Sata 300: SATA600 против SATA300 на примере контроллера Marvell 88SE9128 и Seagate Barracuda XT

SATA600 против SATA300 на примере контроллера Marvell 88SE9128 и Seagate Barracuda XT

Методика тестирования производительности
внутренних накопителей образца 2009 года

Независимо от того, нравится кому-то внедрение новых стандартов в компьютерную технику или нет, остановить прогресс невозможно. Все недовольство обычно бывает связано с тем, что новые возможности чаще всего появляются слишком рано — тогда, когда от них еще нет и не может быть практической пользы. Впрочем, иначе и быть не может — чтобы что-то стало популярным и активно используемым, сначала ему придется побыть экзотическим и малоиспользуемым 🙂 Но, хотя бы, хоть в какой-то степени применение должно начаться. В этом плане очень показателен интерфейс SATA600 — выпуская первый винчестер с этим интерфейсом осенью прошлого года, компания Seagate честно заявила, что актуальным он станет где-то в районе 2012 года. Пока же, вроде бы, преждевременно. Однако Barracuda XT уже продается, да и монополия Seagate на НЖМД с новым интерфейсом недавно нарушена Western Digital, также выпустившей соответствующую модель. Производители системных плат весьма активно начали интегрировать контроллеры SATA600 в продукты топового уровня. Активизировался впавший было в спячку рынок дискретных контроллеров бытового назначения. Ненадолго, впрочем — начали подключаться и производители чипсетов: AMD представила новые южные мосты уже этой весной. Intel, скорее всего, отложит процесс до начала следующего года, однако, как видим, временная вилка между началом использования и превращения в отраслевой стандарт у SATA600 очень короткая: предыдущие модификации SATA выходили на рынок медленнее. Заметим, кстати, что вот путь USB 3.0 несмотря на то, что это стандарт востребован уже, фактически, вчера, а не только сегодня, будет несколько более сложным — производители чипсетов все еще не планируют внедрение его поддержки в свои ближайшие продукты, так что по-настоящему массовым в этом году ему стать не светит. Хотя и нужен. В то же время SATA600 вскоре будет поддерживаться повсеместно, хотя пользы от этого будет явно меньше. Такие вот гримасы рынка.

Впрочем, все это события будущего — пока же поддержки ни одного из перспективных стандартов большинством чипсетов не наблюдается, так что основным вариантом обеспечения совместимости с ними является применение дополнительных контроллеров. Сегодня мы посмотрим, что же нам на практике может дать применение Marvell 88SE9128, как раз являющегося единственным доступным на сегодня дискретным контроллером SATA600, активно применяемым в этом качестве производителями системных плат. Попутно мы исследуем и производительность контроллера SATA300, встроенного в PCH P55 — вкратце мы этот вопрос уже рассматривали и сделали вывод, что он медленнее, нежели используемый в предыдущем поколении чипсетов ICh20R, но есть смысл к этому вопросу вернуться и изучить его более подробно.

Тестовая конфигурация

Для целей тестирования мы собрали такой стенд:

• Gigabyte GA-P55A-UD6 на чипсете P55 с дополнительным контроллером SATA600 Marvell 88SE9128
• Intel Core i7 870
• 4 ГБ РС3-10600 DDR3 SDRAM
• видеокарта на базе NVIDIA GeForce GTX 275
• системный винчестер Hitachi Travelstar HTS541010G9SA00
• Windows XP + SP3

Использовались два жестких диска — наш эталонный Seagate Barracuda 7200. 11 ST31000340AS (3,5″, скорость вращения 7200 об/мин, емкость 1 ТБ, кэш-память 32 МБ, интерфейс SATA300) и новый Seagate Barracuda XT (3,5″, скорость вращения 7200 об/мин, емкость 2 ТБ, кэш-память 64 МБ, интерфейс SATA600).

Изначально мы хотели протестировать также и массивы RAID0 из таких дисков, тем более что в последних версиях BIOS от Gigabyte эта возможность для контроллера Marvell наконец-то заработала, но… Оказалось, что такая конфигурация несовместима с нашей тестовой методикой, использующей Windows XP. Точнее, на «чипсетном» контроллере все получается, благо он поддерживает multi-LUN, а Marvell — нет. В результате вся емкость дисков уходит в один массив, при использовании моделей по 2 ТБ его емкость, очевидно, приближается к 4 ТБ, а старые версии Windows с такими томами данных работать не умеют. На PCH P55 можно создать два массива, менее чем по 2 ТБ каждый, что вполне совместимо с MBR и версиями Windows до Vista, на которые до сих пор приходится более 70% рынка. Впрочем, очевидно, что наиболее требовательные пользователи с ХР «ушли» давно, а после выхода Windows Seven этот процесс только ускорился, так что тестовую методику мы вскоре обязательно модернизируем, но пока — что есть.

