O que é SATA Express?

Serial ATA é usado para armazenamento de computador. A interface padrão permite fácil instalação e compatibilidade entre computadores e dispositivos de armazenamento. O design de comunicação serializada atingiu seus limites, com muitos drives de estado sólido limitado pelo desempenho da interface em vez da unidade. Novos padrões de comunicação entre um computador e drives de armazenamento chamado SATA Express preenche a lacuna.

Comunicação SATA ou PCI Express

As especificações SATA 3.0 existentes são limitadas a 6,0 Gbps largura de banda, o que se traduz em cerca de 750 MB / s. Com sobrecarga para a interface, o desempenho efetivo é restrito a 600 MB / s. Muitas gerações atuais de drives de estado sólido atingiram esse limite e precisam de alguma forma de interface mais rápida.

A especificação SATA 3.2, da qual SATA Express faz parte, é um novo padrão de comunicação entre o computador e os dispositivos. Ele permite que os dispositivos escolham o método SATA existente, garantindo a compatibilidade com dispositivos mais antigos, ou use o método mais rápido PCI Express ônibus.

O barramento PCI Express é comumente usado para a comunicação entre a CPU e dispositivos periféricos, como placas gráficas, interfaces de rede e Portas USB. Sob os padrões PCI Express 3.0 atuais, uma única pista PCI Express lida com até 1 GB / s, tornando-a mais rápida do que a interface SATA atual.

Dispositivos usam mais de uma pista, no entanto. De acordo com as especificações SATA Express, uma unidade com a nova interface pode usar duas pistas PCI Express (freqüentemente chamadas de x2) para atingir uma largura de banda potencial de 2 GB / s. Essa interface torna a largura de banda quase três vezes a velocidade do hardware SATA 3.0 anterior.

O Novo Conector SATA Express

A nova interface requer um novo conector. Ele combina dois conectores de dados SATA com um terceiro conector menor, que lida com as comunicações baseadas em PCI Express. Os dois conectores SATA são portas SATA 3.0 totalmente funcionais. Um único conector SATA Express em um computador pode suportar duas portas SATA mais antigas. Todos os conectores SATA Express usam a largura total, quer a unidade seja baseada nas comunicações SATA anteriores ou no PCI-Express mais recente. Portanto, um SATA Express suporta duas unidades SATA ou uma unidade SATA Express.

Como uma unidade baseada em SATA Express pode usar qualquer uma das tecnologias, ela deve fazer interface com ambas, portanto, usa as duas portas em vez de uma terceira, alternativa. Além disso, muitas portas SATA se conectam a uma via PCI Express para se comunicarem com o processador. Usar a interface PCI Express com uma unidade SATA Express desativa a comunicação com as duas portas SATA vinculadas a essa interface.

Limitações da interface de comando

SATA comunica dados entre o dispositivo e a CPU. Além dessa camada, uma camada de comando é executada na parte superior. A camada de comando envia os comandos sobre o que escrever e ler na unidade de armazenamento. Durante anos, esse processo foi controlado pela Interface do controlador de host avançado. É escrito em todos os sistemas operacionais atualmente no mercado, efetivamente tornando as unidades SATA plug and play. Não são necessários drivers extras.

Embora a tecnologia funcione bem com tecnologias mais antigas e mais lentas, como discos rígidos e unidades flash USB, ela retém SSDs mais rápidos. Embora a fila de comandos AHCI possa conter 32 comandos, ela só pode processar um único comando por vez porque há apenas um único fila.

É aqui que entra o conjunto de comandos do Non-Volatile Memory Express. Possui 65.536 filas de comando, cada uma com capacidade para armazenar 65.536 comandos por fila. Isso permite o processamento paralelo de comandos de armazenamento para a unidade. Isso não é benéfico para um disco rígido, pois é limitado a um único comando por causa dos cabeçotes da unidade. No entanto, para drives de estado sólido com vários chips de memória, ele pode aumentar a largura de banda gravando vários comandos em diferentes chips e células simultaneamente.

Esta é uma tecnologia nova e não está incorporada na maioria dos sistemas operacionais do mercado. Muitos sistemas operacionais precisam de drivers adicionais instalados nas unidades para que as unidades possam usar a nova tecnologia NVMe. A implantação do desempenho mais rápido para unidades SATA Express pode levar algum tempo.

SATA Express oferece suporte a qualquer um dos dois métodos. Você pode usar a nova tecnologia com os drivers AHCI e potencialmente passar para os padrões NVMe mais novos posteriormente para melhorar o desempenho, o que pode exigir que a unidade seja reformatada.

Outros recursos nas especificações SATA 3.2

As novas especificações SATA agregam mais do que os novos métodos de comunicação e conectores. A maioria é voltada para computadores móveis, mas pode beneficiar outros computadores não móveis.

O recurso de economia de energia mais notável é o modo DevSleep. É um novo modo de energia que permite que os sistemas no armazenamento quase hibernem. Este modo reduz o consumo de energia quando em modo de suspensão para melhorar os tempos de execução de laptops especiais, incluindo o Ultrabooks projetado em torno de SSDs e baixo consumo de energia.

Drives híbridos de estado sólido também se beneficiam dos novos padrões, pois os padrões adicionam um novo conjunto de otimizações. Nas implementações SATA atuais, o controlador de unidade determina quais itens devem e não devem ser armazenados em cache com base no que vê ser solicitado. Com a nova estrutura, o sistema operacional informa ao controlador da unidade quais itens ele deve conter no cache, o que reduz a sobrecarga no controlador da unidade e melhora o desempenho.

Finalmente, há uma função para uso com INCURSÃO configurações de unidade. Um dos objetivos do RAID é a redundância de dados. No caso de uma falha de unidade, a unidade é substituída e os dados são reconstruídos a partir da soma de verificação. Um novo processo nos padrões SATA 3.2 melhora o processo de reconstrução, reconhecendo quais dados estão danificados e quais não estão.

Implementação e por que ela não pegou imediatamente

SATA Express é um padrão oficial desde o final de 2013. Ele não fez o seu caminho nos sistemas de computador até o lançamento dos chipsets Intel H97 / Z97 na primavera de 2014. Embora as placas-mãe apresentassem a nova interface, nenhuma unidade na época do lançamento a usava.

A razão pela qual a interface não pegou rapidamente é o M.2 interface. É usado exclusivamente para unidades de estado sólido que usam um formato menor. As unidades de disco magnético têm dificuldade em exceder os padrões SATA. O M.2 tem mais flexibilidade porque não depende de drives maiores. Ele também pode usar quatro pistas PCI Express, o que significa unidades mais rápidas do que as duas pistas do SATA Express.

A AMD lançou seus microprocessadores Ryzen no início de março de 2017, trazendo suporte integrado para SATA Express à plataforma AMD Socket AM4.