Интерфейс msata что это
Как выбрать лучший диск mSATA SSD – важные функции и характеристики
Предложение дисков SSD mSATA разнообразно. На выбор у нас есть твердотельные накопители различных марок и различных технических параметров. Как выбрать лучший из них? На что обратить внимание? Чем характеризуется интерфейс mSATA и стоит ли покупать носитель этого типа?
Интерфейс mSATA – что это?
Интерфейс mSATA появился в конце 2009 года. Это уменьшенный вариант стандартного интерфейса SATA 6.0 Гб/с – он использует точно такой же разъём, имеет те же ограничения, если речь идет о пропускной способности.
Принципиальное различие между интерфейсом SATA и mSATA заключается в способе подключения носителей – в случае интерфейса SATA, следует воспользоваться соответствующим проводом, а в случае mSATA диск устанавливается непосредственно в слот, что снижает количество проводов в устройстве, способствует поддержанию порядка и позволяет разместить необходимые компоненты в очень маленьких корпусах ПК и ноутбуках.
Стоит знать! Хотя внешний вид разъема mSATA напоминает популярный слот M.2 – они несовместимы друг с другом.
Диск mSATA или SATA – что выбрать
Если вы ищите SSD для устройства, в котором находится материнская плата с разъемами SATA и mSATA, то можете задуматься над обоими решениями. Что будет полезнее?
SSD mSATA очень хорошо подходит для мобильных устройств. Особенно он хорош в ситуации, когда ограничением является небольшое количество места в корпусе устройства.
Какой SSD накопитель mSATA выбрать
Предложение SSD mSATA не так впечатляет, как стандартных твердотельных накопителей, но выбрать есть из чего.
Чтобы купить хороший диск в этом стандарте, стоит начать с уточнения некоторых вопросов:
На что обратить внимание при выборе SSD mSATA
Выбирая диск SSD mSATA для ноутбука, планшета или настольного компьютера, недостаточно взглянуть на его объем и стоимость, нужно обратить внимание на остальные технические характеристики носителя:
Популярные модели SSD mSATA
Предложение SSD mSATA достаточно разнообразное. При покупке можно руководствоваться популярностью конкретных решений.
Следующие твердотельные накопители – это модели, которые выбирают покупатели и которые получают высокие оценки пользователей:
Что такое mSATA SSD и чем он может быть полезен – особенно, если вы не удовлетворены общей скоростью вашего ноутбука?
Что такое mSATA SSD и чем он может быть полезен – особенно, если вы не удовлетворены общей скоростью вашего ноутбука?
Как отключить мини-приложения в 11
Как вернуть старое контекстное меню в 11
Не запускается PC Health Check на 11
Не могу обновиться до 11
Проверка совместимости с 11
О преимуществах SSD перед классическими жесткими дисками мы говорили неоднократно: они более энергоэффективные, бесшумные, компактные, а главное – они значительно быстрее. Их основным недостатком (по крайней мере сейчас) остается все еще достаточно высокая цена за единицу объема и, следовательно, они являются более предпочтительными в сочетании со стандартным жестким диском большей емкости, т.е. когда SSD используется в качестве системного диска, на который установлена Windows и несколько важных программ. Это позволяет ускорить систему в несколько раз, в то время как HDD служит как пространство для хранения коллекции фильмов и музыки, фотографий и т.д.
Это, конечно, идеальное сочетание, которое сегодня можно встретить во многих настольных системах. Однако в случае с ноутбуками все несколько иначе. Так как пространство в ультра компактном корпусе современного мобильного компьютера строго ограничено, часто пользователям приходится выбирать между твердотельным и классическим диском, то есть между высокой скоростью и меньшей емкостью или большой вместимостью, но с гораздо более скромным быстродействием.
Разумеется, на рынке можно найти модели, предлагающие возможность для установки двух жестких / двух SSD-дисков или их комбинаций, но они являются относительно редкими и, следовательно, дорогими.
К счастью уже несколько лет существует новая и все еще сравнительно малоизвестная альтернатива, объединяющая «лучшее из обоих миров». Речь идет о стандарте mSATA (Mini-SATA), который иногда встречается под именем М.2 или NGFF (Next Generation Form Factor). Во всех случаях речь идет об одном и том же – особый класс дисковых устройств нового поколения, которые одновременно быстрые (поскольку используют технологию SSD) и ультра компактные, что делает их исключительно подходящими именно для ноутбуков, ультрабуков и гибридных систем.
mSATA SSD
Основной вклад в стандарт Mini-SATA внесла компания Intel, которая первоначально разработала его как ультрабыструю буферную память, ускоряющую работу компьютеров, использующих материнские платы с чипсетами кремниевого гиганта.