Методика тестирования

В общем и целом она совпадает с нашей стандартной методикой тестирования производительности внутренних накопителей образца 2009 года в плане используемого ПО и выполняемых задач, однако, поскольку тестировались не винчестеры в первую очередь, а контроллеры, ее пришлось несколько модифицировать. Во-первых, изменилась тестовая платформа. Ну а поскольку система на Р55 нами «не откалибрована» первым этапом пришлось это сделать — мы протестировали Barracuda 7200.11 при подключении к чипсетным портам. Сравнение результатов с ранее полученными «эталонными» как раз и позволит сделать выводы о производительности чипсетного SATA-контроллера.

Второй этап более интересен — мы будем изучать поведение Barracuda XT на чипсетном контроллере и дополнительном от Marvell. Причем в двух режимах — как мы знаем уже из обзора системной платы, в ней этот контроллер может использовать как полноценную линию PCIe 2.0 от процессора, так и обеспечиваемую чипсетом вдвое более медленную (формально 2. 0, реально же 1.1 по пропускной способности). Проверим — есть ли какое-то значение интерфейса подключения на практике. Иными словами, стоило ли инженерам Gigabyte вообще городить огород с подключением этого контроллера или нет.

Таким образом, в конечном итоге мы получим пять результатов, которые и будут вынесены на диаграммы. Это даст возможность убить сразу нескольких зайцев. Самый «жирный» — оценка текущей полезности SATA600 (для современных плат и современных винчестеров). Второй — сравнение SATA-контроллеров в P55 и ICh20R. Ну и третий, побочный — оценим производительность Barracuda XT, благо этот вопрос тоже волнует достаточно многих потенциальных покупателей.

Lavalys Everest 5.0

Время доступа, в чем мы уже не раз убеждались, в первую очередь зависит собственно от накопителя. Впрочем, разные контроллеры вносят свои поправки, однако сегодня они весьма невелики — в пределах 1 мс. Между двумя способами подключения контроллера от Marvell разница еще меньше, хотя она также прослеживается — судя по всему из-за разной степени удаления этой микросхемы от процессора: одно дело непосредственное соединение, другое – лишний хоп в виде PCH.

Если бы мы работали в Marvell или Gigabyte, в статье стоило бы ограничиться одной этой диаграммой — уж больно убедительно она показывает как полезность SATA600 вообще, так и подключения контроллера к высокоскоростной шине. Очевидно, что больше 300 МБ/с прокачать SATA300 в принципе не может, а вот SATA600 это делает. Но, безусловно, только при подключении к настоящему PCIe 2.0: в противном случае мы даже в теории можем рассчитывать лишь на 250 МБ/с, а на практике — и того меньше. Но больше, чем обеспечивает чипсетный SATA300 все равно. Хотя в последнем винить можно только его: как видим, даже на такой простой задаче, P55 выглядит крайне бледно, отставая от всех конкурентов. Причем конкретный винчестер тут не сильно важен, похоже — это внутренние проблемы.

Они же продолжаются и при переходе от чтения к записи, хотя тут уже более важным наблюдением будет то, что каких-то радикальных различий между интерфейсами нет. Самым быстрым так и вовсе оказывается древний ICh20R в паре с не сильно более «молодым» винчестером. Новый НЖМД даже в паре с соответствующим ему контроллером, работающим в соответствующих же условиях, по производительности только приближается к «старичку», но никаких рекордов не ставит: даже до ограничений SATA300, которые эта связка призвана устранить, очень далеко.

