Шлейф sata что это
Что такое кабель Serial ATA (SATA)?
Serial ATA заменяет Parallel ATA в качестве предпочтительного стандарта IDE для подключения устройств хранения внутри компьютера. Устройства хранения SATA могут передавать данные на остальную часть компьютера и с нее намного, намного быстрее, чем аналогичное устройство PATA.
PATA иногда называют просто IDE. Если вы видите, что SATA используется в качестве противоположного термина с IDE, это просто означает, что обсуждаются кабели или соединения Serial и Parallel ATA.
Различия кабелей SATA и PATA
По сравнению с Parallel ATA, Serial ATA также обладает преимуществами более дешевой стоимости кабелей и возможностью горячей замены устройств. Горячая замена означает, что устройства могут быть заменены без отключения всей системы. Для устройств PATA необходимо выключить компьютер перед заменой жесткого диска.
В то время как диски SATA поддерживают горячую замену, устройство, использующее его, также должно, как и операционная система.
Сами кабели SATA намного меньше, чем толстые ленточные кабели PATA. Это означает, что ими легче управлять, потому что они не занимают так много места и могут быть легче связаны, если это необходимо. Более тонкий дизайн также улучшает воздушный поток внутри корпуса компьютера.
Максимальная длина кабеля PATA составляет всего 18 дюймов (1,5 фута). Кабели SATA могут быть длиной до 1 метра (3,3 фута). Однако, хотя к кабелю данных PATA может быть подключено два устройства одновременно, кабель SATA позволяет использовать только одно.
Некоторые операционные системы Windows не поддерживают устройства SATA, такие как Windows 95 и 98. Однако, поскольку эти версии Windows устарели, это не должно вызывать беспокойства сегодня. Другим недостатком жестких дисков SATA является то, что им иногда требуется специальный драйвер устройства, чтобы компьютер мог начать считывать данные с него и записывать на него данные.
Подробнее о кабелях и разъемах SATA
Внешние жесткие диски также можно использовать с подключениями SATA, учитывая, конечно, что сам жесткий диск также имеет подключение SATA. Это называется eSATA. Это работает так, что внешний диск подключается к разъему eSATA на задней панели компьютера рядом с другими отверстиями для таких устройств, как монитор, сетевой кабель и порты USB. Внутри компьютера такое же внутреннее SATA-соединение осуществляется с материнской платой, как если бы жесткий диск был закреплен внутри корпуса.
Диски eSATA поддерживают горячую замену так же, как и внутренние диски SATA.
Большинство компьютеров не поставляются с предварительно установленным соединением eSATA на задней панели корпуса. Тем не менее, вы можете купить кронштейн самостоятельно довольно дешево. Например, стоимость 2-портового внутреннего кронштейна Monoprice от SATA до eSATA составляет менее 640 рублей.
Однако, одна оговорка с внешними жесткими дисками SATA заключается в том, что кабель не передает энергию, а только передает данные. Это означает, что в отличие от некоторых внешних USB-накопителей, дискам eSATA требуется адаптер питания, который подключается к передней стенке системного блока.
Конвертация кабелей SATA
Существуют различные адаптеры, которые можно приобрести, если вам необходимо преобразовать кабель более старого типа в SATA или преобразовать SATA в другой тип подключения.
Например, если вы хотите использовать жесткий диск SATA через USB-соединение, например, чтобы стереть диск, просмотреть данные или выполнить резервное копирование файлов, вы можете купить адаптер SATA to USB. Через AliExpress вы можете получить что-то вроде этого SATA/PATA/IDE Drive to USB Adapter Кабель-переходник именно для этой цели.
Есть также конвертеры Molex, которые вы можете использовать, если ваш источник питания не обеспечивает 15-контактное кабельное соединение, необходимое для питания внутреннего жесткого диска SATA. Эти кабельные адаптеры довольно недороги, например, от Micro SATA Cables.
