Kako će ažurirana verzija SATA povećati brzinu računara
SATA ili Serial ATA je bio veliki uspeh kada je u pitanju skladištenje računara. Standarizacija na interfejsu omogućava jednostavnu instalaciju i kompatibilnost između računara i uređaja za skladištenje podataka. Problem je u tome što je dizajn serijale komunikacije dostigao svoje granice s mnogim SSD uređajima koji su ograničeni performansama interfejsa, a ne pogonom. Zbog toga je potrebno razviti nove standarde komunikacije između kompjutera i disk jedinica . Ovde SATA Express koraka za popunjavanje jazova performansi.
SATA ili PCI-Express komunikacija
Postojeće SATA 3.0 specifikacije bile su ograničene samo na frekvenciju od 6.0Gbps, što znači približno 750MB / s. Sada sa nadbiskupom za interfejs i sve, to znači da je efektivna performansa ograničena na samo 600MB / s. Mnoge trenutne generacije SSD uređaja su u suštini dostigle ovu granicu i trebaju neku vrstu bržeg interfejsa. Specifikacija SATA 3.2 koja je SATA Expess deo uvodila je novu komunikacionu komunikaciju između računara i uređaja omogućavajući uređajima da izaberu da li žele koristiti postojeću SATA metodu, obezbeđujući kompatibilnost sa starijim uređajima ili koristiti brži PCI -Express bus.
PCI-Express bus se tradicionalno koristi za komunikaciju između CPU-a i perifernih uređaja kao što su grafičke kartice, mrežni interfejsi, USB portovi itd. Prema trenutnim PCI-Express 3.0 standardima, jedna PCI-Express traka može da se nosi do 1GB / s čine ga brže od trenutnog SATA interfejsa. To je ono što jedna PCI-Express traka može postići, ali uređaji mogu koristiti više traka. Prema specifikacijama SATA Express-a, uređaj sa novim interfejsom može koristiti dvije PCI-Express trake (često repered kao x2) da ima potencijalnu propusnost od 2GB / s što ga čini skoro tri puta veću od brzine prethodnih SATA 3.0 brzina.
Novi SATA Express konektor
Novi interfejs je takođe zahtevao novi konektor. Može izgledati donekle slično jer konektor ustvari kombinuje dva SATA konektora podataka, a treći nešto manji konektor koji se bavi PCI-Express komunikacijama. Dva SATA konektora su zapravo potpuno funkcionalni SATA 3.0 portovi. To znači da jedan SATA Express konektor na računaru može podržati dva starija SATA porta. Problem dolazi kada želite da priključite novi disk na osnovu SATA Express-a u konektor. Svi SATA Express konektori će koristiti punu širinu bez obzira na to da li je disk jedinica zasnovana na starijim SATA komunikacijama ili novijim PCI-Express-om. Dakle, jedan SATA Express može da upravlja sa dva SATA pogona ili jednim SATA Express pogonom.
Pa zašto PCI-Express zasnovani na SATA Express disku ne koristi samo jedan treći konektor nego dva SATA porta? Ovo se odnosi na činjenicu da disk koji koristi SATA Express može koristiti bilo koju tehnologiju, tako da treba imati interfejs sa oba. Pored toga, mnogi SATA portovi su povezani sa PCI-Express trakom za komunikaciju sa procesorom. Korišćenjem PCI-Express interakcije direktno sa SATA Express drajvom, u svakom slučaju efikasno se isključuje komunikacija sa dva SATA porta povezana sa tim interfejsom.
Ograničenja komandnog interfejsa
SATA je efektivan način komunikacije između uređaja i CPU-a na računaru. Pored ovog sloja, postoji komandni sloj koji se pokreće na vrhu ovoga da bi poslali naredbe o tome šta treba napisati i čitati iz disk jedinice za skladištenje podataka. Već godinama, ovo je rukovodio AHCI (Advanced Host Controller Interface). Ovo je tako standardizovano da se u suštini piše u svaki operativni sistem koji je trenutno na tržištu. To efikasno čini SATA pogone plug and play. Nema dodatnih drivera. Iako je tehnologija dobro funkcionisala sa starijim sporijim tehnologijama kao što su hard diskovi i USB fleš diskovi, to zaista drži brže SSD-ove. Problem je u tome što dok komanda za redove AHCI može zadržati 32 naredbe u redu, ona i dalje može obrađivati samo jednu komandu u isto vrijeme, jer postoji samo jedan red.
