Діалектика SATA-революції

    ÐÐ°ÐºÐ¾Ð¿Ð¸Ñ‚ели в конструктиве SATA Express и M.2Рішення прийнято: починаючи з чіпсета 9-ї серії жорсткі диски підключаються безпосередньо до шини PCI Express , минаючи SATA-контролер. У підсумку, продуктивність дискової підсистеми збільшується в півтора-два рази з дотриманням всіх вимог AHCI-стандарту, тобто без втрати програмної сумісності:
 
 ÐŸÑ€Ð¾Ð³Ñ€Ð°Ð¼Ð¼Ð½Ð°Ñ совместимость SATA Express
 
Така надводна частина айсберга. Які віддалені наслідки, пов'язані з нововведенням? Звернемося до специфікації NVM Express , що регламентує логіку роботи твердотільного диска на PCIe-шині.
 
 

Кілька слів про Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification

 
 ÐšÐ¾Ð½Ñ„игурирование SATA Express Ð¿Ð¾Ñ€Ñ‚Ð°Місце інтерфейсу NVMe відмінно ілюструє стаття Дейла Ландсмена з SanDisk «AHCI and NVMe as Interfaces for SATA».
 
З неї всім, хто цікавиться корисно буде дізнатися, що «AHCI was developed at a time when the purpose of the HBA in a system was to connect the CPU / Memory subsystem with the much slower rotating media-based storage subsystem . Such an interface has some inherent inefficiency when applied to SSD devices, which behave much more like DRAM than spinning media ».
 
Іншими словами, контролер AHCI розроблений за часів панування електромеханічних накопичувачів з метою оптимізації їх взаємодії з системою. Зокрема, зміни черговості команд передачі даних для мінімізації механічних переміщень блоку магнітних головок, а також оптимальної синхронізації процесів читання і запису з обертанням диска. Очевидно, для твердотільних накопичувачів, які застосовують інші принципи зберігання інформації, і працюючих на великих швидкостях, використання архітектури AHCI є тимчасовим виходом, продиктованим вимогами сумісності. Повне розкриття швидкісного потенціалу SSD дисків, а також підтримка сучасних технологій віртуалізації стануть можливими тільки при використанні контролера, оптимізованого для даного типу накопичувачів.
 
Вище проілюстровані три можливих методи підключення пристрої зберігання даних:
 
     
Legacy SATA — традиційний SATA накопичувач;
 SATA Express / AHCI — накопичувач з фізичним інтерфейсом SATA Express і інтегрованим контролером, сумісним зі стандартом AHCI;
 SATA Express / NVMe — накопичувач з фізичним інтерфейсом SATA Express і інтегрованим контролером з архітектурою NVMe.
 
 
 

SR-IOV як дзеркало хардверних революції

Повернемося до специфікації NVMe. При її розробці спочатку враховувалася можливість підтримки Single-Root Input-Output Virtualization:
 ÐŸÐ¾Ð´Ð´ÐµÑ€Ð¶ÐºÐ° SATA Express контроллером возможностей Single Root I/O Virtualization
 
Тим, хто незнайомий з концепцією SR-IOV, у двох словах повідомимо, що се суть подальший розвиток ідеї віртуалізації, що прийшла на периферію. Фізичний девайс за допомогою SR-IOV представляється як сукупність віртуальних пристроїв з усіма витікаючими наслідками: розмежування доступу, підвищення продуктивності etc. В даний час використовується віртуалізація центрального процесора VT-x, віртуалізація адресного простору для bus-master пристроїв VT-d, але просування в бік віртуалізації периферійних пристроїв поки утруднено. Вірніше так: на ринку вже повно мережевих адаптерів, які підтримують SR-IOV, але занадто далекі вони від народу дороги вони. Масового психозу, пов'язаного з роздвоєнням та іншим клонуванням девайсів не спостерігається. Поки немає віртуалізіруемих USB-контролерів (а жаль, до речі!), Як наслідок — флеш-дисків та інших накопичувачів, в т.ч. SATA. Так от — будуть.
 
Є, щоправда, одне «але». В силу того, що NVMe-контролер стає частиною жорсткого диска, а сам накопичувач підключається як PCI Express пристрій, підтримка SR-IOV буде залежати не тільки від чіпсета і платформи, а й від накопичувача. Це означає подальшу дивергенцію аматорського (офісного) і професійного (серверного) устаткування. Такі перспективи майбутнього, на наш погляд.
 
 

Використана література

 
     
AHCI and NVMe as Interfaces for SATA Express Devices . Dave Landsman, SanDisk
 SATA Express PCIe Client Storage . Paul Wassenberg, SATA-IO
 PCIe SSD 101 : An Overview of Standards, Markets and Performance. Eden Kim, Tom Coughlin, Walt Hubis, Chuck Paridon, Doug Voigt, Paul von Behren, Jack Hollins, Paul Wassenberg, Kristen Hopper, Doug Rollins, Jim Handy, Tony Roug, Marty Czekalski, PCIe SSD Committee
 Specification NVM Express , Rev.1.1b
 
    
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.