Какие разъемы под накопители бывают в ноутбуках
Содержание
Содержание
Выбрать накопитель для ноутбука — непростое дело для начинающего пользователя. Компактность диктует свои требования, а точные спецификации и наличие разъемов на материнской плате, в отличие от плат для ПК, не всегда можно узнать даже на сайте производителя. Давайте разберемся в особенностях разъемов под накопители в ноутбуках и в том, как определить, какой накопитель нужен для вашей модели.
Почему требуется установка дополнительных накопителей
Многие пользователи ноутбуков, особенно бюджетных, быстро сталкиваются с нехваткой свободного места на накопителе. Накопители eMMC объемом 64 или даже 128 ГБ, обычно распаянные на плате ноутбука, в наше время легко заполняются за пару недель, ведь даже одна новая игра может занять все свободное место, не говоря уже о 4K-видео или объемных рабочих программах.
eMMC-модуль Toshiba 064G93
Пользователь стационарного ПК в этом случае может купить емкий жесткий диск формата 3.5″ или SSD-накопитель формата 2.5″, ведь даже бюджетная материнская плата ПК имеет как минимум четыре SATA-порта, а определить, свободны ли они, очень легко — достаточно открыть крышку ПК. Выбрать подходящий накопитель в ноутбук сложнее: начиная от трудностей с разборкой и заканчивая проблемами с получением точных характеристик материнской платы устройства и определением свободных разъемов. Но для начала надо разобраться в том, какие разъемы для накопителей вам могут встретиться.
Разъемы SATA
Разъемы стандарта SATA — самые распространенные в наше время. Они встречаются как в старых ноутбуках десятилетней давности, так и в самых современных моделях, которые поддерживают спецификацию SATA III, обеспечивающую скорости передачи данных до 600 Мбайт/с. Разъемы SATA имеют семь контактов для передачи данных, 15 контактов для подключения питания и на плате ноутбука совмещаются в одной колодке.
В свободный SATA-разъем на ноутбуке можно установить вместительный жесткий диск формата 2.5″ для хранения данных, например, WD Blue [WD20SPZX] объемом 2 ТБ.
А можно установить SSD-накопитель формата 2.5″, который можно использовать как для хранения данных, так и в качестве системного накопителя, заметно ускоряющего работу ноутбука, особенно если до этого использовался накопитель eMMC или обычный жесткий диск. Но важно учитывать, что если для жестких дисков пропускной способности интерфейса SATA III хватает с лихвой, то для SSD-накопителя она становится бутылочным горлышком, и модели с разъемом M.2 и интерфейсом PCI-E могут достигать гораздо более высоких скоростей чтения и записи.
Но на стороне SSD-накопителей формата 2.5″ более низкая цена, возможность установить его практически в любой ноутбук, даже устаревший, и простота установки. Кроме того, их энергопотребление в 2-3 раза меньше, чем у моделей с контроллером NVMe, что немаловажно для ноутбуков, от которых требуется длительное время автономной работы.
Разъем оптических дисков Slimline SATA и переходники для него
Оптические приводы в ноутбуке подключаются в более компактный разъем Slimline SATA, несовместимый с обычными разъемами SATA. Оптические приводы все реже используются в повседневной работе с ноутбуком, ведь объема DVD-диска в 4.7 ГБ в наше время мало на что хватает, а флеш-накопители USB работают гораздо быстрее и удобны в обращении. Пылящийся без дела оптический привод можно заменить на дополнительный жесткий диск или SSD-накопитель формата 2.5″ с помощью специального переходника, например, DEXP AT-DH01.
А есть и переходники, позволяющие установить в отсек оптического привода SSD-накопители формата M.2, например, Espada M2MS1295. При выборе подобных переходников нужно уточнить высоту оптического привода в вашем ноутбуке, она может быть 9,5 мм или 12,7 мм.
