ما هو ساتا 6. ساتا (الواجهة): الأنواع والسرعات

# ساتا

Serial ATA (مرفق التكنولوجيا المتقدمة التسلسلية)

- واجهة تسلسلية جديدة لتوصيل محركات الأقراص ، لتحل محل الواجهة المتوازية UltraATA33 / 66/100/133 ، والمعروفة أيضًا باسم ATA (IDE) أو PATA (Parallel ATA). لا تتطلب واجهة البيانات التسلسلية كبل شريط متعدد الموصلات (7 دبابيس مقابل 40) ، لذا فإن الكبل الذي يربط محركات الأقراص الثابتة أو SSD أو محركات الأقراص الضوئية إلى اللوحة الأم ، وهي أرق بكثير من التقليدية ، مما يساهم في تحسين التهوية داخل العلبة. ميزة أخرى هي أن الحد الأقصى لطول الكابل هو متر واحد. كما تم زيادة عرض النطاق الترددي - أسرع واجهة متوازية UltraDMA 133 تساوي 133 ميجابايت / ثانية ، بينما ينقل الإصدار الأول من Serial ATA البيانات بسرعة 150 ميجابايت / ثانية. ميزة أخرى للواجهة الجديدة هي إمكانية التبديل السريع محركات الأقراص الصلبة أو SSD. هذه الفرصة ، لأسباب واضحة ، لا تنطبق على hDD مع المنشأة نظام التشغيلالتي يستخدمها الكمبيوتر - يمكنك توصيل أو فصل محركات الأقراص الثابتة الإضافية فقط ، بينما يجب مراعاة القواعد التالية: عند إضافة محرك أقراص ، يتم توصيل كبل الشريط أولاً ، ثم مزود الطاقة ، وإذا كان يلزم إزالة محرك الأقراص ، يجب عليك أولاً فصل كبل الطاقة ، ثم كبل الشريط.

تحتوي واجهة SATA على قناتين للبيانات ، من جهاز التحكم إلى جهاز ومن جهاز إلى جهاز تحكم. لنقل الإشارات ، يتم استخدام تقنية LVDS ، ويتم حماية أسلاك كل زوج من أزواج ملتوية.

تستخدم أجهزة SATA موصلين - 7 سنون لنقل البيانات و 15 سنًا لتشغيل الجهاز. تستخدم بعض محركات الأقراص الثابتة موصل MOLEX رباعي السنون كموصل طاقة بديل. يوجد أيضًا موصل مدمج مكون من 13 سنًا (7 دبابيس لنقل البيانات و 6 لتزويد الجهاز بالطاقة) - عادةً ما تكون محركات الأقراص الثابتة مزودة بهذا الموصل ومصممة من أجل أجهزة محمولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة الصغيرة أو الأجهزة اللوحية. لتوصيل محركات الأقراص هذه بموصل SATA قياسي ، يلزم وجود محول خاص.

مراجعة SATA 1.0 (SATA 1.5 جيجابت / ثانية)

- الإصدار الأول من المواصفة القياسية والذي قدم صبيب فعلي بمستوى 1.2 جيجابت / ثانية (150 ميجابايت / ثانية). كان معدل نقل البيانات الفعلي أقل بحوالي 20٪ من المعدل المعلن 1.5 جيجابت في الثانية ، لسبب بسيط هو استخدام نظام التشفير 8B / 10B ، أي لكل 8 بت معلومات مفيدة هناك 2 بت خدمة. تتمثل الميزة الرئيسية لواجهة SATA مقارنة بسابقتها (PATA) في دعم تقنية تحسين تشذير الأوامر () ، مما يؤدي إلى زيادة أداء البرامج التي تقوم بشكل مكثف بعمليات القراءة / الكتابة العشوائية ، خاصة في وضع المهام المتعددة.

مراجعة SATA 2.0 (SATA 3 جيجابت / ثانية)

- الجيل الثاني من الواجهة ، تضاعف معدل نقله تقريبًا إلى 2.4 جيجابت / ثانية (300 ميجابايت / ثانية). الأسماء الشائعة لهذه الواجهة هي SATA II و SATA 2.0. أصبحت المراجعة الجديدة لواجهة SATA ذات صلة بظهور أول محركات أقراص SSD ، والتي تجاوزت سرعة القراءة قيمة عرض النطاق الترددي لواجهة SATA / 150.

