Serial ATA ay ginagamit para sa computer storage. Ang karaniwang interface ay nagbibigay-daan para sa madaling pag-install at pagiging tugma sa pagitan ng mga computer at storage device. Ang serialized na disenyo ng komunikasyon ay umabot na sa mga limitasyon nito, na may maraming solid-state drive na nalimitahan ng pagganap ng interface kaysa sa drive. Ang mga bagong pamantayan sa komunikasyon sa pagitan ng isang computer at mga storage drive na tinatawag na SATA Express ay pumupuno sa puwang.
SATA o PCI Express Communication
Ang kasalukuyang mga detalye ng SATA 3.0 ay limitado sa 6.0 Gbps bandwidth, na nagsasalin sa humigit-kumulang 750 MB/s. Sa overhead para sa interface, ang epektibong pagganap ay limitado sa 600 MB/s. Maraming kasalukuyang henerasyon ng mga solid-state drive ang umabot sa limitasyong ito at nangangailangan ng ilang anyo ng mas mabilis na interface.
Ang detalye ng SATA 3.2, kung saan bahagi ang SATA Express, ay isang bagong pamantayan sa komunikasyon sa pagitan ng computer at mga device. Nagbibigay-daan ito sa mga device na piliin ang kasalukuyang paraan ng SATA, tinitiyak ang backward compatibility sa mga mas lumang device, o gamitin ang mas mabilis na PCI Express bus.
Ang PCI Express bus ay karaniwang ginagamit upang makipag-ugnayan sa pagitan ng CPU at mga peripheral na device, gaya ng mga graphics card, networking interface, at USB port. Sa ilalim ng kasalukuyang mga pamantayan ng PCI Express 3.0, ang isang PCI Express lane ay humahawak ng hanggang 1 GB/s, na ginagawa itong mas mabilis kaysa sa kasalukuyang interface ng SATA.
Ang mga device ay gumagamit ng higit sa isang lane, gayunpaman. Ayon sa mga detalye ng SATA Express, ang isang drive na may bagong interface ay maaaring gumamit ng dalawang PCI Express lane (madalas na tinutukoy bilang x2) upang makamit ang potensyal na bandwidth na 2 GB/s. Ginagawa ng interface na ito ang bandwidth na halos tatlong beses ang bilis ng dating SATA 3.0 hardware.
Ang Bagong SATA Express Connector
Ang bagong interface ay nangangailangan ng bagong connector. Pinagsasama nito ang dalawang SATA data connector na may ikatlong mas maliit na connector, na tumatalakay sa mga komunikasyong nakabatay sa PCI Express. Ang dalawang SATA connector ay fully functional na SATA 3.0 ports. Maaaring suportahan ng isang solong SATA Express connector sa isang computer ang dalawang mas lumang SATA port. Ginagamit ng lahat ng SATA Express connectors ang buong lapad, base man ang drive sa mga naunang SATA na komunikasyon o sa mas bagong PCI-Express. Kaya, isang SATA Express ang humahawak ng alinman sa dalawang SATA drive o isang SATA Express drive.
Dahil ang isang SATA Express-based na drive ay maaaring gumamit ng alinman sa teknolohiya, dapat itong mag-interface sa pareho, kaya ginagamit nito ang dalawang port sa halip na isang pangatlo, alternatibo, isa. Gayundin, maraming SATA port ang nagli-link sa isang PCI Express lane upang makipag-ugnayan sa processor. Ang paggamit ng interface ng PCI Express na may SATA Express drive ay pinapatay ang komunikasyon sa dalawang SATA port na naka-link sa interface na iyon.
Mga Limitasyon sa Command Interface
Ang SATA ay nakikipag-ugnayan ng data sa pagitan ng device at ng CPU. Bilang karagdagan sa layer na ito, isang command layer ang tumatakbo sa itaas. Ang command layer ay nagpapadala ng mga command sa kung ano ang isusulat at babasahin mula sa storage drive. Sa loob ng maraming taon, ang prosesong ito ay pinangangasiwaan ng Advanced Host Controller Interface. Nakasulat ito sa bawat operating system na kasalukuyang nasa merkado, na epektibong ginagawang plug and play ang mga SATA drive. Walang karagdagang driver ang kailangan.
Habang gumagana nang maayos ang teknolohiya sa mas lumang, mas mabagal na teknolohiya gaya ng mga hard drive at USB flash drive, pinipigilan nito ang mas mabilis na mga SSD. Bagama't ang AHCI command queue ay maaaring maglaman ng 32 command, maaari lamang itong magproseso ng isang command sa isang pagkakataon dahil mayroon lamang isang queue.