IOMeter

Заявленные скорости чтения и записи для Barracuda XT составляют порядка 140 МБ/с на внешних дорожках — именно столько мы и получили вне зависимости от используемого контроллера. При записи на блоках от 2 до 32 КБ, впрочем, немного странно себя вел Р55, но это явно относится не к проблемам «устаревшей» версии SATA, а к проблемам самого контроллера или совместимости в данной связке. Вообще линейные операции, в отличие от прочих шаблонов IOMeter, в наибольшей степени зависят от самого накопителя — интерфейс или контроллер тут могут сказаться, разве что, как ограничивающий фактор. Но современные винчестеры, как видим, SATA300 ограничить никак не может! Более того — мы лишь приблизились к значениям, обещанным нам еще в SATA150. С учетом того, что декларируемые для последовательных интерфейсов значения пропускной способности на практике обычно недостижимы, последний, скорее всего, мог бы стать узким местом для Barracuda XT или других винчестеров с той же плотностью записи, однако его применение закончилось уже много лет назад. А когда мы сможем увидеть винчестеры, которым будет недостаточно SATA300? Есть опасения, что объявленный представителями Seagate 2012 год это слишком уж оптимистичная цифра. В самом деле — по сравнению с эталонной Barracuda 7200.11, появившейся на свет чуть более года назад, новые винчестеры имеют в два раза более высокую плотность записи и в 1,4 раза более высокую скорость выполнения последовательных операций (как и следует из теории, растет она пропорционально квадратному корню из плотности). Допустим, что ближайшие два года производители винчестеров будут трудиться не покладая рук, им ничего не будет мешать на этом пути, так что плотность записи вырастет еще в четыре раза, а скорость чтения и записи, соответственно, вдвое. И? Полученные диски с двухтерабайтными пластинами как раз в 2012 году и «упрутся» в ограничения SATA300. На первый взгляд, все в точности соответствует прогнозам. Однако если внимательно проанализировать ситуацию, не все так просто. Во-первых, расчеты основываются на том, что плотность записи будет удваиваться каждый год. А такой устойчивый рост прогнозировать на два года вперед, вообще-то, совсем не просто — мало ли какие проблемы могут возникнуть у инженеров. Во-вторых, даже если все получится, побочным эффектом станет то, что даже «тихие и холодные» однопластинные диски будут иметь емкость в 2 ТБ, массовые модели — 4 ТБ, а старшие представители линеек, соответственно, 8 ТБ. Возникает вопрос — а оно столько пользователю надо? 🙂 Даже если хранить видео, причем в полновесных образах Blu-ray, это несколько сотен часов. Нет, разумеется, энтузиасты, способные забить подобные объемы найдутся, причем среди них будут встречаться и люди, которые займут бескрайние дисковые просторы полезной информацией, но первых не так уж и много, а вторых и того меньше. Таким образом, можно сделать предположение, что все большей популярностью будут пользоваться «ноутбучные» винчестеры, которые также освоят емкости в районе пары терабайт, чего будет достаточно многим пользователям. Кому недостаточно — поставит несколько таких накопителей (как и сейчас, собственно). Т.е. даже в стационарных компьютерах начнется процесс перехода с 3,5 на 2,5 дюйма точно так же, как в свое время переходили с 5,25″ на 3,5″. Ну а в ноутбуках, которые уже сейчас занимают больше половины рынка, причем процесс их экспансии может только ускориться, других вариантов и не наблюдается. А «мобильные» винчестеры всем хороши… вот только скорость последовательных операций у них, очевидно, ниже, чем у «десктопных». Так что SATA300 мог бы «пожить» еще.

Разумеется, сейчас у винчестеров есть и такие скоростные конкуренты, как SSD-накопители, рост производительности которых на последовательных операциях легко возможен. Лучшие их модели уже подобрались к ограничениям SATA300, так что SATA600 ими будет вполне востребован (попутно, скорее всего, канут в лету и забавные кентавры, подключаемые непосредственно к PCIe — сравнимые скорости можно будет получить и «нормальным» методом). Так что в перспективе полезность SATA600 реальна. Но не для винчестеров 🙂 А для винчестеров пока оно вообще не нужно, в следующем году тоже не будет нужно и в лучшем случае только через два года хоть как-то пригодится. К тому моменту как раз придет время менять сегодняшние материнские платы, ну а на новых, судя по планам чипмейкеров, SATA600 станет обязательным элементом. И безо всяких дополнительных контроллеров.

Вот при записи данных уже видно какое-никакое преимущество SATA600. Но мы все-таки склонны считать это не достоинством нового интерфейса, а недостатками в реализации старого силами P55. Просто потому, что скорости ниже не только, чем возможно для SATA300, но и опять формально вписываются даже в ограничения SATA150. Между способами подключения контроллера от Marvell опять разницы никакой. Вот при создании RAID-массива из двух скоростных винчестеров, либо если взять SSD с новым интерфейсом (вопрос только, где его сейчас взять ;)) она может появиться, а для одиночного винчестера ее нет. Что логично — одна линия PCIe 1.x это уже больше 200 МБ/с, а скорость чтения/записи с пластин современных винчестеров меньше 150 МБ/с.

А вот скорость выполнения случайных операций от контроллера зависит очень сильно. Особенно при одинаковом винчестере — поскольку очевидным образом оказывается, что Barracuda XT медленнее, нежели Barracuda 7200.11 (после тестирования времени доступа иного мы и не ждали). Однако наилучшим образом с ним ведет себя как раз… P55. Контроллер от Marvell сравним с ним, однако только при «медленном» варианте подключения — при «быстром» немного странный провал под большой нагрузкой наблюдается. Опять же — хорошо видно, что скорости здесь таковы, что пропускная способность интерфейса не может иметь никакого значения: другие факторы куда весомее.

Сложно определить наилучший контроллер для Barracuda 7200.11 — и у ICh20R, и у P55 есть свои плюсы и минусы. Разве что при линейной нагрузке первый всегда лучше второго. Хотя в целом различия не принципиальны. Для Barracuda XT же выводы однозначны: все контроллеры примерно равны, но у Р55 есть небольшие преимущества перед Marvell, причем последний на «чипсетной» линии вообще ведет себя далеко не лучшим образом, если не сказать грубее.

PCMark05

Этот тестовый пакет явно неравнодушен к Р55. Второе объяснение — и на его дисковые тесты существенное влияние оказывает процессор. Но, как бы то ни было, для нового винчестера констатируем примерно одинаковый уровень скорости загрузки и системы, и приложений, и просто «работы» на чипсетном контроллере и Marvell, к чипсету же и подключенном. А вот использование формально более быстрого интерфейса производительность только снижает.

Очередной «подарок судьбы» от теста сканирования на вирусы. Нет, все-таки, очень интересно — как он на самом деле устроен 🙂 Серьезно комментировать полученные результаты просто не получается. В очередной уже раз.

