SATA eller Serial ATA har været en stor succes, når det kommer til computeropbevaring. Standardiseringen på grænsefladen giver mulighed for nem installation og kompatibilitet mellem computere og lagerenheder. Problemet er, at designet af den serialiserede kommunikation har nået sine grænser, da mange solid state-drev er dækket af grænsefladenes ydeevne i stedet for drevet. På grund af dette skulle nye standarder for kommunikation mellem en computer og lagringsdrev udvikles. Det er her, hvor SATA Express træder ind for at udfylde præstationskløften.
SATA eller PCI-Express kommunikation
De eksisterende SATA 3.0 specifikationer var begrænset til kun 6.0Gbps båndbredde, som oversætter til omkring 750MB / s. Nu med overhead til grænsefladen og alt betyder det, at den effektive ydeevne var begrænset til kun 600MB / s. Mange af de nuværende generationer af solid state-drev har stort set nået denne grænse og har brug for en form for hurtigere grænseflade. SATA 3.2-specifikationen, som SATA Express er en del af, introducerede et nyt kommunikationsmiddel mellem computeren og enhederne ved at tillade enheder at vælge om de vil bruge den eksisterende SATA-metode, sikre kompatibilitet med ældre enheder eller bruge den hurtigere PCI -Express bus.
PCI-Express-bussen er traditionelt blevet brugt til at kommunikere mellem CPU'en og perifere enheder som grafikkort, netværksinterfaces, USB-porte osv. Under de nuværende PCI-Express 3.0-standarder kan en enkelt PCI Express-rute håndtere op til 1 GB / s gør det hurtigere end den nuværende SATA-grænseflade. Det er det, som en enkelt PCI-Express-bane kan opnå, men enheder kan bruge flere baner. Ifølge SATA Express-specifikationerne kan et drev med den nye grænseflade bruge to PCI-Express-baner (ofte omtalt som x2) for at få en potentiel båndbredde på 2GB / s, hvilket gør det næsten tre gange hurtigere end de tidligere SATA 3.0-hastigheder.
Den nye SATA Express Connector
Nu krævede den nye grænseflade også et nyt stik. Det kan se lidt lignende ud, fordi stikket faktisk kombinerer to SATA-dataforbindelser sammen med en tredje lidt mindre stik, der beskæftiger sig med PCI-Express-baserede kommunikation. De to SATA-stik er faktisk fuldt funktionelle SATA 3.0-porte. Det betyder, at en enkelt SATA Express-stik på en computer kan understøtte to ældre SATA-porte. Problemet kommer, når du vil tilslutte et nyere SATA Express-baseret drev til stikket. Alle SATA Express-stikkene bruger den fulde bredde, om drevet er baseret på den ældre SATA-kommunikation eller den nyere PCI-Express. Så, en SATA Express kan håndtere enten to SATA-drev eller et SATA Express-drev.
Så hvorfor bruger ikke et PCI-Express-baseret SATA Express-drev kun det enkelt tredje stik i stedet for de to SATA-porte? Dette har at gøre med, at et SATA Express-baseret drev kan bruge enten teknologi, så det skal have grænsefladen med begge dele. Derudover er mange SATA-porte forbundet til en PCI-Express-lane til kommunikation med processoren. Ved at bruge PCI-Express-grænsefladen direkte med et SATA Express-drev, kan du effektivt afskære kommunikation til de to SATA-porte, der er forbundet med den grænseflade.
Kommandobegrænsningsbegrænsninger
SATA er effektivt en måde at kommunikere data mellem enheden og CPU'en i computeren. Ud over dette lag er der et kommandolag, der løber oven på dette for at sende kommandoerne på, hvad der skal skrives til og læses fra lagerdrevet. I årevis er dette blevet håndteret af AHCI (Advanced Host Controller Interface). Dette har været så standardiseret, at det i det væsentlige er skrevet til alle operativsystemer, der for øjeblikket er på markedet. Dette gør SATA-drevene rent faktisk plug og play. Der kræves ingen ekstra chauffører. Mens teknologien fungerede godt med ældre langsommere teknologi som harddiske og USB-flashdrev, holder det virkelig hurtigere SSD'er tilbage. Problemet er, at mens AHCI kommandokøen kan holde 32 kommandoer i køen, kan det stadig kun behandle en enkelt kommando ad gangen, fordi der kun er en enkelt kø.
