Como a versión actualizada de SATA aumentará as velocidades do PC
SATA ou Serial ATA foi un gran éxito cando se trata de almacenamento de computadoras. A estandarización na interface permite unha fácil instalación e compatibilidade entre ordenadores e dispositivos de almacenamento. O problema é que o deseño da comunicación serializada alcanzou os seus límites con moitas unidades de estado sólido que están cubertas polo desempeño da interface en lugar do disco. Debido a isto, necesitáronse desenvolver novos estándares de comunicación entre un ordenador e unidades de almacenamento . Aquí é onde entra SATA Express para cubrir a brecha de rendemento.
Comunicación SATA ou PCI-Express
As especificacións SATA 3.0 existentes estaban limitadas a só 6.0Gbps de ancho de banda que se traduce a aproximadamente 750MB / s. Agora con overhead para a interface e todo, isto significa que o rendemento efectivo restrinxido a só 600MB / s. Moitas das xeracións actuais de unidades de estado sólido chegaron esencialmente a este límite e necesitan algún tipo de interface máis rápida. A especificación de SATA 3.2 que SATA Expess forma parte de introduciu un novo medio de comunicación entre a computadora e os dispositivos, permitindo aos dispositivos escoller se queren usar o método SATA existente, garantindo a compatibilidade cara atrás con dispositivos máis antigos ou a utilización do PCI máis rápido. -Express bus.
O bus PCI-Express utilizouse tradicionalmente para comunicarse entre a CPU e dispositivos periféricos, como tarxetas gráficas, interfaces de rede, portos USB, etc. Segundo os estándares PCI-Express 3.0 actuais, un único carril PCI-Express pode manexar ata 1GB / s facéndoo máis rápido que a interface SATA actual. Isto é o que pode conseguir un único carril PCI-Express pero os dispositivos poden usar múltiples carrís. Segundo as especificacións de SATA Express, unha unidade coa nova interface pode usar dúas pistas PCI-Express (moitas veces referidas a como x2) para ter un ancho de banda potencial de 2GB / s facendo que sexa case tres veces máis que a velocidade das anteriores velocidades de SATA 3.0.
O novo conector SATA Express
Agora a nova interface tamén requiriu un novo conector. Pode parecerse un tanto semellante porque o conector realmente combina dous conectores de datos SATA xunto cun terceiro conector lixeiramente menor que se encarga das comunicacións baseadas en PCI-Express. Os dous conectores SATA son realmente portos SATA 3.0 completamente funcionales. Isto significa que un só conector SATA Express nunha computadora pode soportar dous portos SATA máis antigos. O problema vén cando desexa conectar un novo disco SATA Express baseado no conector. Todos os conectores SATA Express usan o ancho total se a unidade está baseada nas comunicacións SATA máis antigas ou o novo PCI-Express. Así, un SATA Express pode manexar dúas unidades SATA ou unha unidade SATA Express.
Entón, ¿por que non usa un conector SATA Express baseado en PCI-Express que use só o terceiro conector en vez dos dous portos SATA? Isto ten que ver co feito de que unha unidade baseada en SATA Express pode usar calquera tecnoloxía, polo que ten que ter a interface con ambos. Ademais disto, moitos portos SATA están ligados a un carril PCI-Express para comunicarse co procesador. Ao usar o interceso PCI-Express directamente cunha unidade SATA Express, efectivamente está cortando a comunicación aos dous portos SATA ligados a esa interface de calquera xeito.
Limitacións da interface de comandos
SATA é efectivamente un xeito de comunicar datos entre o dispositivo ea CPU na computadora. Ademais desta capa, hai unha capa de comandos que se executa enriba diso para enviar os comandos sobre o que se debe escribir e ler dende a unidade de almacenamento. Durante anos, este foi tratado por AHCI (Advanced Host Controller Interface). Esta foi tan estandarizada que está esencialmente escrita en todos os sistemas operativos actualmente no mercado. Isto efectivamente fan que as unidades SATA estean enchufadas e reproducidas. Non se precisan controladores adicionais. Aínda que a tecnoloxía funcionou ben con tecnoloxías máis lentas máis antigas como discos duros e unidades flash USB, realmente controla os SSD máis rápidos. O problema é que, aínda que a cola de comando AHCI pode gardar 32 comandos na cola, aínda só se pode procesar un único comando ao mesmo tempo porque só hai unha única cola.
