SATA 6 Gbit/s: интерфейс будущего и его настоящее

SATA 6 Gbit/s: интерфейс будущего и его настоящее

Несмотря на то что современные HDD еще не достигли пределов второй версии стандарта SATA, для твердотельных накопителей его возможностей уже недостаточно, и многие производители считают, что настало время для SATA 3.0.

Новый виток эволюции

Для начала немного проясним ситуацию с наименованиями: SATA 3.0 – это ревизия технической документации, описывающей новое поколение стандарта, реальные же устройства характеризуются как поддерживающие SATA 6 Gbit/s – набор функций, описанных в SATA 3.0.

Два основных изменения, произошедших в третьем поколении интерфейса, – это увеличенная до 6 Гб/с пропускная способность и расширенные возможности NCQ.

Первое обновление не будет востребовано даже жесткими дисками последнего поколения, поскольку на сегодняшний день они не обеспечивают скоростей линейного чтения, превышающих 150–160 МБ/с, однако для SSD это вполне актуально.

Наибольшее значение для традиционных накопителей будет иметь функция изохронной, т. е. постоянной передачи данных. Тяжело нагруженный HDD, читающий и записывающий информацию в несколько потоков (довольно распространенная в домашних ПК ситуация в свете развития файлообменных сетей), зачастую не способен обеспечить устойчивую скорость чтения для комфортного просмотра видео или прослушивания аудио. SATA 3.0 предусматривает возможность активации своеобразного аналога службы Quality of Service в сетевых протоколах: за приложением резервируется максимальный приоритет, и запрашиваемые им данные всегда считываются в первую очередь и непрерывным потоком.

Революционными такие изменения, разумеется, назвать нельзя, SATA 6 Gbit/s – лишь новый этап в эволюционном развитии стандарта, устраняющий некоторые недостатки прошлой версии и отодвигающий уже достигнутый порог пропускной способности. Более интересны практические реализации этого интерфейса.

Два подхода к одной задаче

ASUS P7P55D-E Premium

Gigabyte GA-P55A-UD6

Очевидно, что накопители с поддержкой нового стандарта SATA будут сначала устанавливаться в новейшие ПК на платформах Intel и AMD. Для первого производителя это прежде всего Socket 1156 и чипсет P55, на основе которого в линейках ASUS и Gigabyte уже появились материнские платы с поддержкой SATA 6 Gbit/s, оснащенные контроллерами серии Marvell 912x – 9128 в продуктах Gigabyte, отличающийся поддержкой RAID, и 9123 на платах ASUS.

Поддержка SATA 6 Gbit/s потребовала от инженеров обеих компаний нетривиальных технических решений, и подошли они к их воплощению по-разному. Причина этому – особенность чипсета Intel P55: несмотря на заявленную совместимость с PCI Express 2.0, восемь линий этой шины, обеспечиваемые концентратором ввода-вывода, с точки зрения пропускной способности соответствуют лишь PCI Express 1.1. Предоставляемых этими линиями 250 МБ/с недостаточно для нового дискового интерфейса, потому разработчикам пришлось идти обходными путями.

В ASUS P7P55D-E Premium обмен данными между контроллером и чипсетом организован наиболее простым с инженерной точки зрения способом: четыре линии PCI Express от IOH набора логики ведут к коммутатору PEX PLX8613, который преобразует его в два канала PCI Express 2.0. К нему, в свою очередь, подключены вышеупомянутый Marvell 9123 и контроллер USB 3.0 производства NEC. Сухие цифры (4 Гб/с для PCI Express 2.0 против 6 Гб/с для новой ревизии SATA) говорят, что этого все равно недостаточно, однако современные накопители все же вряд ли смогут полностью загрузить этот канал.

Gigabyte GA-P55A-UD6 содержит значительно более изощренное решение проблемы. На ней установлен специальный коммутатор P13PCIE, позволяющий в зависимости от настроек BIOS и подключенных к плате устройств использовать либо линии PCI-E, предоставляемые чипсетом, либо выходящие напрямую из процессора. Если возможности SATA 6 Gbit/s или USB 3.0 не задействуются (или отключены вручную в BIOS), контроллеры довольствуются скоростью, предоставляемой чипсетом. Если же нужно полностью раскрыть потенциал новых стандартов, то плата переключается на использование более быстрых каналов (при этом графический разъем переходит в режим x8). У этого решения есть еще и косвенные преимущества: тракт «контроллер–процессор–оперативная память» имеет меньшую латентность, нежели «контроллер–чипсет–шина DMI–процессор–оперативная память».

