چگونه نسخه به روز شده SATA افزایش سرعت کامپیوتر
SATA یا Serial ATA موفقیت بزرگی در هنگام ذخیره سازی کامپیوتر به دست آمده است. Standadization در رابط اجازه می دهد تا نصب آسان و سازگاری بین کامپیوتر ها و دستگاه های ذخیره سازی. مشکل این است که طراحی ارتباط سریال با محدودیت های بسیاری از درایوهای حالت جامد به کار رفته در رابط کاربری به جای درایو محدود شده است. به همین دلیل، استانداردهای جدید ارتباطی بین کامپیوتر و درایوهای ذخیره سازی مورد نیاز است. این جایی است که SATA Express قصد دارد شکاف عملکرد را پر کند.
ارتباطات SATA یا PCI-Express
مشخصات SATA 3.0 محدود به پهنای باند 6.0 گیگابیت در ثانیه بود که تقریبا 750 مگابیت بر ثانیه است. در حال حاضر با سربار برای رابط و همه، به این معنی است که عملکرد موثر فقط 600MB / ثانیه محدود شده است. بسیاری از نسل فعلی درایوهای حالت جامد عمدتا به این حد رسیده و به نوعی رابط سریعتر نیاز دارند. مشخصات SATA 3.2 که SATA Expess بخشی از معرفی یک وسیله ارتباطی بین کامپیوتر و دستگاه ها است که به وسیله آن می توان دستگاه ها را انتخاب کرد که آیا می خواهند از روش SATA موجود استفاده کنند یا اینکه با استفاده از PCI سریع تر اتوبوس اکسپرس
شارژ PCI-Express به طور سنتی برای برقراری ارتباط بین CPU و دستگاه های جانبی مانند کارت گرافیک، رابط شبکه، پورت USB و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. طبق استانداردهای PCI-Express 3.0 فعلی، یک خط PCI-Express تنها می تواند تا 1 گیگابایت / s آن را سریع تر از رابط فعلی SATA. این چیزی است که تنها یک خط PCI-Express می تواند به دست بیاورد اما دستگاه می تواند چندین خط را استفاده کند. با توجه به مشخصات SATA Express، یک درایو با رابط جدید می تواند از دو خط PCI-Express (که اغلب به عنوان x2 نامیده می شود) استفاده می کند تا پهنای باند بالقوه آن 2 گیگابایت بر ثانیه داشته باشد که تقریبا سه برابر سرعت پیش از SATA 3.0 است.
رابط جدید SATA Express
در حال حاضر رابط جدید نیز یک اتصال جدید نیاز دارد. این ممکن است کمی شبیه به نظر برسد زیرا اتصال در واقع دو اتصال دهنده داده SATA را همراه با یک سوم کوچکتر کوچکتر که با ارتباطات مبتنی بر PCI-Express مرتبط است ترکیب می کند. دو کانکتور SATA در واقع پورت های SATA 3.0 کاملا کاربردی هستند. این بدان معنی است که یک کانکتور SATA Express در یک کامپیوتر میتواند دو پورت SATA قدیمی را پشتیبانی کند. این مسئله زمانی اتفاق می افتد که می خواهید یک درایو جدید SATA Express را به اتصال متصل کنید. تمام اتصالات SATA Express از عرض کامل استفاده می کند که آیا درایو براساس ارتباطات قدیمیتر SATA یا PCI-Express جدیدتر است. بنابراین، یک SATA Express می تواند دو یا دو درایو SATA یا یک درایو SATA Express را اداره کند.
پس چرا یک درایو SATA اکسپرس مبتنی بر PCI-Express را فقط از یک اتصال سوم تنها به جای دو پورت SATA استفاده نمی کند؟ این کار با این واقعیت است که درایو مبتنی بر SATA Express میتواند از هر دو تکنولوژی استفاده کند، بنابراین باید رابط کاربری را با هر دو داشته باشد. علاوه بر این، بسیاری از پورت های SATA به خط PCI-Express برای ارتباط با پردازنده متصل می شوند. با استفاده از PCI-Express interace به طور مستقیم با درایو SATA Express، شما به طور موثر قطع ارتباط به دو پورت SATA مرتبط با آن رابط به هر حال.
محدودیت رابط فرمان
SATA به طور موثر راهی برای برقراری ارتباط بین دستگاه و CPU در رایانه است. علاوه بر این لایه، یک لایه فرمان وجود دارد که در بالای آن اجرا می شود تا دستورات را بر روی آنچه باید نوشته شود و از درایو ذخیره سازی بخواند ارسال شود. سالهاست که توسط AHCI (Advanced Host Controller Interface) مدیریت شده است. این استاندارد شده است که اساسا در هر سیستم عامل در حال حاضر در بازار نوشته شده است. این به طور موثر باعث می شود که درایو SATA پلاگین و بازی کند. راننده اضافی مورد نیاز نیست. در حالی که این فناوری با تکنولوژی قدیمی تر مانند دیسک های سخت و درایوهای فلش USB کار می کرد، واقعا SSD های سریعتری را پشت سر گذاشت. مشکل این است که در حالی که صف فرمان AHCI می تواند 32 دستور را در صف نگه دارد، هنوز هم می تواند تنها یک فرمان را در یک زمان پردازش کند، زیرا تنها یک صف وجود دارد.
