Modul în care versiunea actualizată a SATA va crește viteza PC-ului
SATA sau Serial ATA a avut un mare succes când vine vorba de stocarea pe computer. Standadizarea pe interfață permite instalarea și compatibilitatea ușoară între computere și dispozitive de stocare. Problema este că proiectarea comunicației serializate a atins limitele sale, multe unități SSD fiind acoperite de performanța interfeței, mai degrabă decât de unitatea. Din acest motiv, trebuie dezvoltate noi standarde de comunicare între un calculator și unitățile de stocare . Acesta este locul în care SATA Express se îndreaptă pentru a umple golul de performanță.
Comunicare SATA sau PCI-Express
Specificațiile existente SATA 3.0 au fost limitate la o lățime de bandă de doar 6.0Gbps, care se traduce la aproximativ 750MB / s. Acum, cu aeriene pentru interfață și toate, înseamnă că performanța eficientă a fost limitată la doar 600MB / s. Multe din actuala generație de unități SSD au ajuns, în esență, la această limită și au nevoie de o formă de interfață mai rapidă. Specificația SATA 3.2, pe care SATA Expess o face, a introdus un nou mijloc de comunicare între computer și dispozitive, permițând dispozitivelor să aleagă dacă doresc să utilizeze metoda SATA existentă, asigurând compatibilitatea cu dispozitive mai vechi sau să utilizeze PCI mai rapid - Autobuzul Express .
În mod tradițional, magistrala PCI-Express a fost utilizată pentru comunicarea între CPU și dispozitivele periferice, cum ar fi plăcile grafice, interfețele de rețea, porturile USB etc. În conformitate cu standardele PCI-Express 3.0 actuale, o singură bandă PCI-Express poate gestiona până la 1 GB / s fiind mai rapid decât interfața SATA curentă. Asta poate realiza o singură bandă PCI-Express, dar dispozitivele pot utiliza mai multe benzi. Conform specificațiilor SATA Express, o unitate cu noua interfață poate utiliza două benzi PCI-Express (adesea numite x2) pentru a avea o lățime de bandă potențială de 2 GB / s, ceea ce o face aproape de trei ori mai mare decât viteza precedentă a SATA 3.0.
Noul conector SATA Express
Acum noua interfață a necesitat și un nou conector. Ar putea părea oarecum similară, deoarece conectorul combină efectiv două conectori de date SATA împreună cu un al treilea conector ușor mai mic care se ocupă de comunicațiile bazate pe PCI-Express. Cele două conectori SATA sunt de fapt porturi SATA 3.0 pe deplin funcționale. Aceasta înseamnă că un singur conector SATA Express de pe un computer poate suporta două porturi SATA mai vechi. Problema apare atunci când doriți să conectați un drive nou bazat pe SATA Express în conector. Toate conectorii SATA Express vor utiliza lățimea totală dacă unitatea se bazează pe comunicațiile SATA mai vechi sau pe cea mai nouă PCI-Express. Deci, un singur SATA Express poate gestiona fie două unități SATA sau o unitate SATA Express.
Deci, de ce nu utilizează o unitate SATA Express bazată pe PCI Express doar să utilizeze conectorul unic al treilea decât cele două porturi SATA? Acest lucru are legătură cu faptul că o unitate bazată pe SATA Express poate utiliza fie tehnologia, deci trebuie să aibă interfața cu ambele. În plus, multe porturi SATA sunt conectate la o bandă PCI-Express pentru a comunica cu procesorul. Folosind interacțiunea PCI-Express direct cu o unitate SATA Express, întrerupeți în mod eficient comunicarea cu cele două porturi SATA conectate la acea interfață oricum.
Command Interface Limitations
SATA este în mod eficient o modalitate de a comunica date între dispozitiv și CPU în computer. În plus față de acest strat, există un strat de comandă care rulează pe partea de sus pentru a trimite comenzile cu privire la ce trebuie scris și citit de pe unitatea de stocare. De ani de zile, acest lucru a fost gestionat de AHCI (Advanced Host Controller Interface). Acest lucru a fost atât de standardizat încât este în esență scris în toate sistemele de operare existente pe piață. Acest lucru face în mod eficient plug-and-play-urile SATA. Nu sunt necesare drivere suplimentare. În timp ce tehnologia a funcționat bine cu o tehnologie mai veche mai lentă, cum ar fi hard disk-urile și unitățile flash USB, acesta reține cu adevărat SSD-urile mai rapide. Problema este că, în timp ce coada de comandă AHCI poate deține 32 de comenzi în coadă, ea încă mai poate procesa o singură comandă la un moment dat, deoarece există o singură coadă.