Тестирование

В Тестовую лабораторию поступили два жестких диска Seagate Barracuda XT емкостью 2 ТБ, поддерживающих SATA 6 Gbit/s. Мы замерили их быстродействие как при подключении к встроенному контроллеру чипсета Intel P55, так и к контроллерам Marvell 912x на платах ASUS и Gigabyte. Кроме того, был протестирован массив RAID 0 на платформе Gigabyte, чтобы оценить, действительно ли PCI Express 1.1 является сдерживающим фактором для двухпортового контроллера.

Результаты несколько противоречивы и радикально расходятся для одиночного HDD и RAID-массива. С точки зрения синтетических тестов различия между контроллерами минимальны и полностью объяснимы особенностями их подключения. Отметим, что увеличения быстродействия в связи с большей скоростью обмена данными с буфером единственного диска мы не обнаружили.

Тем не менее Marvell 912x попросту не в состоянии обработать столько же запросов, сколько Intel P55. Судя по тестам IOMeter, максимальная производительность этого ядра – 125–130 запросов в секунду на канал, в то время как «родной» контроллер обрабатывает 180 запросов и, очевидно, не является сдерживающим фактором для жесткого диска. Впрочем, это явление отмечено только в профилях Fileserver и Webserver утилиты IOMeter, в остальных же случаях HDD «сдается» раньше, чем контроллер.

Что касается режима RAID, то тут ситуация кардинально иная: по показателям линейной скорости массив действительно превышает отметку 250 МБ/с, что явно указывает на оправданность технических уловок, примененных Gigabyte. В режиме подключения к чипсету производительность падает на 25% и более. Что особенно интересно, хоть встроенный контроллер Intel P55 и не уступает Marvell 9128 в синтетических тестах, при имитации работы реальных ПК и серверов последний опережает его очень существенно. Возможно, именно в таком режиме больший объем и скорость обмена данными с буфером HDD вносят свою лепту.

Итоги тестирования наводят на мысль о том, что на сегодняшний день внедрение SATA 6 Gbit/s является оправданным лишь для высоконагруженных RAID-массивов и, возможно, SSD-накопителей, а для однодисковых конфигураций никаких преимуществ у нового поколения интерфейса нет. Наличие соответствующих контроллеров на новейших материнских платах – скорее имиджевый, нежели действительно необходимый шаг. Тем не менее показатели даже двухдисковых массивов RAID подтверждают, что момент, когда SATA 3 Gbit/s устареет не только морально, уже очень близок.

Материнская плата asus sata 6gb s

Ноябрь 11th, 2010 Admin

«SATA 6Gb/s и SATA 3Gb/s нужна ли замена?»

Заявленые 6 Гбит/с пропускной способности для SATA3, это конечно внушительно. Еще бы, целых 750 Мбайт в секунду — нешуточная скорость, DVDRip фильм за 2-3 секудны, курто! Но так ли это на самом деле, а главное доступны ли такие скорости большинству пользователей. Небольшое отступление: консорциум SATA-IO предостерегает от применения для обозначения поколений SATA терминов вроде SATA III, SATA 3.0 или SATA Gen 3. Полное правильное название спецификации — SATA Revision 3.0; название интерфейса — SATA 6Gb/s. Итак, во первых цены на материнсике платы поддерживающие SATA 6Gb/s пока начинаются от 100 долларов США. Т.е. пока как минимум 50% компьютеров не будут поддерживать новый стандарт. Мне как практику, известно, что компьютеры в большинстве собираются на основе материнских плат ценой в 50-80 $.

Во вторых — каким бы скоростным не был SATA Revision 3.0, но вот сам жесткий диск не способен так бысторо работать. Стандартная скорость вращения шпинделя диска составляет 7200 об/мин. Есть версии которые поддерживают изменени скорости вращения от 5400 до 7200 об/мин, как например сделано в жестких дисках фирмы WD серии Caviar Green, с целью сбережения электроэнергии. Так же есть особи обладающие более высокой скоростью (10000 об/мин) и соответвевующей ей ценой, например как WD Raptor, поэтому их учитывать не буду.

Т.е. вся огромная пропускная способность SATA 6Gb/s упираеться в физические пределы вращения шпинделя жеского диска. Тогда возникает вопрос, зачем тогда этот новый высокоскоростной стандарт?!
Ответ прост, SSD — энергонезависимое перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство без движущихся механических частей. Называть SSD «диском» неправильно, так как в конструкции SSD не присутствует дисков как таковых: накопитель состоит из микросхем памяти и контроллера, подобно флеш-памяти. Существуют полупроводниковые накопители, основанные на использовании энергозависимой (RAM SSD) и энергонезависимой (NAND или Flash SSD) памяти, но это в данном случае не имеет значения.

