Serial ATA se koristi za računalnu pohranu. Standardno sučelje omogućuje jednostavnu instalaciju i kompatibilnost između računala i uređaja za pohranu. Serializirani komunikacijski dizajn dosegao je svoje granice, s mnogim solid-state diskovima ograničenim performansama sučelja, a ne pogona. Novi komunikacijski standardi između računala i pogona za pohranu nazvani SATA Express popunjavaju prazninu.
SATA ili PCI Express komunikacija
Postojeće specifikacije SATA 3.0 ograničene su na propusnost od 6,0 Gbps, što znači otprilike 750 MB/s. S opterećenjem za sučelje, efektivna izvedba je ograničena na 600 MB/s. Mnoge trenutne generacije solid-state diskova dosegle su ovu granicu i trebaju neki oblik bržeg sučelja.
SATA 3.2 specifikacija, čiji je SATA Express dio, novi je komunikacijski standard između računala i uređaja. Uređajima omogućuje odabir postojeće SATA metode, osiguravajući kompatibilnost sa starijim uređajima ili korištenje brže PCI Express sabirnice.
PCI Express sabirnica obično se koristi za komunikaciju između CPU-a i perifernih uređaja, kao što su grafičke kartice, mrežna sučelja i USB priključci. Prema trenutnim PCI Express 3.0 standardima, jedna PCI Express linija obrađuje do 1 GB/s, što ga čini bržim od trenutnog SATA sučelja.
Međutim, uređaji koriste više od jedne trake. Prema specifikacijama SATA Expressa, pogon s novim sučeljem može koristiti dvije PCI Express trake (često se nazivaju x2) kako bi se postigla potencijalna propusnost od 2 GB/s. Ovo sučelje čini propusnost skoro tri puta većom od brzine prethodnog SATA 3.0 hardvera.
Novi SATA Express konektor
Novo sučelje zahtijeva novi konektor. Kombinira dva SATA podatkovna konektora s trećim manjim konektorom koji se bavi komunikacijama temeljenim na PCI Expressu. Dva SATA konektora su potpuno funkcionalni SATA 3.0 portovi. Jedan SATA Express priključak na računalu može podržati dva starija SATA priključka. Svi SATA Express priključci koriste punu širinu, neovisno o tome je li pogon temeljen na ranijim SATA komunikacijama ili novijem PCI-Expressu. Dakle, jedan SATA Express rukuje s dva SATA pogona ili jednim SATA Express pogonom.
Budući da pogon temeljen na SATA Expressu može koristiti bilo koju tehnologiju, mora surađivati s obje, tako da koristi dva priključka umjesto trećeg, alternativnog, jednog. Također, mnogi SATA priključci povezani su s PCI Express trakom za komunikaciju s procesorom. Korištenje PCI Express sučelja sa SATA Express pogonom isključuje komunikaciju s dva SATA priključka povezana s tim sučeljem.
Ograničenja naredbenog sučelja
SATA komunicira podatke između uređaja i CPU-a. Uz ovaj sloj, na vrhu se izvodi sloj naredbi. Naredbeni sloj šalje naredbe o tome što pisati i čitati s pogona za pohranu. Godinama je ovim procesom upravljalo sučelje Advanced Host Controller. Zapisan je u svaki operativni sustav koji je trenutno na tržištu, učinkovito čineći SATA pogone plug and play. Nisu potrebni dodatni upravljački programi.
Iako je tehnologija dobro funkcionirala sa starijom, sporijom tehnologijom kao što su tvrdi diskovi i USB flash pogoni, ona koči brže SSD-ove. Dok AHCI red naredbi može sadržavati 32 naredbe, može obraditi samo jednu po jednu naredbu jer postoji samo jedan red.
Ovdje dolazi skup naredbi Non-Volatile Memory Express. Sadrži 65 536 redova čekanja za naredbe, od kojih svaki ima mogućnost držanja 65 536 naredbi po redu čekanja. To omogućuje paralelnu obradu naredbi za pohranu na pogon. Ovo nije korisno za tvrdi disk jer je ograničeno na jednu naredbu zbog glava pogona. Međutim, za solid-state diskove s više memorijskih čipova, može povećati propusnost pisanjem nekoliko naredbi na različite čipove i ćelije istovremeno.
Ovo je nova tehnologija i nije ugrađena u većinu operativnih sustava na tržištu. Mnogi operativni sustavi trebaju dodatne upravljačke programe instalirane u pogone kako bi pogoni mogli koristiti novu NVMe tehnologiju. Implementacija najbrže izvedbe za SATA Express diskove može potrajati neko vrijeme.
SATA Express podržava jednu od dvije metode. Možete koristiti novu tehnologiju s AHCI upravljačkim programima i potencijalno prijeći na novije standarde NVMe kasnije za poboljšane performanse, što može zahtijevati ponovno formatiranje diska.
Ostale značajke u specifikacijama SATA 3.2
Nove SATA specifikacije dodaju više od novih komunikacijskih metoda i konektora. Većina je usmjerena na mobilna računala, ali može koristiti i drugim računalima koja nisu mobilna.
Najistaknutija značajka za uštedu energije je način DevSleep. To je novi način napajanja koji sustavima u pohrani omogućuje kvazi-hibernaciju. Ovaj način rada smanjuje potrošnju energije kada je u stanju mirovanja kako bi se poboljšalo vrijeme rada posebnih prijenosnih računala, uključujući Ultrabookove dizajnirane oko SSD-ova i niske potrošnje energije.
Solid-state hibridni pogoni također imaju koristi od novih standarda, budući da su standardi dodali novi skup optimizacija. U trenutnim SATA implementacijama, kontroler pogona određuje koje stavke treba, a koje ne treba staviti u predmemoriju na temelju onoga što vidi da se zahtijeva. S novom strukturom, operativni sustav govori upravljaču pogona koje stavke treba držati u predmemoriji, što smanjuje opterećenje upravljača pogona i poboljšava performanse.
Konačno, postoji funkcija za korištenje s postavkama RAID pogona. Jedna od svrha RAID-a je redundantnost podataka. U slučaju kvara pogona, pogon se zamjenjuje, a podaci se ponovno izrađuju iz kontrolne sume. Novi proces u standardima SATA 3.2 poboljšava proces obnove prepoznavanjem podataka koji su oštećeni, a koji nisu.
Implementacija i zašto nije odmah zaživjela
SATA Express je službeni standard od kraja 2013. Nije ušao u računalne sustave sve do izdavanja Intel H97/Z97 čipseta u proljeće 2014. Iako su matične ploče sadržavale novi sučelje, nije ga koristio nijedan pogon u vrijeme pokretanja.
Razlog zašto sučelje nije brzo zaživjelo je M.2 sučelje. Koristi se isključivo za solid-state diskove koji koriste faktor manjeg oblika. Pogoni s magnetskom pločom teško prelaze SATA standarde. M.2 ima veću fleksibilnost jer se ne oslanja na veće pogone. Također može koristiti četiri PCI Express trake, što znači brže pogone od dvije trake SATA Expressa.
AMD je objavio svoje Ryzen mikroprocesore početkom ožujka 2017., donoseći ugrađenu podršku za SATA Express na AMD Socket AM4 platformi.