Aici intră setul de comandă NVMe (Express Non-volatile Express). Acesta conține un total de 65.536 cozi de comandă, fiecare având capacitatea de a deține 65.536 de comenzi pe coadă. În mod eficient, acest lucru permite procesarea paralelă a comenzilor de stocare pe unitate. Acest lucru nu este benefic pentru o unitate de hard disk, deoarece este încă limitat la o singură comandă datorită capetelor de unitate, dar pentru unitățile de stare solidă cu cipurile de memorie multiple, poate să își mărească în mod eficient lățimea de bandă prin scrierea mai multor comenzi simultan către diferite chips-uri și celule .
Acest lucru poate suna foarte bine, dar există o problemă. Aceasta este o tehnologie nouă și, prin urmare, nu este integrată în majoritatea sistemelor de operare existente de pe piață. De fapt, cele mai multe vor trebui să aibă instalate drivere suplimentare în ele, astfel încât unitățile să poată folosi noua tehnologie NVMe. Aceasta înseamnă că implementarea celor mai rapide performanțe pentru unitățile SATA Express poate dura ceva timp, deoarece software-ul trebuie să se maturizeze similar cu prima introducere a AHCI. Din fericire, SATA Express permite unităților să utilizeze oricare dintre cele două metode, astfel încât să puteți utiliza noua tehnologie acum cu driverele AHCI și, eventual, să vă deplasați la noile standarde NVMe mai târziu pentru o performanță îmbunătățită, deși probabil că este necesară reformularea unității.
Unele alte caracteristici adăugate cu SATA Express prin specificațiile SATA 3.2
Acum noile specificații SATA adaugă mai mult decât noile metode de comunicație și conector. Cele mai multe dintre acestea sunt direcționate către computerele mobile, dar pot beneficia și de alte computere care nu sunt mobile. Caracteristica cea mai notabilă de economisire a energiei este un nou mod DevSleep. Acesta este, în esență, un nou mod de alimentare care permite sistemelor de stocare să se închidă aproape complet, reducând astfel puterea de tragere atunci când sunt în modul de repaus. Acest lucru ar trebui să contribuie la îmbunătățirea duratei de funcționare a laptop-urilor speciale, inclusiv a Ultrabook-urilor proiectate în jurul SSD-urilor și a consumului redus de energie.
Utilizatorii SSHD (drive-uri hibride de stare solidă) vor beneficia, de asemenea, de noile standarde, deoarece au pus un nou set de optimizări. În implementările SATA actuale, controlerul de unitate ar determina ce elemente ar trebui și nu ar trebui să fie cache bazate pe ceea ce vede că aduc solicitate. Cu noua structură, sistemul de operare putea să spună în mod esențial controlerului de unitate ce elemente ar trebui să dețină în cache, ceea ce reduce cantitatea de aeriene de pe controlerul unității și îmbunătățește performanța.
În cele din urmă, există o funcție pentru utilizările cu setări de unități RAID . Unul dintre scopurile RAID este redundanța datelor. În cazul unei defecțiuni la unitate, unitatea ar putea fi înlocuită și apoi datele ar fi reconstruite din datele de control. În esență, au construit un nou proces în standardele SATA 3.2, care pot contribui la îmbunătățirea procesului de reconstrucție prin recunoașterea datelor care sunt deteriorate față de cele care nu sunt.
Implementarea și de ce nu a fost prins
SATA Express a fost un standard oficial de la sfârșitul anului 2013, dar nu a început să se transforme în sisteme computerizate până la lansarea chipset-urilor Intel H97 / Z97 în primăvara anului 2014. Chiar și în cazul plăcilor de bază care prezintă acum noua interfață, există niciun drive în momentul lansării care să poată utiliza noua interfață. Acest lucru este posibil din cauza problemelor legate de suportul sistemului de operare pentru noua comandă de așteptare pentru a profita din plin de SATA Express. Cel puțin implementările curente permit utilizarea conectorilor SATA Express cu unitățile SATA existente. Acest lucru ar trebui să ușureze punerea în aplicare pentru cei care se întâmplă să cumpere tehnologia acum, după ce drive-urile devin disponibile.
Motivul pentru care interfața nu a fost capturată într-adevăr se află cu interfața M.2 . Acesta este utilizat exclusiv pentru unități de tip SSD care folosesc un factor de formă mai mic, care este utilizat în computerele laptop, dar și cu sisteme desktop. Hard-disk-urile au încă un timp dificil de depășire a standardelor SATA. M.2 are un pic mai multă flexibilitate, deoarece nu se bazează pe unitățile mai mari, dar poate utiliza și patru benzi PCI-Express, ceea ce înseamnă unități mai rapide decât cele două benzi ale SATA Express. În acest moment, consumatorii nu pot vedea niciodată că SATA Express este adoptat vreodată.