Miten SATAn päivitetty versio kasvattaa tietokoneen nopeuksia
SATA tai Serial ATA on ollut valtava menestys, kun kyseessä on tietokonevarasto. Liitännän standadisointi mahdollistaa helpon asennuksen ja yhteensopivuuden tietokoneiden ja tallennuslaitteiden välillä. Ongelmana on, että sarjatietoliikenteen suunnittelu on saavuttanut rajansa, sillä monet kiinteät käyttöasemat on rajattu käyttöliittymän suorituskyvyn sijaan. Tästä johtuen tarvitaan uusia viestintästandardeja tietokoneen ja tallennusasemien välillä. Tällöin SATA Express korostaa suorituskyvyn täyttämistä.
SATA- tai PCI-Express-tiedonsiirtoa
Nykyiset SATA 3.0 -määritykset rajoittuvat vain 6,0Gbps: n kaistaleveyteen, mikä tarkoittaa noin 750MB / s. Nyt käyttöliittymän yläpuolella ja kaikella tämä tarkoittaa, että tehokas suorituskyky rajoittui vain 600 megatavua / s. Monet nykyisen sukupolven kiintolevyasemat ovat päässeet olennaisesti tähän rajaan ja tarvitsevat jonkinlaisen nopeamman käyttöliittymän. SATA 3.2 -sisältö, joka SATA Expess on osana, esitteli uuden tietoliikennevälineen tietokoneen ja laitteiden välillä sallien laitteiden valita, haluavatko käyttää olemassa olevaa SATA-menetelmää, taata taaksepäin yhteensopivuus vanhempien laitteiden kanssa tai käyttää nopeampaa PCI -Express- bussi.
PCI-Express-väylää on perinteisesti käytetty CPU: n ja oheislaitteiden, kuten näytönohjainten, verkkoyhteyksien, USB-porttien jne. Väliseen kommunikointiin. Nykyisen PCI-Express 3.0 -standardin mukaan yksi PCI-Express-kaista pystyy käsittelemään jopa 1 Gt: n / s, mikä tekee siitä nopeamman kuin nykyinen SATA-käyttöliittymä. Näin yksi PCI-Express-kaista voi saavuttaa, mutta laitteet voivat käyttää useita kaistoja. SATA Express -spesifikaatioiden mukaan uuden käyttöliittymän sisältävä asema voi käyttää kahta PCI-Express-kaistaa (usein x2), joiden mahdollinen kaistanleveys on 2 Gt / s, joten se on lähes kolme kertaa edellisten SATA 3.0 -nopeuksien nopeus.
Uusi SATA Express -liitin
Nyt uusi käyttöliittymä vaatii myös uuden liittimen. Se saattaa näyttää jonkin verran samanlaiselta, koska liitin todella yhdistää kaksi SATA-dataliitintä kolmannen hieman pienemmän liittimen kanssa, joka käsittelee PCI-Express-pohjaista tietoliikennettä. Kaksi SATA-liitintä ovat todella täysin toimivia SATA 3.0 -portteja. Tämä tarkoittaa, että tietokoneessa oleva yksi SATA Express -liitin voi tukea kahta vanhaa SATA-porttia. Ongelma ilmenee, kun haluat liittää uudemman SATA Express -aseman liitäntään. Kaikki SATA Express -liitännät käyttävät koko leveyttä, onko asemassa vanhempi SATA-tiedonsiirto vai uudempi PCI-Express. Joten yksi SATA Express voi käsitellä joko kaksi SATA-asemaa tai yhden SATA Express -aseman.
Joten miksei PCI-Express-pohjainen SATA Express -asema käytä vain yhtä kolmasosaa liittäjän sijaan kahdesta SATA-portista? Tämä liittyy siihen, että SATA Express -pohjainen asema voi käyttää joko teknologiaa, joten se tarvitsee käyttöliittymän molempien kanssa. Tämän lisäksi monet SATA-portit on liitetty PCI-Express-kaistalle kommunikointiin prosessorin kanssa. Käyttämällä PCI-Express -liitäntää suoraan SATA Express -aseman avulla voit tehokkaasti katkaista viestinnän kyseiselle liitännälle liitetyistä kahdesta SATA-portista.
Komentorajapinnan rajoitukset
SATA on tehokas tapa kommunikoida tietoja laitteen ja prosessorin välillä tietokoneessa. Tämän kerroksen lisäksi tässä on komento- kerros, joka lähettää tämän komentorivin komennot siitä, mitä pitäisi kirjoittaa ja lukea tallennusasemasta. Vuosien ajan tämä on käsitelty AHCI (Advanced Host Controller Interface) -yhteydellä. Tämä on niin standardoitu, että se on kirjoitettu olennaisesti jokaiseen markkinoilla olevalle käyttöjärjestelmälle. Tämä tehostaa SATA-asemien kytkemistä ja toistoa. Ei ylimääräisiä ohjaimia tarvitaan. Vaikka tekniikka toimi hyvin vanhempien hitaamman tekniikan, kuten kiintolevyjen ja USB-muistitikkujen, kanssa, se takaa nopeammin SSD: t. Ongelma on se, että vaikka AHCI-komennon jono voi pitää 32 komentoa jonossa, se voi silti käsitellä vain yhtä komentoa kerrallaan, koska on olemassa vain yksi jono.