Tu se nalazi komandni set NVMe (Non-Volatile Memory Express). Ima ukupno 65.536 komandnih redova, svaki sa mogućnošću držanja 65.536 komandi po redu. Efektivno, ovo omogućava paralelnu obradu komandi za skladištenje uređaja. Ovo nije korisno za čvrsti disk jer je i dalje efikasno ograničeno samo na jednu komandu zbog pogonskih glava, ali za solid state diskove sa svojim višestrukim memorijskim čipovima može efikasno povećati njihov propusni opseg pisanjem više komandi istovremeno na različite čipove i ćelije .
Ovo može zvučati sjajno ali ima malo problema. Ovo je nova tehnologija i kao rezultat toga nije ugrađen u većinu postojećih operativnih sistema na tržištu. Zapravo, većina će trebati imati instalirane dodatne drajvere, tako da diskovi mogu koristiti novu NVMe tehnologiju. To znači da primena najbržih performansi za SATA Express drajvove može potrajati nekoliko vremena dok softver mora da sazrije slično AHCI-ovom prvom uvodu. Srećno, SATA Express omogućava diskove da koriste bilo koji od metoda, tako da i dalje možete da koristite novu tehnologiju pomoću AHCI drajvera i da se kasnije potencijalno prebacite na nove NVMe standarde radi poboljšanja performansi, iako verovatno zahtijevaju da se disk uredi.
Neke druge funkcije dodate pomoću SATA Express preko SATA 3.2 specifikacija
Sada nove SATA specifikacije daju više nego samo nove metode komunikacije i konektor. Većina njih je usmerena na mobilne računare, ali takođe mogu koristiti i druge ne-mobilne računare. Najznačajnija funkcija štednje energije je novi DevSleep mod. Ovo je u suštini novi režim napajanja koji omogućava da se sistemi u skladištu skoro potpuno isključe, čime se smanjuje izvlačenje snage kada se radi u režimu spavanja. Ovo bi trebalo da pomogne u poboljšanju vremena rada specijalnih laptopa uključujući i Ultrabooks dizajnirane oko SSD-a i male potrošnje energije.
Korisnici SSHD (solid state hibridnih uređaja) takođe će imati koristi od novih standarda pošto su stavili novi set optimizacija. U trenutnim implementacijama SATA, kontrolni uređaj pogona bi odredio koje stavke treba i ne bi trebalo da budu keš memorije zasnovane na onome što ona vidi da zahteva. Sa novom strukturom, operativni sistem bi u suštini mogao reći kontroleru pogona koji stavke treba držati u keš memoriji koji smanjuje količinu nadzemnih delova na upravljaču pogona i poboljšava performanse.
Konačno, postoji funkcija za korištenje sa podešavanjima RAID pogona. Jedna od ciljeva RAID-a je redundancija podataka. U slučaju neuspjeha pogona, uređaj se može zamijeniti i tada će podaci biti obnovljeni iz podataka kontrolne sume. U suštini, oni su izgradili novi proces u SATA 3.2 standardima koji mogu pomoći u poboljšanju procesa rekonstrukcije prepoznajući koji su podaci oštećeni nasuprot onome što nije.
Implementacija i zašto nije uhvaćen
SATA Express je zvanični standard od kraja 2013. godine, ali nije započeo da se kreće u kompjuterske sisteme sve do puštanja čipseta Intel H97 / Z97 u proleće 2014. Čak i sa matičnim pločama koje sada imaju novi interfejs, postoje nema pogona u trenutku lansiranja koji mogu da koriste novi interfejs. Ovo je verovatno zbog problema koji okružuju podršku operativnog sistema za novo naredbeno čekanje da bi u potpunosti iskoristili SATA Express. Najmanje trenutne implementacije omogućavaju korištenje SATA Express konektora sa postojećim SATA uređajima. Ovo bi trebalo da pomogne u olakšavanju implementacije za one koji se dešavaju da kupe tehnologiju odmah nakon što diskovi postanu dostupni.
Razlog za koji se interfejs zaista nije zapravo nalazio je M.2 interfejs. Ovo se koristi isključivo za SSD uređaje koji koriste manji oblik koji se koristi u prenosnim računalima, ali i sa desktop sistemima. Hard diskovi i dalje imaju teško vrijeme da prevazilaze SATA standarde. M.2 ima malo više fleksibilnosti jer se ne oslanja na veće diskove, već može koristiti i četiri PCI-Express trake, što znači brži disk jedinice nego dve trake SATA Express-a. U ovom trenutku, potrošači možda neće videti SATA Express ikada usvojene.