¿Qué es SATA Express?
Serial ATA se utiliza para almacenamiento informático. La interfaz estándar permite una fácil instalación y compatibilidad entre computadoras y dispositivos de almacenamiento. El diseño de comunicación serializada ha llegado a sus límites, con muchos discos de estado sólido limitado por el rendimiento de la interfaz en lugar de la unidad. Nuevos estándares de comunicación entre una computadora y unidades de almacenamiento llamado SATA Express llenar el vacío.
Comunicación SATA o PCI Express
Las especificaciones SATA 3.0 existentes están limitadas a 6.0 Gbps banda ancha, que se traduce en aproximadamente 750 MB / s. Con sobrecarga para la interfaz, el rendimiento efectivo está restringido a 600 MB / s. Muchas generaciones actuales de unidades de estado sólido han alcanzado este límite y necesitan algún tipo de interfaz más rápida.
La especificación SATA 3.2, de la que SATA Express forma parte, es un nuevo estándar de comunicación entre la computadora y los dispositivos. Permite que los dispositivos elijan el método SATA existente, lo que garantiza la compatibilidad con dispositivos anteriores o utilizar el método más rápido.
El bus PCI Express se usa comúnmente para comunicarse entre la CPU y los dispositivos periféricos, como tarjetas gráficas, interfaces de red y Puertos USB. Según los estándares actuales de PCI Express 3.0, un solo carril PCI Express maneja hasta 1 GB / s, lo que lo hace más rápido que la interfaz SATA actual.
Sin embargo, los dispositivos usan más de un carril. De acuerdo con las especificaciones de SATA Express, una unidad con la nueva interfaz puede usar dos carriles PCI Express (a menudo denominados x2) para lograr un ancho de banda potencial de 2 GB / s. Esta interfaz hace que el ancho de banda sea casi tres veces mayor que la velocidad del hardware SATA 3.0 anterior.
El nuevo conector SATA Express
La nueva interfaz requiere un nuevo conector. Combina dos conectores de datos SATA con un tercer conector más pequeño, que se ocupa de las comunicaciones basadas en PCI Express. Los dos conectores SATA son puertos SATA 3.0 completamente funcionales. Un solo conector SATA Express en una computadora puede admitir dos puertos SATA más antiguos. Todos los conectores SATA Express utilizan el ancho completo, ya sea que la unidad se base en las comunicaciones SATA anteriores o en el PCI-Express más nuevo. Entonces, un SATA Express maneja dos unidades SATA o una unidad SATA Express.
Debido a que una unidad basada en SATA Express puede usar cualquiera de las tecnologías, debe interactuar con ambas, por lo que usa los dos puertos en lugar de un tercero, alternativo, uno. Además, muchos puertos SATA se enlazan a un carril PCI Express para comunicarse con el procesador. El uso de la interfaz PCI Express con una unidad SATA Express desactiva la comunicación con los dos puertos SATA vinculados a esa interfaz.
Limitaciones de la interfaz de comandos
SATA comunica datos entre el dispositivo y la CPU. Además de esta capa, una capa de comando se ejecuta en la parte superior. La capa de comando envía los comandos sobre qué escribir y leer desde la unidad de almacenamiento. Durante años, este proceso fue manejado por la Interfaz de controlador de host avanzado. Está escrito en todos los sistemas operativos actualmente en el mercado, lo que hace que las unidades SATA sean plug and play. No se necesitan controladores adicionales.
Si bien la tecnología funcionó bien con tecnología más antigua y más lenta, como discos duros y unidades flash USB, retiene los SSD más rápidos. Si bien la cola de comandos de AHCI puede contener 32 comandos, solo puede procesar un solo comando a la vez porque solo hay un cola.
Aquí es donde entra en juego el conjunto de comandos Non-Volatile Memory Express. Cuenta con 65.536 colas de comandos, cada una con la capacidad de contener 65.536 comandos por cola. Esto permite el procesamiento paralelo de los comandos de almacenamiento en la unidad. Esto no es beneficioso para un disco duro, ya que se limita a un solo comando debido a los cabezales de la unidad. Sin embargo, para unidades de estado sólido con múltiples chips de memoria, puede aumentar el ancho de banda escribiendo varios comandos en diferentes chips y celdas simultáneamente.
Esta es una tecnología nueva y no está integrada en la mayoría de los sistemas operativos del mercado. Muchos sistemas operativos necesitan controladores adicionales instalados en las unidades para que las unidades puedan utilizar la nueva tecnología NVMe. La implementación del rendimiento más rápido para unidades SATA Express puede llevar algún tiempo.
SATA Express admite cualquiera de los dos métodos. Puede usar la nueva tecnología con los controladores AHCI y posiblemente pasar a los estándares NVMe más nuevos más adelante para mejorar el rendimiento, lo que puede requerir que se vuelva a formatear la unidad.
Otras características en las especificaciones de SATA 3.2
Las nuevas especificaciones SATA añaden más que los nuevos métodos de comunicación y conectores. La mayoría están dirigidas a las computadoras móviles, pero pueden beneficiar a otras computadoras no móviles.
La característica de ahorro de energía más notable es el modo DevSleep. Es un nuevo modo de energía que permite que los sistemas en el almacenamiento casi hibernen. Este modo reduce el consumo de energía cuando está en modo de suspensión para mejorar los tiempos de funcionamiento de portátiles especiales, incluido el Ultrabooks diseñado en torno a SSD y bajo consumo de energía.
Unidades híbridas de estado sólido también se benefician de los nuevos estándares, ya que los estándares agregaron un nuevo conjunto de optimizaciones. En las implementaciones actuales de SATA, el controlador de unidad determina qué elementos deben y no deben almacenarse en caché en función de lo que ve que se solicite. Con la nueva estructura, el sistema operativo le dice al controlador de la unidad qué elementos debe contener en la caché, lo que reduce la sobrecarga en el controlador de la unidad y mejora el rendimiento.
Finalmente, hay una función para usos con REDADA configuraciones de unidad. Uno de los propósitos de RAID es la redundancia de datos. En el caso de una falla de la unidad, la unidad se reemplaza y los datos se reconstruyen a partir de la suma de comprobación. Un nuevo proceso en los estándares SATA 3.2 mejora el proceso de reconstrucción al reconocer qué datos están dañados y cuáles no.
Implementación y por qué no tuvo éxito de inmediato
SATA Express ha sido un estándar oficial desde finales de 2013. No llegó a los sistemas informáticos hasta el lanzamiento de los conjuntos de chips Intel H97 / Z97 en la primavera de 2014. A pesar de que las placas base presentaban la nueva interfaz, ninguna unidad en el momento del lanzamiento la utilizó.
La razón por la que la interfaz no se popularizó rápidamente es la M.2 interfaz. Se utiliza exclusivamente para unidades de estado sólido que utilizan un factor de forma más pequeño. Las unidades de disco magnético tienen dificultades para superar los estándares SATA. M.2 tiene más flexibilidad porque no depende de las unidades más grandes. También puede utilizar cuatro carriles PCI Express, lo que significa unidades más rápidas que los dos carriles de SATA Express.
AMD lanzó sus microprocesadores Ryzen a principios de marzo de 2017, brindando soporte integrado para SATA Express a la plataforma AMD Socket AM4.