Другое

Что такое SATA Express?

Sata Connector

SATA, или Serial ATA , пользуется огромным успехом, когда речь идет о компьютерных хранилищах. Стандартизация интерфейса обеспечивает простоту установки и совместимость между компьютерами и устройствами хранения. Но дизайн последовательной связи достиг своих пределов, и многие твердотельные накопители ограничены производительностью интерфейса, а не накопителя. Из-за этого были разработаны новые стандарты связи между компьютером и накопителями под названием SATA Express.

SATA или PCI Express Связь

Существующие спецификации SATA 3.0 ограничены пропускной способностью всего 6,0 Гбит / с, что соответствует примерно 750 МБ / с. Теперь с накладными расходами на интерфейс и все, это означает, что эффективная производительность ограничена только 600 МБ / с. Многие из нынешних поколений твердотельных накопителей по существу достигли этого предела и нуждаются в некоторой форме более быстрого интерфейса. Спецификация SATA 3.2, частью которой является SATA Express, является новым средством связи между компьютером и устройствами. Это позволяет устройствам выбирать, хотят ли они использовать существующий метод SATA, обеспечивая обратную совместимость со старыми устройствами, или использовать более быструю шину PCI Express .

Sata Connector
Коллекция Смита / Gado / Getty Images

Шина PCI Express традиционно используется для связи между процессором и периферийными устройствами, такими как графические карты, сетевые интерфейсы, порты USB и т. Д. В соответствии с текущими стандартами PCI Express 3.0, одна полоса PCI Express может обрабатывать до 1 ГБ / с, делая это быстрее, чем текущий интерфейс SATA. Это то, чего может достичь одна линия PCI Express, но устройства могут использовать несколько линий. В соответствии со спецификациями SATA Express, накопитель с новым интерфейсом может использовать две линии PCI Express (часто называемые x2), чтобы иметь потенциальную полосу пропускания 2 ГБ / с, что почти в три раза превышает скорость предыдущих SATA 3.0.

Новый разъем SATA Express

Теперь новый интерфейс также требует нового разъема. Это может выглядеть несколько похоже, потому что разъем фактически объединяет два разъема данных SATA вместе с третьим немного меньшим разъемом, который имеет дело с коммуникациями на основе PCI Express. Два разъема SATA на самом деле являются полностью функциональными портами SATA 3.0. Это означает, что один разъем SATA Express на компьютере может поддерживать два старых порта SATA. Проблема возникает, когда вы хотите подключить более новый диск на основе SATA Express к разъему. Все разъемы SATA Express используют полную ширину, независимо от того, основывается ли диск на более старых коммуникациях SATA или более новом PCI-Express. Таким образом, один SATA Express может обрабатывать два диска SATA или один диск SATA Express.

Итак, почему диск SATA Express на основе PCI Express не использует только один третий разъем, а не два порта SATA? Это связано с тем фактом, что накопитель на базе SATA Express может использовать любую технологию, поэтому он должен взаимодействовать с обеими. В дополнение к этому, многие порты SATA связаны с линией PCI Express для связи с процессором. Используя интерфейс PCI Express напрямую с дисководом SATA Express, вы фактически отключаете связь с двумя портами SATA, подключенными к этому интерфейсу в любом случае.

Ограничения интерфейса команд

SATA — это эффективный способ передачи данных между устройством и процессором компьютера. В дополнение к этому уровню, есть командный уровень, который запускается сверху для отправки команд на то, что должно быть записано и прочитано с накопителя. В течение многих лет этим занимался AHCI (Advanced Host Controller Interface). Это было настолько стандартизировано, что по сути записано в каждой операционной системе, которая в настоящее время представлена ​​на рынке, что делает накопители SATA подключенными и работающими. Никаких дополнительных драйверов не требуется. Хотя эта технология хорошо работает со старыми, более медленными технологиями, такими как жесткие диски и USB-накопители, она действительно сдерживает более быстрые твердотельные накопители. Проблема заключается в том, что, хотя очередь команд AHCI может содержать 32 команды, она все еще может обрабатывать только одну команду за раз, поскольку существует только одна очередь.