Однако сегодня этот формат наиболее широко используется именно в мире портативных компьютеров, в основном потому, что он миниатюрный и предоставляет пользователям ноутбуков легкий путь к скоростям SSD, причем без необходимости делать трудный выбор между твердотельным накопителем и жестким диском.
К сожалению, не все современные лэптопы предоставляет возможность использовать mSATA SSD. Другими словами, поддержка стандарта и слот для установки такого устройства должны быть предусмотрены производителем ноутбука. Но если ваш ноутбук поддерживает эту технологию, то вы безо всяких усилий можете добавить такой диск или заменить уже установленный mSATA SSD более новым, более быстрым устройством с большей емкостью.
Как можно узнать, поддерживает ли ноутбук mSATA SSD?
Самый простой способ, это посмотреть на официальном сайте производителя. Если у вас модель от Lenovo, произведенная после 2011 года, то она почти наверняка уже использует mSATA SSD или, по крайней мере, имеет слот для установки такого устройства.
Поддержку этой технологии предлагают и достаточно много моделей от Dell, Toshiba, HP, Acer и других ведущих производителей. Вот подробный (хотя и неполный) перечень моделей, которые оснащены слотом для mSATA SSD:
Установка
Сам процесс установки mSATA SSD не сложный, но требует некоторых технических знаний. Если вы чувствуете неуверенность, тогда официальный сайт аппаратной поддержки производителя вашего ноутбука должен быть вашей первой остановкой. Также информация об установке mSATA SSD может быть найдена в официальной документации, которая шла в комплекте с вашим мобильным компьютером.
Рынок таких устройств постоянно растет и предложения уже весьма впечатляющие –Samsung, например, предлагает модель с впечатляющей емкостью 1000 ГБ (1 ТБ). Цена, конечно, не менее впечатляющая – 600 долларов!
Конечно, можно найти и дешевые предложения, которых вполне достаточно для большинства пользователей. Они обеспечивают достаточно пространства для установки Windows и программ, таких как MS Office и Adobe Photoshop, и способны существенно ускорить как работу с ними, так и быстродействие ноутбука в целом. В тоже время жесткий диск останется для выполнения обычной функции, т.е. как место для хранения менее нуждающихся в скоростных дисках данных: документы, игры, фильмы, музыка, фотографии.
Типоразмер mSATA SDD: что это, особенности работы
Как как в сфере аппаратного обеспечения компьютеров постоянно появляются различные новинки и альтернативные технологии, не все пользователи способны «угнаться» за ними.
По этой причине самостоятельная сборка компьютера, замена жесткого диска или оперативной памяти может стать достаточно сложным процессом, даже если ранее вы ее уже производили.
В данной статье мы рассмотрим интерфейс mSATA, ответим на вопрос о том, что это такое, для чего нужно и какие особенности имеет.
Содержание:
Определение
Где пользователь вообще может столкнуться с данным понятием и к чему оно относится?
Аббревиатура mSATA используется применительно к жестким дискам формата SSD и обозначает разновидность их интерфейса и форм фактора.
Потому обычно документации к такому оборудованию имеет место формулировка mSATA SSD.
В этом сокращении m обозначает mini (miniSATA), и из этого сразу становится ясно, что этот форм фактор предполагает устройство относительно небольшого, либо уменьшенного, размера. Габариты этого форм фактора составляют 5,95х3,0х0,3 см.
Изначально данный формат диска разрабатывался в качестве быстрой и стабильной буферной памяти.
И действительно, эти диски, благодаря трудам разработчиков компании Intel, значительно повышали быстродействие компьютера.
Но в настоящее время стандарт активно применяется во всех компактных устройствах, так как способен обеспечить скорость работы на уровне SSD.
Впервые реализовываться устройства с этим типоразмером стали, начиная с 2009 года. Именно в этом году его представила компания Serial ATA International Organization.
И хотя это достаточно удобный и функциональный тип жесткого диска, он не получил слишком широкого распространения.