Разъем mSATA
Разъем mSATA был разработан для подключения SSD-накопителей в ноутбуки, планшеты и мобильные устройства. По типу подключения разъем mSATA очень похож на M.2, но несовместим с ним. Разъем работает через интерфейс SATA III и не дает преимуществ в скорости по сравнению с SSD-накопителями формата 2.5″, но обладает гораздо более компактными размерами, что очень важно для мобильных устройств.
Разъем начали применять в 2009 году, но уже к 2015 году его начал вытеснять более перспективный разъем M.2. Тем не менее, SSD-накопители формата mSATA можно свободно купить и сегодня, например, Netac N5M [NT01N5M-256G-M3X].
Разъемы M.2
M.2 — это современный и перспективный стандарт, позволяющий подключать в ноутбуки не только SSD-накопители, но и адаптеры Wi-Fi и Bluetooth, модули спутниковой навигации или NFC-радиосвязи. Столь широкие возможности M.2 получил за счет шины PCI Express и порта SATA III, дополненных линиями питания и USB 3.0.
Возможности подключения устройств, дополненные различными размерами накопителей формата M.2, и дополнительными ключами-прорезями, вызывают путаницу у пользователей, собирающихся сделать апгрейд накопителя ноутбука. Первое, на что стоит обратить внимание, это разная длина SSD-накопителей формата M.2. Она может варьироваться от 16 до 110 мм, и эти размеры указаны в типе слота и накопителя, например, тип 2242 для накопителей длиной 42 мм или тип 2280 для накопителей длиной 80 мм.
Ширина устройств в спецификациях M.2 может составлять 12, 16, 22 или 30 мм, но самым массовым размером на сегодня считается 22 мм.
Второе, на что нужно обратить внимание при выборе накопителя формата M.2, это то, что в этом форм-факторе выпускаются как SSD с интерфейсом SATA III, так и с гораздо более быстрым интерфейсом PCI Express и высокопроизводительным драйвером NVMe, дающим более глубокую очередь команд при передаче данных и низкие задержки. Например, SSD WD Blue [WDS250G2B0B], выполненный в форм-факторе M.2, подключается по интерфейсу SATA III и имеет соответствующие скоростные характеристики, равные SSD-накопителям формата 2.5″.
А SSD-накопитель WD Blue SN550 [WDS250G2B0C] подключается по интерфейсу PCI-E 3.x x4 и имеет гораздо более высокие скорости чтения и записи и количество операций ввода-вывода в секунду (IOPS).
И третье, на что стоит обратить внимание при выборе накопителя M.2, это ключ разъема, выполненный в виде прорезей на плате. Ключ M, наиболее распространенный сегодня, дает возможность передавать информацию по четырем линиям PCI Express. Ключ B, уже устаревший, позволяет передавать информацию по двум линиям PCI Express.
SSD-накопители формата M.2 могут иметь контакты как с ключом M, так и с комбинацией M и B.
Более подробно разобраться с нюансами форм-фактора M.2 и выбора SSD-накопителя M.2 вам поможет гайд. А если у вас есть SSD-накопитель M.2 с интерфейсом SATA III, но в ноутбуке нет разъема M.2, вас выручит переходник Smartbuy DT-119. Он позволит подключить SSD-накопитель M.2 SATA в обычный SATA-разъем.
Как определить, какой накопитель нужен?
Если вы решили сделать апгрейд накопителя или ставить в ноутбук дополнительный, первое, что нужно выяснить — тип уже установленного накопителя и наличие свободных разъемов под дополнительные. Если для стационарных ПК в спецификациях материнских плат точно указывается количество и тип разъемов под накопители, то с ноутбуками все сложнее. На сайте производителя могут не указывать технические подробности о слоте M.2.
Количество разъемов M.2, их тип или режим работы могут менять в разных моделях ноутбука. Например, на сайте производителя ноутбука ASUS TUF Gaming A15 мы видим вот такую информацию о накопителях.
Только в руководстве пользователя можно найти важные особенности, например, что данная модель не поддерживает SSD-накопители M.2 с интерфейсом SATA.
А второй слот M.2 доступен только на моделях с определенными видеокартами.
