Ako aktualizovaná verzia SATA zvýši rýchlosť počítača
SATA alebo Serial ATA bol obrovský úspech, pokiaľ ide o ukladanie počítača. Štandardizácia rozhrania umožňuje jednoduchú inštaláciu a kompatibilitu medzi počítačmi a pamäťovými zariadeniami. Problém spočíva v tom, že návrh sériovej komunikácie dosiahol svoje hranice s mnohými polovodičovými jednotkami, ktoré sú obmedzené výkonom rozhrania skôr ako pohonom. Z tohto dôvodu je potrebné vyvinúť nové štandardy komunikácie medzi počítačom a pamäťovými jednotkami . To je miesto, kde SATA Express vstupuje na vyplnenie medzery výkonnosti.
SATA alebo PCI-Express komunikácia
Existujúce špecifikácie SATA 3.0 boli obmedzené na šírku pásma iba 6,0 Gb / s, čo sa prejavuje na zhruba 750 MB / s. Teraz s réžii pre rozhranie a všetko to znamená, že efektívny výkon bol obmedzený len na 600MB / s. Mnohé zo súčasnej generácie polovodičových jednotiek v podstate dosiahli tento limit a potrebujú nejakú formu rýchlejšieho rozhrania. Špecifikácia SATA 3.2, ktorú spoločnosť SATA Expess predstavuje súčasť nového spôsobu komunikácie medzi počítačom a zariadeniami, umožňuje zariadeniam vybrať, či chcú použiť existujúcu metódu SATA, zabezpečiť spätnú kompatibilitu so staršími zariadeniami alebo použiť rýchlejšiu PCI -Express bus.
Zbernica PCI-Express sa tradične používa na komunikáciu medzi CPU a periférnymi zariadeniami, ako sú grafické karty, sieťové rozhrania, porty USB atď. Podľa súčasných štandardov PCI-Express 3.0 môže jedna dráha PCI-Express zvládnuť až 1 GB / s robiť to rýchlejšie ako súčasné rozhranie SATA. To je to, čo môže dosiahnuť jediný pruh PCI-Express, ale zariadenia môžu používať viacero pruhov. Podľa špecifikácií SATA Express môže jednotka s novým rozhraním využívať dva pruhy PCI-Express (často označované ako x2), ktoré majú potenciálnu šírku pásma 2 GB / s, čo je takmer trojnásobok rýchlosti predchádzajúcich rýchlostí SATA 3.0.
Nový konektor SATA Express
Teraz nové rozhranie tiež vyžadovalo nový konektor. Môže to vyzerať trochu podobne, pretože konektor v skutočnosti kombinuje dva dátové konektory SATA spolu s tretím o niečo menším konektorom, ktorý sa zaoberá komunikáciou založenou na PCI-Express. Dva konektory SATA sú vlastne plne funkčné porty SATA 3.0. To znamená, že jediný konektor SATA Express na počítači môže podporovať dva staršie porty SATA. Problém nastáva, keď chcete do konektora pripojiť novšiu disketu SATA Express. Všetky konektory SATA Express použijú celú šírku, či je jednotka založená na staršej komunikácii SATA alebo na novšom PCI-Express. Takže jeden SATA Express dokáže spracovať buď dva SATA disky alebo jednu jednotku SATA Express.
Prečo teda jednotka SATA Express na báze PCI-Express nepoužíva iba jeden tretí konektor ako dva porty SATA? To súvisí so skutočnosťou, že disk SATA Express môže používať jednu technológiu, takže musí mať rozhranie s oboma. Okrem toho mnohé porty SATA sú prepojené s pruhom PCI-Express pre komunikáciu s procesorom. Pomocou interakcie PCI-Express priamo s jednotkou SATA Express efektívne ukončíte komunikáciu s dvomi portmi SATA spojenými s týmto rozhraním.
Obmedzenia príkazového rozhrania
SATA je efektívny spôsob komunikácie dát medzi zariadením a CPU v počítači. Okrem tejto vrstvy je príkazová vrstva, ktorá sa spúšťa nad tým, aby odoslala príkazy o tom, čo by malo byť zapísané a čítané z pamäťovej jednotky. Po celé roky sa to zaoberalo AHCI (Advanced Host Controller Interface). To bolo tak štandardizované, že je v podstate zapísané do všetkých operačných systémov, ktoré sú v súčasnosti na trhu. To efektívne robí SATA disky plug and play. Nie sú potrebné žiadne ďalšie ovládače. Zatiaľ čo technológia fungovala dobre so staršími pomalšími technológiami, ako sú pevné disky a USB flash disky, skutočne zadržiava rýchlejšie SSD. Problémom je, že zatiaľ čo príkazový riadok AHCI môže mať vo fronte 32 príkazov, stále môže spracovať iba jeden príkaz naraz, pretože existuje len jedna fronta.
