시리얼 접속 SCSI
Serial Attached SCSI시리얼 접속 SCSI | |
폭(비트) | 1 |
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No. 디바이스의 | 65,535 |
속도 | |
스타일. | 시리얼 |
핫 플러그 인터페이스 | 네. |
컴퓨팅에서 SAS(Serial Attached SCSI)는 하드 디스크 드라이브나 테이프 드라이브 등의 컴퓨터 스토리지 장치 간에 데이터를 이동하는 포인트 투 포인트 직렬 프로토콜입니다.SAS는 1980년대 중반에 처음 등장한 오래된 병렬 SCSI(Parallel Small Computer System Interface)[3][4] 버스 기술을 대체합니다.SAS는 이전 버전과 마찬가지로 표준 SCSI 명령어세트를 사용합니다.SAS는 시리얼 ATA(SATA), 버전2 이후와의 호환성을 옵션으로 제공합니다.이를 통해 SATA 드라이브를 대부분의 SAS 백플레인 또는 컨트롤러에 연결할 수 있습니다.반대로 SAS 드라이브를 SATA 백플레인에 연결할 수 없습니다.[5]
INCITS(International Committee for Information Technology Standards)의 T10 기술위원회는 SAS 프로토콜을 개발하고 유지하고 SCSI 무역 협회(SCSITA)는 이 기술을 홍보합니다.
서론
일반적인 시리얼 접속 SCSI 시스템은 다음과 같은 기본 컴포넌트로 구성됩니다.
- 이니시에이터: 타깃 디바이스에 의한 처리를 위한 디바이스 서비스 및 태스크 관리 요구를 발신하고 다른 타깃 디바이스로부터 동일한 요구에 대한 응답을 수신하는 디바이스.이니시에이터는 메인보드의 온보드 컴포넌트(서버 지향 메인보드의 경우와 마찬가지로) 또는 애드온 호스트 버스 어댑터로 제공될 수 있습니다.
- 타깃: 처리를 위한 디바이스 서비스 및 태스크 관리 요구를 수신하고 동일한 요구에 대한 응답을 이니시에이터 디바이스에 전송하는 논리 유닛 및 타깃 포트를 포함하는 디바이스.대상 디바이스는 하드 디스크 드라이브 또는 디스크 어레이 시스템일 수 있습니다.
- 서비스 제공 서브시스템: 이니시에이터와 타깃 간에 정보를 전송하는 I/O 시스템의 일부입니다.일반적으로 익스팬더 및 백플레인 유무에 관계없이 이니시에이터와 타깃을 연결하는 케이블은 서비스 제공 서브시스템을 구성합니다.
- 익스팬더: 서비스 제공 서브시스템의 일부를 구성하고 SAS 디바이스 간의 통신을 용이하게 하는 장치.익스팬더를 사용하면 여러 SAS End 디바이스를 하나의 [6]이니시에이터 포트에 쉽게 연결할 수 있습니다.
역사
- SAS-1: 3.0 기가비트/초, 2004년에 도입[7]
- SAS-2: 6.0 기가비트/초, 2009년 2월부터 이용 가능
- SAS-3: 12.0 기가비트/초, 2013년 3월부터 이용 가능
- SAS-4: 22.5 Gbit/s (24 G),[8] 2017년에 표준[7][2] 완료
- SAS-5: 45[9] 기가비트/초 개발 중
식별 및 주소 지정
SAS 도메인은 SCSI 도메인의 SAS 버전입니다. 서비스 제공 서브시스템을 통해 서로 통신하는 SAS 장치 세트로 구성됩니다.SAS 도메인의 각 SAS 포트에는 SAS 도메인 내의 포트를 일의로 식별하는 SCSI 포트 ID(World Wide Name)가 있습니다.이더넷 디바이스의 MAC 주소와 같이 디바이스 제조원에 의해 할당되며, 일반적으로 전 세계적으로도 고유합니다.SAS 디바이스는, 이러한 포토 ID 를 사용해 서로 통신합니다.
또한 모든 SAS 디바이스에는 SCSI 디바이스 이름이 있으며, 이는 SAS 디바이스를 고유하게 식별합니다.포트 ID가 디바이스를 충분히 식별하기 때문에 이러한 디바이스명은 자주 표시되지 않습니다.
