Какво е SATA Express?

sata express кабел

SATA или Serial ATA беше огромен успех, когато става въпрос за съхранение на данни. Стандартизирането на интерфейса дава възможност за лесно инсталиране и съвместимост между компютри и устройства за съхранение. Проблемът е, че дизайна на сериализирани връзки е достигнал своите граници. Поради това са разработени новите стандарти, необходими на устройствата за съхранение.

Един от новите стандарти е SATA Express.

SATA или PCI-Express връзка

Съществуващите SATA 3.0 спецификации са ограничени до 6.0Gbps пропускателна способност, които трансферират приблизително до 750MB/s. Сега с казаното до тук, това означава че ефективната производителност е ограничена до 600MB/s. Много от сегашното поколение твърдотелни дискове (SSD) са достигнали тази граница и се нуждаят от някаква форма на по-бърз интерфейс. SATA 3.2 спецификацията, от която SATA Expess е част въведените нови стандарти между компютъра и устройства, като позволява на устройствата да изберете дали искате да използвате съществуващия SATA метод, осигуряващ обратна съвместимост с по-стари устройства или да използвате по-бързата PCI-Express шина.

PCI-Express шината традиционно се използва за комуникация между процесора и периферните устройства, като например видео карти, мрежови интерфейси, USB портове и други.

Съгласно настоящите PCI-Express 3.0 стандарти, единичната PCI-Express алея може да се справи с до 1GB/s, правейки я по-бърза от настоящия SATA интерфейс. Това е което една PCI-Express алея може да постигне, но устройствата могат да използват множество алеи. Според SATA Express спецификациите, устройство с нов интерфейс може да използва две PCI-Express алеи (често обозначавани като х2) и имат потенциална пропускателна способност от  2GB/s, което означава три пъти по-висока скорост от предходните SATA 3.0 скорости.

Новият SATA Express конектор

Новият интерфейс изисква нов конектор. Може да изглежда донякъде подобен, защото конектора всъщност съчетава два SATA конектора за данни с трети по-малък конектор, който се занимава с PCI-Express базирани комуникации. Двата SATA конектора всъщност са напълно функционални SATA 3.0 порта. Това означава, че единичния SATA Express конектор на компютъра могат да поддържат два по-стари SATA порта. Проблем се появява, когато искате да включите по-ново SATA Express базирано устройство към конектора. Всички SATA Express конектори ще използват цялата ширина, независимо дали устройството е базирано на по-старите SATA комуникации или на по-новите PCI-Express. Така, че един SATA Express може да се справи с два SATA диска или един SATA Express.

Така, че защо PCI-Express базираните SATA Express дискове да не използват отделен трети конектор, а не двата SATA порта? Това е свързано с факта, че SATA Express базираните дискове, могат да използват всяка технология, така че да имат интерфейс с двете. В допълнение на това, много SATA портове са свързани с PCI-Express алея за комуникация с процесора. Чрез използването на PCI-Express интерфейса директно със SATA Express устройство, вие ефективно прекъсвате комуникацията към двата SATA порта, свързани с този интерфейс.

Интерфейс ограничение

SATA е ефективен начин за комуникация на данни между устройството и процесора в компютъра. В допълнение на този слой, има команден слой, който работи като изпраща команда за това какво трябва да се запише, за да се прочете от устройството за съхранение. В продължение на години, това се управляваше от AHCI (Advanced Host Controller Interface). Това беше толкова стандартизирано, че по същество е записано във всяка операционна система на пазара. Не са необходими допълнителни драйвери. Докато технологията работи добре с по-старите бавни технологии като твърди дискове и USB флаш памети, тя ограничава по-бързите SSD устройства.

Проблемът е, че AHCI командата може да побере 32 команди, но може да обработва само по една команда.

Ето защо беше необходима нова команда в лицето на NVMe (Non-Volatile Memory Express). Тя разполага с общо 65536 опашки от команди с възможност да задържа 65536 команди на опашка. Реално, това дава възможност за паралелна обработка на команди за съхранение на устройството. Това не е от полза за един твърд диск, тъй като все още е ефективно ограничен от една единствена команда, поради задвижващите глави на диска, но твърдотелните дискове с техните чипове памет ефективно увеличават тяхната пропускателна способност, чрез изписването на множество команди за различни чипове и клетки едновременно.

Това може да звучи страхотно, но има малък проблем. Това е нова технология и в резултат на това не е вградена в повечето съществуващи операционни системи на пазара. В действителност, ще е необходимо инсталирането на допълнителни драйвери, за да могат устройствата да използват новата NVMe технология.

Добавяне на други функции със SATA Express чрез SATA 3.2 спецификации

Сега новите SATA спецификации добавят повече от новите комуникационни методи и конектор. Повечето от тях са насочени към мобилните компютри, но те могат да се използват и от други немобилни компютри. Най-забележителната функция за пестене на енергия е новия DevSleep режим. Това по същество е нов режим, който позволява на системите в съхранението почти напълно да се изключват , като по този начин се намалява консумацията на енергия, когато са в режим на заспиване. Това би трябвало да помогне за подобряване на текущите времена на специалните лаптопи включващи ултрабуци проектирани около SSD и ниска консумация на енергия.

Потребителите на SSHD (solid state hybrid drives) също ще се възползват от новите стандарти, тъй като са поставени в нов набор от оптимизации. С новата структура операционната система може да каже на контролера на диска кои елементи трябва да се задържат в кеш паметта, което подобрява производителността.

Накрая, ще спомен и RAID функционалността. Една от целите на RAID е резервиране на данни. В случай, че диск откаже да работи, устройството може да бъде заменено и след това данните ще бъдат възстановени от контролната сума. Има изграден нов процес в SATA 3.2 стандартите, който може да помогне за подобряване на процеса на възстановяване като разпознава коя информация е повредена.

Реклами