مراجعة SATA 3.0 (SATA 6 جيجابت / ثانية)

- اليوم أحدث جيل من الواجهة ، مع مراعاة نفس تشفير 10b / 8b ، يوفر القدرة على نقل البيانات بسرعات تصل إلى 6 جيجابت / ثانية (600 ميجابايت / ثانية). بالإضافة إلى زيادة عرض النطاق الترددي للواجهة ، تم تحسين إدارة الطاقة لمحرك الأقراص. تم تقديم الإصدار النهائي من المعيار في 27 مايو 2009 ويستخدم حتى يومنا هذا. بالمناسبة ، لا يرحب اتحاد SATA-IO بتسميات الواجهة مثل SATA III أو SATA 3.0 أو SATA Gen 3 - الاسم الرسمي لواجهة SATA 6 جيجابت / ثانية. هذه المراجعة للواجهة متوافقة تمامًا مع الإصدارات السابقة الإصدارات السابقة الواجهة ، أي يمكن توصيل أي قرص صلب أو SSD بواجهة جديدة بسهولة باللوحة الأم أو وحدة التحكم بواجهة SATA / 150 أو SATA / 300. لا تزال هناك بعض القيود على العمل مع وحدات التحكم القديمة ، والتي تم وصفها في. توفر أحدث مراجعة لواجهة SATA ، على عكس المراجعين السابقتين ، نطاقًا تردديًا كافيًا لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) استنادًا إلى الأحدث ، ويمكن أن تتجاوز سرعتها للقراءة والكتابة علامة 500 ميجابايت / ثانية.

منذ عام 2009 ، تعد SATA 6Gb / s أحدث بنية لمحركات الأقراص الثابتة القائمة على الأقراص. تشير "6 جيجابت في الثانية" إلى معدل نقل يبلغ 6 جيجابت في الثانية ، أي ضعف سرعة الجيل السابق من SATA. طالبت المنظمة الدولية التسلسلية ATA (SATA-IO) ، التي تطور معايير SATA ، أن يُطلق على هذا الجيل الثالث من SATA اسم SATA 6Gb / s لتجنب إضافة الارتباك إلى تسميات SATA التي تم الخلط بينها بالفعل مع الخلط بين أسماء الجيل الثاني .
لقد غيرت تقنية SATA طريقة توصيل محركات الأقراص الثابتة ، حيث تحولت من الكابلات المتوازية العريضة والمربكة وموصلات بيانات ATA (PATA) إلى الكابلات التسلسلية والموصلات الأقصر. أدى التحول إلى الاتصال التسلسلي ثنائي الاتجاه إلى فتح الباب أمام سرعات أعلى من التي يمكن أن تتعامل معها التكنولوجيا المتوازية ، كما أدى إلى فتح علب الكمبيوتر الداخلية ، مما سمح بزيادة تدفق الهواء ، وهو أمر حيوي للمعالجات الأسرع (وحدات المعالجة المركزية) ومحركات الأقراص عالية السعة.

كان SATA الأصلي ، المعروف أيضًا باسم SATA 150 أو SATA / 150 ، يبلغ الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات 1.5 جيجابت في الثانية أو 150 ميجابايت في الثانية (ميجابايت / ثانية). عظم أقراص سريعة قد تتنافس PATA مع SATA الأصلي ، لكن PATA عززت بنيتها غير القابلة للاقتراب بينما كانت SATA بدأت للتو.

لقد ضاعف الجيل الثاني من SATA ، الذي يشار إليه غالبًا باسم SATA II ، السرعة إلى 3 جيجابايت / ثانية أو 300 ميجابايت / ثانية. بسبب معدل البث بالباود ، كان يُطلق على SATA II أيضًا اسم SATA 300 أو SATA / 300 أو SATA 3. ترى بالفعل الالتباس مع "SATA II" وهو مرادف لـ "SATA 3".

أضف الآن الجيل الثالث من SATA ومن المفهوم لماذا لا تريد SATA-IO أن يطلق على أحدث التكرار اسم SATA 3 أو SATA III أو حتى الجيل الثالث من SATA. من حيث معدل البث بالباود ، يحدد "SATA 6Gb / s" المواصفات على الفور.

وفقًا لـ SATA-IO ، فإن التقنية متوافقة مع الإصدارات السابقة من SATA ، ويمكنها استخدام نفس الكابلات والموصلات. نظرًا لأن محركات أقراص SATA تشكل ما يقرب من 100٪ من محركات الأقراص المستخدمة اليوم ، فإن الترقية إلى SATA 6 جيجابت / ثانية ستكون سهلة مثل شراء محرك أقراص جديد وتثبيته.

جاء SATA 6Gb / s في الوقت المناسب تمامًا للإقران جيدًا مع USB 3.0 ، وهو معيار USB الأحدث. يدعم USB 3.0 سرعة نظرية قصوى تبلغ 600 ميجابايت / ثانية ، وهو مثالي للجيل القادم من SATA. بينما لا يمكن أن يصل USB 3.0 إلى الحد الأقصى في العالم الحقيقي ، لا يسعك إلا التفكير في كيفية توفير كل الوقت تخزين خارجيدعم USB 3.0 واثنين أو أكثر محركات SATA 6 جيجابت في الثانية لتخزين أسرع النسخ الاحتياطية على القرص.

