업데이트 된 SATA 버전으로 PC 속도 향상 방법
SATA 또는 직렬 ATA는 컴퓨터 저장 장치에있어서 큰 성공을 거두었습니다. 인터페이스의 표준화는 컴퓨터와 저장 장치 간의 쉬운 설치와 호환성을 허용합니다. 문제는 많은 솔리드 스테이트 드라이브 가 드라이브 가 아니라 인터페이스의 성능에 의해 제한을 받으면서 직렬화 된 통신의 디자인이 한계에 도달했다는 것입니다. 이 때문에 컴퓨터와 스토리지 드라이브 간의 새로운 통신 표준을 개발해야했습니다. 이것은 SATA Express가 성능 차이를 보충하는 단계입니다.
SATA 또는 PCI-Express 통신
기존의 SATA 3.0 사양은 6.0Gbps 대역폭으로 제한되어 있었으며 약 750MB / s로 변환되었습니다. 이제는 인터페이스에 대한 오버 헤드로 인해 효과적인 성능이 단지 600MB / s로 제한되었습니다. 현재의 솔리드 스테이트 드라이브 중 상당수는 본질적으로이 한계에 도달했으며 더 빠른 인터페이스를 필요로합니다. SATA Express가 SATA 3.2 사양은 장치가 기존 SATA 방식을 사용할지, 이전 장치와의 호환성을 보장할지, 더 빠른 PCI 를 사용 할지를 선택할 수있게하여 컴퓨터와 장치 간의 새로운 통신 수단을 도입했습니다. - 익스프레스 버스.
PCI-Express 버스는 그래픽 카드, 네트워킹 인터페이스, USB 포트 등과 같은 CPU와 주변 장치 간의 통신에 전통적으로 사용되어 왔습니다. 현재의 PCI-Express 3.0 표준에서 단일 PCI-Express 레인은 최대 1GB를 처리 할 수 있습니다 / s는 현재의 SATA 인터페이스보다 빠릅니다. 이것이 단일 PCI-Express 레인이 달성 할 수있는 것이지만 장치는 여러 레인을 사용할 수 있습니다. SATA Express 사양에 따르면 새 인터페이스가있는 드라이브는 2GB / s의 잠재적 대역폭을 갖기 위해 2 개의 PCI-Express 레인 (일반적으로 x2로 표기 됨)을 사용하여 이전 SATA 3.0 속도의 거의 3 배 속도를 낼 수 있습니다.
새 SATA Express 커넥터
이제 새로운 인터페이스에는 새로운 커넥터가 필요했습니다. 커넥터가 PCI-Express 기반 통신을 처리하는 세 번째로 작은 커넥터와 함께 실제로 두 개의 SATA 데이터 커넥터를 결합하기 때문에 다소 비슷하게 보일 수 있습니다. 2 개의 SATA 커넥터는 실제로 모든 기능을 갖춘 SATA 3.0 포트입니다. 즉, 컴퓨터의 단일 SATA Express 커넥터는 두 개의 이전 SATA 포트를 지원할 수 있습니다. 새로운 SATA Express 기반 드라이브를 커넥터에 연결하려는 경우 문제가 발생합니다. 모든 SATA Express 커넥터는 드라이브가 구형 SATA 통신 또는 최신 PCI-Express를 기반으로하는지 여부에 관계없이 전체 너비를 사용합니다. 따라서 하나의 SATA Express는 2 개의 SATA 드라이브 또는 1 개의 SATA Express 드라이브를 처리 할 수 있습니다.
그렇다면 왜 PCI-Express 기반의 SATA Express 드라이브는 두 개의 SATA 포트가 아닌 단일 세 번째 커넥터를 사용합니까? 이것은 SATA Express 기반 드라이브가 두 기술을 모두 사용할 수 있기 때문에 둘 모두와의 인터페이스가 필요합니다. 이 밖에도 많은 SATA 포트가 프로세서와 통신하기 위해 PCI-Express 레인에 연결됩니다. SATA Express 드라이브와 직접 PCI-Express 인터레이스를 사용하면 어쨌든 인터페이스에 연결된 두 개의 SATA 포트에 대한 통신을 효과적으로 차단할 수 있습니다.
명령 인터페이스 제한 사항
SATA는 실제로 컴퓨터의 CPU와 장치간에 데이터를 교환하는 방법입니다. 이 계층 외에도이 계층에서 실행되는 명령 계층이있어 저장소 드라이브에 쓰고 읽어야 할 대상에 대한 명령을 보냅니다. 수년 동안 AHCI (고급 호스트 컨트롤러 인터페이스)에서 처리했습니다. 이것은 표준화되어 현재 시장에 나와있는 모든 운영 체제에 기본적으로 기록됩니다. 이렇게하면 SATA 드라이브를 효과적으로 플러그 앤 플레이 할 수 있습니다. 추가 드라이버가 필요하지 않습니다. 이 기술은 하드 드라이브 및 USB 플래시 드라이브와 같은 구형의 느린 기술로 잘 작동했지만 실제로는 더 빠른 SSD를 보유하지 못합니다. 문제는 AHCI 명령 대기열이 대기열에 32 개의 명령을 보유 할 수 있지만 단일 대기열 만 있기 때문에 한 번에 하나의 명령 만 처리 할 수 있다는 것입니다.
