Serial ATA-d kasutatakse arvuti salvestamiseks. Standardliides võimaldab lihtsat installimist ja ühilduvust arvutite ja salvestusseadmete vahel. Serialiseeritud suhtlusdisain on jõudnud oma piiridesse, kuna paljud pooljuhtdraivid on piiratud pigem liidese kui draivi jõudlusega. Uued sidestandardid arvuti ja salvestusdraivide vahel, mida nimetatakse SATA Expressiks, täidavad tühimiku.
SATA või PCI Express Communication
Olemasolevad SATA 3.0 spetsifikatsioonid on piiratud 6,0 Gbps ribalaiusega, mis tähendab ligikaudu 750 MB/s. Liidese üldkuludega on tõhus jõudlus piiratud 600 MB/s. Paljud praegused pooljuhtdraivide põlvkonnad on selle piirini jõudnud ja vajavad mingit kiiremat liidest.
SATA 3.2 spetsifikatsioon, mille osaks on SATA Express, on uus arvuti ja seadmete vaheline suhtlusstandard. See võimaldab seadmetel valida olemasoleva SATA-meetodi, tagades tagasiühilduvuse vanemate seadmetega, või kasutada kiiremat PCI Expressi siini.
PCI Expressi siini kasutatakse tavaliselt protsessori ja välisseadmete (nt graafikakaardid, võrguliidesed ja USB-pordid) vaheliseks suhtlemiseks. Praeguste PCI Express 3.0 standardite kohaselt suudab üks PCI Expressi rada kuni 1 GB/s, muutes selle kiiremaks kui praegune SATA-liides.
Seadmed kasutavad siiski rohkem kui ühte rada. Vastav alt SATA Expressi spetsifikatsioonidele saab uue liidesega draiv kasutada kahte PCI Expressi rada (mida sageli nimetatakse ka x2-ks), et saavutada potentsiaalne ribalaius 2 GB/s. See liides muudab ribalaiuse peaaegu kolm korda suuremaks kui eelmise SATA 3.0 riistvara kiirus.
Uus SATA Expressi pistik
Uus liides nõuab uut pistikut. See ühendab kaks SATA-andmepistikut kolmanda väiksema pistikuga, mis käsitleb PCI Express-põhist sidet. Kaks SATA-pistikut on täielikult funktsioneerivad SATA 3.0 pordid. Üks arvuti SATA Expressi pistik toetab kahte vanemat SATA-porti. Kõik SATA Expressi pistikud kasutavad täislaiust, olenemata sellest, kas draiv põhineb varasemal SATA-kommunikatsioonil või uuemal PCI-Expressil. Seega saab üks SATA Express hakkama kas kahe SATA-draivi või ühe SATA Expressi draiviga.
Kuna SATA Expressil põhinev draiv saab kasutada kumbagi tehnoloogiat, peab see liidestuma mõlemaga, seega kasutab see kolmanda, alternatiivse ühe pordi asemel kahte. Samuti ühendavad paljud SATA-pordid protsessoriga suhtlemiseks PCI Expressi riba. PCI Expressi liidese kasutamine SATA Expressi draiviga lülitab side selle liidesega ühendatud kahe SATA-pordiga välja.
Käsuliidese piirangud
SATA edastab andmeid seadme ja protsessori vahel. Lisaks sellele kihile jookseb peal käsukiht. Käsukiht saadab käsud selle kohta, mida salvestuskettale kirjutada ja se alt lugeda. Aastaid juhtis seda protsessi Advanced Host Controller Interface. See on sisse kirjutatud kõikidesse praegu turul olevatesse operatsioonisüsteemidesse, muutes SATA-draivid tõhus alt ühendatavaks. Lisadraivereid pole vaja.
Kuigi tehnoloogia töötas hästi vanema ja aeglasema tehnoloogiaga, nagu kõvakettad ja USB-mälupulgad, hoiab see kiiremaid SSD-sid tagasi. Kuigi AHCI käsujärjekord mahutab 32 käsku, saab see korraga töödelda ainult ühte käsku, kuna seal on ainult üks järjekord.
