した古いParallel SCSI (Parallel Small Computer System Interface、通常は「スカジー」と発音される^{[ 3 ] [ 4 ]} ) バス テクノロジーに取って代わります。SAS は、前身と同様に、標準のSCSI コマンド セットを使用します。SAS は、バージョン 2 以降のSerial ATA (SATA)とのオプションの互換性を提供します。これにより、SATA ドライブをほとんどの SASバックプレーンまたはコントローラに接続できます。逆方向、つまり SAS ドライブを SATA バックプレーンに接続することはできません。^{[ 5 ]}

国際情報技術標準化委員会（INCITS）のT10技術委員会はSASプロトコルを開発・維持しており、SCSI業界団体（SCSITA）はこの技術の普及を推進している。

一般的なシリアル接続型SCSIシステムは、以下の基本コンポーネントで構成されています。

1. イニシエータとは、対象デバイスによる処理のためにデバイスサービスおよびタスク管理要求を発信し、他の対象デバイスから同じ要求に対する応答を受信するデバイスです。イニシエータは、マザーボード上のオンボードコンポーネントとして提供される場合（多くのサーバー向けマザーボードの場合と同様）と、アドオンのホストバスアダプタとして提供される場合があります。
2. ターゲット：論理ユニットとターゲットポートを備えたデバイスで、デバイスサービスおよびタスク管理要求を受信して​​処理し、同じ要求に対する応答をイニシエータデバイスに送信する。ターゲットデバイスは、ハードディスクドライブやディスクアレイシステムなどである。
3. サービス配信サブシステム：入出力システムにおいて、イニシエータとターゲット間で情報を伝送する部分。通常、イニシエータとターゲットを接続するケーブル（エキスパンダやバックプレーンの有無は問わない）がサービス配信サブシステムを構成する。
4. エキスパンダー：サービス配信サブシステムの一部を構成し、SAS デバイス間の通信を容易にするデバイス。エキスパンダーは、複数の SAS エンドデバイスを単一のイニシエータポートに接続することを容易にします。^{[ 6 ]}

• SAS-1: ^{[ 7 ]} 3.0  Gbit/s、2004 年に承認された規格
  • SAS-1.1: ^{[ 8 ]} 2006 年に承認された規格
• SAS-2: ^{[ 9 ]} 6.0  Gbit/s、2010 年に承認された規格
  • SAS-2.1: 2011 年に承認された^{[ 10 ]}規格
• SAS-3: ^{[ 11 ]} 12.0  Gbit/s、2014 年に承認された規格
• SAS-4: ^{[ 12 ]} 22.5  Gbit/s（「24G」と呼ばれる）、2019年に承認された規格
  • SAS-4.1: ^{[ 13 ]}（「24G+」と呼ばれる）規格は2023年に承認された。
• SAS-5ドラフト：^{[ 14 ]}新しいフォームファクタに対応し、信号の完全性を向上させるためのコネクタ定義の追加によるSAS-4の拡張。開発は2018年5月に開始された。

SASドメインは、SCSIドメインのSAS版であり、サービス配信サブシステムを介して相互に通信する一連のSASデバイスで構成されます。SASドメイン内の各SASポートには、SASドメイン内でポートを一意に識別するSCSIポート識別子（ワールドワイドネーム）があります。これは、イーサネットデバイスのMACアドレスと同様に、デバイスメーカーによって割り当てられ、通常は世界中で一意です。SA​​Sデバイスは、これらのポート識別子を使用して相互に通信を行います。

さらに、すべてのSASデバイスにはSCSIデバイス名があり、これによりSASデバイスが世界で一意に識別されます。ポート識別子でデバイスが十分に識別されることが多いため、これらのデバイス名を目にする機会はあまりありません。

比較のために説明すると、パラレルSCSIでは、SCSI IDはポート識別子とデバイス名の両方です。ファイバーチャネルでは、ポート識別子はWWPN、デバイス名はWWNNです。

SASでは、SCSIポート識別子とSCSIデバイス名はどちらもSASアドレスの形式をとります。SASアドレスは64ビットの値で、通常はNAA IEEE Registered形式です。混乱を招く恐れがあるため、SCSIポート識別子をデバイスのSASアドレスと呼ぶことがあります。また、SASアドレスはファイバーチャネルのWWNと本質的に同じであるため、WWN（World Wide Name）と呼ばれることもあります。SASエキスパンダデバイスの場合、SCSIポート識別子とSCSIデバイス名は同じSASアドレスになります。

ニアラインSAS（ NL-SASと略され、ミッドラインSASと呼ばれることもある）ドライブは、SASインターフェースを備えていますが、ヘッド、メディア、回転速度は従来のエンタープライズクラスのSATAドライブと同じであるため、他のSASドライブよりも安価です。SA​​TAと比較した場合、NL-SASドライブには次のような利点があります。 ^{[ 15 ]： 20}