Tu je príkazová sada NVMe (Non-volatile Memory Express). Obsahuje 65 656 príkazových frontov, z ktorých každá má schopnosť zadržať 65 536 príkazov na frontu. Účinne to umožňuje paralelné spracovanie úložných príkazov na jednotku. To nie je prospešné pre pevný disk, pretože je stále efektívne obmedzené na jediný príkaz kvôli hlavám disku, ale pre polovodičové jednotky s viacerými pamäťovými čipmi môže účinne zvýšiť ich šírku pásma tým, že napíše viac príkazov na rôzne čipy a bunky súčasne ,
To môže znieť skvele, ale je tu trochu problém. Ide o novú technológiu a v dôsledku toho nie je súčasťou väčšiny existujúcich operačných systémov na trhu. V skutočnosti bude väčšina potrebovať inštaláciu ďalších ovládačov, aby mohli jednotky používať novú technológiu NVMe. Znamená to, že nasadenie najrýchlejšieho výkonu pre disky SATA Express môže trvať určitý čas, pretože softvér musí vyspraviť podobne ako prvý úvod AHCI. Našťastie SATA Express umožňuje jednotkám použiť obe metódy, aby ste mohli používať novú technológiu v súčasnosti aj s ovládačmi AHCI a mohli by ste neskôr prejsť na novšie štandardy NVMe, aby ste dosiahli lepší výkon, aj keď pravdepodobne budete musieť preformátovať disk.
Niektoré ďalšie funkcie pridané s SATA Express cez SATA 3.2 špecifikácie
Teraz nové špecifikácie SATA pridávajú viac ako len nové komunikačné metódy a konektor. Väčšina z nich je zameraná na mobilné počítače, ale môžu tiež využívať aj iné nemobilné počítače. Najvýznamnejšou funkciou šetrenia energie je nový režim DevSleep. Jedná sa v podstate o nový režim napájania, ktorý umožňuje, aby sa systémy v úložisku takmer úplne vypínali, čím sa znižuje čerpanie energie v režime spánku. To by malo pomôcť zlepšiť prevádzku špeciálnych notebookov vrátane Ultrabookov navrhnutých okolo SSD a nízkej spotreby energie.
Užívatelia SSHD (hybridné jednotky SSHD) budú tiež mať prospech z nových noriem, keďže dali do novej sady optimalizácií. V súčasných implementáciách SATA by riadiaci jednotku určil, ktoré položky by mali a nemali by byť vyrovnávané na základe toho, čo považuje za požadovanú. Vďaka novej štruktúre by operačný systém mohol v podstate povedať riadiacemu mechanizmu, ktorý položky by mal držať v vyrovnávacej pamäti, čo znižuje množstvo riadiacej jednotky na riadku jednotky a zvyšuje výkonnosť.
Nakoniec existuje aj funkcia pre použitie s nastaveniami jednotiek RAID . Jedným z účelov RAID je redundancia údajov. V prípade výpadku pohonu môže byť jednotka vymenená a potom sa dáta prestavia z údajov kontrolného súčtu. V podstate vytvorili nový proces v štandardoch SATA 3.2, ktorý môže pomôcť zlepšiť proces obnovy tým, že rozpozná, ktoré dáta sú poškodené oproti tomu, čo nie je.
Implementácia a prečo to nebolo
SATA Express je oficiálnym štandardom od konca roka 2013, ale nezačal sa dostať do počítačových systémov, až kým sa na jar 2014 nevydá chipsety Intel H97 / Z97. Aj so základnými doskami, ktoré teraz obsahujú nové rozhranie, existujú žiadne zariadenia v čase spustenia, ktoré môžu používať nové rozhranie. Je to pravdepodobne kvôli problémom súvisiacim s podporou operačného systému pre nové príkazy, aby mohli využívať výhody SATA Express. Aspoň súčasné implementácie umožňujú použitie konektorov SATA Express s existujúcimi jednotkami SATA. To by malo pomôcť uľahčiť implementáciu pre tých, ktorí kúpia technológiu teraz, akonáhle budú disky dostupné.
Dôvod, prečo rozhranie nebolo skutočne zachytené naozaj leží v rozhraní M.2 . Toto sa používa výhradne pre polovodičové disky, ktoré používajú menšie tvary, ktoré sa používajú v prenosných počítačoch, ale aj s desktopovými systémami. Pevné disky majú stále ťažkosti s prekračovaním noriem SATA. M.2 má o niečo väčšiu flexibilitu, pretože sa nespolieha na väčšie disky, ale môže tiež používať štyri pruhy PCI-Express, čo znamená rýchlejšie disky než dva pruhy SATA Express. V tomto bode môžu spotrebitelia nikdy vidieť SATA Express niekedy byť prijatý.