Aquí é onde entra o conxunto de comando NVMe (Non Volatile Memory Express). Conta cun total de 65.536 comandos colas cada unha coa capacidade de almacenar 65.536 comandos por cola. Efectivamente, isto permite procesar en paralelo os comandos de almacenamento no disco. Isto non é beneficioso para un disco duro xa que aínda está efectivamente limitado a un único comando debido ás cabezas de disco pero para unidades de estado sólido coas súas chip de memoria múltiple, pode aumentar o seu ancho de banda ao escribir múltiples comandos a chips e celas simultaneamente. .
Isto pode parecer bo pero hai un pouco de problema. Esta é unha nova tecnoloxía e, como resultado, non está integrada á maioría dos sistemas operativos existentes no mercado. De feito, a maioría terán instalados controladores adicionais para que as unidades poidan usar a nova tecnoloxía NVMe. Isto significa que o despregue do rendemento máis rápido para unidades SATA Express pode levar algún tempo xa que o software ten que madurar similar á primeira introdución de AHCI. Afortunadamente, SATA Express permite que as unidades usen calquera dos dous métodos para que poida seguir utilizando a nova tecnoloxía agora cos controladores AHCI e, posteriormente, poderá pasar ás normas máis recentes de NVMe para mellorar o rendemento, aínda que probabelmente requira reformatear a unidade.
Algunhas outras características engadidas con SATA Express a través de SATA 3.2 Specs
Agora as novas especificacións SATA engaden máis que os novos métodos de comunicación e conectores. A maioría deles está dirixida ás computadoras móbiles, pero tamén poden beneficiar outras computadoras non móbiles. A función de aforro de enerxía máis destacada é un novo modo DevSleep. Este é esencialmente un novo modo de potencia que permite que os sistemas no almacenamento se apaguen case por completo, reducindo así o empate de enerxía cando está en modo de suspensión. Isto debería axudar a mellorar os tempos de funcionamento dos ordenadores portátiles especiais, incluídos os Ultrabooks deseñados en torno a SSD e baixo consumo de enerxía.
Os usuarios de SSHD (unidades híbridas de estado sólido) tamén se beneficiarán cos novos estándares xa que puxeron nun novo conxunto de optimizaciones. Nas actualas implementacións de SATA, o controlador de disco determinaría os elementos que deberían e non deben estar caché en función do que ve que solicitou. Coa nova estrutura, o sistema operativo podería dicir ao controlador de unidade os elementos que debe manter no caché, o que reduce a cantidade de sobrecarga no controlador de disco e mellora o rendemento.
Finalmente, hai unha función para usos con configuracións RAID . Un dos propósitos do RAID é para a redundancia dos datos. No caso de que falla a unidade, a unidade podería ser substituída e entón os datos serían reconstruídos a partir dos datos da suma de comprobación. En esencia, eles construíron un novo proceso nos estándares de SATA 3.2 que poden axudar a mellorar o proceso de reconstrución ao recoñecer que datos están mal contra o que non.
Implantación e por que non capturou
SATA Express foi un estándar oficial desde finais de 2013, pero non comezou a facer os seus camiños nos sistemas informáticos ata o lanzamento dos chipsets Intel H97 / Z97 na primavera de 2014. Aínda coas placas nai que agora presentan a nova interface, hai Non hai unidades no momento do lanzamento que poidan usar a nova interface. Isto é probable debido aos problemas que rodean o soporte do sistema operativo para o novo comando que aproveitará o máximo proveito de SATA Express. Polo menos as implementacións actuais permiten que os conectores SATA Express sexan utilizados coas unidades SATA existentes. Isto debería axudar a facilitar a implementación para quen compra a tecnoloxía agora que as unidades están dispoñibles.
A razón pola cal a interface realmente non se atrapou é a interface M.2 . Isto úsase exclusivamente para unidades de estado sólido que usan un factor de forma menor que se usa nas computadoras portátiles pero tamén con sistemas de escritorio. Os discos duros aínda teñen dificultades para superar os estándares SATA. M.2 ten un pouco máis de flexibilidade porque non depende das unidades máis grandes, pero tamén pode usar catro carriles PCI-Express que significa unidades máis rápidas que os dous carrís de SATA Express. Neste punto, os consumidores nunca poderán ver o SATA Express xa adoptado.