في حين أن بعض التقنيات الجديدة تقدم العديد من المشكلات الجديدة بقدر ما يتم إصلاحها ، لم ينظر أحد إلى الوراء منذ إدخال تقنية SATA. الآن مع SATA 6Gb / s و USB 3.0 في الأفق ، يمكنك المراهنة على أن الجميع يتطلع إلى الأمام.

على الرغم من حقيقة أن محركات الأقراص الصلبة الحديثة لم تصل بعد إلى حدود الإصدار الثاني من معيار SATA ، إلا أن قدراتها لم تعد كافية لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ، ويعتقد العديد من الشركات المصنعة أن الوقت قد حان لـ SATA 3.0.

جولة جديدة من التطور

بادئ ذي بدء ، دعنا نوضح حالة التسمية قليلاً: SATA 3.0 عبارة عن مراجعة للوثائق الفنية تصف جيلًا جديدًا من المعيار ، بينما تتميز الأجهزة الحقيقية بأنها تدعم SATA 6 جيجابت / ثانية - مجموعة من الوظائف الموضحة في SATA 3.0.

التغييران الرئيسيان في الجيل الثالث من الواجهة هما زيادة عرض النطاق الترددي إلى 6 جيجابت / ثانية والقدرات الموسعة لـ NCQ.

لن يتم طلب التحديث الأول حتى من قبل أحدث محركات الأقراص الصلبة ، حيث أنها لا توفر اليوم سرعات قراءة خطية تتجاوز 150-160 ميجابايت / ثانية ، ولكن هذا مهم جدًا لمحركات الأقراص الثابتة.

من الأهمية بمكان بالنسبة لأجهزة التخزين التقليدية الوظيفة المتزامنة ، أي النقل المستمر للبيانات. غالبًا ما يكون محرك الأقراص الثابتة المحمّل بكثافة والذي يقرأ ويكتب المعلومات في عدة تدفقات (وهو وضع شائع إلى حد ما في أجهزة الكمبيوتر المنزلية في ضوء تطور شبكات مشاركة الملفات) غير قادر على توفير سرعة قراءة ثابتة لعرض مريح للفيديو أو الاستماع إليه صوتي. يوفر SATA 3.0 القدرة على تنشيط نوع من التناظرية لجودة الخدمة بتنسيق بروتوكولات الشبكة: التطبيق محجوز بأولوية قصوى ، والبيانات التي يطلبها تتم قراءتها دائمًا أولاً وفي تدفق مستمر.

بالطبع ، لا يمكن تسمية مثل هذه التغييرات بالثورية ، SATA 6 جيجابت / ثانية هي مجرد مرحلة جديدة في التطوير التطوري للمعيار ، والقضاء على بعض أوجه القصور في الإصدار السابق ودفع عتبة النطاق الترددي التي تم الوصول إليها بالفعل. أكثر إثارة للاهتمام تطبيقات عملية هذه الواجهة.

نهجان لمهمة واحدة

ASUS P7P55D-E Premium

جيجابايت GA-P55A-UD6

من الواضح أن محركات الأقراص التي تدعم معيار SATA الجديد سيتم تثبيتها أولاً في أحدث أجهزة الكمبيوتر القائمة على منصات Intel و AMD. بالنسبة للشركة المصنعة الأولى ، هذه هي في الأساس Socket 1156 ومجموعة شرائح P55 ، والتي على أساسها ظهرت اللوحات الأم مع دعم SATA 6 جيجابت / ثانية بالفعل في خطوط ASUS و Gigabyte ، والمجهزة بوحدات تحكم Marvell 912x - 9128 في منتجات Gigabyte الذي يختلف دعم RAIDو 9123 على لوحات ASUS.

تطلب دعم SATA 6 جيجابت / ثانية حلولًا تقنية غير تافهة من مهندسي الشركتين ، وقد اقتربوا من تنفيذها بطرق مختلفة. السبب في ذلك هو الميزة شرائح إنتل P55: على الرغم من التوافق المعلن مع PCI Express 2.0 ، إلا أن ثمانية ممرات من هذا الناقل ، التي يوفرها مركز الإدخال / الإخراج ، من حيث النطاق الترددي تتوافق فقط مع PCI Express 1.1. لا تكفي 250 ميغا بايت / ثانية التي توفرها هذه الخطوط لواجهة القرص الجديدة ، لذلك كان على المطورين البحث عن حلول بديلة.

