Kuidas SATA uuendatud versioon suurendab arvuti kiirusi
SATA või Serial ATA on olnud arvutikaartidega seoses tohutult edukas. Liideseseadistamine võimaldab hõlpsat paigaldamist ja ühilduvust arvutite ja salvestusseadmete vahel. Probleemiks on see, et serialiseeritud kommunikatsiooni disain on jõudnud oma piirideni, kuna paljud tahvelarvutid on piiratud liidese jõudlusega, mitte ajamiga. Seepärast tuleb arendada uusi arvuti- ja salvestusarvutite vahelise suhtluse standardeid. See on koht, kus SATA Express astub täitmispuudujäägi täitmiseks.
SATA või PCI-Expressi kommunikatsioon
Olemasolevad SATA 3.0 spetsifikatsioonid piirdusid ainult 6 Gbps ribalaiusega, mis tähendab ligikaudu 750 MB / s. Nüüd liidese ja kõigi kulude jaoks tähendab see, et efektiivne jõudlus piirdub ainult 600 MB / s. Paljud praegused tahkisandurite põlvkonnad on selle piiri sisuliselt jõudnud ja vajavad mõnevõrra kiiremat liidest. SATA 3.2 spetsifikatsioon, mille SATA Expansion on osa arvuti ja seadmete vahelisest uuest sidevahendist, võimaldades seadmel valida, kas nad soovivad kasutada olemasolevat SATA-meetodit, tagades tagasiside ühilduvuse vanemate seadmetega või kasutada kiiremat PCI-d -Express buss.
PCI-Expressi bussi kasutatakse traditsiooniliselt CPU ja välisseadmete, nagu videokaardid, võrguliidesed, USB-porti jms vahel, edastamiseks. Praeguste PCI-Express 3.0 standardite kohaselt saab üks PCI-Expressi raadiosaatja töödelda kuni 1 GB / s muudab selle kiiremini kui praegune SATA liides. Seda saab saavutada ühe PCI-Expressi rajaga, kuid seadmed võivad kasutada mitut sõidurada. SATA Expressi spetsifikatsioonide kohaselt võib uue liidesega draiv kasutada kahte PCI-Expressi sõidurada (mida sageli nimetatakse x2-ga), et potentsiaalne ribalaius on 2 GB / s, mis muudab selle eelmise SATA 3.0 kiiruse peaaegu kolm korda kiiremaks.
Uus SATA Expressi pistik
Uue liidese jaoks oli vaja ka uut pistikut. See võib tunduda mõnevõrra sarnane, kuna ühendus ühendab tegelikult kahte SATA andmeühendust koos kolmanda pisut väiksema pistikuga, mis tegeleb PCI-Expressi põhise kommunikatsiooniga. Kaks SATA-pistikut on tegelikult täielikult funktsionaalsed SATA 3.0 portid. See tähendab, et arvuti ühilduv SATA Expressi pistik võib toetada kahte vanemat SATA porti. Probleem tekib, kui soovite ühendada uuema SATA Expressi põhise draivi pistikusse. Kõik SATA Expressi konnektorid kasutavad kogu laiust, kas ajam põhineb vanemal SATA-kommunikatsioonil või uuemal PCI-Expressil. Nii saab SATA Expressi kasutada kahte SATA-draivi või ühte SATA Expressi draivi.
Miks ei kasuta PCI-Expressi SATA Expressi draiv lihtsalt ühte kolmandat pistikut kui kahte SATA porti? See on seotud asjaoluga, et SATA Expressi põhise draiv võib kasutada mõlemat tehnoloogiat, nii et see peab olema mõlema jaoks liides. Lisaks sellele on paljud SATA porti ühendatud protsessoriga suhtlemiseks PCI-Expressi rajaga. Kasutades PCI-Express interaktsiooni otse SATA Expressi draiviga, vähendate teid sellel liidesega ühendatud kahelt SATA porti tõhusalt.
Käsuliidese piirangud
SATA on tõhus viis andmete edastamiseks seadme ja arvuti CPU vahel. Lisaks sellele kihile on käskluskiht, mis töötab selle peal, et saata käsud selle kohta, mida tuleks kirjutada ja lugeda salvestusraadist. Juba aastaid on seda tööd teinud AHCI (Advanced Host Controller Interface). See on nii standardiseeritud, et see sisestatakse sisuliselt igasse turul olevasse operatsioonisüsteemi. See muudab SATA-draivide ühendamiseks ja mängimiseks efektiivseks. Täiendavaid juhte pole vaja. Kuigi tehnoloogia töötas hästi koos vanema aeglasema tehnoloogiaga, nagu kõvakettad ja USB-mälupesad, on see tõepoolest kiirem SSD-sid. Probleemiks on selles, et AHCI-käsu järjekorras võib olla järjekorras 32 käsku, kuid see saab korraga töödelda ainult ühe käsuga, sest seal on ainult üks järjekord.
