מה זה SATA Express?

ATA סדרתי משמש לאחסון מחשב. הממשק הסטנדרטי מאפשר התקנה קלה ותאימות בין מחשבים והתקני אחסון. עיצוב תקשורת סידורי הגיע לגבולותיו, עם רבים כונני מצב מוצק מוגבל על ידי הביצועים של הממשק ולא הכונן. תקני תקשורת חדשים בין מחשב לבין כונני אחסון שנקרא SATA Express ממלאים את החסר.

תקשורת SATA או PCI Express

מפרטי SATA 3.0 הקיימים מוגבלים ל-6.0 Gbps רוחב פס, שמתורגם לכ-750 מגה-בייט לשנייה. עם תקורה לממשק, הביצועים האפקטיביים מוגבלים ל-600 MB/s. דורות נוכחיים רבים של כונני מצב מוצק הגיעו לגבול זה וזקוקים לצורה כלשהי של ממשק מהיר יותר.

מפרט SATA 3.2, ש-SATA Express הוא חלק ממנו, הוא תקן תקשורת חדש בין המחשב למכשירים. זה מאפשר למכשירים לבחור בשיטת SATA הקיימת, ומבטיח תאימות לאחור עם מכשירים ישנים יותר, או להשתמש בשיטת ה-SATA המהירה יותר. PCI Express אוֹטוֹבּוּס.

אפיק PCI Express משמש בדרך כלל לתקשורת בין המעבד וההתקנים ההיקפיים, כגון כרטיסים גרפיים, ממשקי רשת ו יציאות USB. תחת תקני PCI Express 3.0 הנוכחיים, נתיב PCI Express יחיד מטפל בעד 1 GB/s, מה שהופך אותו למהיר יותר מממשק SATA הנוכחי.

עם זאת, מכשירים משתמשים ביותר מנתיב אחד. על פי מפרטי SATA Express, כונן עם הממשק החדש יכול להשתמש בשני נתיבי PCI Express (המכונה לעתים קרובות x2) כדי להשיג רוחב פס פוטנציאלי של 2 GB/s. ממשק זה הופך את רוחב הפס כמעט פי שלושה מהמהירות של חומרת SATA 3.0 הקודמת.

מחבר SATA Express החדש

הממשק החדש דורש מחבר חדש. הוא משלב שני מחברי נתונים SATA עם מחבר שלישי קטן יותר, העוסק בתקשורת מבוססת PCI Express. שני מחברי SATA הם יציאות SATA 3.0 מתפקדות במלואן. מחבר SATA Express יחיד במחשב יכול לתמוך בשתי יציאות SATA ישנות יותר. כל מחברי SATA Express משתמשים ברוחב המלא, בין אם הכונן מבוסס על תקשורת SATA הקודמת או על ה-PCI-Express החדש יותר. אז, SATA Express אחד מטפל בשני כונני SATA או כונן SATA Express אחד.

מכיוון שכונן מבוסס SATA Express יכול להשתמש בכל אחת מהטכנולוגיות, הוא חייב להתממשק עם שתיהן, ולכן הוא משתמש בשתי היציאות במקום באחת חלופית שלישית. כמו כן, יציאות SATA רבות מקשרות לנתיב PCI Express כדי לתקשר עם המעבד. שימוש בממשק PCI Express עם כונן SATA Express מכבה את התקשורת לשתי יציאות SATA המקושרות לממשק זה.

מגבלות ממשק פקודה

SATA מעביר נתונים בין ההתקן למעבד. בנוסף לשכבה זו, פועלת שכבת פקודה מעל. שכבת הפקודות שולחת את הפקודות על מה לכתוב ולקרוא מכונן האחסון. במשך שנים, תהליך זה טופל על ידי ממשק בקר המארח המתקדם. זה כתוב בכל מערכת הפעלה הקיימת כיום בשוק, ובכך למעשה גורם לכונני SATA להתחבר ולהפעיל. אין צורך בנהגים נוספים.

בעוד שהטכנולוגיה עבדה היטב עם טכנולוגיה ישנה ואיטית יותר כמו כוננים קשיחים וכונני הבזק מסוג USB, היא מעכבת כונני SSD מהירים יותר. בעוד שתור הפקודות של AHCI יכול להכיל 32 פקודות, הוא יכול לעבד רק פקודה בודדת בכל פעם כי יש רק פקודה אחת תוֹר.