비교를 위해 병렬 SCSI에서 SCSI ID는 포트 ID와 디바이스 이름입니다.파이버 채널에서는 포트 ID는 WWPN, 디바이스 이름은 WWNN입니다.
SAS 에서는, SCSI 포토 ID 와 SCSI 디바이스명 모두, SAS 주소의 형식(통상은 NAA IEEE Registered 형식)이 됩니다.SCSI 포트 ID를 디바이스의 SAS 주소라고 부르는 경우가 있습니다.SAS 주소는 기본적으로 파이버채널의 WWN과 동일하기 때문에 World Wide Name 또는 WWN이라고 부르는 경우가 있습니다.SAS 익스팬더 디바이스의 경우 SCSI 포트 ID와 SCSI 디바이스 이름은 동일한 SAS 주소입니다.
병렬 SCSI와의 비교
이 섹션은 확인을 위해 추가 인용문이 필요합니다.(2014년 5월 (이 및 ) |
- SAS "버스"는 SCSI 버스가 멀티드롭인 동안 포인트 투 포인트로 작동합니다.각 SAS 디바이스는 익스팬더를 사용하지 않는 한 전용 링크로 이니시에이터에 연결됩니다.하나의 이니시에이터가 하나의 타겟에 연결되어 있으면 경합이 발생할 가능성이 없습니다.병렬 SCSI를 사용하면 이 상황에서도 경합이 발생할 수 있습니다.
- SAS에는 종단 문제가 없으며 병렬 SCSI와 같은 터미네이터 팩이 필요하지 않습니다.
- SAS는 클럭 스큐를 없앱니다.
- SAS에서는 익스팬더를 사용하여 최대 65,535대의 디바이스를 사용할 수 있습니다.한편 패럴렐 SCSI에서는 1개의 채널에서8대 또는 16대의 디바이스를 사용할 수 있습니다.
- SAS는 대부분의 병렬 SCSI 표준보다 빠른 전송 속도(3, 6 또는 12 Gbit/s)를 실현합니다.SAS는 각 이니시에이터-타깃 연결에서 이러한 속도를 달성하므로 처리량이 더 높아집니다. 반면 병렬 SCSI는 멀티드롭 버스 전체에서 속도를 공유합니다.
- SAS 디바이스에는 이중 포트가 있어 다중 백플레인 또는 멀티패스 I/O가 가능합니다.이 기능은 보통 듀얼 도메인 [10]SAS라고 불립니다.
- SAS 컨트롤러는 네이티브 SATA 프로토콜을 사용하여 직접 연결하거나 STP(Serial ATA Tunneling Protocol)를 사용하여 SAS 익스팬더를 통해 SATA 장치에 연결할 수 있습니다.
- SAS와 병렬 SCSI 모두 SCSI 명령어세트를 사용합니다.
SATA와의 비교
SAS와 [11]SATA의 물리적인 차이는 거의 없습니다.
- SAS 프로토콜은 SAS 도메인의 여러 이니시에이터를 제공하지만 SATA에는 유사한 프로비저닝이 [11]없습니다.
- 대부분의 SAS 드라이브는 태그 부착 명령어 큐잉을 제공하지만, 대부분의 최신 SATA 드라이브는 네이티브 명령어 [11]큐잉을 제공합니다.
- SATA는 병렬 ATA 명령어 세트를 기반으로 한 명령어 세트를 사용하며, 이 세트 이상으로 확장되어 네이티브 명령어 큐잉, 핫 플러그, TRIM 등의 기능을 포함합니다.SAS는 SCSI 명령어 세트를 사용합니다.이 명령어 세트에는 오류 복구, 예약, 블록 회수 등의 다양한 기능이 포함됩니다.기본 ATA에는 직접 액세스 스토리지에 대한 명령만 있습니다.다만, CD/DVD 드라이브등의 디바이스의 경우는, ATAPI 를 개입시켜[11] SCSI 커맨드를 터널링 할 수 있습니다.
- SAS 하드웨어는 디바이스에 대한 멀티패스 I/O를 지원하지만 SATA(SATA 2.0 이전 버전)는 지원하지 않습니다.[11]사양에 따르면 SATA 2.0은 포트 확장을 위해 포트 멀티플라이어를 사용하고 있으며 일부 포트 멀티플라이어 제조업체는 포트 멀티플라이어 하드웨어를 사용하여 멀티패스 I/O를 구현하고 있습니다.