في ASUS P7P55D-E Premium ، يتم تنظيم تبادل البيانات بين وحدة التحكم ومجموعة الشرائح بأبسط طريقة من وجهة نظر هندسية: أربعة ممرات PCI Express من IOH لمجموعة الشرائح تؤدي إلى مفتاح PEX PLX8613 ، والذي يحولها إلى قسمين قنوات PCI Express 2.0. لها ، بدورها ، مارفيل 9123 و وحدة تحكم USB 3.0 المصنعة من قبل NEC. تشير الأرقام الجافة (4 جيجابت / ثانية لـ PCI Express 2.0 مقابل 6 جيجابت / ثانية للمراجعة الجديدة لـ SATA) إلى أن هذا لا يزال غير كافٍ ، ولكن لا يزال من غير المحتمل أن تتمكن محركات الأقراص الحديثة من تحميل هذه القناة بالكامل.

يحتوي Gigabyte GA-P55A-UD6 على حل أكثر تعقيدًا للمشكلة. يتم تثبيت مفتاح P13PCIE خاص عليه ، مما يسمح ، اعتمادًا على إعدادات BIOS والأجهزة المتصلة باللوحة تستخدم إما ممرات PCI-E التي توفرها مجموعة الشرائح أو مباشرة من المعالج. إذا لم يتم تمكين إمكانات SATA 6 جيجابت / ثانية أو USB 3.0 (أو تم تعطيلها يدويًا في BIOS) ، فإن وحدات التحكم راضية عن السرعة التي توفرها مجموعة الشرائح. إذا تم إطلاق العنان لإمكانات المعايير الجديدة بالكامل ، فإن اللوحة تتحول إلى استخدام قنوات أسرع (في هذه الحالة ، يتحول موصل الرسوم إلى وضع x8). هذا الحل له أيضًا مزايا غير مباشرة: مسار "وحدة التحكم - المعالج - ذاكرة الوصول العشوائي" لديه زمن انتقال أقل من مسار "وحدة التحكم - شرائح - DMI الناقل - المعالج - RAM".

اختبارات

تلقى مختبر الاختبار محركي أقراص صلبة سيجيت باراكودا XT بسعة 2 تيرابايت تدعم SATA 6 جيجابت / ثانية. قمنا بقياس أدائهم عند توصيلهم بوحدة التحكم المدمجة لمجموعة شرائح Intel P55 ووحدات التحكم Marvell 912x على لوحات ASUS و Gigabyte. بالإضافة إلى ذلك ، تم اختبار مجموعة RAID 0 على منصة Gigabyte لمعرفة ما إذا كان PCI Express 1.1 هو بالفعل عامل مقيد لوحدة تحكم ثنائية المنافذ.

النتائج متناقضة إلى حد ما ومختلفة جذريًا بالنسبة لمحرك أقراص ثابتة واحد ومجموعة RAID. من وجهة نظر الاختبارات التركيبية ، فإن الفروق بين وحدات التحكم ضئيلة ويمكن تفسيرها بالكامل من خلال خصائص اتصالها. لاحظ أننا لم نجد زيادة في الأداء بسبب السرعة العالية لتبادل البيانات مع المخزن المؤقت لقرص واحد.

ومع ذلك ، فإن Marvell 912x ببساطة لا يمكنه التعامل مع العديد من الطلبات مثل Intel P55. بناءً على اختبارات IOMeter ، أقصى إنتاجية من هذا النواة - 125-130 طلبًا في الثانية لكل قناة ، بينما تعالج وحدة التحكم "الأصلية" 180 طلبًا ، ومن الواضح أنها ليست عاملاً مقيدًا القرص الصلب... ومع ذلك ، لوحظت هذه الظاهرة فقط في ملفات تعريف خادم الملفات وخادم الويب لأداة IOMeter المساعدة ؛ وفي حالات أخرى ، "يستسلم" محرك الأقراص الثابتة قبل وحدة التحكم.

بالنسبة إلى وضع RAID ، يختلف الوضع هنا اختلافًا جذريًا: من حيث السرعة الخطية ، يتجاوز المصفوفة 250 ميجابايت / ثانية ، مما يشير بوضوح إلى تبرير الحيل التقنية التي تستخدمها جيجابايت. في وضع الاتصال بمجموعة الشرائح ، ينخفض \u200b\u200bالأداء بنسبة 25٪ أو أكثر. الأمر المثير للاهتمام بشكل خاص ، على الرغم من أن وحدة التحكم Intel P55 المدمجة ليست أدنى من Marvell 9128 في الاختبارات التركيبية ، عند محاكاة تشغيل أجهزة الكمبيوتر والخوادم الحقيقية ، فإن الأخيرة تتقدم عليها كثيرًا. ربما ، في هذا الوضع يساهم حجم أكبر وسرعة تبادل البيانات مع المخزن المؤقت لمحرك الأقراص الصلبة.