А вот при записи данных повторилась ситуация с первыми тремя тестами.

В общем, странно себя ведет это приложение на современных системах. Старовато. Придется менять. С другой стороны, в вырисовывающуюся уже картину мира, в котором современным винчестерам SATA600 не нужно, его результаты вполне укладываются.

Intel NAS Performance Toolkit

А вот более свежий NASPT очень хорошо относится к дискретному контроллеру от Marvell. Причем из двух вариантов использования последнего предпочитает более медленный интерфейс. Впрочем, Р55 проигрывает только при однопоточном чтении, причем всем и всегда (с 7200.11 результат такой же). А вот два или четыре (в меньшей степени) потока данных оказываются той областью, где Р55 по данным этой тестовой утилиты очень хорош.

При записи и записи с чтением такого уже не скажешь — Р55 выигрывает у ICh20R, но проигрывает Marvell. Но последнему совсем немного. Да и быстрый интерфейс в очередной раз ему не помощник.

А вот при работе — очень даже. Особенно показательны результаты шаблона PhotoAlbum: похоже, что в нем очень хорошо раскрывается такое преимущество Barracuda XT, как большой кэш. И, естественно, лучше всего оно это делает в том случае, когда скорость чтения из кэша максимальная.

Очевидный победитель при копировании файлов с винчестера — Marvell 9128 на «медленном» интерфейсе. А вот при выполнении обратной операции пытаться определить победителя занятие неблагодарное. Поэтому лучше этим не заниматься 🙂

Общий средний балл

Intel ICh20R/ Barracuda 7200.11	Intel P55/ Barracuda 7200.11	Intel P55/ Barracuda XT	Marvell 9128@1.1/ Barracuda XT	Marvell 9128/ Barracuda XT
1000	955	1057	1066	1018

Результаты говорят сами за себя — формально различия есть, а реально они не превышают 10%. Да и то — таковы лишь за счет части тестов, где разница велика. Но многие из них (например, скорость буферизованного чтения) слишком уж синтетичны.

Итого

В основном все сказано выше — современным винчестерам интерфейс SATA600 не нужен. Barracuda XT это хороший, быстрый, емкий накопитель. Сам по себе и независимо от способа подключения к компьютеру — поддержка им нового интерфейса полезна только в том смысле, что это новое, а значит и более модное решение. То же самое можно сказать и про тенденцию распаивать дискретный контроллер SATA600 на топовых моделях материнских плат — никаких весомых практических дивидендов последний владельцу не принесет. Тем более это относится к играм инженеров, использующих для расшивания гипотетического «бутылочного горла» хитрые схемы подключения контроллера с использованием мультиплексирования (Gigabyte) или агрегирования линий PCIe (ASUS) — мы чрезвычайно рады полюбоваться на их умение героически решать потенциальные проблемы, хотя предпочли бы увидеть использование этой критической массы в мирных целях 🙂 Очевидно, конечно, что при использовании RAID-массивов интерфейс уже будет иметь значение, однако никто не мешает создавать их на «чипсетном» контроллере (а то и на чем-нибудь более «серьезном»): во-первых, им поддерживаются конфигурации более чем с двумя дисками, во-вторых, получаемые массивы совместимы и со старыми версиями ОС (при правильном подходе), в-третьих, это будет в любом случае не хуже, чем на дискретном (но не менее бытовом) контроллере.

Из этого, впрочем, не следует какая-то полная бесполезность или даже вредность поддержки SATA600 — она никому не мешает. Просто для большинства пользователей освоение нового интерфейса будет (как и ранее) проходить в явочном порядке — купил человек новый компьютер, а там уже винчестер с поддержкой SATA600 и контроллер с поддержкой SATA600. Сам по себе. И даже не надо задумываться о том, как такое получилось. Энтузиастам же начало внедрения новых спецификаций даст очередной повод для замены нового компьютера на «совсем новый». И повод позадирать нос перед знакомыми энтузиастами (остальные просто не «въедут в тему»), у которых поддержки «совсем новых» интерфейсов пока нет.

 

 

Что такое SATA 300?

Что такое SATA 300?

Стандарт SATA/300 работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 2,4 Гбит/с (300 МБ/с). Впервые был реализован в контроллере чипсета nForce 4 фирмы «NVIDIA». Часто стандарт SATA/300 называют SATA II или SATA 2.

Как расшифровывается SATA?

SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

Чем отличаются разъемы SATA?

По определению, SATA 2 представляет собой интерфейс обмена данными с пропускной способностью до 3 Гбит/с, SATA 3 же обеспечивает скорость обмена данными до 6 Гбит/с. Обе спецификации имеют семиконтактный разъем. … Такие накопители подключаются к портам второй ревизии без потери в скорости обмена данными.

Для чего нужен разъем SATA?

Виды разъёмов, скорость передачи данных, ревизии и версии SATA. SATA ( Serial—ATA, Serial Advanced Technology Attachment) – разновидность интерфейса компьютерной шины, предназначенный для подключения к шине устройств, жёстких дисков, оптических приводов, SSD накопителей и других.