Siin tuleb sisse püsimälu ekspresskäskude komplekt. Sellel on 65 536 käsujärjekorda, millest igaüks mahutab 65 536 käsku järjekorra kohta. See võimaldab draivi salvestuskäskude paralleelset töötlemist. See pole kõvakettale kasulik, kuna draivipeade tõttu piirdub see ühe käsuga. Kuid mitme mälukiibiga pooljuhtdraivide puhul võib see ribalaiust suurendada, kirjutades korraga mitu käsku erinevatele kiipidele ja rakkudele.
See on uus tehnoloogia ja seda pole enamikus turul pakutavates operatsioonisüsteemides sisse ehitatud. Paljud operatsioonisüsteemid vajavad draividesse installimist täiendavad draiverid, et draivid saaksid kasutada uut NVMe tehnoloogiat. SATA Expressi draivide kiireima jõudluse juurutamine võib veidi aega võtta.
SATA Express toetab üht kahest meetodist. Saate kasutada uut tehnoloogiat koos AHCI draiveritega ja hiljem jõudluse parandamiseks üle minna uuematele NVMe standarditele, mis võib nõuda ketta ümbervormindamist.
Muud funktsioonid SATA 3.2 spetsifikatsioonides
Uued SATA spetsifikatsioonid lisavad rohkem kui uued sidemeetodid ja pistikud. Enamik neist on suunatud mobiilsetele arvutitele, kuid võivad olla kasulikud ka teistele mittemobiilsetele arvutitele.
Kõige tähelepanuväärsem energiasäästufunktsioon on DevSleep-režiim. See on uus toiterežiim, mis võimaldab salvestussüsteemidel peaaegu talveunerežiimi minna. See režiim vähendab unerežiimis energiatarbimist, et parandada spetsiaalsete sülearvutite tööaega, sealhulgas SSD-de ja madala energiatarbimisega Ultrabooks.
Ka tahkishübriidajamid saavad uutest standarditest kasu, kuna standardid lisasid uue komplekti optimeerimisi. Praegustes SATA-rakendustes määrab draivikontroller, millised üksused peaksid olema ja mida mitte vahemällu salvestada, lähtudes sellest, mida ta näeb, mida ta taotleb. Uue struktuuriga annab operatsioonisüsteem draivikontrollerile teada, milliseid üksusi see peaks vahemälus hoidma, mis vähendab draivi kontrolleri üldkulusid ja parandab jõudlust.
Lõpuks on olemas funktsioon kasutamiseks RAID-draivi seadistustega. Üks RAID-i eesmärke on andmete koondamine. Draivi rikke korral draiv asendatakse ja andmed taastatakse kontrollsumma põhjal. SATA 3.2 standardite uus protsess parandab taastamisprotsessi, tuvastades, millised andmed on kahjustatud võrreldes mis mitte.
Rakendamine ja miks see kohe peale ei hakanud
SATA Express on olnud ametlik standard alates 2013. aasta lõpust. Arvutisüsteemidesse jõudis see alles pärast Intel H97/Z97 kiibistiku väljalaskmist 2014. aasta kevadel. Kuigi emaplaatidel oli uus liides, käivitamise ajal ei kasutanud seda ükski draiv.
Põhjus, miks liides ei saanud kiiresti kasutusele, on M.2 liides. Seda kasutatakse ainult pooljuhtdraivide jaoks, mis kasutavad väiksemat vormitegurit. Magnetplaadidraividel on raske SATA-standardeid ületada. M.2 on paindlikum, kuna see ei tugine suurematele draividele. See võib kasutada ka nelja PCI Expressi rada, mis tähendab kiiremaid draive kui SATA Expressi kaks rada.
AMD lasi oma Ryzeni mikroprotsessorid välja 2017. aasta märtsi alguses, tuues SATA Expressi sisseehitatud toe AMD Socket AM4 platvormile.