- SATA는 병렬 ATA의 범용 후속 제품으로 판매되며 소비자 시장에서 보편화되고 있는 반면[update], 더 비싼 SAS는 중요한 서버 애플리케이션을 대상으로 합니다.
- SAS 오류 복구 및 오류 보고는 SATA [11]드라이브에서 사용하는 ATA SMART 명령보다 더 많은 기능을 가진 SCSI 명령을 사용합니다.
- SAS는 SATA보다 높은 시그널링 전압(송신 800~1,600mV, 수신 275~1,600mV)을 사용합니다(송신 400[clarification needed]~600mV, 수신 325[clarification needed]~600mV).전압이 높기 때문에 서버 백플레인으로 SAS를 [11]사용할 수 있습니다.
- SAS는 시그널링 전압이 높기 때문에 최대 10m(33ft) 길이의 케이블을 사용할 수 있는 반면 SATA는 [11]eSATA의 경우 케이블 길이 제한이 1m(3.3ft) 또는 2m(6.6ft)입니다.
- SAS는 전이중, SATA는 반이중입니다.SAS 트랜스포트 레이어는 링크의 최대 속도로 동시에 양방향으로 데이터를 전송할 수 있으므로 링크를 통해 실행되는 SCSI 명령을 통해 디바이스 간에 동시에 데이터를 전송할 수 있습니다.단, 이 기능을 사용할 수 있는 SCSI 명령어는 드물고 SAS 링크는 한 번에 개별 명령어 전용이어야 하므로 일반적으로 [12]단일 디바이스에서는 이 기능이 제공되지 않습니다.
특성.
기술적 세부사항
Serial Attached SCSI 표준에서는 애플리케이션, 트랜스포트, 포트, 링크, PHY 및 물리 레이어의 몇 가지 레이어가 정의되어 있습니다.Serial Attached SCSI는 다음 세 가지 전송 프로토콜로 구성됩니다.
- Serial SCSI Protocol (SSP)– SCSI 디바이스와 명령어 수준의 통신을 실현합니다.
- STP(Serial ATA Tunneling Protocol) – SATA 장치와의 명령 수준 통신에 적합합니다.
- SAS 패브릭 관리용 Serial Management Protocol(SMP)입니다.
Link 및 PHY 계층의 경우 SAS는 고유한 프로토콜을 정의합니다.
물리층에서는 SAS 규격에 따라 커넥터와 전압 레벨이 정의됩니다.SAS 배선 및 시그널링의 물리적인 특성은 최대 6기가비트/초 레이트의 SATA와 호환성이 있으며, SAS는 보다 엄격한 물리 시그널링 사양과 보다 긴 케이블 배선을 가능하게 하는 보다 넓은 허용 차동 전압 스윙을 정의하고 있습니다.SAS-1.0 및 SAS-1.1은 8b/10b 인코딩을 통해 3기가비트/초 속도로 SATA의 물리적 신호 특성을 채택한 반면, SAS-2.0은 6기가비트/초의 물리적 속도를 개발하여 동등한 SATA 속도를 개발했습니다.2013년에는 SAS-3 [13]사양이 12Gbit/s를 따랐습니다.SAS-4는 보다 효율적인 128b/150b 인코딩 방식의 22.5기가비트/초 시그널링을 도입하여 6기가비트/초 [14]및 12기가비트/초와의 호환성을 유지하면서 2,400MB/초의 가용 데이터 레이트를 실현할 예정입니다.
또한 SCSI Express는 PCI Express 인프라스트럭처를 활용하여 보다 범용적인 인터페이스를 [15]통해 SCSI 디바이스를 직접 연결합니다.
아키텍처
SAS 아키텍처는 6개의 레이어로 구성됩니다.
- 물리층:
- 전기적 및 물리적 특성을 정의합니다.