Как узнать у меня Сата 2 или 3?

Первая часть значения графы «Serial ATA 6Gb/s» (до значка «@») говорит о том, что накопитель имеет интерфейс SATA III. А вторая часть значения графы «3 Gb/s» утверждает, что в данный момент SSD работает на пониженной скорости SATA II.

Можно ли подключить SSD к SATA 2?

Совсем иное дело твердотельные накопители. SSD-устройства выпускаются только с интерфейсом SATA 3. Хотя подключить их к порту SATA 2 и можно без угрозы системе, однако высокие скорости чтения и записи при этом теряются.

Как узнать какой у меня SATA контроллер?

Один из способов сделать это – раскрыть системный блок или корпус ноутбука и посмотреть поддерживает ли материнка интерфейс SATA III (6 Гбит/с).

1. Затем посмотреть надпись у порта, к которому ведёт информационный шлейф от жёсткого диска. …
2. Разъём SATA II (3 Гбит/с) имеет маркировку SATA 3G.

Что такое жесткий диск SATA?

Давайте сегодня поговорим о стандартах наиболее распространенного сегодня интерфейса подключения жесткого диска или оптического привода к системнй плате — SATA. SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями данных. Является развитым продолжением интерфейса IDE (РАТА).

Что такое винчестер какого его назначение?

hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, разг. винчестер — запоминающее устройство (устройство хранения информации, накопитель) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. … Такие жёсткие диски часто используются в качестве несъёмного носителя информации.

В чем разница между SAS и SATA?

Интерфейс SAS предполагает использование кабелей длиной до 10 м. К одному порту через расширители можно подключить до 255 устройств. SATA ограничивается 1 м (2 м для eSATA), и поддерживает подключение только одного устройства по типу «точка – точка».

Что такое SSD и HDD?

HDD и SSD функционируют совершенно по-разному. Классические HDD состоят из одного или нескольких магнитных дисков и считывающих головок. Во время работы магнитные диски вращаются. … SSD, наоборот, состоит из большого количества отдельных Flash-накопителей, которые встроены в диск по тому же принципу, что и в USB-флешках.

Что лучше SSD или HDD для компьютера?

Преимущества SSD Более высокая выносливость из-за отсутствия механики — SSD выдержит падение со стола или вибрацию. Тихая работа — в SSD нет движущихся деталей, поэтому твердотельные диски работают бесшумно; Низкий нагрев даже при высоких нагрузках; Высокая скорость — в 2-3 раза быстрее HDD.

В чем преимущество SSD накопителей перед жесткими дисками?

Преимущества SSD над HDD Любой SSD-накопитель способен запустить вашу ОС в два раза быстрее аналогичного жесткого диска. Быстрое чтение и запись: SSD способен обрабатывать около 500 мегабайт в секунду, если сравнивать средний твердотелый накопитель со 150 мегабайтами на жестком диске.

Сколько служат SSD диски?

Если вы используете на своем компьютере твердотельный накопитель — можете рассчитывать на максимальный срок службы около 10 лет. Но помните, что жизнь SSD в отличии от HDD ограничена определенным количеством циклов перезаписи. Так что в теории SSD может не пережить более емкий и медленный жесткий диск.

Что такое SSD в компьютере?

Твердотельный накопитель (англ. Solid-State Drive, SSD) — компьютерное энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти, альтернатива HDD.

Можно ли одновременно использовать HDD и SSD?

Основная рекомендация – это установить SSD диск, он же твердотельный накопитель. … Вполне логично, что если на компьютере ранее был установлен обычный жёсткий диск, и он работоспособен, то и его нераскрывшейся потенциал можно использовать, создав крайне амбициозную связку «SSD+HDD».

Что лучше 1 Тб HDD или 256 SSD?

Жесткий диск объемом 1 ТБ лучше подходит для доступа к> 256 ГБ данных и меньше, а вообще 1 ТБ. Это связано с тем, что твердотельный накопитель емкостью 256 ГБ просто не может хранить данные, к которым вам необходим доступ. … Даже самый дешевый или самый дешевый SSD будет примерно в 3 раза быстрее самого жесткого диска.

Как правильно работать с SSD диском?

1. Как правильно использовать SSD диск? …
2. Храните на SSD не данные, а систему. …
3. Переместите системные папки. …
4. Обращайте внимание на занятое …
5. Сведите к минимуму количество …
6. Не дефрагментируйте SSD диск. …
7. Не форматируйте SSD диск. …
8. Используйте современные

Можно ли устанавливать игры на SSD?

Использовать SSD для игр нельзя – так SSD быстро износится. В среднем SSD рассчитан на циклов перезаписи. Например, Intel дает гарантию на свои диски серии X25-M в рамках 37 Тбайт общей записи – это 20 Гбайт в день в течение 5 лет.

SATA 300 и SATA 600 — в чем разница? | by Nemanja Knezevic

3 мин чтения

·

19 марта 2021 г.