Как выбрать SSD-накопитель
Многие знают, что SSD накопители могут значительно ускорить работоспособность любого компьютера, а также положительно повлиять на отдельно взятые процессы. В данной публикации я расскажу, какие бывают SSD накопители, чем они отличаются, и на какие характеристики стоит обратить внимание при выборе SSD для вашего компьютера.
Содержание
Какие бывают форм-факторы SSD
На данный момент существует три форм-фактора SSD накопителей, также стоит упомянуть, что бывают внешние SSD, которые подключаются по средствам USB к компьютеру, но в рамках этой публикации мы о них говорить не будем. Впрочем, что касается нижеупомянутых характеристик, то они также применимы и к внешним SSD накопителям.
Формат 2,5
Это один из самых распространенных форматоров (2,5 это размер, указанный в дюймах). Изначально такой формат использовался в жестких дисках, которыми комплектовались ноутбуки. Затем, в таком же формате начали выпускать твердотельные SSD, таким образом, старые ноутбуки можно легко модернизировать, а производителям не пришлось разрабатывать что-то принципиально новое. Вследствие этого у жестких дисков и твердотельных SSD одинаковые разъемы питания и разъем подключения к материнской плате SATA. Также здесь стоит отметить, что преимущественно все SSD накопители формата 2,5 имеют алюминиевый корпус, который хорошо справляется с отводом тепла. На мой взгляд, интерфейс SATA уже устарел и не позволяет реализовать скоростные возможности SSD технологий. Также в таких больших габаритах современные накопители абсолютно не нуждаются.
Формат mSATA
По своей сути формат mSATA – это реализация формата 2,5, только без большого типового корпуса. Этот тип SSD накопителей изготовлен на небольшой плате, однако интерфейс передачи данных остался стандарта SATA.
Формат M.2
M.2 это уже современный формат накопителей, он имеет вид небольшой платы с чипами, которая напрямую подключается к материнской плате. Изначально эти накопители устанавливали только в ноутбуки, однако сейчас они широко применяются во всех компьютерах. Преимуществом такого решения является отсутствие различных проводов, а также нет необходимости заключать SSD накопитель в какой-либо специальный корпус. А вот к минусам такого формата можно отнести отсутствие радиатора охлаждения. Однако, при желании или необходимости радиатор всегда можно приобрести отдельно. На сегодняшний день выбор SSD накопителя формата M.2, на мой взгляд, является самым оптимальным решением. При покупке учтите, что эти накопители имеют разную маркировку, к примеру, 2280, 2260, 2230. По сути, это обозначение размеров накопителя, первые два числа никогда не меняются и обозначают ширину накопителя в миллиметрах, а вторые два отображают его длину.
Формат PCI Express
Накопители такого формата подключаются напрямую к материнской плате в слот PCI Express. Однозначным плюсом такого решения является наиболее высокая скорость передачи данных, благодаря использованию интерфейса PCIe x8. Такое решение достаточно дорогое и часто используется в серверных компьютерах, а также стоит учесть, что такого рода накопитель занимает много места в ПК и один слот PCI Express.
Что такое NVMe и в чем разница от SATA
В накопителях с форматом 2,5 и mSATA используется исключительно интерфейс SATA, также в накопителях PCI Express соответственно тоже используется только один интерфейс PCI Express. А вот в накопителях формата M.2 могут использоваться оба вышеупомянутых варианта, и здесь при выборе стоит отдавать предпочтение более быстрому PCIe.
SATA — это уже относительно старый интерфейс, который ограничен скоростью передачи данных до 600 Мбайт/сек. Для обычных жестких дисков такой скорости вполне хватает, а вот для современных чипов памяти это уже серьезное ограничение. Поэтому обратите внимание, что даже накопитель формата M.2, который использует для передачи данных интерфейс SATA, является не самым быстрым вариантом.
NVMe – это уже более современный протокол, который физически используется с разъемом M.2, но по факту для передачи данных использует шину PCIe, что позволяет значительно расширить скоростные характеристики накопителя.
Версии PCIe
Стоит выделить две версии PCIe 3.0 и PCIe 4.0 они в первую очередь отличаются скоростью передачи данных. Версия 4.0 превышает скорость передачи данных в два раза по сравнению с версией PCIe 3.0. И здесь вырисовывается следующая картина: как я и говорил выше, максимально возможная скорость для SATA III составляет всего 600 Мбайт/сек. При этом, один канал PCIe x1 обеспечивает скорость до 1,969 Гбайт/с. Таким образом, SSD накопитель формата M.2 использующий для передачи данных интерфейс PCIe x4 обеспечивает скорость почти 8 Гбайт/с, что более чем в тринадцать раз больше SATA III. А это уже действительно существенная разница.