Так вот, эти SSD могут передавать данные со скоростью до 230МБ/сек. Конечно не 6Gb/s, но уже гораздо больше нежели обычный HDD. Только есть проблемка, это высокая стоимость устройства. Например для сравнения SSD емкостью 64Gb можно купить за 190$, за эти же деньги можно приобрести два HDD по 1,5Tb, разница колосальная.
В общем вывод следующий — менять в срочном порядке свои материнские платы на платы с поддержкой нового интерфейса не следует, но
если вы покупаете новый компьютер или замена уже созрела, тогда советую все же обратить внимаение на наличие интерфейса SATA 6Gb/s.

Смотрите полезное по теме:

Опубликовано в рубрике Железо Метки: HDD

Материнская плата asus sata 6gb s

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).

Содержание

SATA Revision 1.0 (до 1,5 Гбит/с)

Спецификация SATA Revision 1.0 была представлена 7 января 2003 года. Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБайт/с). (20%-я потеря производительности объясняется использованием системы кодирования 8b/10b, при которой на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита). Пропускная способность SATA/150 незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133). Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной. Несмотря на то, что последовательный способ обмена принципиально медленнее параллельного, в данном случае это компенсируется возможностью работы на более высоких частотах за счёт отсутствия необходимости синхронизации каналов и большей помехоустойчивостью кабеля. Это достигается применением принципиально иного способа передачи данных (см. LVDS).

SATA Revision 2.0 (до 3 Гбит/с)

Стандарт SATA/300 работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 3 Гбит/с (300 МБайт/с для данных с учётом 8b/10b кодирования). Впервые был реализован в контроллере чипсета nForce 4 фирмы «NVIDIA». Часто стандарт SATA/300 называют SATA II или SATA 2.0. [1] Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 должны быть совместимы (как контроллер SATA/300 с устройством SATA/150, так и контроллер SATA/150 с устройством SATA/300) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на НЖМД фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300, для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).

SATA Revision 3.0 (до 6 Гбит/с)

Спецификация SATA Revision 3.0 представлена в июле 2008 и предусматривает пропускную способность до 6 Гбит/с (600 МБайт/с для данных с учётом 8b/10b кодирования). В числе улучшений SATA Revision 3.0 по сравнению с предыдущей версией спецификации, помимо более высокой скорости, можно отметить улучшенное управление питанием. Также сохранена совместимость, как на уровне разъёмов и кабелей SATA, так и на уровне протоколов обмена.

SATA Revision 3.1

• mSATA, SATA для SSD накопителей в мобильных устройствах, PCI Express Mini Card-подобный разъем, который электрически несовместим [3]
• Zero-power оптического привода. В режиме ожидания оптический привод SATA не потребляет энергию
• Queued TRIM Command улучшает производительность SSD накопителей
• Required Link Power Management снижает общее энергопотребление системы из нескольких устройств SATA
• Hardware Control Features позволяет хост-идентификацию возможностей устройства

Описание SATA

SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока.

SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.

Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.

Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA Revision 1.0a [источник не указан 560 дней] ).

В отличие от PATA, стандарт SATA предусматривает горячую замену активного устройства (используемого операционной системой) (начиная с SATA Revision 1.0)

Разъёмы SATA

SATA-устройства используют два разъёма: 7-контактный (подключение шины данных) и 15-контактный (подключение питания). Стандарт SATA предусматривает возможность использовать вместо 15-контактного разъёма питания стандартный 4-контактный разъём Molex.

Использование одновременно обоих типов силовых разъёмов может привести к повреждению устройства. [4]

Интерфейс SATA имеет два канала передачи данных, от контроллера к устройству и от устройства к контроллеру. Для передачи сигнала используется технология LVDS, провода каждой пары являются экранированными витыми парами.

Существует также 13-и контактный [источник не указан 560 дней] совмещенный разъем SATA применяемый в серверах, мобильных и портативных устройствах для тонких накопителей. Состоит совмещенный разъем из 7-и контактного разъема для подключения шины данных и 6-и контактного разъёма для подключения питания устройства. Для подключения к данным устройствам в серверах может применяться специальный переходник.