Выбор жестких дисков всегда был борьбой между скоростью, стоимостью и размером. Три варианта жестких дисков, последовательных интерфейсов ATA и твердотельных накопителей обеспечивают подходящий выбор для любой комбинации этих трех характеристик. В частности, в последнее время диски SATA стали более распространенными. Несмотря на отставание от твердотельных накопителей с точки зрения скорости загрузки и даже скорости извлечения данных, эти накопители сохранили достойное присутствие в отрасли. Номенклатура SATA очень проста: каждая новая большая версия помечается римской цифрой, одним из таких примеров может быть SATA-III, в то время как меньшие версии обычно хранятся под тем же именем, что и та, от которой они произошли. Что касается менее профессиональной, но все еще широко используемой номенклатуры, мы использовали арабские цифры для обозначения скорости SATA в ее названии. Имея это в виду, в следующей статье мы будем называть два диска SATA 300 и SATA 600.

SATA 300

Когда вы смотрите на SATA, одним из простых и дешевых вариантов является версия SATA 300. Официально они называются SATA-II, но до сих пор часто используется другая номенклатура. Они также известны как SATA 300 из-за скорости, которой они достигают после протоколов кодирования, которая составляет 300 МБ/с. Если посмотреть на список функций, SATA 300 обеспечивает NCQ, встроенную организацию очереди команд, как хороший источник оптимизации и дальнейшей оптимизации выполнения записи и чтения команд. Обратная совместимость является высоко ценимым аспектом этой версии.

SATA 600

От своей более старой версии SATA 600, широко известной как SATA III, сохраняет несколько важных особенностей. Это NCQ и обратная совместимость, хотя NCQ получает удар. Что касается активных улучшений, NCQ теперь имеет лучшее управление, что приводит к гораздо лучшему выполнению предоставленных команд. Еще одним изменением стала изохронная команда NCQ, это дополнение чаще проверяет изменения в состояниях очередей, связанных с SATA. Более компактные разъемы позволяют легче вставлять их в материнскую плату для удобства.

Заключение

Взгляд, который мы получили на SATA 300 и SATA 600, демонстрирует приличную разницу между ними. Особенно, если принять во внимание функции, предлагаемые SATA 600, некоторые из которых мы даже не рассмотрели из-за их менее заметной роли в устройстве в целом. Что касается более известных, то они демонстрируют надлежащее обновление до этой категории, как и предполагается для SATA, и достойную версию SATA 300. Однако это оставляет SATA 300 недостаточным в нескольких отделах. Во-первых, это сама скорость, как мы видим, она просто медленнее, чем SATA 600. Есть также те функции, которыми SATA 600 может похвастаться, которых здесь нет. Конечно, у него есть некоторые сильные стороны, такие как NCQ и обратная совместимость, но в более широком масштабе новая версия SATA 300 легко превосходит его. При покупке нового хранилища для вашего компьютера выбирайте SATA 600, но убедитесь, что у вас есть совместимое устройство, которое обеспечит правильное использование его сильных сторон.

Все, что вам нужно знать о Serial ATA

[nextpage title=”Introduction”]

Serial ATA — или просто SATA — это стандарт жесткого диска, созданный для замены интерфейса параллельного ATA, также известного как IDE. SATA обеспечивает скорость передачи 150 МБ/с или 300 МБ/с по сравнению с максимальной скоростью 133 МБ/с при использовании предыдущей технологии. В этом руководстве мы объясним все, что вам нужно знать о Serial ATA.

Обычный порт IDE (теперь он называется параллельным ATA или просто PATA) передает данные параллельно. Преимущество параллельной передачи по сравнению с последовательной передачей заключается в более высокой скорости первого режима, поскольку несколько битов передаются одновременно. Однако его главный недостаток связан с шумом. Поскольку необходимо использовать много проводов (по крайней мере, один для каждого передаваемого бита за ход), один провод создает помехи для другого. Вот почему для жестких дисков ATA-66 и выше требуется специальный 80-жильный кабель.

Разница между этим 80-жильным кабелем и обычным 40-жильным кабелем IDE заключается в том, что он включает заземляющий провод между каждым первоначальным проводом, обеспечивающий защиту от помех. В нашем руководстве «Все, что вам нужно знать о жестких дисках ATA-66, ATA-100 и ATA-133» мы подробно объясняем этот вопрос. Текущая максимальная скорость передачи параллельного стандарта IDE составляет 133 МБ/с (ATA/133).

Serial ATA, с другой стороны, передает данные в последовательном режиме, т. е. по одному биту за раз. Традиционное мышление заставляет нас думать, что последовательная передача медленнее, чем параллельная. Это верно только в том случае, если мы сравниваем передачи с использованием одной и той же тактовой частоты. В этом случае параллельная передача будет как минимум в восемь раз быстрее, поскольку за такт передается не менее восьми битов (один байт) по сравнению с последовательной передачей, при которой за такт передается только один бит. Однако, если при последовательной передаче используется более высокая тактовая частота, она может быть быстрее, чем параллельная.

