Serial ATA se koristi za skladištenje računara. Standardni interfejs omogućava jednostavnu instalaciju i kompatibilnost između računara i uređaja za skladištenje podataka. Dizajn serijalizovane komunikacije dostigao je svoje granice, sa mnogim SSD uređajima ograničenim performansama interfejsa, a ne disk jedinice. Novi komunikacijski standardi između računara i diskova za pohranu pod nazivom SATA Express popunjavaju prazninu.
SATA ili PCI Express komunikacija
Postojeće SATA 3.0 specifikacije su ograničene na propusni opseg od 6,0 Gbps, što znači otprilike 750 MB/s. Sa dodatnim opterećenjem za interfejs, efektivne performanse su ograničene na 600 MB/s. Mnoge trenutne generacije SSD uređaja dostigle su ovu granicu i treba im neki oblik bržeg interfejsa.
SATA 3.2 specifikacija, čiji je dio SATA Express, je novi standard komunikacije između računara i uređaja. Omogućava uređajima da izaberu postojeću SATA metodu, osiguravajući kompatibilnost unatrag sa starijim uređajima, ili da koriste bržu PCI Express magistralu.
PCI Express magistrala se obično koristi za komunikaciju između CPU-a i perifernih uređaja, kao što su grafičke kartice, mrežni interfejsi i USB portovi. Prema trenutnim PCI Express 3.0 standardima, jedna PCI Express traka obrađuje do 1 GB/s, što je čini bržom od trenutnog SATA interfejsa.
Međutim, uređaji koriste više od jedne trake. Prema SATA Express specifikacijama, disk sa novim interfejsom može da koristi dve PCI Express trake (često se nazivaju x2) da bi postigao potencijalni propusni opseg od 2 GB/s. Ovaj interfejs čini propusni opseg skoro tri puta bržim od prethodnog SATA 3.0 hardvera.
Novi SATA Express konektor
Novi interfejs zahteva novi konektor. Kombinira dva SATA data konektora sa trećim manjim konektorom, koji se bavi komunikacijama baziranim na PCI Express-u. Dva SATA konektora su potpuno funkcionalni SATA 3.0 portovi. Jedan SATA Express konektor na računaru može podržati dva starija SATA porta. Svi SATA Express konektori koriste punu širinu, bilo da je disk baziran na ranijoj SATA komunikaciji ili novijem PCI-Express. Dakle, jedan SATA Express upravlja ili dva SATA diska ili jedan SATA Express disk.
Budući da disk baziran na SATA Express-u može koristiti bilo koju tehnologiju, mora se povezati s obje, tako da koristi dva porta umjesto trećeg, alternativnog, jednog. Takođe, mnogi SATA portovi se povezuju na PCI Express traku za komunikaciju sa procesorom. Korišćenje PCI Express interfejsa sa SATA Express disk jedinicom isključuje komunikaciju sa dva SATA porta povezana sa tim interfejsom.
Ograničenja komandnog interfejsa
SATA prenosi podatke između uređaja i CPU-a. Pored ovog sloja, sloj komandi radi na vrhu. Komandni sloj šalje komande o tome u šta treba pisati i čitati sa diska za pohranu. Godinama je ovim procesom upravljao Advanced Host Controller Interface. Upisan je u svaki operativni sistem koji je trenutno na tržištu, efektivno čineći SATA drajvove plug and play. Nisu potrebni dodatni vozači.
Dok je tehnologija dobro funkcionirala sa starijom, sporijom tehnologijom kao što su tvrdi diskovi i USB fleš diskovi, ona zadržava brže SSD-ove. Dok AHCI red naredbi može sadržavati 32 komande, može obraditi samo jednu po jednu naredbu jer postoji samo jedan red.
Ovde se pojavljuje skup komandi za ekspresnu memoriju. Poseduje 65, 536 redova komandi, svaki sa mogućnošću da zadrži 65, 536 komandi po redu. Ovo omogućava paralelnu obradu naredbi za skladištenje na drajvu. Ovo nije korisno za čvrsti disk, jer je ograničeno na jednu komandu zbog glava drajva. Međutim, za SSD uređaje sa više memorijskih čipova, može povećati propusni opseg pisanjem nekoliko komandi na različite čipove i ćelije istovremeno.
Ovo je nova tehnologija i nije ugrađena u većinu operativnih sistema na tržištu. Mnogi operativni sistemi trebaju dodatne drajvere instalirane u disk jedinice kako bi diskovi mogli koristiti novu NVMe tehnologiju. Primjena najbržih performansi za SATA Express diskove može potrajati.
SATA Express podržava bilo koji od ova dva metoda. Možete koristiti novu tehnologiju sa AHCI drajverima i potencijalno kasnije preći na novije NVMe standarde radi poboljšanih performansi, što može zahtijevati preformatiranje disk jedinice.
Ostale karakteristike u SATA 3.2 specifikacijama
Nove SATA specifikacije dodaju više od novih metoda komunikacije i konektora. Većina je usmjerena na mobilne računare, ali može koristiti i drugim računarima koji nisu mobilni.
Najznačajnija funkcija za uštedu energije je DevSleep mod. To je novi režim napajanja koji omogućava sistemima u skladištu da kvazi hiberniraju. 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-a i niske potrošnje energije.
Solid-state hibridni pogoni također imaju koristi od novih standarda, jer su standardi dodali novi skup optimizacija. U trenutnim SATA implementacijama, kontroler drajva određuje koje stavke treba, a koje ne bi trebale biti keširane na osnovu onoga što vidi da je potrebno. Sa novom strukturom, operativni sistem govori kontroleru pogona koje stavke treba da drži u keš memoriji, što smanjuje opterećenje na kontroleru pogona i poboljšava performanse.
Konačno, postoji funkcija za korištenje sa RAID postavkama pogona. Jedna svrha RAID-a je redundantnost podataka. U slučaju kvara disk jedinice, disk se zamjenjuje, a podaci se obnavljaju iz kontrolne sume. Novi proces u SATA 3.2 standardima poboljšava proces obnavljanja prepoznavanjem koji su podaci oštećeni u odnosu na one koji nisu.
Implementacija i zašto se nije odmah uhvatila
SATA Express je službeni standard od kraja 2013. Nije ušao u kompjuterske sisteme sve do izdavanja Intel H97/Z97 čipseta u proljeće 2014. Iako su matične ploče imale novi interfejs, nijedan drajv u trenutku lansiranja ga nije koristio.
Razlog zašto se interfejs nije brzo uhvatio je M.2 interfejs. Koristi se isključivo za SSD uređaje koji koriste manji oblik. Diskovi sa magnetnom pločom teško prevazilaze SATA standarde. M.2 ima veću fleksibilnost jer se ne oslanja na veće diskove. Takođe može koristiti četiri PCI Express trake, što znači brži pogon od dvije trake SATA Express-a.
AMD je objavio svoje Ryzen mikroprocesore početkom marta 2017. godine, donoseći ugrađenu podršku za SATA Express na AMD Socket AM4 platformu.
