Serial ATA inatumika kwa hifadhi ya kompyuta. Kiolesura cha kawaida kinaruhusu usakinishaji rahisi na utangamano kati ya kompyuta na vifaa vya kuhifadhi. Muundo wa mawasiliano ya mfululizo umefikia kikomo chake, na viendeshi vingi vya hali dhabiti vimefungwa na utendakazi wa kiolesura badala ya kiendeshi. Viwango vipya vya mawasiliano kati ya kompyuta na viendeshi vya kuhifadhi viitwavyo SATA Express hujaza pengo.
SATA au PCI Express Communication
Vipimo vilivyopo vya SATA 3.0 vina kikomo cha kipimo data cha 6.0 Gbps, ambacho hutafsiriwa kuwa takriban 750 MB/s. Kwa uendeshaji wa kiolesura, utendakazi bora unazuiwa kwa 600 MB/s. Vizazi vingi vya sasa vya hifadhi za hali dhabiti vimefikia kikomo hiki na vinahitaji aina fulani ya kiolesura cha kasi zaidi.
Vipimo vya SATA 3.2, ambavyo SATA Express ni sehemu yake, ni kiwango kipya cha mawasiliano kati ya kompyuta na vifaa. Huruhusu vifaa kuchagua mbinu iliyopo ya SATA, kuhakikisha uoanifu wa nyuma na vifaa vya zamani, au kutumia basi ya haraka ya PCI Express.
Basi la PCI Express hutumiwa kwa kawaida kuwasiliana kati ya CPU na vifaa vya pembeni, kama vile kadi za michoro, violesura vya mitandao na milango ya USB. Chini ya viwango vya sasa vya PCI Express 3.0, njia moja ya PCI Express inashughulikia hadi GB 1/s, hivyo kuifanya iwe ya haraka zaidi kuliko kiolesura cha sasa cha SATA.
Vifaa hutumia zaidi ya njia moja, hata hivyo. Kulingana na vipimo vya SATA Express, hifadhi iliyo na kiolesura kipya inaweza kutumia njia mbili za PCI Express (mara nyingi hujulikana kama x2) ili kufikia kipimo data kinachowezekana cha 2 GB/s. Kiolesura hiki hufanya kipimo data kuwa karibu mara tatu ya kasi ya maunzi ya awali ya SATA 3.0.
Kiunganishi Kipya cha SATA Express
Kiolesura kipya kinahitaji kiunganishi kipya. Inachanganya viunganishi viwili vya data vya SATA na kontakt ndogo ya tatu, ambayo inahusika na mawasiliano ya msingi ya PCI Express. Viunganishi viwili vya SATA vinafanya kazi kikamilifu bandari za SATA 3.0. Kiunganishi kimoja cha SATA Express kwenye kompyuta kinaweza kutumia milango miwili ya zamani ya SATA. Viunganishi vyote vya SATA Express vinatumia upana kamili, iwe kiendeshi kinategemea mawasiliano ya awali ya SATA au PCI-Express mpya zaidi. Kwa hivyo, SATA Express moja hushughulikia aidha aidha mbili za SATA au kiendeshi kimoja cha SATA Express.
Kwa sababu hifadhi ya msingi ya SATA Express inaweza kutumia teknolojia yoyote, lazima iungane na zote mbili, kwa hivyo inatumia milango miwili badala ya ya tatu, mbadala, moja. Pia, bandari nyingi za SATA huunganisha kwenye njia ya PCI Express ili kuwasiliana na kichakataji. Kutumia kiolesura cha PCI Express kilicho na kiendeshi cha SATA Express huzima mawasiliano kwenye bandari mbili za SATA zilizounganishwa kwenye kiolesura hicho.
Mapungufu ya Kiolesura cha Amri
SATA huwasilisha data kati ya kifaa na CPU. Mbali na safu hii, safu ya amri inaendesha juu. Safu ya amri hutuma amri juu ya kile cha kuandika na kusoma kutoka kwa hifadhi ya hifadhi. Kwa miaka mingi, mchakato huu ulishughulikiwa na Kiolesura cha Kidhibiti Kina cha Mwenyeji. Imeandikwa katika kila mfumo wa uendeshaji ulioko sokoni kwa sasa, na hivyo kufanya anatoa za SATA kuziba na kucheza. Hakuna viendeshaji vya ziada vinavyohitajika.
Ingawa teknolojia ilifanya kazi vyema na teknolojia ya zamani na ya polepole kama vile diski kuu na viendeshi vya USB flash, huzuia SSD zenye kasi zaidi. Ingawa foleni ya amri ya AHCI inaweza kushikilia amri 32, inaweza tu kuchakata amri moja kwa wakati mmoja kwa sababu kuna foleni moja tu.