- 차동 신호 전송
- 여러 커넥터 유형:
- SFF-8482 – SATA 지원
- 내부 4레인 커넥터: SFF-8484, SFF-8087, SFF-8643
- 외부 4레인 커넥터: SFF-8470, SFF-8088, SFF-8644
- PHY 레이어:
- 8b/10b 데이터 부호화(3, 6, 및 12 기가비트/초)
- 128b/150b SPL 패킷 부호화 (22.5 Gbit/s)[16] (2비트 헤더, 128비트 페이로드, 20비트 리드 솔로몬 전송 오류 수정)
- 링크 초기화, 속도 네고시에이션 및 리셋 시퀀스
- 링크 기능 네고시에이션(SAS-2 이후)
- 링크 레이어:
- 포트 레이어:
- 같은 주소를 가진 여러 PHY를 와이드 포트로 결합하다
- 전송 계층:
- 세 가지 전송 프로토콜을 포함합니다.
- SSP(Serial SCSI Protocol): SCSI 디바이스와의 명령어 레벨 통신용
- STP(Serial ATA Tunneled Protocol): SATA 장치와의 명령 수준 통신용
- SMP(Serial Management Protocol): SAS 패브릭 관리용
- 세 가지 전송 프로토콜을 포함합니다.
- 응용 프로그램레이어
토폴로지
이니시에이터는 1개 이상의 PHY를 통해 타겟에 직접 접속할 수 있습니다(다만, 복수의 PHY 접속에 와이드 포토라는 용어가 사용되는 경우도 있습니다만, 이러한 접속은, 1개 이상의 PHY 를 사용하는 경우에 관계없이 포토라고 불립니다).
SAS 익스팬더
시리얼 접속 SCSI 익스팬더(SAS 익스팬더)라고 불리는 컴포넌트는 다수의 SAS 디바이스 간의 통신을 용이하게 합니다.익스팬더에는 2개 이상의 외부 익스팬더 포트가 포함되어 있습니다.각 익스팬더 디바이스에는 관리용 SAS Management Protocol 타깃 포트가 적어도1개 포함되어 SAS 디바이스 자체를 포함할 수 있습니다.예를 들어 익스팬더는 주변기기에 액세스하기 위한 시리얼 SCSI 프로토콜 타깃 포트를 포함할 수 있습니다.SAS 이니시에이터와 타겟의 인터페이스에는 익스팬더가 필요하지 않지만 단일 이니시에이터가 더 많은 SAS/SATA 타깃과 통신할 수 있습니다.유용한 비유로 익스팬더는 네트워크 내의 네트워크 스위치와 비슷하며, 단일 스위치 포트를 사용하여 여러 시스템을 연결할 수 있습니다.
SAS 1에서는 2종류의 익스팬더가 정의되어 있습니다만, SAS-2.0 규격에서는 불필요한 토폴로지상의 제약이 발생하고 있지만, 이점이 없습니다.
- 엣지 익스팬더는 최대 255개의 SAS 주소와 통신할 수 있으므로 SAS 이니시에이터는 이러한 추가 장치와 통신할 수 있습니다.엣지 익스팬더는 직접 테이블라우팅과 감산루팅을 실행할 수 있습니다(이러한 라우팅 메커니즘에 대한 간단한 설명은 아래를 참조해 주세요).팬아웃 익스팬더가 없으면 전달 서브시스템에서 최대 2개의 엣지 익스팬더를 사용할 수 있습니다(이러한 엣지 익스팬더의 감산 라우팅 포트를 함께 연결하여 더 이상 익스팬더를 연결할 수 없기 때문입니다).팬아웃 익스팬더가 이 병목현상을 해결합니다.
- 팬아웃 익스팬더는 엣지 익스팬더 디바이스 세트라고 불리는 최대 255세트의 엣지 익스팬더를 접속할 수 있기 때문에 더 많은 SAS 디바이스에 대응할 수 있습니다.각 엣지 익스팬더의 감산 라우팅 포트는 팬아웃 익스팬더의 물리 포트에 접속합니다.팬아웃 익스팬더는 감산 루팅을 실행할 수 없습니다.감산 라우팅 요구를 접속된 엣지 익스팬더에만 전송할 수 있습니다.
다이렉트 루팅을 사용하면 디바이스는 직접 접속되어 있는 디바이스를 식별할 수 있습니다.테이블 라우팅은 디바이스 자체의 PHY에 연결된 익스팬더에 연결된 디바이스를 식별합니다.감산 라우팅은 자신이 속한 서브브런치에서 디바이스를 찾을 수 없을 때 사용됩니다.그러면 요구가 다른 브랜치로 모두 전달됩니다.