تشير نتائج الاختبار إلى أن إدخال SATA 6 جيجابت / ثانية اليوم له ما يبرره فقط لصفيفات RAID المحملة بشكل كبير ، وربما محركات أقراص SSD ، وللتكوينات أحادية القرص ، فإن الجيل الجديد من الواجهة ليس له مزايا. توافر وحدات تحكم مناسبة على آخر اللوحات الأم - صورة أكثر من كونها خطوة ضرورية حقًا. ومع ذلك ، فإن أداء صفيفات RAID ثنائية القرص يؤكد أن اللحظة التي سيصبح فيها SATA 3 Gbit / s قد عفا عليها الزمن ، ليس فقط من الناحية الأخلاقية قريبة جدًا بالفعل.

0

تشغيل هذه اللحظة الواجهة الأكثر شيوعًا هي. على الرغم من أنه يمكن العثور على SATA للبيع ، إلا أن الواجهة تعتبر بالفعل قديمة ، بالإضافة إلى أنها بدأت بالفعل في الوصول إليها.

لا يجب الخلط بينه وبين SATA 3.0 جيجابت / ثانية ، في الحالة الثانية نتحدث عن واجهة SATA 2 ، التي لها عرض نطاق ترددي يساوي 3.0 جيجابت / ثانية (SATA 3 لديها عرض نطاق يصل إلى 6 جيجابت / ثانية)

واجهه المستخدم - جهاز ينقل الإشارات ويحولها من جهاز إلى آخر.

أنواع الواجهة. PATA ، SATA ، SATA 2 ، SATA 3 ، إلخ.

استخدمت محركات الأقراص من أجيال مختلفة الواجهات التالية: IDE (ATA) و USB و Serial ATA (SATA) و SATA 2 و SATA 3 و SCSI و SAS و CF و EIDE و FireWire و SDIO والقناة الليفية.

IDE (ATA - مرفق التكنولوجيا المتقدمة)- واجهة متوازية لتوصيل محركات الأقراص ، ولهذا تم تغييرها (مع الإصدار ساتا) تشغيل باتا (موازية ATA). تستخدم سابقًا لتوصيل محركات الأقراص الثابتة ، ولكن تم استبدالها بواجهة SATA. تستخدم حاليا للاتصال التخزين الضوئي.

ساتا (المسلسل ATA) - واجهة تسلسلية لتبادل البيانات مع محركات الأقراص. يتم استخدام موصل 8 سنون للتوصيل. كما هو الحال مع باتا - قديم ويستخدم فقط للتخزين الضوئي. قدم معيار SATA (SATA150) إنتاجية تبلغ 150 ميجابايت / ثانية (1.2 جيجابت / ثانية).

SATA 2 (SATA300)... ضاعف معيار SATA 2 النطاق الترددي إلى 300 ميجابايت / ثانية (2.4 جيجابت في الثانية) ويسمح له بالعمل عند 3 جيجاهرتز. تتوافق SATA و SATA 2 القياسيان مع بعضهما البعض ، ومع ذلك ، بالنسبة لبعض الطرز ، من الضروري ضبط الأوضاع يدويًا عن طريق إعادة ترتيب وصلات العبور.

على الرغم من متطلبات المواصفات فمن الصحيح الاتصال SATA 6 جيجابت / ثانية... ضاعف هذا المعيار معدل نقل البيانات إلى 6 جيجابت / ثانية (600 ميجابايت / ثانية). ومن بين الابتكارات الإيجابية أيضًا وظيفة التحكم في برنامج NCQ وأوامر نقل البيانات المستمر للعملية ذات الأولوية العالية.

على الرغم من تقديم الواجهة في عام 2009 ، إلا أنها لا تحظى بشعبية كبيرة لدى الشركات المصنعة ولا يتم عرضها كثيرًا في المتاجر. إلى جانب محركات الأقراص الثابتة ، يتم استخدام هذا المعيار في محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة).

وتجدر الإشارة إلى أنه في الممارسة العملية ، لا تختلف سرعة نقل واجهات SATA في معدل نقل البيانات. من الناحية العملية ، لا تتجاوز سرعة أقراص الكتابة والقراءة 100 ميغا بايت / ثانية. تؤثر الزيادة في المقاييس فقط على النطاق الترددي بين وحدة التحكم والمحرك.

SCSI (واجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة) - يتم استخدام المعيار في الخوادم التي تتطلب معدلات نقل بيانات أعلى.
SAS (تسلسلي مرفق SCSI) - الجيل الذي حل محل معيار SCSI ، باستخدام نقل البيانات التسلسلي. مثل SCSI يتم استخدامه في محطات العمل. متوافق تمامًا مع واجهة SATA.
CF (فلاش مضغوط) - واجهة لتوصيل كروت الذاكرة وكذلك لمحركات الأقراص الصلبة 1.0 بوصة. هناك معياران: فلاش مدمج من النوع الأول وفلاش مدمج من النوع الثاني ، الفرق في السماكة.