Параметр IOPS
IOPS крайне важный параметр, который влияет на скорость. Здесь стоит отметить, что мы уже разобрались как интерфейсы влияют на скорость передачи данных. Однако, параметр IOPS отвечает за задержку, которая образуется при попадании и извлечении данных с накопителя. Если вспомнить, как работают HHD накопители, то станет более очевидно, откуда возникает задержка IOPS. В HDD устройствах, для того чтобы записать или прочитать данные, накопитель должен прокрутить диск на определенное место, что занимает промежуток времени. Чем выше этот параметр, тем лучше. К примеру, у HDD накопителей этот параметр измеряется в десятках и в сотнях, в SSD устройствах IOPS измеряется десятками, а в некоторых случаях сотнями тысяч.
Что такое SLC, MLC, TLC, QLC
Разница заключается в том, насколько плотно упаковывается информация в одну ячейку памяти. Таким образом, чем плотнее упаковывается информация, тем больше объем накопителя при относительно одинаковой конечной стоимости. Однако плотность упаковки данных может влиять на скорость накопителя в целом.
SLC – это достаточно дорогой тип памяти, и один из самых быстрых, в памяти этого типа один бит данных размещается на одной отдельно взятой ячейке памяти. Также стоит выделить высокую энергоэффективность данного типа памяти.
MLC – в памяти этого типа в одной ячейке можно разместить уже два бита данных, таким образом, увеличивается плотность упаковки данных и снижается условная стоимость 1 гигабайта памяти. Принято считать, что память этого типа уступает по скоростным характеристикам и ресурсу памяти типу SLC.
TLC – это своего рода ответвление от типов памяти MLC, за исключением того, что в память типа TLC можно упаковать до 3 бит данных в одну ячейку памяти. Современные технологические решения пытаются минимизировать недостатки такого типа памяти и обеспечить более высокую скорость. Плюсом такого решения, очевидно, является цена.
QLC – как уже, наверное, стало понятно, следующий тип памяти. Он позволяет разместить в одной ячейке уже 4 бита данных. Эта самый бюджетный вариант и, следовательно, имеет самые низкие скоростные характеристики.
Также иногда может применяться приставка 3D к таким типам памяти как TLC и QLC. Это связано с технологией производства чипов. Эта технология подразумевает размещение памяти слоями один на другой на одной плате.
Параметр TBW
Думаю, вы знаете, что количество раз записи информации на одну и ту же ячейку, ограничено. Таким образом, чем выше параметр TBW, тем больше информации можно записать на накопитель, а следовательно он дольше прослужит. Этот параметр крайне важен, особенно на серверных компьютерах, где информация очень часто перезаписывается. Производители обычно указывают параметр TBW в терабайтах. Как по мне, для домашнего использования хватит значения примерно 100 терабайт.
Функция S.M.A.R.T.
Это очень полезная функция, которая изначально разрабатывалась для HDD накопителей, но встречается и на SSD моделях. По сути – это программное обеспечение, которое предназначено для анализа состояния чипов памяти и оповещении в случае возникновения ошибок или возможного скорого выхода накопителя из строя. Таким образом, вы можете заранее отреагировать на возможную поломку.
Ниже оставлю несколько ссылок на неплохие варианты накопителей по одному на каждый формат.
Однако, если вам позволяет кошелек, можете обратить внимание и на более дорогие модели.
Вывод
На этом все, дорогие читатели, надеюсь, эта публикация помогла вам более детально разобраться в вопросе выбора SSD накопителя. Также рекомендую посетить мой блог на сайте, на котором вы сможете найти подобные публикации и обзоры на различные товары. Всем спасибо, что дочитали эту статью до конца.
Введение в SSD. Часть 2. Интерфейсная
В прошлой части цикла «Введение в SSD» мы рассказали про историю появления дисков. Вторая часть расскажет про интерфейсы взаимодействия с накопителями.
Общение между процессором и периферийными устройствами происходит в соответствии с заранее определенными соглашениями, называемыми интерфейсами. Эти соглашения регламентируют физический и программный уровень взаимодействия.
Интерфейс — совокупность средств, методов и правил взаимодействия между элементами системы.