익스팬더는 보다 복잡한 상호접속 토폴로지를 가능하게 하기 위해 존재합니다.익스팬더는 (패킷스위칭이 아닌) 엔드 디바이스(이니시에이터 또는 타깃)의 링크스위칭을 지원합니다.엔드 디바이스를 직접(엔드 디바이스가 접속되어 있는 경우), 라우팅 테이블을 통해(엔드 디바이스 ID 및 익스팬더의 매핑은 해당 ID를 향해 라우팅하기 위해 링크를 다운스트림으로 전환해야 합니다), 또는 이러한 방식이 실패했을 경우 감산 루팅을 통해 링크가 감산 루트에 연결된 단일 익스팬더에 라우팅됩니다.g 포트. 감산 포트에 연결된 익스팬더가 없는 경우 엔드 디바이스에 도달할 수 없습니다.
감산용으로 설정된 PHY가 없는 익스팬더는 팬아웃익스팬더로서 기능해, 그 외의 익스팬더에 접속할 수 있습니다.감산 PHY를 사용하는 익스팬더는 최대 2개의 다른 익스팬더에만 접속할 수 있습니다.이 경우 1개의 익스팬더는 감산 포트를 경유하여 다른 익스팬더에 접속해야 합니다.
일반적으로 익스팬더를 사용하여 구축된 SAS-1.1 토폴로지는 SAS 도메인에 루트 노드를 1개 포함하고 있지만, 감산/감산 포트를 통해 연결된 2개의 익스팬더를 포함하는 토폴로지는 예외입니다.존재하는 경우 루트 노드는 익스팬더이며 감산 포트를 통해 다른 익스팬더에 연결되어 있지 않습니다.따라서 설정에 팬아웃익스팬더가 존재하는 경우 도메인의 루트노드여야 합니다.루트 노드에는 도메인에 연결된 모든 엔드 디바이스의 루트가 포함됩니다.테이블 투 테이블 라우팅의 SAS-2.0과 엔드 투 엔드 조닝의 새로운 규칙이 등장함에 따라 SAS-2.0 규칙에 기반한 보다 복잡한 토폴로지에는 단일 루트 노드가 포함되어 있지 않습니다.
커넥터
SAS 커넥터는 기존의 병렬 SCSI 커넥터보다 훨씬 작습니다.일반적으로 SAS는 최대 12기가비트/[17]초의 포인트 데이터 전송 속도를 제공합니다.
물리 SAS 커넥터는 몇 가지 [18]다른 종류가 있습니다.
코드- 이름[19] | 다른 이름 | 외부/ 내부의 | 핀 | 디바이스 수 / 레인 | 댓글 | 이미지 |
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SFF-8086 | 내장 미니 SAS, 내장 mSAS | 내부의 | 26 | 4 | 이것은, SFF-8087의 36 회선 버전에 비해, 내부 mSAS 의 실장은 그다지 일반적이지 않습니다. 사이드 밴드를 지원하지 않기 때문에 유효하게 되는 위치가 적어집니다. | |
SFF-8087[20][21] | 내장 미니 SAS, 내장 MSAS, 내장 iSAS, 내부 iPass | 내부의 | 36 | 4 | SFF-8086의 비쉴드 36회선 실장. Molex iPass는 내부 4배 커넥터 폭 축소, 12기가비트/초 기능 탑재. | |
SFF-8088[22][23] | 외장 미니 SAS, 외부 mSAS, 외부 iSAS, 외부 iPass | 외부의 | 26 | 4 | SFF-8086의 차폐 26회로 실장. Molex iPass는 외부 커넥터 폭 4배 축소, 12기가비트/초 지원. | |
SFF-8431[24][25] | SFP+ | 외부의 | 20 | 1 | ||
SFF-8436[26][27] | QSFP+, 쿼드 SFP+ | 외부의 | 38 | 4 | 많은 NetApp 스토리지 시스템에서 일반적으로 사용됩니다. 다른 한쪽 끝의 SFF-8088 또는 SFF-8644에서 자주 볼 수 있으며, 6기가비트/초 기능. | |
SFF-8470[28][29] | InfiniBand CX4 커넥터, Molex Lane Link | 외부의 | 34 | 4 | 고밀도 외부 커넥터(내부 커넥터로도 사용). | |
SFF-8482[30][31] | 내부의 | 29 | 2차선 | 이 폼 팩터는 SATA와의 호환성을 고려하여 설계되었지만 SAS 디바이스를 구동할 수 있습니다. SAS 컨트롤러는 SATA 드라이브를 제어할 수 있지만 SATA 컨트롤러는 SAS 드라이브를 제어할 수 없습니다. PowerEdge[33] 및 ProLiant[34] 등 서버의 백플레인에 접속하는 SAS 드라이브의 가장 일반적인[32] 접속 | ||