Обзор: материнские платы ASUS на Intel Z97

Страница 1: Обзор: материнские платы ASUS на Intel Z97

Сегодня процессоры «Haswell Refresh» у всех на устах, появляется немало информации и о новых материнских платах, оснащённых чипсетами Intel 9 Series. Скорее всего, выход новых процессоров состоится 10 или 11 мая. Но цены процессоров «Haswell Refresh» уже известны. В этом году мы посетили ASUS Technical Seminar 2014, на котором были показаны новые материнские платы под Socket 1150. О них мы расскажем в нашем обзоре, а также уделим внимание и новым функциям. Материнские платы по-прежнему распределяются на три семейства «Desktop», «The Ultimate Force» и «Republic of Gamers». Наиболее интересными нам представляются две последние линейки, в которых были представлены новые модели high-end уровня. Но мы начнём с семейства «Desktop».

ASUS Z97-A

Бюджетная материнская плата на чипсете Z97 — ASUS Z97-A.

ASUS Z97-A.

Как можно заметить, тайваньский производитель отказался от золотистых цветов, выбрав бронзовые оттенки. Оснащение для модели начального уровня можно назвать довольно богатым. Слоты расширения включают три механических слота PCIe x16 и два PCIe 2.0 x1, а также слоты PCI. Есть четыре слота DIMM, позволяющие устанавливать память до 32 Гбайт. Среди новых функций можно отметить слот M.2 и интерфейс SATA Express. Также есть и четыре обычных порта SATA 6G. ASUS решила установить и на «младшую» материнскую плату звуковой чип Crystal Sound 2. Есть и внутренняя гребенка USB 3.0.

ASUS Z97-PRO / Z97-PRO (Wi-Fi ac)

Для более требовательных покупателей предлагается Z97-PRO.

ASUS Z97-PRO.

Материнская плата ASUS Z97-PRO будет представлена в двух версиях. Кроме обычной версии выйдет Z97-PRO (Wi-Fi ac) с поддержкой беспроводной сети. В остальном две платы идентичны. Вы получите три механических слота PCIe x16 и четыре PCIe 2.0 x1. Конечно, у Z97-PRO есть новый слот M.2. На плате присутствует и функция SATA Express. Также есть шесть портов SATA 6G, которые можно настраивать отдельно. Звуковая подсистема представлена чипом Crystal Sound 2. Есть и внутренняя гребёнка USB 3.0 для современных корпусов.

ASUS Z97-WS

Материнская плата Z97-WS нацелена на рабочие станции

ASUS Z97-WS.

Если вы хотите собрать серьёзную систему, то обратите внимание на Z97-WS. Плата поддерживает конфигурации 4-way SLI и 4-way CrossFireX. На ней вы также получите два слота PCIe 2.0 x1 и один PCIe 2.0 x4. Есть два разъёма нового стандарта SATA Express. Плата Z97-WS оснащена четырьмя портами SATA 6G для подключения дополнительных накопителей. Есть и слот M.2. Плату вы можете установить в корпус с четырьмя фронтальными портами USB 3.0, поскольку предусмотрены две внутренние гребёнки USB 3.0.

ASUS Z97-DELUXE

Флагман новой линейки Desktop — материнская плата Z97-DELUXE.

ASUS Z97-DELUXE.

Лидером в семействе Desktop станет материнская плата Z97-DELUXE. Основные отличия от других моделей кроются в количестве интерфейсов, который стало в два раза больше. Например, вы получите два интерфейса SATA Express и шесть дополнительных портов SATA 6G. Есть и две гребёнки USB 3.0 для подключения четырёх передних портов корпуса. На материнской плате Z97-DELUXE вы можете установить конфигурацию 3-way multi-GPU — для этого предусмотрены три слота PCIe 3.0 x16. Также есть четыре слота PCIe 2.0 x1. Как и в случае Z97-A и Z97-PRO, на флагмане семейства Desktop предусмотрен чип Crystal Sound 2. Не обошлось и без нового слота M.2. Материнская плата ASUS Z97-DELUXE уже поступила в нашу тестовую лабораторию, скоро мы представим подробный обзор.

ASUS Z97I-PLUS

Для фанатов компактных систем подойдёт ASUS Z97I-PLUS.

ASUS Z97I-PLUS.

Для домашних систем в формате mini-ITX, будь то компактная игровая конфигурация или HTPC, подойдёт материнская плата Z97I-PLUS. На этой «крошке» Mini-ITX предусмотрены слот PCIe 3.0 x16, четыре порта SATA 6G и два слота DIMM. Как часто бывает у многих материнских плат mini-ITX, есть и поддержка беспроводного интерфейса. Впрочем, гнездо LAN тоже присутствует, его можно рассматривать как альтернативу.

