A SATA frissített verziója növelni fogja a PC sebességét
A SATA vagy Serial ATA óriási sikert aratott a számítógépes tárolás terén. A felületen történő szabványosítás lehetővé teszi a számítógépek és a tárolóeszközök közötti könnyű telepítést és kompatibilitást. A probléma az, hogy a szerializált kommunikáció kialakítása elérte a határait, mivel sok szilárdtest-meghajtót az interfész teljesítménye korlátozott, nem pedig a meghajtó. Emiatt a számítógép és a tárolóeszközök közötti kommunikáció új szabványait kellett kifejleszteni. Ez az a pont, ahol a SATA Express lépéseket tesz a teljesítménybeli rés kitöltése érdekében.
SATA vagy PCI-Express kommunikáció
A meglévő SATA 3.0 specifikációk csak 6,0 Gbps sávszélességre korlátozódtak, ami nagyjából 750 MB / s-ot jelent. Most pedig a felülettel és mindegyik felülettel rendelkezik, ez azt jelenti, hogy a hatékony teljesítmény csak 600 MB / s-ra volt korlátozva. A szilárdtestalapú meghajtók jelenlegi generációja lényegében elérte ezt a határt, és valamilyen gyorsabb interfészt igényel. A SATA 3.2-es specifikáció, amely a SATA Expess része, bevezetett egy új kommunikációs eszközt a számítógép és az eszközök között, lehetővé téve az eszközök számára, hogy használják-e a meglévő SATA módszert, biztosítva a régebbi eszközök kompatibilitását, vagy a gyorsabb PCI -Express busz.
A PCI-Express busz hagyományosan a CPU és a perifériák, például a grafikus kártyák, a hálózati interfészek, az USB portok stb. Közötti kommunikációra szolgál. A jelenlegi PCI-Express 3.0 szabványok szerint egy PCI-Express sáv akár 1 GB / s gyorsabbá téve a jelenlegi SATA interfészt. Így érhet el egyetlen PCI-Express sáv, de a készülékek több sávot használhatnak. A SATA Express specifikációk szerint az új interfésszel rendelkező meghajtó két PCI-Express sávot (gyakran az x2-nek nevez) használ, hogy 2 GB / s sávszélesség legyen, ami közel háromszorosa az előző SATA 3.0 sebességnek.
Az új SATA Express csatlakozó
Most az új interfész új csatlakozót is igényel. Némileg hasonlónak tűnhet, mert a csatlakozó ténylegesen két SATA adatcsatlakozót kombinál egy harmadik, enyhén kisebb csatlakozóval együtt, amely a PCI-Express alapú kommunikációval foglalkozik. A két SATA csatlakozó valójában teljesen működőképes SATA 3.0 port. Ez azt jelenti, hogy egy számítógép egyetlen SATA Express csatlakozója két régi SATA portot támogat. A probléma akkor jelentkezik, ha egy újabb SATA Express alapú meghajtót csatlakoztat a csatlakozóhoz. Az összes SATA Express csatlakozó a teljes szélességet használja, függetlenül attól, hogy a meghajtó alapja a régebbi SATA kommunikáció vagy az újabb PCI-Express. Tehát egy SATA Express képes kezelni két SATA meghajtót vagy egy SATA Express meghajtót.
Tehát miért nem használja a PCI Express Express SATA Express meghajtót az egyetlen harmadik csatlakozó helyett a két SATA porton keresztül? Ez azzal a ténnyel jár, hogy a SATA Express alapú meghajtó mindkét technológiát használhatja, ezért mindkettőnek szüksége van a felületre. Ezenkívül számos SATA port csatlakozik egy PCI-Express sávhoz a processzorral való kommunikációhoz. A PCI-Express interace közvetlenül a SATA Express meghajtóval történő használatával hatékonyan levágja a kommunikációt az adott felülethez kapcsolódó két SATA portra.
Parancs interfész korlátai
A SATA hatékony módja annak, hogy adatokat továbbítsanak az eszköz és a CPU között a számítógépben. Ezen réteg mellett van egy parancsréteg, amely a fentieken fut, hogy küldjön parancsokat arról, hogy mit írjon és olvasható le a tárolóeszközről. Évek óta ezt az AHCI (Advanced Host Controller Interface) kezeli. Ez annyira szabványosított, hogy lényegében minden olyan operációs rendszerre van írva, amely jelenleg a piacon található. Ez hatékonyan teszi a SATA meghajtókat plug and play. Nincs szükség további meghajtókra. Míg a technológia jól működött a régebbi, lassúbb technológiákkal, például a merevlemezekkel és az USB flash meghajtókkal, valóban visszatartja a gyorsabb SSD-ket. A probléma az, hogy míg az AHCI parancssorban 32 parancs állhat a sorban, akkor még csak egyetlen parancsot feldolgozhat egyszerre, mert csak egy sor van.