Именно это и происходит с Serial ATA.

Проблема увеличения скорости передачи при параллельной передаче заключается в увеличении тактовой частоты, так как чем выше тактовая частота, тем больше проблем с электромагнитными помехами проявляется. Поскольку при последовательной передаче данных для передачи данных используется только один провод, у нее меньше проблем с шумом, что позволяет использовать очень высокие тактовые частоты и достигать более высокой скорости передачи.

Стандартная скорость передачи данных Serial ATA составляет 1500 Мбит/с. Поскольку он использует кодирование 8B/10B, где каждая группа из восьми битов кодируется в 10-битное число, его эффективная тактовая частота составляет 150 МБ/с. Устройства Serial ATA, работающие на этой стандартной скорости, также известны как SATA-150. Serial ATA II предоставляет новые функции, такие как Native Command Queuing (NCQ), а также более высокую скорость 300 МБ/с. Устройства, которые могут работать на этой скорости, называются SATA-300.

Следующим стандартом, который будет выпущен, будет SATA-600. Важно отметить, что SATA II и SATA-300 не являются синонимами. Можно создать устройство, которое работает только со скоростью 150 МБ/с, но с использованием новых функций, предоставляемых SATA II, таких как NCQ. Это устройство будет устройством SATA II, даже если оно не работает со скоростью 300 МБ/с.

Собственная очередь команд (NCQ) повышает производительность жесткого диска за счет переупорядочивания команд, отправляемых компьютером. Прочтите наше руководство NCQ (Native Command Queuing) и TCQ (Tagged Command Queuing) с полным объяснением этой технологии. Таким образом, если на вашей материнской плате есть порты SATA II, поддерживающие NCQ, предпочтительнее приобрести жесткий диск с поддержкой NCQ. Также очень важно отметить, что Serial ATA реализует два отдельных пути передачи данных, один для передачи, а другой для приема данных. При параллельном проектировании доступен только один канал данных, который используется как для передачи, так и для приема данных.

Кабель Serial ATA состоит из двух пар проводов (одна для передачи, другая для приема), использующих дифференциальную передачу (нажмите здесь, чтобы узнать, как работает дифференциальная передача). Также используются три провода заземления, поэтому кабель Serial ATA имеет семь проводов.

Еще одно преимущество последовательной передачи заключается в том, что требуется использовать меньше проводов. Параллельные порты IDE используют 40-контактный разъем и 80-жильные плоские кабели. Порты Serial ATA используют семиконтактный разъем и семижильный кабель. Это очень помогает с тепловой стороны компьютера, так как использование более тонких кабелей облегчает циркуляцию воздуха внутри корпуса ПК.

На приведенных ниже рисунках вы можете сравнить Serial ATA с параллельным IDE: как выглядит кабель Serial ATA, его размер по сравнению с 80-жильным плоским кабелем IDE и сравнение физического вида порта Serial ATA (выделено красным на Рис. 3) к параллельному порту IDE (зеленый на Рис. 3).

Рисунок 1 : Кабель Serial ATA.

Рис. 2: Сравнение кабеля Serial ATA и стандартного 80-жильного кабеля, используемого параллельными устройствами IDE.

Рис. 3. Порты Serial ATA (красные) и стандартные параллельные порты IDE (зеленые).

[nextpage title=”Установка”]

Установка устройств Serial ATA немного отличается от стандартных устройств IDE, так как Serial ATA является двухточечным соединением, т.е. к одному порту можно подключить только одно устройство (параллельный IDE позволяет использовать два устройства на порт с использованием конфигурации ведущий/ведомый). Таким образом, установка устройств Serial ATA проще, чем установка параллельных устройств IDE: подключите один конец кабеля к порту Serial ATA (обычно расположенному на материнской плате), а другой конец кабеля к устройству, которое вы хотите подключить (жесткий диск). , например). Поскольку этот разъем имеет выемку, его нельзя установить в неправильном положении.

Стандарт Serial ATA также определяет новый 15-контактный разъем питания. Этот разъем был сделан стандартным из спецификации ATX12V 1.3. Поэтому, если ваш компьютер оснащен блоком питания ATX12V 1.3 или выше, он будет иметь этот разъем. Несмотря на то, что используется 15-контактный разъем, для этого подключения питания используется всего пять проводов (один +12 В, один +5 В, один +3,3 В и два заземления).

Жесткие диски SATA-300 могут иметь конфигурационную перемычку, заставляющую диск работать как устройство SATA-150. Проблема в том, что эта перемычка устанавливается в положение SATA-150, что ограничивает производительность вашего жесткого диска, если он установлен на материнской плате с портами SATA-300. Правильная конфигурация этой перемычки очень важна, и мы подробно опишем ее на следующей странице.

Таким образом, установка жесткого диска SATA довольно проста: снимите или измените положение перемычки SATA-150/SATA-300 (при наличии, подробная информация на следующей странице), подключите кабель Serial ATA и кабель питания с ваш компьютер выключился и все.

Рис. 4. Разъемы на жестком диске SATA.