Физическая реализация интерфейса влияет на следующие параметры:
Параллельные и последовательные порты
По способу обмена данными порты ввода-вывода делятся на два типа:
Параллельные порты, на первый взгляд, отлично масштабируются: больше сигнальных линий — больше бит передается за раз и, следовательно, выше пропускная способность. Тем не менее, из-за увеличения количества сигнальных линий между ними возникает интерференционное взаимодействие, приводящее к искажению передаваемых сообщений.
Последовательные порты — противоположность параллельным. Отправка данных происходит по одному биту за раз, что сокращает общее количество сигнальных линий, но усложняет контроллер ввода-вывода. Контроллер передатчика получает машинное слово за раз и должен передавать по одному биту, а контроллер приемника в свою очередь должен получать биты и сохранять в том же порядке.
Малое количество сигнальных линий позволяет без помех увеличивать частоту передачи сообщения.
Small Computer Systems Interface (SCSI) появился в далеком 1978 году и был изначально разработан, чтобы объединять устройства различного профиля в единую систему. Спецификация SCSI-1 предусматривала подключение до 8 устройств (вместе с контроллером), таких как:
Изначально SCSI имел название Shugart Associates System Interface (SASI), но стандартизирующий комитет не одобрил бы название в честь компании и после дня мозгового штурма появилось название Small Computer Systems Interface (SCSI). «Отец» SCSI, Ларри Баучер (Larry Boucher) подразумевал, что аббревиатура будет произноситься как «sexy», но Дал Аллан (Dal Allan) прочитал «sсuzzy» («скази»). Впоследствии произношение «скази» прочно закрепилось за этим стандартом.
В терминологии SCSI подключаемые устройства делятся на два типа:
Используемая топология «общая шина» накладывает ряд ограничений:
Устройства на шине идентифицируются по уникальному номеру, называемому SCSI Target ID. Каждый SCSI-юнит в системе представлен минимум одним логическим устройством, адресация которого происходит по уникальному в пределах физического устройства номеру Logical Unit Number (LUN).
Команды в SCSI отправляются в виде блоков описания команды (Command Descriptor Block, CDB), состоящих из кода операции и параметров команды. В стандарте описано более 200 команд, разделенных в четыре категории:
Дальнейшее усовершенствование SCSI (спецификации SCSI-2 и Ultra SCSI) расширило список используемых команд и увеличило количество подключаемых устройств до 16-ти, а скорость обмена данными по шине до 640 МБ/c. Так как SCSI — параллельный интерфейс, повышение частоты обмена данными было сопряжено с уменьшением максимальной длины кабеля и приводило к неудобству в использовании.
Начиная со стандарта Ultra-3 SCSI появилась поддержка «горячего подключения» — подключение устройств при включенном питании.
Первым известным SSD диском с интерфейсом SCSI можно считать M-Systems FFD-350, выпущенный в 1995 году. Диск имел высокую стоимость и не имел широкой распространенности.
В настоящее время параллельный SCSI не является популярным интерфейсом подключения дисков, но набор команд до сих пор активно используется в интерфейсах USB и SAS.
ATA / PATA
Интерфейс ATA (Advanced Technology Attachment), так же известный как PATA (Parallel ATA) был разработан компанией Western Digital в 1986 году. Маркетинговое название стандарта IDE (англ. Integrated Drive Electronics — «электроника, встроенная в привод») подчеркивало важное нововведение: контроллер привода был встроен в привод, а не на отдельной плате расширения.
Решение разместить контроллер внутри привода решило сразу несколько проблем. Во-первых, уменьшилось расстояние от накопителя до контроллера, что положительным образом повлияло на характеристики накопителя. Во-вторых, встроенный контроллер был «заточен» только под определенный тип привода и, соответственно, был дешевле.
ATA, как и SCSI, использует параллельный способ ввода-вывода, что отражается на используемых кабелях. Для подключения дисков с использованием интерфейса IDE необходимы 40-жильные кабели, также именуемые шлейфами. В более поздних спецификациях используются 80-жильные шлейфы: более половины из которых — заземления для уменьшения интерференции на высоких частотах.
На шлейфе ATA присутствует от двух до четырех разъемов, один из которых подключается в материнскую плату, а остальные — в накопители. При подключении двух устройств одним шлейфом, одно из них должно быть сконфигурировано как Master, а второе — как Slave. Третье устройство может быть подключено исключительно в режиме «только чтение».