ASUS GRYPHON Z97

Вариант micro-ATX из семейства TUF.

ASUS GRYPHON Z97.

Перед нами «младшая» материнская плата линейки TUF, оснащённая тремя слотами PCIe 3.0 x16 и одним PCIe 2.0 x1. Для подключения накопителей предусмотрено до шести портов SATA 6G. У данной модели нет слота M.2, как и разъёма SATA Express. Но вы получите поддержку всех специальных функций TUF.

ASUS GRYPHON Z97 ARMOR EDITION

Та же печатная плата, только с накладкой Armor и задником TUF Fortifier.

ASUS GRYPHON Z97 ARMOR Edition.

За исключением накладки TUF Armor и задника TUF Fortifier материнская плата на 100 процентов идентична обычной GRYPHON Z97.

ASUS SABERTOOTH Z97 Mark 1

Официальный преемник ASUS SABERTOOTH Z87.

ASUS SABERTOOTH Z97 Mark 1.

Одно из самых больших изменений в линейке TUF кроется в разделении платы SABERTOOTH на две версии. Начнём с первой версии ASUS, официального преемника SABERTOOTH Z87. Существенных изменений не произошло. Количество слотов PCIe, тип и раскладка не изменились. Отличия кроются в портах накопителей, теперь на плате присутствуют два интерфейса SATA Express рядом с четырьмя SATA 6G. Конечно, если два порта Gigabit LAN и гребёнка USB 3.0. Почти вся плата закрыта накладкой TUF Armor, есть и задняя пластина TUF Fortifier. Два вентилятора обеспечивают оптимальное охлаждение.

ASUS SABERTOOTH Z97 Mark 2

Материнская плата Mark 2 Edition лишена защит TUF Armor и TUF Fortifier.

ASUS SABERTOOTH Z97 Mark 2.

Перед нами, по сути, прежняя печатная плата, но без накладки и задника TUF Fortifier. Также поддержка SATA Express тоже была убрана.

ASUS Maximus VII Gene

Перед нами модель micro-ATX из семейства ROG. Материнская плата ASUS имеет непримечательное название «Maximus VII Gene.»

ASUS Maximus VII Gene.

На плате установлены три слота расширения: два PCIe 3.0 x16 и один PCIe 2.0 x4. Так что можно будет установить две видеокарты. В общей сложности на плате доступны восемь портов SATA 6G. Есть у Maximus VII Gene и шесть портов USB 3.0, два из которых доступны через внутреннюю гребёнку. Также по сравнению с предыдущей версией Maximus у Gene VII есть слот M.2.

ASUS Maximus VII Ranger

Новичок в семействе ROG — Maximus VII Ranger.

ASUS Maximus VII Ranger.

В прошлом году ASUS добавила в семейство Maximus материнскую плату VI Hero, которая продавалась по заметно меньшей цене. В 2014 году к ней добавится ещё одна модель под названием «Maximus VII Ranger». Цена Maximus VII Ranger будет ниже Maximus VII Hero, материнская плата семейства ROG подверглась дальнейшим упрощениям в угоду снижению цены. Отличия между Maximus VII Ranger и Maximus VII Hero можно найти только при внимательном изучении. Печатная плата почти идентична. Только число портов SATA 6G различается. У Maximus VII Hero вы получите восемь портов, а у Maximus VII Ranger — только шесть. Также у последней модели принесены в жертву некоторые встроенные на плату функции, но без них обойтись можно. Обе материнские платы ATX предлагают три механических слота PCIe x16 и PCIe 2.0 x1. На обеих платах есть гребёнка USB 3.0 для передних портов корпуса. А на панели ввода/вывода вы получите четыре дополнительных порта USB 3.0.

ASUS Maximus VII Hero

Как мы уже объясняли выше, в этом году выйдет новая версия материнской платы Hero. Но по сравнению с Maximus VI Hero изменений немного.

ASUS Maximus VII Hero.

За исключением двух дополнительных портов SATA, некоторых добавок для улучшения комфорта и дизайна отличий от Maximus VII Ranger нет. У обеих материнских плат мы получаем одинаковую панель ввода/вывода.

Пока что нет точной информации по поводу флагмана Maximus VII Extreme. Скорее всего, мы получим все детали на нынешней выставке Computex.