כאן נכנסת מערכת הפקודות Non-Volatile Memory Express. הוא כולל 65,536 תורי פקודות, כל אחד עם יכולת להחזיק 65,536 פקודות לכל תור. זה מאפשר עיבוד מקביל של פקודות אחסון לכונן. זה לא מועיל לכונן קשיח, מכיוון שהוא מוגבל לפקודה בודדת בגלל ראשי הכונן. עם זאת, עבור כונני מצב מוצק עם שבבי זיכרון מרובים, זה יכול להגביר את רוחב הפס על ידי כתיבת מספר פקודות לשבבים ותאים שונים בו זמנית.

זוהי טכנולוגיה חדשה ואינה מובנית ברוב מערכות ההפעלה בשוק. מערכות הפעלה רבות זקוקות לדרייברים נוספים המותקנים בכוננים כדי שהכוננים יוכלו להשתמש בטכנולוגיית NVMe החדשה. פריסת הביצועים המהירים ביותר עבור כונני SATA Express עשויה להימשך זמן מה.

SATA Express תומך באחת משתי השיטות. אתה יכול להשתמש בטכנולוגיה החדשה עם מנהלי ההתקן של AHCI ואולי לעבור לתקני NVMe החדשים יותר מאוחר יותר לשיפור הביצועים, מה שעשוי לדרוש את הכונן לאתחל מחדש.

תכונות אחרות במפרט SATA 3.2

מפרטי ה-SATA החדשים מוסיפים יותר משיטות התקשורת והמחברים החדשים. רובם מכוונים למחשבים ניידים אך יכולים להועיל למחשבים אחרים שאינם ניידים.

התכונה הבולטת ביותר לחיסכון בחשמל היא מצב DevSleep. זהו מצב כוח חדש המאפשר למערכות באחסון לעבור כמעט תרדמה. מצב זה מפחית את צריכת החשמל במצב שינה כדי לשפר את זמני הריצה של מחשבים ניידים מיוחדים, כולל אולטראבוקים תוכנן סביב כונני SSD וצריכת חשמל נמוכה.

כוננים היברידיים במצב מוצק גם ליהנות מהסטנדרטים החדשים, שכן התקנים הוסיפו סט חדש של אופטימיזציות. בהטמעות ה-SATA הנוכחיות, בקר הכונן קובע אילו פריטים צריכים ואסור להיות מטמון על סמך מה שהוא רואה להביא מבוקש. עם המבנה החדש, מערכת ההפעלה אומרת לבקר הכונן אילו פריטים עליו להחזיק במטמון, מה שמפחית את התקורה בבקר הכונן ומשפר את הביצועים.

לבסוף, יש פונקציה לשימוש עם לִפְשׁוֹט הגדרות כונן. מטרה אחת של RAID היא יתירות נתונים. במקרה של כשל בכונן, הכונן מוחלף, והנתונים נבנים מחדש מסכום הבדיקה. תהליך חדש בתקני SATA 3.2 משפר את תהליך הבנייה מחדש על ידי זיהוי אילו נתונים פגומים לעומת אלו שאינם.

יישום ומדוע זה לא תפס מיד

SATA Express הוא תקן רשמי מאז סוף 2013. זה לא עשה את דרכו למערכות מחשב עד שחרורו של ערכות השבבים Intel H97/Z97 באביב 2014. למרות שלחות אם כללו את הממשק החדש, אף כונן בזמן ההשקה לא השתמש בו.

הסיבה שהממשק לא תפס במהירות היא M.2 מִמְשָׁק. הוא משמש אך ורק עבור כוננים מוצקים המשתמשים בגורם צורה קטן יותר. לכוננים מגנטיים מתקשים לחרוג מתקני SATA. ל-M.2 יש יותר גמישות מכיוון שהוא לא מסתמך על הכוננים הגדולים יותר. הוא יכול גם להשתמש בארבעה נתיבי PCI Express, מה שאומר כוננים מהירים יותר משני הנתיבים של SATA Express.

AMD שחררה את מעבדי ה-Ryzen שלה בתחילת מרץ 2017, והביאה תמיכה מובנית ב-SATA Express לפלטפורמת AMD Socket AM4.