Dito pumapasok ang Non-Volatile Memory Express command set. Nagtatampok ito ng 65, 536 command queues, bawat isa ay may kakayahang humawak ng 65, 536 commands bawat queue. Nagbibigay-daan ito para sa parallel processing ng mga storage command sa drive. Hindi ito kapaki-pakinabang sa isang hard drive, dahil limitado ito sa isang command dahil sa mga drive head. Gayunpaman, para sa mga solid-state drive na may maraming memory chips, maaari nitong palakasin ang bandwidth sa pamamagitan ng pagsulat ng ilang command sa iba't ibang chip at cell nang sabay-sabay.
Ito ay bagong teknolohiya at hindi nakapaloob sa karamihan ng mga operating system sa merkado. Maraming mga operating system ang nangangailangan ng mga karagdagang driver na naka-install sa mga drive upang magamit ng mga drive ang bagong teknolohiya ng NVMe. Maaaring magtagal ang pag-deploy ng pinakamabilis na performance para sa mga SATA Express drive.
Sinusuportahan ng SATA Express ang alinman sa dalawang pamamaraan. Magagamit mo ang bagong teknolohiya sa mga driver ng AHCI at posibleng lumipat sa mas bagong mga pamantayan ng NVMe sa ibang pagkakataon para sa pinahusay na performance, na maaaring mangailangan ng pag-format ng drive.
Iba pang Mga Feature sa SATA 3.2 Specs
Ang mga bagong detalye ng SATA ay nagdaragdag ng higit pa kaysa sa mga bagong paraan ng komunikasyon at konektor. Karamihan ay naka-target sa mga mobile na computer ngunit maaaring makinabang sa iba pang mga hindi pang-mobile na computer.
Ang pinaka-kapansin-pansing feature sa pag-save ng kuryente ay ang DevSleep mode. Isa itong bagong power mode na nagbibigay-daan sa mga system sa storage na mag-quasi-hibernate. Binabawasan ng mode na ito ang power draw kapag nasa sleep mode para mapahusay ang mga oras ng pagtakbo ng mga espesyal na laptop, kabilang ang mga Ultrabook na idinisenyo sa paligid ng mga SSD at mababang paggamit ng kuryente.
Ang Solid-state hybrid drive ay nakikinabang din sa mga bagong pamantayan, dahil nagdagdag ang mga pamantayan ng bagong hanay ng mga pag-optimize. Sa kasalukuyang mga pagpapatupad ng SATA, tinutukoy ng drive controller kung anong mga item ang dapat at hindi dapat i-cache batay sa nakikita nitong hinihiling. Gamit ang bagong istraktura, sasabihin ng operating system sa drive controller kung aling mga item ang dapat nitong ilagay sa cache, na nagpapababa ng overhead sa drive controller at nagpapahusay sa performance.
Sa wakas, may function para sa paggamit sa mga setup ng RAID drive. Ang isang layunin ng RAID ay para sa redundancy ng data. Sa kaganapan ng isang pagkabigo sa drive, ang drive ay papalitan, at ang data ay itinayong muli mula sa checksum. Pinapabuti ng isang bagong proseso sa mga pamantayan ng SATA 3.2 ang proseso ng muling pagtatayo sa pamamagitan ng pagkilala kung aling data ang nasisira kumpara sa hindi.
Pagpapatupad at Bakit Hindi Ito Natuloy Kaagad
Ang SATA Express ay isang opisyal na pamantayan mula noong katapusan ng 2013. Hindi ito pumasok sa mga computer system hanggang sa paglabas ng Intel H97/Z97 chipset noong tagsibol ng 2014. Kahit na ang mga motherboard ay nagtatampok ng bagong interface, walang drive sa oras ng paglunsad ang gumamit nito.
Ang dahilan kung bakit hindi mabilis na nakuha ang interface ay ang M.2 interface. Eksklusibo itong ginagamit para sa mga solid-state drive na gumagamit ng mas maliit na form factor. Ang mga magnetic-platter drive ay nahihirapang lumampas sa mga pamantayan ng SATA. Ang M.2 ay may higit na kakayahang umangkop dahil hindi ito umaasa sa mas malalaking drive. Maaari din itong gumamit ng apat na PCI Express lane, na nangangahulugang mas mabilis na pagmamaneho kaysa sa dalawang lane ng SATA Express.
Inilabas ng AMD ang mga Ryzen microprocessor nito noong unang bahagi ng Marso 2017, na nagdadala ng built-in na suporta para sa SATA Express sa AMD Socket AM4 platform.