SFF-8484[35][36] | 내부의 | 32 또는 그 이상 19 | 4 또는 2 | 고밀도 내부 커넥터, 2 레인 및 4 레인 버전은 SFF 표준에 의해 정의됩니다. | ||
SFF-8485[37] | SGPIO(SFF 8484의 확장)를 정의합니다. 일반적으로 LED 표시기에 사용되는 직렬 링크 프로토콜입니다. | |||||
SFF-8613[38] (SFF-8643[39][40]) | Mini-SAS HD, U.2 | 내부의 | 36 | 4 또는 8 (와 함께) 이중 커넥터 | Mini-SAS HD (SAS 12 기가비트/초 탑재) SFF-8639와 함께 U.2 포트라고도[41] 불립니다. | |
SFF-8614[42] (SFF-8644[43][44]) | 외장 Mini-SAS HD | 외부의 | 4 또는 8 (와 함께) 이중 커넥터 | Mini-SAS HD (SAS 12 기가비트/초 탑재) | ||
사이드밴드 커넥터 | 내부의 | 다른 쪽 끝에는 1×SFF-8643 또는 1×SFF-8087이 있는 경우가 많습니다. 내장 팬아웃 기능을 제공합니다. 컨트롤러를 백플레인 또는 백플레인 없이 드라이브에 연결합니다. (SATA) 백플레인과 상태 LED(옵션)에 접속할 수 있습니다. | ||||
SFF-8680[45][46] | 내부의 |
| SAS 12 기가비트/초백플레인 커넥터 | |||
SFF-8639[47][48] | U.2[49] | 내부의 | 68 |
|
| |
SFF-8638[50] |
| |||||
SFF-8640[51] |
| |||||
SFF-8681[53] |
| |||||
SFF-8654[54] | 슬림SAS[55] | 내부의 | 4배속: 38 8 배속: 74 배속 | 4배속 및 8배속 SAS-4 플러그 앤 리셉터클 |
니어라인 SAS
니어라인 SAS(NL-SAS의 약자, 미드라인 SAS라고도 함) 드라이브는 SAS 인터페이스를 갖추고 있지만 헤드, 미디어 및 회전 속도는 기존 엔터프라이즈급 SATA 드라이브보다 낮기 때문에 다른 SAS 드라이브보다 비용이 적게 듭니다.SATA에 비해 NL-SAS 드라이브는 다음과 [56]: 20 같은 이점이 있습니다.
- 용장 패스를 가능하게 하는 듀얼 포트
- 장치를 여러 컴퓨터에 연결하는 기능
- 완전한 SCSI 명령어 세트
- SATA HDD를 SAS [56]: 16 HBA에 연결하는 데 필요한 STP(Serial ATA Tunneling Protocol)를 사용할 필요가 없습니다.
- SATA HDD의 [56]: 17 의사 이중 포트 고가용성(HA)에 필요한 SATA 인터포저 카드는 필요하지 않습니다.
- 명령어 큐의 깊이가 커맨드 큐
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
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외부 링크
- T10 위원회
- SCSI 무역 협회
- T10에서 SAS-2의 현재 개정판 초안 (등록 후 PDF 형식 6.83 MiB)
- T10에서 SAS-3의 현재 개정판 초안 (등록 후 PDF 형식 2.8 MB)
- 니어라인 SAS에 관한 Seagate 화이트 페이퍼
- Harry Mason과 Marty Czekalski의 SAS Standards and Technology Update, SNIA, 2011 (MultiLink SAS는 17~19페이지에서 설명)
- MultiLink SAS 프레젠테이션, 프레스 릴리즈 및 로드맵, SCSI Trade Association
- SAS 인테그레이터 가이드, SCSI Trade Association, 2006년 4월
- SAS SFF-8482 및 기타 커넥터 핀 배치