이것은 NVMe (비 휘발성 메모리 익스프레스) 명령 세트가 들어오는 곳입니다. 각각 65,536 개의 명령 대기열을 갖추고 있으며, 각 대기열 당 65,536 개의 명령을 저장할 수 있습니다. 효율적으로이 명령은 드라이브에 저장 명령을 병렬 처리합니다. 이것은 드라이브 헤드로 인해 여전히 단일 명령으로 효과적으로 제한되기 때문에 하드 드라이브에 유리하지 않습니다. 그러나 여러 메모리 칩을 가진 솔리드 스테이트 드라이브의 경우 서로 다른 칩과 셀에 동시에 여러 명령을 기록하여 대역폭을 효과적으로 높일 수 있습니다 .
이것은 큰 소리 일지 모르지만 약간의 문제가 있습니다. 이것은 새로운 기술이며 결과적으로 기존의 대부분의 운영 체제에는 내장되어 있지 않습니다. 실제로 대부분의 드라이브에는 새로운 NVMe 기술을 사용할 수 있도록 추가 드라이버가 설치되어 있어야합니다. 즉, SATA Express 드라이브에 가장 빠른 성능을 구현하려면 AHCI의 첫 번째 소개와 비슷한 성숙 단계가 필요합니다. 고맙게도 SATA Express는 드라이브가 두 가지 방법 중 하나를 사용할 수 있도록하여 AHCI 드라이버와 함께 새로운 기술을 계속 사용할 수 있으며 드라이브를 다시 포맷해야 할 필요는 있지만 나중에 성능을 향상시키기 위해 나중에 새로운 NVMe 표준으로 이동할 수 있습니다.
SATA 3.2 사양을 통해 SATA Express에 추가 된 몇 가지 다른 기능
이제 새로운 SATA 사양은 새로운 통신 방법 및 커넥터 이상을 추가합니다. 대부분은 모바일 컴퓨터를 대상으로하지만 다른 비 모바일 컴퓨터에도 이익이 될 수 있습니다. 가장 주목할만한 절전 기능은 새로운 DevSleep 모드입니다. 이는 본질적으로 스토리지의 시스템이 거의 완전히 차단되어 슬립 모드에있을 때 전력 소모를 줄이는 새로운 전력 모드입니다. 이는 SSD 및 저전력 소비를 위해 설계된 Ultrabook을 포함한 특수 랩톱의 실행 시간을 개선하는 데 도움이됩니다.
SSHD (솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브) 사용자는 새로운 표준을 적용 할 때 새로운 표준의 혜택을 볼 수 있습니다. 현재의 SATA 구현에서 드라이브 컨트롤러는 요청한 항목을 기반으로 어떤 항목을 캐싱하지 않아야하는지 결정합니다. 새로운 구조로 운영 체제는 본질적으로 드라이브 컨트롤러에 캐시에 보관해야하는 항목을 알릴 수 있으므로 드라이브 컨트롤러의 오버 헤드 양을 줄이고 성능을 향상시킬 수 있습니다.
마지막으로, RAID 드라이브 설정과 함께 사용하는 기능이 있습니다. RAID의 목적 중 하나는 데이터 중복을위한 것입니다. 드라이브에 오류가 발생하면 드라이브를 교체 한 다음 데이터가 체크섬 데이터에서 다시 작성됩니다. 본질적으로 SATA 3.2 표준에 새로운 프로세스를 구축하여 손상된 데이터와 그렇지 않은 데이터를 인식하여 재구성 프로세스를 개선 할 수 있습니다.
구현과 그것이 붙잡히지 않은 이유
SATA Express는 2013 년 말부터 공식 표준 이었지만 2014 년 봄에 Intel H97 / Z97 칩셋이 출시 될 때까지 컴퓨터 시스템에 적용되지 않았습니다. 이제 새로운 인터페이스가 적용된 마더 보드에서도 새로운 인터페이스를 사용할 수있는 출시 당시의 드라이브가 없습니다. 이는 SATA Express를 최대한 활용하기 위해 새로운 명령 대기열에 대한 운영 체제 지원 문제와 관련되어 있습니다. 현재의 구현은 SATA Express 커넥터를 기존의 SATA 드라이브와 함께 사용할 수 있습니다. 이렇게하면 드라이브를 사용할 수있게되면 기술을 구입하는 사람들을위한 구현을 쉽게 할 수 있습니다.
인터페이스가 실제로 잡히지 않은 이유는 실제로 M.2 인터페이스에 있습니다. 이것은 랩톱 컴퓨터뿐만 아니라 데스크탑 시스템에서도 사용되는 더 작은 폼 팩터를 사용하는 솔리드 스테이트 드라이브에만 사용됩니다. 하드 드라이브는 여전히 SATA 표준을 초과하는 데 어려움이 있습니다. M.2는 더 큰 드라이브에 의존하지 않고 4 개의 PCI-Express 레인을 사용할 수 있기 때문에 유연성이 더 뛰어납니다. 즉, SATA Express의 2 개 레인보다 빠른 드라이브를 의미합니다. 이 시점에서 소비자는 SATA Express가 절대 채택되지 않을 수 있습니다.