Именно здесь вступает в действие набор команд NVMe (энергонезависимая память). Он имеет в общей сложности 65 536 командных очередей, каждая из которых способна хранить 65 536 команд в очереди. По сути, это позволяет параллельно обрабатывать команды хранения на диске. Это не выгодно для жесткого диска, так как он по-прежнему эффективно ограничен одной командой из-за головок дисков, но для твердотельных накопителей с несколькими микросхемами памяти он может эффективно увеличить их пропускную способность, записывая несколько команд в разные микросхемы. и клетки одновременно.

Это может звучать замечательно, но есть небольшая проблема. Это новая технология, и в результате она не встроена в большинство существующих на рынке операционных систем. На самом деле большинству потребуется установить в них дополнительные драйверы, чтобы диски могли использовать новую технологию NVMe. Это означает, что развертывание самой быстрой производительности для дисков SATA Express может занять некоторое время, так как программное обеспечение должно стать более зрелым, как в первом представлении AHCI. К счастью, SATA Express позволяет дискам использовать любой из этих двух методов, поэтому вы все еще можете использовать новую технологию сейчас с драйверами AHCI и, возможно, позже перейти на более новые стандарты NVMe для повышения производительности, хотя, возможно, потребуется переформатировать диск.

Другие функции, добавленные в SATA Express через спецификации SATA 3.2

Пользователи SSHD (твердотельные гибридные накопители) также получают преимущества от новых стандартов, поскольку они внедрили новый набор оптимизаций. В текущих реализациях SATA контроллер накопителя определяет, какие элементы должны и не должны кэшироваться, на основе того, что он видит, как запрашиваемый. С новой структурой операционная система по существу сообщает контроллеру диска, какие элементы он должен хранить в кэше, что уменьшает количество служебных данных на контроллере диска и повышает производительность.

Наконец, есть функция для использования с настройками дисков RAID . Одной из целей RAID является избыточность данных. В случае сбоя диска его можно заменить, а данные восстановить из данных контрольной суммы. По сути, они создали новый процесс в стандартах SATA 3.2, который может помочь улучшить процесс восстановления, распознавая, какие данные повреждены, а какие нет.

Реализация и почему она не сразу завоевала популярность

SATA Express является официальным стандартом с конца 2013 года, но он не начал проникать в компьютерные системы до выпуска чипсетов Intel H97 / Z97 весной 2014 года. Несмотря на то, что материнские платы теперь имеют новый интерфейс, не было никаких дисков во время запуска, способных использовать это. Это, вероятно, из-за проблем, связанных с поддержкой операционной системой новой очереди команд, чтобы в полной мере использовать SATA Express. По крайней мере, текущие реализации позволяют использовать разъемы SATA Express с существующими дисками SATA. Это должно помочь упростить внедрение для тех, кто приобрел технологию сейчас, когда диски станут доступны.

Причина, по которой интерфейс не завоевал популярность, на самом деле кроется в интерфейсе M.2 . Это используется исключительно для твердотельных накопителей, которые имеют меньший форм-фактор, который используется в ноутбуках, но также и в настольных системах. Жестким дискам по-прежнему не хватает стандартов SATA. M.2 обладает большей гибкостью, поскольку не использует большие диски, но также может использовать четыре линии PCI Express, что означает более быстрые диски, чем две линии SATA Express.

AMD выпустила свои микропроцессоры Ryzen в начале марта 2017 года, предоставив встроенную поддержку SATA Express для платформы AMD Socket AM4.

Похожие посты
Другое

Обзор Samsung SmartThings Wifi Mesh Router и Smart Home Hub

Другое

Обзор гарнитуры Pansonite VR

Другое

8 лучших таблеток со стилусами в 2020 году

Другое

Скаген Фальстер 2 Обзор