Положение перемычки задает роль конкретного устройства. Термины Master и Slave по отношению к устройствам не совсем корректны, так как относительно контроллера все подключенные устройства — Slaves.
Особенным нововведением в ATA-3 считается появление Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.). Пять компаний (IBM, Seagate, Quantum, Conner и Western Digital) объединили усилия и стандартизировали технологию оценки состояния накопителей.
Поддержка твердотельных накопителей появилась с четвертой версии стандарта, выпущенной в 1998 году. Эта версия стандарта обеспечивала скорость обмена данными до 33.3 МБ/с.
Стандарт выдвигает жесткие требования к шлейфам ATA:
Стандарт Serial ATA (SATA) был представлен 7 января 2003 года и решал проблемы своего предшественника следующими изменениями:
Шестнадцать сигнальных линий для передачи данных в ATA были заменены на две витые пары: одна для передачи, вторая для приема. Коннекторы SATA спроектированы для большей устойчивости к множественным переподключениям, а спецификация SATA 1.0 сделала возможным «горячее подключение» (Hot Plug).
Некоторые пины на дисках короче, чем все остальные. Это сделано для поддержки «горячей замены» (Hot Swap). В процессе замены устройство «теряет» и «находит» линии в заранее определенном порядке.
Чуть более, чем через год, в апреле 2004-го, вышла вторая версия спецификации SATA. Помимо ускорения до 3 Гбит/с в SATA 2.0 ввели технологию Native Command Queuing (NCQ). Устройства с поддержкой NCQ способны самостоятельно организовывать порядок выполнения поступивших команд для достижения максимальной производительности.
Последующие три года SATA Working Group работала над улучшением существующей спецификации и в версии 2.6 появились компактные коннекторы Slimline и micro SATA (uSATA). Эти коннекторы являются уменьшенной копией оригинального коннектора SATA и разработаны для оптических приводов и маленьких дисков в ноутбуках.
Несмотря на то, что пропускной способности второго поколения SATA хватало для жестких дисков, твердотельные накопители требовали большего. В мае 2009 года вышла третья версия спецификации SATA с увеличенной до 6 Гбит/с пропускной способностью.
Особое внимание твердотельным накопителям уделили в редакции SATA 3.1. Появился коннектор Mini-SATA (mSATA), предназначенный для подключения твердотельных накопителей в ноутбуках. В отличие от Slimline и uSATA новый коннектор был похож на PCIe Mini, хотя и не был электрически совместим с PCIe. Помимо нового коннектора SATA 3.1 мог похвастаться возможностью ставить команды TRIM в очередь с командами чтения и записи.
Команда TRIM уведомляет твердотельный накопитель о блоках данных, которые не несут полезной нагрузки. До SATA 3.1 выполнение этой команды приводило к сбросу кэшей и приостановке операций ввода-вывода с последующим выполнением команды TRIM. Такой подход ухудшал производительность диска при операциях удаления.
Спецификация SATA не успевала за бурным ростом скорости доступа к твердотельным накопителям, что привело к появлению в 2013 году компромисса под названием SATA Express в стандарте SATA 3.2. Вместо того, чтобы снова удвоить пропускную способность SATA, разработчики задействовали широко распространенную шину PCIe, чья скорость превышает 6 Гбит/с. Диски с поддержкой SATA Express приобрели собственный форм-фактор под названием M.2.
«Конкурирующий» с ATA стандарт SCSI тоже не стоял на месте и всего через год после появления Serial ATA, в 2004, переродился в последовательный интерфейс. Имя новому интерфейсу — Serial Attached SCSI (SAS).
Несмотря на то, что SAS унаследовал набор команд SCSI, изменения были значительные:
Максимальное количество одновременно подключенных устройств в SAS-домене по спецификации превышает 16 тысяч, а вместо SCSI ID для адресации используется идентификатор World-Wide Name (WWN).
WWN — уникальный идентификатор длиной 16 байт, аналог MAC-адреса для SAS-устройств.
Несмотря на схожесть разъемов SAS и SATA, эти стандарты не являются полностью совместимыми. Тем не менее, SATA-диск может быть подключен в SAS-коннектор, но не наоборот. Совместимость между SATA-дисками и SAS-доменом обеспечивается при помощи протокола SATA Tunneling Protocol (STP).
