ما هو SATA Express؟
المسلسل ATA يستخدم لتخزين الكمبيوتر. تتيح الواجهة القياسية سهولة التثبيت والتوافق بين أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التخزين. وصل تصميم الاتصال المتسلسل إلى حدوده ، مع العديد محركات الأقراص الصلبة توج بأداء الواجهة بدلاً من محرك الأقراص. معايير الاتصال الجديدة بين الكمبيوتر و محركات التخزين دعا SATA Express لملء الفراغ.
SATA أو PCI Express Communication
مواصفات SATA 3.0 الحالية محدودة بـ 6.0 جيجابت في الثانية عرض النطاق، والذي يترجم إلى ما يقرب من 750 ميغا بايت / ثانية. مع الحمل الزائد للواجهة ، يقتصر الأداء الفعال على 600 ميغا بايت / ثانية. لقد وصلت العديد من الأجيال الحالية من محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة إلى هذا الحد وتحتاج إلى شكل من أشكال الواجهة الأسرع.
مواصفات SATA 3.2 ، والتي يعد SATA Express جزءًا منها ، هي معيار اتصال جديد بين الكمبيوتر والأجهزة. يسمح للأجهزة باختيار طريقة SATA الحالية ، مما يضمن التوافق مع الأجهزة القديمة ، أو استخدام الطريقة الأسرع بي سي اي اكسبريس أوتوبيس.
يتم استخدام ناقل PCI Express بشكل شائع للتواصل بين وحدة المعالجة المركزية والأجهزة الطرفية ، مثل بطاقات الرسومات وواجهات الشبكات و
ومع ذلك ، تستخدم الأجهزة أكثر من ممر واحد. وفقًا لمواصفات SATA Express ، يمكن لمحرك الأقراص المزود بواجهة جديدة استخدام ممرتي PCI Express (يشار إليهما غالبًا باسم x2) لتحقيق عرض نطاق ترددي محتمل يبلغ 2 جيجابايت / ثانية. تجعل هذه الواجهة عرض النطاق الترددي ما يقرب من ثلاثة أضعاف سرعة أجهزة SATA 3.0 السابقة.
موصل SATA Express الجديد
تتطلب الواجهة الجديدة موصلًا جديدًا. فهو يجمع بين موصلي بيانات SATA وموصل ثالث أصغر حجمًا ، والذي يتعامل مع الاتصالات المستندة إلى PCI Express. موصلا SATA عبارة عن منافذ SATA 3.0 تعمل بكامل طاقتها. يمكن أن يدعم موصل SATA Express الفردي الموجود على الكمبيوتر منفذي SATA الأقدم. تستخدم جميع موصلات SATA Express العرض الكامل ، سواء كان محرك الأقراص يعتمد على اتصالات SATA السابقة أو PCI-Express الأحدث. لذلك ، يتعامل أحد محركات SATA Express إما مع محركي أقراص SATA أو محرك أقراص SATA Express واحد.
نظرًا لأن محرك الأقراص المستند إلى SATA Express يمكنه استخدام أي من التقنيتين ، فيجب أن يتفاعل مع كليهما ، لذلك يستخدم المنفذين بدلاً من منفذ ثالث بديل. أيضًا ، ترتبط العديد من منافذ SATA بحارة PCI Express للتواصل مع المعالج. يؤدي استخدام واجهة PCI Express مع محرك أقراص SATA Express إلى إيقاف الاتصال بمنفذي SATA المرتبطين بتلك الواجهة.
حدود واجهة الأوامر
يقوم SATA بتوصيل البيانات بين الجهاز ووحدة المعالجة المركزية. بالإضافة إلى هذه الطبقة ، تعمل طبقة الأوامر في الأعلى. ترسل طبقة الأوامر الأوامر الخاصة بما يجب الكتابة إليه والقراءة من محرك التخزين. لسنوات ، تمت معالجة هذه العملية بواسطة واجهة تحكم المضيف المتقدمة. لقد تمت كتابته في كل نظام تشغيل موجود حاليًا في السوق ، مما يجعل محركات أقراص SATA تعمل بشكل فعال. لا حاجة لسائقين إضافيين.
بينما تعمل التقنية بشكل جيد مع التقنيات الأقدم والأبطأ مثل محركات الأقراص الثابتة ومحركات أقراص فلاش USB ، فإنها تمنع محركات أقراص الحالة الصلبة الأسرع. بينما يمكن أن تحتوي قائمة انتظار أوامر AHCI على 32 أمرًا ، إلا أنها لا يمكنها معالجة سوى أمر واحد في كل مرة نظرًا لوجود أمر واحد فقط طابور.