این جایی است که دستور فرمان NVMe (Non-Floating Memory Express) وارد می شود. این مجموع شامل 65،536 صف فرمان است که هر کدام توانایی نگه داشتن 65،536 دستور در هر صف را دارند. به طور موثر، این اجازه می دهد تا برای پردازش موازی دستورات ذخیره سازی به درایو. این برای دیسک سخت سودمند نیست زیرا هنوز به طور موثر به یک فرمان واحد به دلیل سران درایو محدود می شود اما برای درایوهای حالت جامد با تراشه های حافظه چندگانه آن می تواند به طور موثر به افزایش پهنای باند خود با نوشتن دستورات متعدد به تراشه ها و سلول های مختلف بطور همزمان .
این ممکن است به نظر برسد، اما یک مشکل وجود دارد. این تکنولوژی جدید است و به همین دلیل در اکثر سیستم عامل های موجود در بازار ساخته نشده است. در واقع، بیشترین نیاز به درایور اضافی در آنها نصب شده است تا درایوها بتوانند از تکنولوژی NVMe جدید استفاده کنند. این به این معنی است که سریعترین عملکرد برای درایوهای SATA Express ممکن است کمی طول بکشد، زیرا نرم افزار به همان شکلی است که در اولین معرفی AHCI بالغ می شود. خوشبختانه SATA Express اجازه می دهد تا درایوها از هر دو روش استفاده کنند بنابراین شما هنوز هم می توانید با استفاده از فن آوری جدید با استفاده از رانندگان AHCI و به طور بالقوه به استانداردهای جدید NVMe برای بهبود عملکرد حرکت کنید، هرچند احتمالا نیازی به پردازش درایو نباشید.
برخی از ویژگی های دیگر اضافه شده با SATA Express از طریق مشخصات SATA 3.2
در حال حاضر مشخصات جدید SATA بیش از فقط روش های ارتباطی جدید و اتصال. اکثر آنها به رایانه های تلفن همراه هدایت شده اند اما می توانند به دیگر کامپیوترهای غیر موبایل نیز سود برساند. مهمترین ویژگی صرفه جویی در انرژی یک حالت DevSleep جدید است. این اساسا یک حالت قدرت جدید است که اجازه می دهد تا سیستم ها در ذخیره سازی تقریبا به طور کامل خاموش شود و بنابراین کاهش قدرت در حالت خواب را کاهش می دهد. این باید به بهبود زمان اجرا لپ تاپ های ویژه از جمله Ultrabooks طراحی شده در مورد SSD ها و مصرف کم انرژی.
کاربران از SSHD (درایوهای هیبریدی حالت جامد) نیز از استانداردهای جدید بهره مند خواهند شد زیرا آنها در یک مجموعه جدید از بهینه سازی ها قرار داده اند. در پیاده سازی فعلی SATA، کنترل کننده درایو تعیین می کند که چه مواردی باید باشد و نباید بر اساس آنچه که می بیند، درخواست شود، درخواست شده باشد. با ساختار جدید، سیستم عامل عملا می تواند به کنترل کننده درایو چه مواردی را که باید در حافظه کش نگه داشته شود را کاهش می دهد که مقدار سربار بر روی کنترل کننده درایو و بهبود عملکرد را کاهش می دهد.
در نهایت، یک تابع برای استفاده با راه اندازی RAID درایو وجود دارد. یکی از اهداف RAID برای انحراف داده است. در صورت خرابی درایو، درایو می تواند جایگزین شود و پس از آن داده ها از اطلاعات کنترل شده بازسازی می شوند. در اصل، آنها یک فرایند جدید در استانداردهای SATA 3.2 ایجاد کرده اند که می تواند به بهبود روند بازسازی با شناسایی اطلاعات آسیب دیده در مقایسه با آن ها کمک کند.
پیاده سازی و چرا آن را دنبال نکرده اید
SATA Express از سال 2013 به عنوان استاندارد رسمی شناخته شده است اما هنوز تا انتشار این چیپست های اینتل H97 / Z97 در بهار سال 2014 راه خود را به سیستم های کامپیوتری آغاز نکرده است. حتی با مادربرد هایی که در حال حاضر رابط کاربری جدید هستند، در هنگام راه اندازی بدون درایو، قادر به استفاده از رابط جدید هستند. این احتمالا به دلیل مسائل مربوط به پشتیبانی از سیستم عامل برای خط فرمان جدید است تا مزایای کامل SATA Express را به دست آورد. حداقل پیاده سازی های فعلی اجازه می دهد که اتصالات SATA Express با درایوهای SATA موجود استفاده شود. این کار باید برای کسانی که اتفاق می افتد تکنولوژی خرید را در اختیار شما قرار می دهد، پس از اینکه درایو ها در دسترس قرار گرفت، کمک می کند.
دلیل این که رابط کاربری واقعی واقعا در رابط کاربری M.2 قرار ندارد. این به طور انحصاری برای درایوهای حالت جامد استفاده می شود که از فاکتور فرم کوچکتر استفاده می کنند که در رایانه های لپ تاپ و همچنین سیستم های دسکتاپ مورد استفاده قرار می گیرد. هارد درایوها هنوز سخت تر از استانداردهای SATA هستند. M.2 دارای انعطاف پذیری بیشتری است زیرا بر روی درایوهای بزرگتر تکیه نمی کند، اما همچنین می تواند از چهار خط PCI-Express استفاده کند که به معنی درایو سریع تر از دو خط SATA Express می باشد. در این مرحله، مصرف کنندگان ممکن است هیچگاه SATA Express را که همیشه در حال استفاده هستند مشاهده نکنند.