Первая версия стандарта SAS-1 имеет пропускную способность 3 Гбит/с, а самая современная, SAS-4, улучшила этот показатель в 7 раз: 22,5 Гбит/с.
Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express, PCIe) — последовательный интерфейс для передачи данных, появившийся в 2002 году. Разработка была начата компанией Intel, а впоследствии передана специальной организации — PCI Special Interest Group.
Последовательный интерфейс PCIe не был исключением и стал логическим продолжением параллельного PCI, который предназначен для подключения карт расширения.
PCI Express значительно отличается от SATA и SAS. Интерфейс PCIe имеет переменное количество линий. Количество линий равно степеням двойки и колеблется в диапазоне от 1 до 16.
Термин «линия» в PCIe обозначает не конкретную сигнальную линию, а отдельный полнодуплексный канал связи, состоящий из следующих сигнальных линий:
«Аппетиты» твердотельных накопителей растут очень быстро. И SATA, и SAS не успевают увеличивать свою пропускную способность, чтобы «угнаться» за SSD, что привело к появлению SSD-дисков с подключением по PCIe.
Хотя PCIe Add-In карты прикручиваются винтом, PCIe поддерживает «горячую замену». Короткие пины PRSNT (англ. present — присутствовать) позволяют удостовериться, что карта полностью установлена в слот.
Твердотельные накопители, подключаемые по PCIe регламентируются отдельным стандартом Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification и воплощены в множестве форм-факторов, но о них мы расскажем в следующей части.
Удаленные накопители
При создании больших хранилищ данных появилась потребность в протоколах, позволяющих подключить накопители, расположенные вне сервера. Первым решением в этой области был Internet SCSI (iSCSI), разработанный компаниями IBM и Cisco в 1998 году.
Идея протокола iSCSI проста: команды SCSI «оборачиваются» в пакеты TCP/IP и передаются в сеть. Несмотря на удаленное подключение, для клиентов создается иллюзия, что накопитель подключен локально. Сеть хранения данных (Storage Area Network, SAN), основанная на iSCSI, может быть построена на существующей сетевой инфраструктуре. Использование iSCSI значительно снижает затраты на организацию SAN.
У iSCSI существует «премиальный» вариант — Fibre Channel Protocol (FCP). SAN с использованием FCP строится на выделенных волоконно-оптических линиях связи. Такой подход требует дополнительного оптического сетевого оборудования, но отличается стабильностью и высокой пропускной способностью.
Существует множество протоколов для отправки команд SCSI по компьютерным сетям. Тем не менее, есть только один стандарт, решающий противоположную задачу и позволяющий отправлять IP-пакеты по шине SCSI — IP-over-SCSI.
Большинство протоколов для организации SAN используют набор команд SCSI для управления накопителями, но есть и исключения, например, простой ATA over Ethernet (AoE). Протокол AoE отправляет ATA-команды в Ethernet-пакетах, но в системе накопители отображаются как SCSI.
С появлением накопителей NVM Express протоколы iSCSI и FCP перестали удовлетворять быстро растущим требованиям твердотельных накопителей. Появилось два решения:
Протокол NVMe over Fabrics стал хорошей альтернативой iSCSI и FCP. В NVMe-oF используются волоконно-оптическая линии связи и набор команд NVM Express.
Стандарты iSCSI и NVMe-oF решают задачу подключения удаленных дисков как локальные, а компания Intel пошла другой дорогой и максимально приблизила локальный диск к процессору. Выбор пал на DIMM-слоты, в которые подключается оперативная память. Максимальная пропускная способность канала DDR4 составляет 25 ГБ/с, что значительно превышает скорость шины PCIe. Так появился твердотельный накопитель Intel® Optane™ DC Persistent Memory.
Для подключения накопителя в DIMM слоты был изобретен протокол DDR-T, физически и электрически совместимый с DDR4, но требующий специального контроллера, который видит разницу между планкой памяти и накопителем. Скорость доступа к накопителю меньше, чем к оперативной памяти, но больше, чем к NVMe.
Протокол DDR-T доступен только с процессорами Intel® поколения Cascade Lake или новее.
Заключение
Почти все интерфейсы прошли долгий путь развития от последовательного до параллельного способа передачи данных. Скорости твердотельных накопителей стремительно растут, еще вчера твердотельные накопители были в диковинку, а сегодня NVMe уже не вызывает особого удивления.
В нашей лаборатории Selectel Lab вы можете самостоятельно протестировать SSD и NVMe диски.