Пропускная способность интерфейсов
Пропускная способность интерфейса передачи данных (Transfer rate) — это максимальная скорость, с которой данные могут передаваться через данный интерфейс. Не стоит путать пропускную способность интерфейса с пропускной способностью отдельных устройств, которые к нему подключены. Многие интерфейсы не способны передавать данные с максимально возможной скоростью, это связано с присущими им накладными расходами. Некоторые адаптеры обладают аппаратными возможностями для обработки данных без загрузки CPU, что позволяет повысить производительность, управляемость и надежность передачи данных через интерфейс. Для интерфейсов, перечисленных в таблице, пропускные способности считаются из расчета передачи по одному порту в полудуплексном режиме.
Отличия схем кодирования в битах и байтах
Пропускные способности для систем хранения данных обычно указываются в MB/s. Множество интерфейсов использует схему кодирования 8b/10b, которая отображает восьмибитные байты в символы размером 10 бит для передачи на физическом уровне, при этом дополнительные биты используются для управления. Поэтому для таких интерфейсов пропускная способность в MB/s считается как пропускная способность в Mb/s, деленная на 10. Накладные расходы при схеме кодирования 8b/10b составляют 20% (10-8)/10.
Начиная с 10Gb Ethernet и с 10Gb Fibre Channel (для ISL), используется схема кодирования 64b/66b с улучшенной эффективностью. Схема 64b/66b проектировалась для высокой пропускной способности FC и InfiniBand. Само по себе кодирование 64b/66b не совместимо с 8b/10b, но иногда устройства на аппаратном уровне могут поддерживать реализацию старой схемы.
16Gb Fibre Channel имеет линейную скорость 14.025Gbps, но со схемой кодирования 64b/66b имеет в два раза большую пропускную способность, чем 8Gb Fibre Channel, линейная скорость которого равна 8.5Gbps. Кодирование 64b/66b влечет за собой 3% накладных расходов (66-64)/66.
PCIe версий 1.x и 2.x использует схему кодирования 8b/10b. PCIe версии 3 использует 128b/130b, что дает всего 1.5% дополнительных расходов.
Схемы кодирования
| Схема кодирования | Накладные расходы | Интерфейсы |
| 8b/10b | 20% | 1GbE, FC (вплоть до 8Gb), IB (SDR, DDR, QDR), PCIe (1.0 и 2.0), SAS (1.0, 2.0 и 3.0), SATA, USB (вплоть до 3.0) |
| 64b/66b | 3% | 10GbE, 100GbE, FC(10/16/32Gb), FCoE, IB (FDR и EDR), Thunderbolt 2
|
| 128b/130b | 1.5% | PCIe (3.0 и 4.0)
|
| 128b/132b | 3% | USB 3.1 Gen 2 (10Gbps)
|
| 128b/150b | 14.7% | SAS 4.0 |
Пропускная способность Fibre Channel
| Интерфейс | Пропускная способность | Линейная скорость | Схема кодирования | Хост-адаптер |
|---|---|---|---|---|
| 1Gb FC | 100 MB/s | 1.0625 GBaud | 8b/10b | PCI-X |
| 2Gb FC | 200 MB/s | 2.125 GBaud | 8b/10b | PCI-X |
| 4Gb FC | 400 MB/s | 4.25 GBaud | 8b/10b | PCI-X 2.0 или PCIe 1.0 x4 |
| 8Gb FC | 800 MB/s | 8.5 GBaud | 8b/10b | PCI-X 1.0 x8 или PCIe 2.0 x4 |
| 16Gb FC | 1600 MB/s | 14.025 GBaud | 64b/66b | PCI-X 2.0 x8 или PCIe 3.0 x4 |
| 32Gb FC | 3200 MB/s | 28.05 GBaud | 64b/66b | PCIe 3.0 x8 |
| 64Gb FC | 6400 MB/s | 28.9 GBaud | 64b/66b | PCIe 4.0 |
Пропускная способность InfiniBand
|
| 1X | 4X | 12X | Схема кодирования | Хост-адаптер |
|---|---|---|---|---|---|
| SDR | 2 Gb/s | 8 Gb/s | 24 Gb/s | 8b/10b | PCIe 1.0 x8 |
| DDR | 4 Gb/s | 16 Gb/s | 48 Gb/s | 8b/10b | PCIe 1.0 x16 или PCIe 2.0 x8 |
| QDR | 8 Gb/s | 32 Gb/s | 96 Gb/s | 8b/10b | PCIe 2.0 x8 |
| FDR-10*только Mellanox | 10.31 Gb/s | 41.25 Gb/s | 123.75 Gb/s | 64b/66b | PCIe 3.0 x8 |
| FDR | 13.64 Gb/s | 54.55 Gb/s | 163.64 Gb/s | 64b/66b | PCIe 3.0 x8 |
| EDR | 25 Gb/s | 100 Gb/s | 300 Gb/s | 64b/66b | PCIe 3.0 x16 |
Сравнительная таблица интерфейсов
| Интерфейс | Количество устройств | Максимальное расстояние (м) | Тип кабеля | Реализация контроллера интерфейса | Скорость передачи (MB/s) | Аттрибуты интерфейса |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FC | 16M | 10 (медный кабель) или более 10 км (оптоволоконный кабель) | Медный или Оптоволоконный | Дополнительный адаптер (HBA) | 100, 200, 400, 800, 1600, 3200 | двухпортовый |
| FCoE | 16M | 10 (медный кабель) или очень большое (оптоволоконный кабель) | Медный или Оптоволоконный | Конвергентный сетевой адаптер (CNA) или сетевой адаптер 10GbE (NIC) | 1150, 4600 | двухпортовый |
| Infiniband | 48M | 15 (медный кабель) или очень большое (оптоволоконный кабель) | Медный или Оптоволоконный | Дополнительный адаптер (HCA) | 1000, 2000, 4000, 7000, 12500 | полнодуплексный, двухпортовый |
| iSCSI | Много | расстояние соотв. кабелю Ethernet | Медный или Оптоволоконный | Cетевой адаптер (NIC) или дополнительный адаптер (HBA) | 100, 1000, 2500, 4000 | |
| SAS (пассивный) | 16K | 10 | Медный | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (HBA) | 300, 600, 1200 | полнодуплексный, двухпортовый |
| SAS (активный) | 16K | 20 | Медный | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (HBA) | 300, 600, 1200 | полнодуплексный, двухпортовый |
| SAS (активный) | 16K | 100 | Оптоволоконный | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (HBA) | 300, 600, 1200, 2400 | полнодуплексный, двухпортовый |
| SATA | 1 | 1 | Медный | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (HBA) | 150, 300, 600 | полудуплексный, однопортовый |
| Thunderbolt | 6 | 4 | Медный | Встроен в чипсет | 1000, 2000, 4000
| |
| USB | 127 | 5 | Медный или Беспроводное соединение | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (Adapter card) | 0.15, 1.5, 48, 500, 1000 | однопортовый |
