Com la versió actualitzada de SATA augmentarà les velocitats del PC
SATA o Serial ATA ha tingut un gran èxit en l'emmagatzematge d'ordinadors. L'estandardització a la interfície permet una fàcil instal·lació i compatibilitat entre ordinadors i dispositius d'emmagatzematge. El problema és que el disseny de la comunicació serialitzada ha arribat als seus límits amb moltes unitats d'estat sòlid que es veuen limitades pel rendiment de la interfície en comptes del disc. Per això, es necessiten nous estàndards de comunicació entre un ordinador i unitats d'emmagatzematge . Aquí és on entra SATA Express per omplir el buit de rendiment.
Comunicació SATA o PCI-Express
Les especificacions SATA 3.0 existents es van limitar a només 6.0Gbps d'ample de banda que es tradueix a aproximadament 750MB / s. Ara, amb la inversió a la interfície i tot, això significa que el rendiment efectiu es restringia a només 600MB / s. Moltes de les generacions actuals d'unitats d'estat sòlid han assolit bàsicament aquest límit i necessiten alguna forma d'interfície més ràpida. L'especificació de SATA 3.2 que SATA Expess forma part d'introduir un nou mitjà de comunicació entre l'ordinador i els dispositius, permetent que els dispositius escullin si volen utilitzar el mètode SATA existent, assegurant la compatibilitat amb versions anteriors amb dispositius antics o utilitzar el PCI més ràpid -Express bus.
El bus PCI-Express s'ha utilitzat tradicionalment per comunicar-se entre la CPU i els dispositius perifèrics, com ara targetes gràfiques, interfícies de xarxes, ports USB, etc. Sota els estàndards PCI-Express 3.0 actuals, un únic carril PCI-Express pot gestionar fins a 1 GB / s fent que sigui més ràpid que la interfície SATA actual. Això és el que pot aconseguir un únic carril PCI-Express, però els dispositius poden utilitzar múltiples carrils. Segons les especificacions de SATA Express, una unitat amb la nova interfície pot utilitzar dues vies PCI-Express (sovint esmentades com a x2) per tenir un ample de banda potencial de 2GB / s fent que sigui gairebé tres vegades la velocitat de les velocitats anteriors de SATA 3.0.
El nou connector SATA Express
Ara, la nova interfície també requeria un connector nou. Pot semblar una cosa semblant perquè el connector combina dos connectors de dades SATA juntament amb un tercer connector lleugerament més petit que s'ocupa de les comunicacions basades en PCI-Express. Els dos connectors SATA són, en realitat, ports totalment funcionals SATA 3.0. Això significa que un únic connector SATA Express en un equip pot suportar dos ports SATA més antics. El problema ve quan vulgueu connectar una unitat basada en SATA Express més nova al connector. Tots els connectors SATA Express usaran l'ample sencer tant si la unitat es basa en les antigues comunicacions SATA com en el nou PCI-Express. Així, un SATA Express pot manejar dues unitats SATA o una unitat SATA Express.
Llavors, per què no es tracta d'una unitat SATA Express basada en PCI-Express que només utilitzi el tercer connector en lloc dels dos ports SATA? Això té a veure amb el fet que un disc basat en SATA Express pot utilitzar qualsevol tecnologia, de manera que necessita tenir la interfície amb tots dos. A més d'això, molts ports SATA estan enllaçats a un carril PCI-Express per comunicar-se amb el processador. Mitjançant l'ús de l'interacció PCI-Express directament amb una unitat SATA Express, es trenca eficaçment la comunicació amb els dos ports SATA enllaçats amb aquesta interfície de totes maneres.
Limitacions de la interfície d'ordres
SATA és efectivament una manera de comunicar dades entre el dispositiu i la CPU a l'ordinador. A més d'aquesta capa, hi ha una capa de comandaments que s'executa sobre això per enviar les ordres sobre el que s'ha d'escriure i llegir des del disc d'emmagatzematge. Durant anys, aquest ha estat gestionat per AHCI (Advanced Host Controller Interface). Això ha estat tan estandarditzat que s'escriu essencialment en tots els sistemes operatius actualment disponibles al mercat. D'aquesta manera, les unitats SATA es connecten i es connecten. No es necessiten conductors addicionals. Tot i que la tecnologia funcionava bé amb una tecnologia més lenta més antiga, com ara discs durs i unitats flash USB, realment retenia els SSD més ràpids. El problema és que mentre que la cua d'ordres AHCI pot contenir 32 comandaments a la cua, encara només es pot processar un sol comandament a la vegada perquè només hi ha una sola cua.