هذا هو المكان الذي تأتي فيه مجموعة أوامر الذاكرة السريعة غير المتطايرة. يضم 65.536 قائمة انتظار ، لكل منها القدرة على الاحتفاظ بـ 65.536 أمرًا لكل قائمة انتظار. هذا يسمح بمعالجة متوازية لأوامر التخزين على محرك الأقراص. هذا ليس مفيدًا لمحرك الأقراص الثابتة ، لأنه يقتصر على أمر واحد بسبب رؤوس محرك الأقراص. ومع ذلك ، بالنسبة لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة المزودة بشرائح ذاكرة متعددة ، يمكن أن تعزز النطاق الترددي عن طريق كتابة عدة أوامر إلى شرائح وخلايا مختلفة في وقت واحد.
هذه تقنية جديدة وليست مدمجة في معظم أنظمة التشغيل في السوق. تحتاج العديد من أنظمة التشغيل إلى تثبيت برامج تشغيل إضافية في محركات الأقراص بحيث يمكن لمحركات الأقراص استخدام تقنية NVMe الجديدة. قد يستغرق نشر أسرع أداء لمحركات أقراص SATA Express بعض الوقت.
يدعم SATA Express أي من الطريقتين. يمكنك استخدام التكنولوجيا الجديدة مع برامج تشغيل AHCI وربما الانتقال إلى معايير NVMe الأحدث لاحقًا لتحسين الأداء ، الأمر الذي قد يتطلب إعادة تهيئة محرك الأقراص.
ميزات أخرى في مواصفات SATA 3.2
تضيف مواصفات SATA الجديدة أكثر من طرق الاتصال والموصلات الجديدة. يستهدف معظمها أجهزة الكمبيوتر المحمولة ولكن يمكن أن تفيد أجهزة الكمبيوتر الأخرى غير المحمولة.
الميزة الأكثر بروزًا لتوفير الطاقة هي وضع DevSleep. إنه وضع طاقة جديد يسمح للأنظمة الموجودة في التخزين بأن تكون شبه سبات. يقلل هذا الوضع من سحب الطاقة عندما تكون في وضع السكون لتحسين أوقات تشغيل أجهزة الكمبيوتر المحمولة الخاصة ، بما في ذلك Ultrabooks مصممة حول أقراص SSD واستهلاك منخفض للطاقة.
محركات هجينة صلبة تستفيد أيضًا من المعايير الجديدة ، حيث أضافت المعايير مجموعة جديدة من التحسينات. في تطبيقات SATA الحالية ، تحدد وحدة التحكم في محرك الأقراص العناصر التي يجب ولا يجب تخزينها مؤقتًا بناءً على ما تراه مطلوبًا. مع الهيكل الجديد ، يخبر نظام التشغيل وحدة التحكم في محرك الأقراص بالعناصر التي يجب أن تحتفظ بها في ذاكرة التخزين المؤقت ، مما يقلل من الحمل على وحدة تحكم محرك الأقراص ويحسن الأداء.
أخيرًا ، هناك وظيفة للاستخدامات مع غارة إعدادات محرك الأقراص. أحد أغراض RAID هو تكرار البيانات. في حالة فشل محرك الأقراص ، يتم استبدال محرك الأقراص وإعادة بناء البيانات من المجموع الاختباري. تعمل عملية جديدة في معايير SATA 3.2 على تحسين عملية إعادة البناء من خلال التعرف على البيانات التالفة مقابل تلك غير التالفة.
التنفيذ ولماذا لم يتم اللحاق به على الفور
لقد كان SATA Express معيارًا رسميًا منذ نهاية عام 2013. لم تشق طريقها إلى أنظمة الكمبيوتر حتى إصدار شرائح Intel H97 / Z97 في ربيع عام 2014. على الرغم من أن اللوحات الأم تتميز بالواجهة الجديدة ، لم تستخدمها أي محركات في وقت الإطلاق.
سبب عدم اكتشاف الواجهة بسرعة هو ملف م 2 واجهه المستخدم. يتم استخدامه حصريًا لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة التي تستخدم عامل شكل أصغر. تواجه محركات الأقراص ذات الصفائح المغناطيسية وقتًا عصيبًا يتجاوز معايير SATA. تتميز M.2 بمرونة أكبر لأنها لا تعتمد على محركات الأقراص الأكبر حجمًا. ويمكنه أيضًا استخدام أربعة ممرات PCI Express ، مما يعني محركات أقراص أسرع من ممر SATA Express.
أصدرت AMD معالجات Ryzen الخاصة بها في أوائل مارس 2017 ، مما يوفر الدعم المدمج لـ SATA Express لمنصة AMD Socket AM4.