Из руководства пользователя становится известно и то, что отсек для жестких дисков недоступен для моделей ASUS TUF Gaming A15 с аккумулятором мощностью 90 Вт.
Неоценимую помощь в получении точных характеристик ноутбука окажет диагностическая утилита AIDA64, которая выдаст всю возможную информацию как об установленных накопителях, так и о материнской плате ноутбука.
И только на последнем этапе определения свободных разъемов под накопители стоит разбирать ноутбук. Доступ к SATA-разъемам обычно реализуется через удобный отсек для накопителей, и если эти разъемы свободны, можно установить в ноутбук как SSD, так и HDD форм-фактора 2.5″. Установку и замену таких накопителей сможет произвести даже начинающий пользователь.
А вот для доступа к свободным разъемам M.2 иногда может требоваться частичная разборка ноутбука, при этом контакты разъема довольно хрупкие и требуют аккуратного обращения. Поэтому замену или установку нового накопителя M.2 лучше доверить опытным знакомым или профессионалам из сервисного центра.
Выводы
Зная тонкости о разъемах, вы сможете выбрать оптимальный накопитель для вашей модели ноутбука. Установка нового накопителя — один из самых частых и доступных видов апгрейда, и если вы заранее изучите информацию об имеющихся разъемах, воспользовавшись руководством по эксплуатации, гайдами и советами опытных пользователей, то при наличии минимальных навыков обращения с компьютерной техникой сможете сделать это самостоятельно.
Что такое SATA
27.06.2019 Компьютер 221 Просмотров
Пользователи часто спрашивают, что такое SATA и в чем его отличия от ATA (IDE). В данной статье мы рассмотрим интерфейс SATA и все его ключевые особенности.
SATA это интерфейс, который используется для подключения разнообразных накопителей информации. Например, с помощью SATA кабелей подключают жесткие диски, SSD накопители и другие устройства для хранения информации. SATA-кабель представляет собой красный шлейф шириной примерно 1 см. Благодаря этим особенностям его невозможно спутать с другими интерфейсами, например с ATA (IDE).
Кабель данных SATA
ATA (IDE) это интерфейс, который использовался для подключения жестких дисков, до появления интерфейса SATA. В отличие от SATA интерфейс ATA является параллельным интерфейсом. ATA (IDE) шлейф состоит из 40 проводников, из-за чего он имел большую ширину. Несколько таких шлейфов в системном блоке значительно ухудшали эффективность охлаждения, что было одной из проблем ATA интерфейса.
Кроме более тонкого кабеля новый SATA интерфейс получил и другие преимущества перед своим предшественником. Одним из таких преимуществ является скорость передачи информации.
Кабель питания SATA
Максимальная скорость передачи информации по шине ATA составляет 133 МБайт/с, причем это чисто теоретическое значение. Внедрение SATA интерфейса не принесло большого увеличения скорости. Первая версия интерфейса SATA 1.0 могла передавать данный со скоростью 150 Мбайт/с. Но последующие версии интерфейса уже были значительно быстрее самой быстрой версии интерфейса ATA (Ultra ATA (UDMA/133)). Так, SATA 2.0 может передавать данные со скоростью 300 МБайт/с, а SATA 3.0 целых 600 Мбайт/с.
Еще одним преимуществом SATA является большая универсальность, по сравнению со старым интерфейсом ATA (IDE). Например, с помощью SATA интерфейса можно подключать внешние устройства. Для упрощения подключения внешних устройств была разработана специальная версия интерфейса – eSATA (External SATA).
Интерфейс eSATA получил режим «горячей замены», более надежные разъемы и увеличенную длину кабеля. Благодаря этим улучшениям интерфейс eSATA удобно использовать для подключения различных внешних устройств. Для питания подключаемых eSATA устройств необходимо использовать отдельный кабель. В будущих версиях интерфейса планируется внедрить питание прямо в eSATA кабель.
Видео #9. Как подключить жесткий диск (интерфейс SATA)
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.