فايرواير - واجهة بديلة لـ USB 2.0 الأبطأ. تستخدم لتوصيل المحمول. يدعم سرعات تصل إلى 400 ميجا بايت / ثانية ، لكن السرعة الفعلية تكون أبطأ من المعتاد. عند القراءة والكتابة ، الحد الأقصى هو 40 ميجا بايت / ثانية.

على الرغم من حقيقة أن محركات الأقراص الصلبة الحديثة لم تصل بعد إلى حدود الإصدار الثاني من معيار SATA ، إلا أن قدراتها لم تعد كافية لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ، ويعتقد العديد من الشركات المصنعة أن الوقت قد حان لـ SATA 3.0.

جولة جديدة من التطور

أولاً ، دعنا نوضح الموقف من خلال تسمية المعايير والواجهات. الاختصار الشائع SATA II (أو SATA-2) في الواقع ليس صحيحًا تمامًا وهو مجرد اسم راسخ. في الواقع ، يتم استخدام مصطلح SATA 2.0 للمعيار نفسه ، مما يعني المراجعة الثانية للوثائق ، والتي تحتوي على جميع المعلومات المتعلقة به. بالنسبة للأجهزة (محركات الأقراص الضوئية ومحركات الأقراص الثابتة ومحركات أقراص الحالة الصلبة ووحدات التحكم وما إلى ذلك) ، فإن مجموعة التقنيات التي تدعمها وامتثالها لتلك الموصوفة في المعيار مهمة. إذا كان يفي تمامًا بالوصف ، فسيتم وصف الجهاز بأنه يدعم SATA 3 جيجابت / ثانية - هذه هي الطريقة التي يتم بها استدعاء تجسيدها المادي لأغراض التسويق.

الوضع مشابه للمراجعة الجديدة: تصف الوثائق الفنية الجيل الثالث من المعيار - SATA 3.0 ، المعتمد في 27 مايو 2009 ، وتعتبر الأجهزة الحقيقية لدعم مجموعة ميزات SATA 6 جيجابت / ثانية.

يحتوي SATA 3.0 على الابتكارات التالية:

• زيادة عرض النطاق الترددي للواجهة إلى 6 جيجابت / ثانية ؛
• ل NCQ قدم فريق جديد بالنسبة للنمط المتزامن لنقل البيانات ، تم إدخال إمكانية التحكم في برنامج NCQ ؛
• تعزيز قدرات إدارة الطاقة للأجهزة ؛
• يتم توفير عوامل شكل الموصل الجديد لمحركات الأقراص الثابتة مقاس 1.8 بوصة ومحركات الأقراص الضوئية النحيفة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة

لن يكون التحديث الأول مطلوبًا حتى بواسطة أحدث جيل من محركات الأقراص الثابتة ، نظرًا لأنها لا توفر حاليًا سرعات قراءة خطية تتجاوز 150-160 ميجابايت / ثانية. ومع ذلك ، في المستقبل ، سيتم تجاوز عتبة SATA 3 جيجابت / ثانية بالتأكيد من قبلهم ، ولكن في الوقت الحالي ، سيحصلون على أرباح من هذا الابتكار فقط محركات الأقراص الصلبة، لأنهم "واجهوا" منذ فترة طويلة حد المراجعة السابقة للواجهة. بالنسبة لمحرك الأقراص الصلبة ، فإن المظهر الوحيد لزيادة عرض النطاق الترددي للحافلة هو زيادة معدل تبادل البيانات بين وحدة التحكم وذاكرة التخزين المؤقت للقرص ، والتي لم تفشل الشركات المصنعة في الاستفادة منها ، وتوسيع حجمها إلى 64 ميجا بايت.

من الأهمية بمكان بالنسبة لأجهزة التخزين التقليدية الوظيفة المتزامنة ، أي النقل المستمر للبيانات. غالبًا ما يكون محرك الأقراص الثابتة المحمّل بكثافة ، والذي يتعين عليه قراءة المعلومات وكتابتها في العديد من التدفقات (وهو وضع شائع إلى حد ما في أجهزة الكمبيوتر المنزلية في ضوء تطور شبكات مشاركة الملفات) ، غير قادر على توفير سرعة قراءة ثابتة لعرض مريح للفيديو أو الاستماع إلى الصوت ، على الرغم من أن كمية البيانات المقروءة صغيرة. يوفر SATA 3.0 القدرة على تنشيط نوع من التناظرية لخدمة جودة الخدمة في بروتوكولات الشبكة: التطبيق محجوز بأولوية قصوى ، ويتم دائمًا قراءة البيانات المطلوبة منه في المقام الأول وفي تدفق مستمر. من المرجح أن يكون لهذا تأثير كبير على الأداء. عمليات الخلفيةومع ذلك ، فإن أهم شيء بالنسبة للمستخدم هو ما يسمى بتجربة المستخدم - الأداء في تلك المهام التي يحددها على أنها المهام الرئيسية ، وفي هذه الحالة وظيفة جديدة سوف يكون من أجل الخير.