Рис. 5. Разъемы питания Serial ATA на блоках питания ATX12V версии 1.3 и выше.

Рисунок 6: Жесткий диск SATA подключен к материнской плате.

Рис. 7: Жесткий диск стандарта IDE , «преобразованный» в Serial ATA с помощью адаптера.

[nextpage title=”Перемычка SATA-150/SATA-300″]

Поскольку некоторые жесткие диски SATA-300 неправильно работают на материнских платах с портами SATA-150, некоторые жесткие диски SATA-300 имеют Перемычка SATA-150/SATA-300 (также известная как перемычка 1,5 Гбит/с/3 Гбит/с). Проблема в том, что по умолчанию эта перемычка установлена ​​в положение «SATA-150», что ограничивает производительность вашего жесткого диска, если он установлен на материнской плате с портами SATA-300. Мы покажем вам влияние неправильной настройки SATA-300 на производительность.

Поэтому перед установкой жесткого диска SATA-300 следует проверить, есть ли на нем перемычка SATA-150/SATA-300 и правильно ли она установлена: если у вас старая материнская плата с портами SATA-150, оставьте эту перемычку в положении SATA-150, но если на вашей материнской плате есть SATA300 — как это происходит почти со всеми материнскими платами, присутствующими сегодня на рынке, — вы должны переместить его в положение «SATA-300». Обычно эту информацию можно найти на этикетке жесткого диска, как показано на рис. 8.

Рис. 8: Деталь на этикетке жесткого диска, поясняющая перемычку SATA-150/SATA-300.

Этот конкретный жесткий диск (Seagate Barracuda 7200.10 160 ГБ) поставляется с перемычкой, ограничивающей производительность жесткого диска до 150 МБ/с (1,5 Гбит/с), см. рис. 9. Чтобы он правильно работал как устройство SATA-300 , мы должны снять эту перемычку (см. схему на рисунке 8). В этом случае перемычку можно снять небольшой плоской отверткой, маленькими плоскогубцами или пинцетом.

Обратите внимание, что в зависимости от модели жесткого диска вам может потребоваться изменить положение перемычки, а не снимать ее. Поэтому очень важно обращать внимание на то, что написано на этикетке жесткого диска.

Рис. 9: Жесткий диск с перемычкой SATA-150/SATA-300 в положении «SATA-150».

Как влияет на производительность неправильная конфигурация жесткого диска SATA-300? Мы провели несколько тестов в нашей лаборатории, чтобы показать вам это. Мы измерили скорость передачи данных нашего жесткого диска Seagate Barracuda 7200.10 емкостью 160 ГБ с тремя разными программами: SpeedDisk32, HD Tach и HD Tune, сначала с перемычкой в ​​конфигурации по умолчанию («SATA-150»), а затем сняв перемычку и что делает жесткий диск настоящим устройством SATA-300. Вы можете увидеть результаты ниже (нажмите здесь, чтобы просмотреть полное описание системы, которую мы использовали в этом бенчмаркинге).

Как видите, результаты трех программ показывают одно и то же. Несмотря на то, что максимальная, средняя и минимальная скорости передачи остались прежними, с перемычкой в ​​положении SATA-300 скорость пакетной передачи увеличилась с 60% до 69%.

В общем, не забывайте проверять наличие и правильное положение этой перемычки при установке жестких дисков SATA-300!

[заголовок следующей страницы = «Множитель порта»]

Port Multiplier — это устройство, которое увеличивает количество устройств, устанавливаемых на один порт SATA, до 15.

Port Multiplier имеет несколько применений, например, позволяет домашнему пользователю устанавливать более одного жесткого диска на порт SATA и позволяет хранить стойки для использования меньшего количества кабелей.

С Serial ATA проще подключать жесткие диски, расположенные вне корпуса компьютера, на высокой скорости благодаря используемому кабелю (тоньше традиционного 80-жильного плоского кабеля). Но если нам нужно установить на сервер стойку, содержащую 16 жестких дисков, то от стойки к серверу будет 16 кабелей Serial ATA, а на сервере должно быть 16 портов SATA. Мы иллюстрируем этот сценарий на рисунке 10.9.0003

Рисунок 10: Подключение сервера к 16 жестким дискам.

Используя умножитель портов, можно соединить их с помощью меньшего количества кабелей. Например, один множитель портов, подключенный к одному порту SATA, позволяет подключить к нему до 15 жестких дисков. И у вас был бы только один кабель, соединяющий стойку с сервером.

Но здесь есть огромная проблема с производительностью. Если бы использовался порт SATA-150, пропускную способность 150 МБ/с пришлось бы разделить между 15 устройствами, что создало бы огромное узкое место.

Для решения этой проблемы можно использовать другой подход. Вместо одной микросхемы умножителя портов можно было использовать четыре, соединив стойку с сервером четырьмя кабелями (вместо 16). Максимальная скорость передачи между сервером и стойкой составит 600 МБ/с (4x 150 МБ/с) при использовании портов SATA-150 или 1200 МБ/с (4x 300 МБ/с) при использовании SATA-300.