Tällöin NVMe (Non-Volatile Memory Express) -komentosarja tulee sisään. Siinä on yhteensä 65 536 komentojonoa, joilla on kyky pitää 65 536 komentoa jonossa. Tehokkaasti tämä mahdollistaa tallennuskomentojen rinnakkaisen käsittelyn taajuusmuuttajalle. Tämä ei ole hyödyllinen kiintolevylle, koska se on edelleen tehokkaasti rajoitettu yhteen komentoon käyttöpäätteiden vuoksi, mutta monen muistipiirin soluasemia varten se voi tehokkaasti parantaa kaistanleveyttä kirjoittamalla useita komentoja eri siruille ja soluille samanaikaisesti .
Tämä saattaa kuulostaa hyvältä, mutta ongelmana on vähän. Tämä on uusi tekniikka, joten sitä ei ole rakennettu useimpiin nykyisiin markkinoilla oleviin käyttöjärjestelmiin. Itse asiassa useimmilla on oltava lisäajureita asennettuna niihin, jotta asemat voivat käyttää uutta NVMe-tekniikkaa. Tämä tarkoittaa SATA Express -asemien nopeimman suorituskyvyn käyttöönottoa jonkin aikaa, koska ohjelmiston on kypsä samanlainen kuin AHCI: n ensimmäinen käyttöönotto. Onneksi SATA Expressin avulla asemat voivat käyttää kumpaa kumpaa menetelmää, joten voit silti käyttää uutta tekniikkaa AHCI-ohjainten kanssa ja siirtyä uuteen NVMe-standardiin myöhemmin parantamaan suorituskykyä, vaikkakin luultavasti edellyttää, että asema voidaan muuntaa.
Joitakin muita ominaisuuksia lisätty SATA Expressin avulla SATA 3.2 -ominaisuuksilla
Nyt uudet SATA-määritykset lisäävät vain uusia viestintämenetelmiä ja -liittimiä. Suurin osa niistä on kohdistettu kohti liikkuvia tietokoneita, mutta ne voivat myös hyödyttää muita ei-liikkuvia tietokoneita. Merkittävin virransäästöominaisuus on uusi DevSleep-tila. Tämä on olennaisesti uusi virtamoodi, joka sallii tallennusjärjestelmien melkein kokonaan sulkeutumisen ja pienentää siten tehonvetoa lepotilassa. Tämän pitäisi auttaa parantamaan erityisten kannettavien tietokoneiden käyttöaikoja, mukaan lukien SSD: t ja SSD-laitteet.
SSHD: n käyttäjät (Solid State Hybrid Drives) hyötyvät myös uusista standardeista, koska ne ovat ottaneet käyttöön uuden valikoiman optimointeja. Nykyisissä SATA-toteutuksissa asemaohjain määrittäisi, mitä kohteita pitäisi ja ei pitäisi olla välimuistia sen perusteella, mitä se pitää tuoda pyydettäessä. Uuden rakenteen ansiosta käyttöjärjestelmä voisi olennaisesti kertoa aseman ohjaimelle, mitkä kohdat sen pitäisi säilyttää välimuistissa, mikä vähentää ohjausyksikön yläpuolisen määrän määrää ja parantaa suorituskykyä.
Lopuksi on olemassa toiminto RAID- aseman asetusten kanssa. Yksi RAID: n tarkoitus on tiedon irtisanominen. Taajuusmuuttajan vikaantuessa taajuusmuuttaja voidaan vaihtaa ja tiedot palautetaan tarkistussummatietojen perusteella. Pohjimmiltaan he ovat rakentaneet uuden prosessin SATA 3.2 -standardeihin, jotka auttavat parantamaan uudelleenrakentamisprosessia tunnistamalla, mitkä tiedot ovat vahingoittuneita verrattuna siihen, mikä ei ole.
Täytäntöönpano ja miksi se ei ole kiinni
SATA Express on ollut virallinen standardi vuoden 2013 loppuun asti, mutta se ei ole alkanut tehdä tietojärjestelmiään ennen Intel H97 / Z97 -piirisarjan julkaisua keväällä 2014. Jopa emolevyillä, joissa on nyt uusi käyttöliittymä, on olemassa ei käynnistyshetkellä asemia, jotka pystyvät käyttämään uutta käyttöliittymää. Tämä johtuu todennäköisesti ongelmista, jotka liittyvät uuden komennon jonotusjärjestelmän käyttöjärjestelmän tukeen, jotta SATA Expressin täysi hyöty voitaisiin hyödyntää. Ainakin nykyiset toteutukset mahdollistavat SATA Express -liittimien käyttämisen olemassa olevien SATA-asemien kanssa. Tämän pitäisi auttaa helpottamaan niiden käyttäjien, jotka ostavat teknologian nyt, kun asemat tulevat saataville.
Syynä siihen, että käyttöliittymä ei ole todella kiinni todellisuudessa on M.2- liitäntä. Tätä käytetään yksinomaan kiinteän tilan asemiin, joissa käytetään pienempää muotoa, jota käytetään kannettavissa tietokoneissa, mutta myös työpöytäjärjestelmissä. Kiintolevyillä on edelleen vaikea ylittää SATA-standardit. M.2: lla on hieman enemmän joustavuutta, koska se ei tue suurempia asemia, mutta voi käyttää myös neljää PCI-Express-kaistaa, mikä merkitsee nopeampia asemia kuin SATA Expressin kahdella kaistalla. Tässä vaiheessa kuluttajat eivät ehkä koskaan näe SATA Expressin hyväksymistä.