• 冗長な経路を可能にするデュアルポート
• デバイスを複数のコンピュータに接続できる機能
• SCSIコマンドセット全文
• SATA HDDをSAS HBAに接続するために必要なSerial ATA Tunneling Protocol （STP）を使用する必要はありません。^{[ 15 ]： 16}
• SATA HDDの擬似デュアルポート高可用性に必要なSATAインターポーザーカードは不要です。 ^{[ 15 ]： 17}
• コマンドキューの深度を深くする

• SASバスはポイントツーポイント接続ですが、SCSIバスはマルチドロップ接続です。エキスパンダを使用しない限り、各SASデバイスは専用リンクでイニシエータに接続されます。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る場合、競合が発生することはありません。一方、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には終端に関する問題がなく、パラレルSCSIのような終端パックも必要ありません。
• SASはクロックスキューを解消します。
• SASはエキスパンダーを使用することで最大65,535台のデバイスを接続できるのに対し、パラレルSCSIは1つのチャネルで8台または16台のデバイスしか接続できないという制限がある。
• SASは、ほとんどのパラレルSCSI規格よりも高速な転送速度を実現します（SAS-1、SAS-2、SAS-3、SAS-4はそれぞれ3、6、12、24  Gbit/秒のデータ帯域幅をサポートします）^{[ 16 ]}。SASは、イニシエータとターゲット間の各接続でこれらの速度を実現するため、スループットが向上します。一方、パラレルSCSIは、マルチドロップバス全体で速度を共有します。
• SAS デバイスはデュアル ポートを備えており、冗長なバックプレーンやマルチパス I/Oを可能にします。この機能は通常、デュアル ドメイン SASと呼ばれます。^{[ 17 ]}
• SASコントローラは、SATAデバイスに接続できます。接続方法は、ネイティブSATAプロトコルを使用して直接接続する方法と、Serial ATA Tunneling Protocol（STP）を使用してSASエキスパンダを介して接続する方法があります。
• SASとパラレルSCSIはどちらもSCSIコマンドセットを使用します。

SASとSATAの間には物理的な違いはほとんどありません。^{[ 18 ]}

• SASプロトコルはSASドメイン内で複数のイニシエータを規定しているが、SATAには同様の規定はない。^{[ 18 ]}
• ほとんどのSASドライブはタグ付きコマンドキューイングを提供しますが、ほとんどの新しいSATAドライブはネイティブコマンドキューイングを提供します。^{[ 18 ]}
• SATA は、並列 ATAコマンド セットをベースにしたコマンド セットを使用し、ネイティブ コマンド キューイング、ホット プラグ、TRIM などの機能を追加して拡張しています。SAS は SCSI コマンド セットを使用し、エラー リカバリ、予約、ブロックの再利用など、より幅広い機能が含まれています。基本的な ATA には、直接アクセス ストレージ用のコマンドしかありません。ただし、CD /DVD ドライブなどのデバイスでは、 SCSI コマンドをATAPI ^{[ 18 ]}を介してトンネルすることができます。
• SAS ハードウェアはデバイスへのマルチパス I/Oを可能にしますが、SATA ( SATA 2.0以前) はそうではありません。^{[ 18 ]}仕様によれば、SATA  2.0 はポート拡張を実現するためにポートマルチプライヤーを使用し、一部のポートマルチプライヤーメーカーはポートマルチプライヤーハードウェアを使用してマルチパス I/O を実装しています。
• SATAはパラレルATAの後継となる汎用規格として販売されており、消費者向け市場では一般的だが、より高価なSASは重要なサーバーアプリケーションを対象としている。^{[ 19 ]}
• SASのエラー回復とエラー報告はSCSIコマンドを使用しますが、これはSATAドライブで使用されるATA SMARTコマンドよりも多くの機能を持っています。^{[ 18 ]}
• SASはSATAよりも高い信号電圧（ 送信時800～1,600mV、 受信時275～1,600mV ）を使用する（ SATAは送信時400～600mV、受信時325～600mV ）。この高電圧により、（他の機能の中でも特に）サーバーのバックプレーンでSASを使用できるという利点がある。^{[ 18 ]}  
• SASは信号電圧が高いため、最大10m（33フィート）の長さのケーブルを使用できますが、SATAのケーブル長制限は1m （3.3フィート）またはeSATAの場合は2m （6.6フィート）です。^{[ 18 ]}      
• SASは全二重通信ですが、SATAは半二重通信です。SA​​Sトランスポート層は、リンクの全速度で双方向に同時にデータを送信できるため、リンク上で実行されるSCSIコマンドは、デバイスとの間でデータを同時に転送できます。ただし、そのようなSCSIコマンドはまれであり、SASリンクは一度に1つのコマンド専用にする必要があるため、これは通常、単一のデバイスでは利点になりません。^{[ 20 ]}

• デバイスの帯域幅一覧
• SCSI / ATA変換
• シリアルストレージアーキテクチャ
• USB接続SCSI

• SCSI業界団体のWayback Machineアーカイブ（2023年9月23日保存）
• SNIA SCSI 貿易協会フォーラム (STA フォーラム)
• T10（SCSIストレージインターフェース）プロジェクト
• シリアル接続SCSI（SAS）仕様