Itt jön be az NVMe (Non-Volatile Memory Express) parancskészlet. Összesen 65.536 parancssorból áll, amelyek soronként 65.536 parancsot képesek kezelni. Ez hatékonyan lehetővé teszi a tárolási parancsok párhuzamos feldolgozását a meghajtóhoz. Ez nem előnyös a merevlemezen, mivel még mindig csak egyetlen parancsra korlátozódik, mivel a meghajtófejek, de a szilárdtestalapú meghajtók több memóriachipjével hatékonyan növelik sávszélességüket, ha több parancsot írnak a különböző chipekbe és cellákba egyidejűleg .
Ez jól hangzik, de van egy kis probléma. Ez új technológia, és ennek eredményeképpen nem épül be a piacon meglévő operációs rendszerek többségébe. Valójában a többségnek további illesztőprogramokat kell telepítenie, hogy a meghajtók használhassák az új NVMe technológiát. Ez azt jelenti, hogy a SATA Express meghajtók leggyorsabb teljesítményének elterelése eltarthat egy ideig, mivel a szoftvernek az AHCI első bevezetéséhez hasonlóan érettnek kell lennie. Szerencsére a SATA Express lehetővé teszi a meghajtók számára, hogy a két módszer egyikét használhassák, így az új technológiát az AHCI illesztőprogramokkal is használhatják, és később is továbbhaladhatnak az újabb NVMe szabványokra a teljesítmény javítása érdekében, bár valószínűleg újra kell formázni a meghajtót.
Néhány egyéb szolgáltatás a SATA Express segítségével a SATA 3.2 specifikációval
Az új SATA specifikációk többet jelentenek, mint az új kommunikációs módszerek és csatlakozók. Ezek többsége mobil számítógépekre irányul, de más nem hordozható számítógépek számára is előnyös lehet. A legjelentősebb energiatakarékos funkció egy új DevSleep mód. Ez lényegében egy olyan új energiatakarékos mód, amely lehetővé teszi a tároló rendszerek szinte teljesen kikapcsolását, így csökkentve az áramhúzást alvó üzemmódban. Ez segíti a speciális laptopok futási idejének javítását, beleértve az SSD- khez tervezett Ultrabookokat és az alacsony fogyasztást.
Az SSHD (szilárdtestalapú hibrid meghajtók) felhasználói szintén kihasználják az új szabványokat, mivel új optimalizálási sorozatot tettek. Az aktuális SATA-implementációkban a meghajtóvezérlő meghatározza, hogy mely elemek legyenek, és ne legyenek gyorsítótár-alapúak, mint amit kértek. Az új struktúrával az operációs rendszer alapvetően elmondhatja a hajtásvezérlőnek, hogy mely elemeket kell a gyorsítótárban tartania, ami csökkenti a meghajtóvezérlő felső szintjét és javítja a teljesítményt.
Végül van egy funkció a RAID meghajtók beállításaival. A RAID egyik célja az adatok redundanciája. Hiba meghibásodása esetén a hajtás kicserélhető, majd az adatokat át lehet építeni az ellenőrzőösszegről. Lényegében egy új folyamatot építettek be a SATA 3.2 szabványokba, amelyek segíthetnek az újjáépítési folyamat javításában annak felismerésével, hogy mely adatok sérültek, mint ami nem.
Végrehajtás és miért nem ragadt meg
A SATA Express már 2013 vége óta hivatalos szabvány, de nem kezdte el a számítógépes rendszerekbe való bejutását az Intel H97 / Z97 chipkészlet megjelenéséig 2014 tavaszán. Még az új kezelőfelületet tartalmazó alaplapokkal is nincsenek meghajtók a dobás idején, amelyek képesek az új kezelőfelület használatára. Ez valószínűleg azért van, mert az új parancs sorban álló operációsrendszer-támogatással kapcsolatos problémák kihasználják a SATA Express-ot. Legalább a jelenlegi implementációk lehetővé teszik a SATA Express csatlakozók használatát a meglévő SATA meghajtókkal. Ez segíthet a megvalósítás megkönnyítésében azok számára, akik történetesen megvásárolják a technológiát, amint a meghajtók nem válnak elérhetővé.
Az ok, amiért az interfész nem igazán ragadta meg az M.2 interfészt. Ezt kizárólag olyan szilárdtestalapú meghajtóknál használják, amelyek kisebb formázó tényezőt használnak, amelyet hordozható számítógépekben használnak, de asztali rendszerekkel is. A merevlemez-meghajtóknak még mindig nehézségeik vannak, mint a SATA szabványok. Az M.2-nek kissé nagyobb rugalmassága van, mivel nem támaszkodik a nagyobb meghajtókra, de négy PCI-Express sávot is használhat, ami gyorsabb meghajtót jelent, mint a SATA Express két sávja. Ezen a ponton a fogyasztók soha nem láthatják, hogy a SATA Expresset valaha elfogadják.