Hapa ndipo seti ya amri ya Non-Volatile Memory Express inapoingia. Ina foleni 65, 536 za amri, kila moja ikiwa na uwezo wa kushikilia amri 65, 536 kwa kila foleni. Hii inaruhusu usindikaji sambamba wa amri za kuhifadhi kwenye gari. Hii sio manufaa kwa gari ngumu, kwani ni mdogo kwa amri moja kwa sababu ya vichwa vya gari. Hata hivyo, kwa viendeshi vya hali dhabiti vilivyo na chip nyingi za kumbukumbu, inaweza kuongeza kipimo data kwa kuandika amri kadhaa kwa chipsi na seli tofauti kwa wakati mmoja.
Hii ni teknolojia mpya na haijaundwa katika mifumo mingi ya uendeshaji kwenye soko. Mifumo mingi ya uendeshaji inahitaji madereva ya ziada yaliyowekwa kwenye anatoa ili anatoa zitumie teknolojia mpya ya NVMe. Utumaji wa utendakazi wa kasi zaidi kwa hifadhi za SATA Express huenda ukachukua muda.
SATA Express inaweza kutumia mojawapo ya mbinu hizo mbili. Unaweza kutumia teknolojia mpya na viendeshaji vya AHCI na uwezekano wa kuhamia viwango vipya zaidi vya NVMe baadaye kwa utendakazi ulioboreshwa, ambao unaweza kuhitaji kiendeshi kibadilishwe.
Vipengele Vingine katika Vipimo vya SATA 3.2
Vigezo vipya vya SATA vinaongeza zaidi ya mbinu na viunganishi vipya vya mawasiliano. Nyingi zinalenga kompyuta za mkononi lakini zinaweza kunufaisha kompyuta nyingine zisizo za simu.
Kipengele muhimu zaidi cha kuokoa nishati ni hali ya DevSleep. Ni hali mpya ya nishati inayoruhusu mifumo katika hifadhi kufanya kazi kwa hibernate. Hali hii hupunguza mchoro wa nishati ukiwa katika hali ya kulala ili kuboresha muda wa uendeshaji wa kompyuta ndogo ndogo, ikiwa ni pamoja na Ultrabooks zilizoundwa karibu na SSD na matumizi ya chini ya nishati.
Hifadhi mseto za hali thabiti pia hunufaika kutokana na viwango vipya, kwani viwango viliongeza uboreshaji mpya. Katika utekelezwaji wa sasa wa SATA, kidhibiti cha kiendeshi huamua ni vitu gani vinapaswa na havipaswi kuwa kache kulingana na kile anachoona kikiombwa. Ukiwa na muundo mpya, mfumo wa uendeshaji huambia kidhibiti cha kiendeshi ni vitu gani kinapaswa kushikilia kwenye akiba, ambayo hupunguza kichwa cha ziada kwenye kidhibiti cha kiendeshi na kuboresha utendakazi.
Mwishowe, kuna chaguo la kukokotoa la matumizi na usanidi wa hifadhi za RAID. Kusudi moja la RAID ni kwa upunguzaji wa data. Katika tukio la kushindwa kwa gari, gari hubadilishwa, na data hujengwa tena kutoka kwa checksum. Mchakato mpya katika viwango vya SATA 3.2 huboresha mchakato wa kujenga upya kwa kutambua ni data ipi iliyoharibika dhidi ya ile ambayo haijaharibika.
Utekelezaji na Kwanini Haikufanyika Mara Moja
SATA Express imekuwa kiwango rasmi tangu mwisho wa 2013. Haikufanya kazi katika mifumo ya kompyuta hadi kutolewa kwa chipsets za Intel H97/Z97 msimu wa machipuko wa 2014. Ingawa ubao wa mama uliangazia mpya. kiolesura, hakuna hifadhi zilizoitumia wakati wa uzinduzi.
Sababu ya kiolesura kutofanya kazi haraka ni kiolesura cha M.2. Inatumika kwa viendeshi vya hali dhabiti vinavyotumia kipengele kidogo cha umbo. Anatoa za sumaku-sahani zina wakati mgumu kuzidi viwango vya SATA. M.2 ina unyumbufu zaidi kwa sababu haitegemei viendeshi vikubwa. Inaweza pia kutumia njia nne za PCI Express, ambayo ina maana ya kuendesha gari kwa kasi zaidi kuliko njia mbili za SATA Express.
AMD ilitoa vichakataji wake vidogo vya Ryzen mapema Machi 2017, na kuleta usaidizi wa ndani wa SATA Express kwenye jukwaa la AMD Socket AM4.