Sellega saab sisestada käsu NVMe (Non-Volatile Memory Express). Sellel on kokku 65 536 käsuservi, millest igaühel on 65 536 käsu järjekorras hoidmiseks. Tõhusalt võimaldab see salvestuskäskude paralleelset töötlemist kettale. See ei ole kõvakettale kasulik, kuna see on tõhusalt piiratud ühe käsuga, kuna ajamid on pead, kuid mitmete mälupistikutega tahkete osakestega draiverid võivad tõhusalt suurendada nende ribalaiust, kirjutades korraga mitu käsku erinevatele žetoonidele ja rakkudele .
See võib tunduda hea, kuid probleem on natuke. See on uus tehnoloogia ja seetõttu ei integreerita enamikku turul olemasolevatest operatsioonisüsteemidest. Tegelikult on enamus vaja lisada täiendavaid draivereid, et drives saaksid kasutada uut NVMe-tehnoloogiat. See tähendab, et SATA Expressi draivide kiireima jõudluse kasutuselevõtt võib võtta mõnda aega, kuna tarkvara peab olema sarnane AHCI esimese kasutuselevõtuga. Õnneks võimaldab SATA Express kasutada kettaseadmeid mõlema meetodi kasutamiseks, nii et saate seda nüüd uue tehnoloogia abil AHCI draiveritega kasutada ja hiljem parandada jõudlust hiljem uuematele NVMe standarditele, kuigi tõenäoliselt vajab see draivi uuesti vormistamist.
Mõned teised funktsioonid lisasid SATA Expressi kaudu SATA 3.2 spetsifikatsioonidega
Uued SATA-spetsifikatsioonid lisavad nüüd rohkem kui lihtsalt uued kommunikatsioonimeetodid ja pistik. Enamik neist on suunatud mobiilsetele arvutitele, kuid need võivad olla kasulikud ka teistele mitte-mobiilsetele arvutitele. Kõige tähelepanuväärsem energiasäästu funktsioon on uus DevSleep-režiim. See on sisuliselt uus toiterežiim, mis võimaldab ladustamissüsteemidel peaaegu täielikult välja lülitada, vähendades seeläbi voolutõmbeid unerežiimis. See peaks aitama parandada spetsiaalsete sülearvutite, sealhulgas SSD-de kujundatud Ultrabooksi ja vähese energiatarbimisega töötamise aega.
SSHD (tahkiste hübriidraadiosid) kasutajad saavad kasu ka uutest standarditest, kuna nad on kasutusele võtnud uued optimeeringud. Praeguste SATA-rakenduste puhul määrab ajamuunduri kontroller kindlaks, millised esemed peaksid ja ei peaks olema vahemälu, mis põhineb soovitud nõudmisel. Uue struktuuriga võiks operatsioonisüsteem sisuliselt rääkida draiverite kontrollerile, milliseid esemeid ta peaks vahemällu hoidma, mis vähendab ajami juhtimisseadme üldkulusid ja parandab jõudlust.
Lõpuks on olemas funktsioon RAID- seadmete jaoks. Üks RAID-i eesmärkidest on andmete koondamine. Veduri rikete korral võib ajami asendada ja seejärel taastada kontrollsummaga seotud andmed. Sisuliselt on nad ehitanud uue protsessi SATA 3.2 standardites, mis aitavad parandada ümberehitust, tunnustades, millised andmed on kahjustatud, võrreldes sellega, mis ei ole.
Rakendamine ja miks see ei ole kinni peetud
SATA Express on olnud ametlik standard alates 2013. aasta lõpust, kuid ei ole hakanud oma viise arvutisüsteemidesse tegema kuni Intel H97 / Z97 kiibistike vabastamiseni 2014. aasta kevadel. Isegi uuele kasutajaliidesele vastavate emaplaatidega on Käivitamise ajal pole ühtegi draivi, mis saaksid uut liidest kasutada. See on tõenäoliselt uute operatsioonisüsteemide tugiteenuste probleemide tõttu, et kasutada SATA Expressi täielikult ära. Vähemalt praegused rakendused võimaldavad SATA Expressi konnektorite kasutamist olemasolevate SATA-ketastega. See peaks aitama hõlbustada nende rakendamist, mis juhtuvad, et osta tehnoloogiat nüüd, kui kettad muutuvad kättesaadavaks.
Põhjus, et liides ei ole tõepoolest tabatud, on tegelikult M.2- liidese peal. Seda kasutatakse ainult tahkete osakestega draivide jaoks, mis kasutavad väiksemat vormingut, mida kasutatakse sülearvutite, aga ka lauaarvutite puhul. Kõvakettad on endiselt rasked, kui ületavad SATA standardeid. M.2-l on natuke rohkem paindlikkust, sest see ei tugine suurematele ajamitele, vaid võib kasutada ka nelja PCI-Expressi sõiduraadi, mis tähendab kiiremat ajamist kui SATA Expressi kahe sõidurajaga. Praegu ei pruugi tarbijad kunagi näha SATA Expressi kunagi vastuvõtmist.