Aquí és on s'inicia el conjunt de comandaments NVMe (Expressió no volàtil), que compta amb un total de 65.536 ordres de col · leccions cadascuna amb la possibilitat de mantenir 65.536 comandaments per cua. Efectivament, això permet el processament paral·lel dels comandaments d'emmagatzematge a la unitat. Això no és beneficiós per a un disc dur, ja que encara està limitat de forma efectiva a un sol comandament a causa dels caps de la unitat, però per a unitats d'estat sòlid amb els seus xips de memòria múltiples, pot augmentar la seva amplada de banda mitjançant l'escriptura de diversos comandaments a diferents xips i cel·les simultàniament .
Això pot semblar genial, però hi ha una mica de problema. Aquesta és una tecnologia nova i, per tant, no està integrada a la majoria dels sistemes operatius existents en el mercat. De fet, la majoria haurà de tenir controladors addicionals instal·lats per tal que les unitats puguin utilitzar la nova tecnologia NVMe. Això significa que el desplegament del rendiment més ràpid per a les unitats SATA Express pot trigar un temps a mesura que el programari ha de madurar similar a la primera introducció de AHCI. Afortunadament, SATA Express permet que les unitats utilitzin qualsevol dels dos mètodes, de manera que encara podeu utilitzar la nova tecnologia amb els controladors AHCI i, posteriorment, passar a les normes més noves de NVMe per obtenir un rendiment millorat, encara que probablement requereixi reformatar el disc.
Algunes altres característiques afegides amb SATA Express mitjançant SATA 3.2 Especificacions
Ara, les noves especificacions SATA afegeixen més que només els nous mètodes de comunicació i el connector. La majoria d'ells estan dirigits a ordinadors mòbils, però també poden beneficiar-se d'altres ordinadors no mòbils. La funció d'estalvi d'energia més notable és un nou mode DevSleep. Es tracta bàsicament d'un nou mode de potència que permet que els sistemes de l'emmagatzematge es tanquin gairebé per complet, reduint així l'arrencada de potència en mode de suspensió. Això hauria d'ajudar a millorar els temps d'execució d'ordinadors portàtils especials, inclosos els Ultrabooks dissenyats per SSD i baix consum d'energia.
Els usuaris de SSHD (unitats híbrids d'estat sòlid) també es beneficiaran dels nous estàndards ja que han posat en un nou conjunt d'optimitzacions. En les actuals implementacions de SATA, el controlador de la unitat determinaria quins elements haurien de i no s'han de basar en la memòria cau d'acord amb el que considera necessari sol·licitar. Amb la nova estructura, el sistema operatiu podria dir bàsicament al controlador de la unitat quins elements hauria de contenir a la memòria cau, que redueix la quantitat de despeses generals del controlador de la unitat i millora el rendiment.
Finalment, hi ha una funció per als usos amb les configuracions de la unitat RAID . Un dels propòsits del RAID és per a la redundància de dades. En cas de fallada de la unitat, la unitat es pot reemplaçar i les dades serien reconstruïdes a partir de les dades de la suma de comprovació. En essència, han construït un nou procés en els estàndards SATA 3.2 que poden ajudar a millorar el procés de reconstrucció, reconeixent quines dades estan danyades versus allò que no ho és.
Implementació i per què no s'ha capturat
SATA Express ha estat una norma oficial des de finals de 2013, però no ha començat a introduir-se en sistemes informàtics fins a l'alliberament dels chipsets Intel H97 / Z97 a la primavera de 2014. Fins i tot amb les plaques base que ara presenten la nova interfície, hi ha No hi ha discs en el moment del llançament que puguin utilitzar la nova interfície. Això és probable a causa dels problemes que envolten el suport del sistema operatiu per a la nova ordre queueu per aprofitar al màxim SATA Express. Almenys les implementacions actuals permeten que els connectors SATA Express s'utilitzin amb les unitats SATA existents. Això hauria d'ajudar a facilitar la implementació per als que passen a comprar la tecnologia ara, una vegada que les unitats es fan disponibles.
La raó per la qual la interfície no ha agafat realment es troba en la interfície M.2 . Això s'utilitza exclusivament per a discs d'estat sòlid que utilitzen un factor de forma més petit que s'utilitza en ordinadors portàtils, però també amb sistemes d'escriptori. Els discs durs encara tenen dificultats per superar els estàndards SATA. M.2 té una mica més de flexibilitat perquè no es basa en les unitats més grans, sinó que també pot utilitzar quatre carrils PCI-Express que volen accedir a unitats més ràpides que els dos carrils de SATA Express. En aquest punt, els consumidors mai poden veure l'adopció de l'Express SATA.