SSD 不卡彈,新介面 SATA Express 解開速度限制, 1GB/s 起跳兼容老 SATA

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章節目錄:

第一章:SATA反成為SSD阻礙,頻寬瓶頸引發新革命

第二章:SATA Express身兼重任,向夥伴SAS借鏡學習

第三章:PCI-E提升時脈同樣卡彈,PCI-E與SATA完全分離

第四章:偽SATA Express速度嘗鮮體驗,規範影響在於軟體層

SATA Express身兼重任

由此可見,SATA-IO背負受敵強況之嚴重,勢必得為固態硬碟端出解套措施。事實上,SATA-IO從2001年起,即開始思考下一步策略。期間研議SATA 12Gb/s或其他可行出路,最終拍板定案的規範,就是這次主角SATA Express,

向夥伴SAS借鏡學習

SATA-IO在尋求突破路上,SAS傳輸介面是很好的參考範本,從其身上取經具有相當高度意義。SAS(Serial Attached SCSI)是為SCSI(Small Computer System Interface)的延續產物,其關係式如同SATA與PATA那樣,都是從早年並列傳輸進化成序列傳輸模式。

SAS主要應用在企業端市場,和SATA之間具有部分相容性,其主控端控制器得以相容SATA硬碟。雙方傳輸速率演變歷程一致,都是從早先3Gb/s演進到6Gb/s,SAS更在稍早前進入12Gb/s世代。SAS 12Gb/s推出意義,相當程度上也是為了對應固態硬碟頻寬需求,相關主控端控制器與儲存裝置都已經陸續推出。

傳輸率背後即是時脈

有這前車之見,SATA-IO得以謹慎思索下一步,最終推出的規範並非外界所預測SATA 12Gb/s。以SATA規範演進歷史來看,改朝換代都帶來2倍頻寬,勢必得讓時脈加倍才能達成2倍傳輸速率。然而數位訊號傳輸,固然只有0與1這看似完美的方波,訊號干擾問題卻會隨著時脈提升而加劇。

相較於PATA,SATA是採用差動傳輸架構(Differential Mode),藉由2條訊號線(D+正電壓、D-負電壓)的邏輯電位差來表示0或1,並亦將資料拆解以串列模式傳輸。理論上工作耗電量、雜訊抑制、電磁干擾程度較小,但發射端與接收端仍等諸多環節,仍會因時脈的提升而逐漸面臨限制。

拉高時脈的代價不斐

要完全掌握,以達成可接受範圍內的品質,倒也不是完全不可能,像SAS不也是進化到12Gb/s規格。但問題是2端控制器與電路設計複雜度,還有晶片封裝與電路板材質、品質等,都會因介電系數差異而導致接收訊號分歧。其他變數還包含線材的訊號傳輸品質,以及連接器等素質要求,都是高速電路的挑戰。

其影響式說穿了,就是複雜度將反應在成本上,墊高相關元件與產品價格。SAS畢竟是企業應用,由於兼具向下相容性這關鍵,相關產品就算變貴了點,仍然比整套砍掉重練好。但個人用導向的SATA就無法如此,Thunderbolt是很好的範例,傳輸線價格動輒500元起,對比50元就能買到的SATA線是何其昂貴。

只為固態硬碟而生

SATA-IO一貫策略是成本(價格)要親民,經過諸多條件考量之後,最終結果是投靠高度成熟的PCI-E。新介面命名為SATA Express,這已經編修在SATA 3.2(SATA Revision 3.2)規範內,並於2013年5月間正式頒佈。「Why SATA Express? 」SATA-IO官方新聞稿,使用這字眼解釋其中細故,前因後果與重點即為前面所談及內容。

官方賦予SATA Express特殊意義與定位,因為SATA 6Gb/s當前面臨瓶頸,只是無法滿足日益精進的固態硬碟頻寬需求。然而理論600MB/s、真實極限570MB/s頻寬,依然可以滿足眾多硬碟產品,未來幾年發展上的需求。意即SATA Express是為固態硬碟而生,硬碟等低速儲存裝置,是沒有轉進採用新介面的必要。

SSD 不卡彈,新介面 SATA Express 解開速度限制, 1GB/s 起跳兼容老 SATA

SAS除了大頻寬優勢,內、外連接應用彈性相當好,不只普遍應用在企業,也有少部分玩家購買主控制卡,搭配SATA硬碟組建RAID使用。

SSD 不卡彈,新介面 SATA Express 解開速度限制, 1GB/s 起跳兼容老 SATA

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游仁村
1.  游仁村 (發表於 2014年3月12日 16:20)
第四章的這段 [以下數據最為有趣的地方,是M6e採用原生PCI-E控制器,最高存取速度不超過6700MB/s左右]

6700MB ??是不是多按了一個0 ??或是少了標點符號?

KoGaSenRx
3.  KoGaSenRx (發表於 2014年3月12日 19:49)
大概會高階板子會出現L型插槽,

省著這些SATA Express 去跟高階長顯卡勾勾纏..

不過L型插槽遇到不夠寬的機殼又很插裝╯-__-)╯ ╩╩
bisheng
4.  bisheng (發表於 2014年3月12日 22:19)
※ 引述《KoGaSenRx》的留言:

等著看主機板廠商會想出什麼因應之道 <( ̄︶ ̄)>

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