بالطبع ، لا يمكن تسمية مثل هذه التغييرات بالثورية ، SATA 6 جيجابت / ثانية هي مجرد مرحلة جديدة في التطوير التطوري للمعيار ، والقضاء على بعض أوجه القصور في الإصدار السابق ودفع عتبة النطاق الترددي التي تم الوصول إليها بالفعل. التطبيقات العملية لهذه الواجهة أكثر إثارة للاهتمام.

طريقتان لمهمة واحدة: ASUS P7P55D-E Premium و Gigabyte GA-P55A-UD6

ASUS P7P55D-E Premium

جيجابايت GA-P55A-UD6

من الواضح أن محركات الأقراص التي تدعم معيار SATA الجديد سيتم تثبيتها أولاً في أحدث أجهزة الكمبيوتر القائمة على منصات Intel و AMD. بالنسبة للشركة المصنعة الأولى ، هذه هي في المقام الأول Socket 1156 ومجموعة شرائح P55 ، والتي على أساسها ظهرت اللوحات الأم مع دعم SATA 6 جيجابت / ثانية بالفعل في خطوط ASUS و Gigabyte ، والمجهزة بوحدات تحكم من سلسلة Marvell 912x - 9128 في جيجابايت المنتجات التي تتميز بدعم RAID و 9123 على لوحات ASUS. بالنسبة إلى AMD Socket AM3 Gigabyte ، أعدت بالفعل ثلاثة نماذج مع دعم للمعيار الجديد ، ومن المحتمل ألا يطول البائعون الآخرون.

يتطلب دعم SATA 6 جيجابت / ثانية حلولًا تقنية غير تافهة من مهندسي الشركتين ، وقد اقتربوا من تنفيذها بطرق مختلفة. والسبب في ذلك هو خصوصية مجموعة شرائح Intel P55: على الرغم من التوافق المعلن مع PCI Express 2.0 ، فإن ثمانية ممرات من هذا الناقل يوفرها مركز الإدخال / الإخراج تتوافق فقط مع PCI Express 1.1 من حيث النطاق الترددي. لا تكفي 250 ميغا بايت / ثانية التي توفرها هذه الخطوط لواجهة قرص جديدة (بعد كل شيء ، ما الهدف من تثبيت وحدة تحكم سريعة وقصرها على الحافلة التي تتصل بها؟) ، لذلك كان على المطورين المرور من خلال الحلول.

في ASUS P7P55D-E ، يتم تنظيم تبادل البيانات بين وحدة التحكم ومجموعة الشرائح بأبسط طريقة من وجهة نظر هندسية: أربعة ممرات PCI Express من IOH لمجموعة الشرائح تؤدي إلى مفتاح PEX PLX8613 ، والذي يحولها إلى منفذين PCI Express 2.0 مع قنوات الإنتاجية 500 ميغا بايت / ثانية. إلى ذلك ، يتم توصيل جهاز Marvell 9123 المذكور أعلاه ووحدة تحكم USB 3.0 المصنعة بواسطة NEC. تشير الأرقام الجافة (4 جيجابت / ثانية لـ PCI Express 2.0 مقابل 6 جيجابت / ثانية للمراجعة الجديدة لـ SATA) إلى أن هذا لا يزال غير كافٍ ، ولكن لا يزال من غير المحتمل أن تتمكن محركات الأقراص الحديثة من تحميل هذه القناة بالكامل.

يحتوي Gigabyte GA-P55A-UD6 على حل أكثر تطوراً للمشكلة. بدلاً من جسر PCI Express البسيط ، يتم تثبيت مفتاح P13PCIE خاص عليه ، والذي يسمح ، بناءً على إعدادات BIOS والأجهزة المتصلة باللوحة ، باستخدام خطوط PCI-E التي توفرها مجموعة الشرائح أو مباشرة من المعالج ( تذكر أن Core i7 و i5 على نواة Lynnfield ، بالإضافة إلى الموديلات القادمة مع نواة Clarkdale مجهزة بوحدة تحكم PCI Express 2.0 x16 مباشرة على الشريحة). إذا لم يتم تمكين إمكانات SATA 6 جيجابت / ثانية أو USB 3.0 (أو تم تعطيلها يدويًا في BIOS) ، فإن وحدات التحكم راضية عن السرعة التي توفرها مجموعة الشرائح. إذا تم إطلاق العنان لإمكانات المعايير الجديدة بالكامل ، فإن اللوحة تتحول إلى استخدام قنوات أسرع (في هذه الحالة ، يتحول موصل الرسوم إلى وضع x8). هذا الوضع له أيضًا مزايا غير مباشرة: مسار "وحدة التحكم - المعالج - ذاكرة الوصول العشوائي" لديه زمن انتقال أقل من مسار "وحدة التحكم - شرائح - DMI ناقل المعالج - ذاكرة الوصول العشوائي".