Det er her, kommandoen NVMe (Non-Volatile Memory Express) kommer ind. Den har i alt 65.536 kommandokøer, hver med evnen til at holde 65.536 kommandoer pr. Kø. Dette giver effektivt mulighed for parallelbehandling af lagerkommandoer til drevet. Dette er ikke gavnligt for en harddisk, da den stadig er effektivt begrænset til en enkelt kommando på grund af drevhovedene, men til solid state-drev med deres flere hukommelseschips, kan den effektivt øge deres båndbredde ved at skrive flere kommandoer til forskellige chips og celler samtidigt.
Det lyder måske godt, men der er lidt af et problem. Dette er ny teknologi og er derfor ikke indbygget i de fleste af de eksisterende operativsystemer på markedet. Faktisk vil de fleste have brug for at have ekstra drivere installeret i dem, så drevene kan bruge den nye NVMe-teknologi. Det betyder, at implementering af den hurtigste ydeevne til SATA Express-drev kan tage lidt tid, da softwaren skal modne ligner AHCIs første introduktion. Heldigvis tillader SATA Express drev at bruge en af de to metoder, så du stadig kan bruge den nye teknologi nu med AHCI-drivere og potentielt flytte til de nyere NVMe-standarder senere for forbedret ydeevne, om end sandsynligvis kræver, at drevet omformateres.
Andre funktioner tilføjet med SATA Express via SATA 3.2 Specs
Nu tilføjer de nye SATA-specifikationer mere end blot de nye kommunikationsmetoder og stik. De fleste af dem er målrettet mod mobile computere, men de kan også være til gavn for andre ikke-mobile computere.Den mest bemærkelsesværdige strømbesparende funktion er en ny DevSleep-tilstand. Dette er i det væsentlige en ny strømtilstand, der gør det muligt for systemer i lageret at lukke næsten helt af og dermed reducere strømafbrydelsen, når du er i dvaletilstand. Dette skulle medvirke til at forbedre løbstiderne for specielle bærbare computere, herunder Ultrabooks designet omkring SSD'er og lavt strømforbrug.
Brugere af SSHD (solid state hybrid drives) vil også drage fordel af de nye standarder, da de har sat et nyt sæt optimeringer. I de nuværende SATA-implementeringer vil drevcontrolleren bestemme hvilke elementer der skal og bør ikke være cache baseret på, hvad det ser bringe anmodet om. Med den nye struktur kan operativsystemet i det væsentlige fortælle drevstyringen hvilke emner den skal holde i cachen, hvilket reducerer mængden af overhead på drevstyringen og forbedrer ydeevnen.
Endelig er der en funktion til brug med RAID-drevopsætninger. Et af formålene med RAID er data redundans. I tilfælde af en drevfejl kan drevet udskiftes, og dataene vil blive genopbygget fra checksumdataene. I det væsentlige har de bygget en ny proces i SATA 3.2 standarderne, der kan hjælpe med at forbedre genopbygningsprocessen ved at genkende hvilke data der er beskadiget i forhold til det, der ikke er.
Gennemførelse og hvorfor det ikke er fanget
SATA Express har været en officiel standard siden udgangen af 2013, men den har ikke begyndt at gøre sine måder til computersystemer, indtil udgivelsen af Intel H97 / Z97 chipsætne i foråret 2014. Selv med bundkort, der nu har den nye grænseflade, er der Der er ingen drev på tidspunktet for lanceringen, der kan bruge den nye grænseflade. Dette skyldes sandsynligvis på grund af problemerne omkring operativsystemstøtten til den nye kommando kø for at udnytte SATA Express fuldt ud. I det mindste gør de nuværende implementeringer det muligt at bruge SATA Express-stikene til eksisterende SATA-drev. Dette skal medvirke til at lette implementeringen for dem, der tilfældigvis køber teknologien nu, når drevene bliver tilgængelige.
Grunden til, at grænsefladen ikke er rigtig fanget på, ligger virkelig i M.2-grænsefladen. Dette bruges udelukkende til solid state-drev, der bruger en mindre formfaktor, der bruges i bærbare computere, men også med desktop-systemer. Harddiske har stadig en hård tid, der overstiger SATA-standarderne. M.2 har en smule mere fleksibilitet, fordi den ikke stole på de større drev, men kan også bruge fire PCI-Express baner, hvilket betyder hurtigere drev end de to spor i SATA Express. På dette tidspunkt kan forbrugerne aldrig se, at SATA Express nogensinde bliver vedtaget.