اختبارات

تلقى مختبر الاختبار محركي أقراص صلبة Seagate Barracuda XT سعة 2 تيرابايت يدعمان SATA 6 جيجابت / ثانية. قمنا بقياس أدائها عند توصيلها بوحدة التحكم المتكاملة لمجموعة شرائح Intel P55 ووحدات التحكم Marvell 912x على لوحات ASUS و Gigabyte. بالإضافة إلى ذلك ، تم اختبار مجموعة RAID 0 على منصة Gigabyte لمعرفة ما إذا كان PCI Express 1.1 هو بالفعل عامل مقيد لوحدة تحكم ثنائية المنافذ.

النتائج متناقضة إلى حد ما ومختلفة جذريًا بالنسبة لمحرك أقراص ثابتة واحد ومجموعة RAID. من وجهة نظر الاختبارات التركيبية (زمن الاستجابة والسرعة القصوى للقراءة والكتابة الخطية) ، تكون الاختلافات بين وحدات التحكم ضئيلة ويمكن تفسيرها بالكامل من خلال خصائص اتصالها. لاحظ أننا لم نجد زيادة في الأداء بسبب السرعة العالية لتبادل البيانات مع المخزن المؤقت لقرص واحد.

ومع ذلك ، فإن Marvell 912x ببساطة لا يمكنه التعامل مع العديد من الطلبات مثل Intel P55. إذا حكمنا من خلال اختبارات IOMeter ، فإن أقصى أداء لهذا النواة هو 125-130 طلبًا في الثانية لكل قناة ، بينما تعالج وحدة التحكم الأصلية 180 طلبًا ومن الواضح أنها ليست عاملاً مقيدًا للقرص الصلب. ومع ذلك ، لوحظت هذه الظاهرة فقط في ملفات تعريف خادم الملفات وخادم الويب لأداة IOMeter المساعدة ؛ وفي حالات أخرى ، "يستسلم" محرك الأقراص الثابتة قبل وحدة التحكم.

بالنسبة إلى وضع RAID ، يختلف الوضع هنا اختلافًا جذريًا: من حيث السرعة الخطية ، تتجاوز المصفوفة بالفعل 250 ميجابايت / ثانية ، مما يشير بوضوح إلى تبرير الحيل التقنية التي تستخدمها جيجابايت. في وضع الاتصال بمجموعة الشرائح ، ينخفض \u200b\u200bالأداء بنسبة 25٪ أو أكثر ، بينما يضيف برنامج تشغيل وحدة التحكم أيضًا الأداء بسبب طلبات التخزين المؤقت في ذاكرة الوصول العشوائي (لا يمكن تفسير زمن انتقال الكتابة البالغ 3.3 مللي ثانية بأي شيء آخر). ما هو أكثر إثارة للاهتمام ، على الرغم من أن وحدة تحكم Intel P55 المدمجة ليست أدنى من Marvell 9128 في الاختبارات التركيبية ، عند محاكاة تشغيل أجهزة الكمبيوتر والخوادم الحقيقية ، فإن الأخيرة تتقدم عليها كثيرًا (يمكنك العثور على الرسوم البيانية على الموقع). ربما ، في هذا الوضع ، يساهم الحجم الأكبر وسرعة تبادل البيانات مع المخزن المؤقت لـ HDD.

تشير نتائج الاختبار إلى أن إدخال SATA 6 جيجابت / ثانية اليوم له ما يبرره فقط لمصفوفات RAID عالية التحميل ، وربما محركات أقراص SSD ، وللتكوينات أحادية القرص ، فإن الجيل الجديد من الواجهة ليس له أي مزايا. يعد وجود وحدات التحكم المناسبة على أحدث اللوحات الأم صورة أكثر من كونها خطوة ضرورية حقًا. ومع ذلك ، فإن مؤشرات صفيفات RAID ثنائية القرص تؤكد أن اللحظة التي سيصبح فيها SATA 3 Gbit / s قد عفا عليها الزمن ، ليس فقط من الناحية الأخلاقية قريبة جدًا بالفعل.