Εισαγωγή στο SSD. Μέρος 2. Διεπαφή

В τελευταίο μέρος κύκλος "Εισαγωγή στο SSD" μιλήσαμε για την ιστορία της εμφάνισης δίσκων. Το δεύτερο μέρος θα μιλήσει για τις διεπαφές για την αλληλεπίδραση με μονάδες δίσκου.

Η επικοινωνία μεταξύ του επεξεργαστή και των περιφερειακών πραγματοποιείται σύμφωνα με προκαθορισμένες συμβάσεις που ονομάζονται διεπαφές. Αυτές οι συμφωνίες ρυθμίζουν το φυσικό και λογισμικό επίπεδο αλληλεπίδρασης.

Διεπαφή - ένα σύνολο μέσων, μεθόδων και κανόνων αλληλεπίδρασης μεταξύ στοιχείων του συστήματος.

Η φυσική υλοποίηση μιας διεπαφής επηρεάζει τις ακόλουθες παραμέτρους:

• απόδοση του καναλιού επικοινωνίας·
• ο μέγιστος αριθμός συσκευών που συνδέονται ταυτόχρονα·
• τον αριθμό των σφαλμάτων που συμβαίνουν.

Οι διεπαφές δίσκων είναι ενσωματωμένες Θύρες I/O, που είναι το αντίθετο της I/O της μνήμης και δεν καταλαμβάνει χώρο στο χώρο διευθύνσεων του επεξεργαστή.

Παράλληλες και σειριακές θύρες

Σύμφωνα με τη μέθοδο ανταλλαγής δεδομένων, οι θύρες I/O χωρίζονται σε δύο τύπους:

• παράλληλο;
• σταθερός.

Όπως υποδηλώνει το όνομα, η παράλληλη θύρα στέλνει μια λέξη μηχανής κάθε φορά, που αποτελείται από πολλά bit. Μια παράλληλη θύρα είναι ο ευκολότερος τρόπος ανταλλαγής δεδομένων, καθώς δεν απαιτεί πολύπλοκες λύσεις κυκλωμάτων. Στην απλούστερη περίπτωση, κάθε bit της λέξης μηχανής αποστέλλεται στη δική του γραμμή σήματος και δύο γραμμές σήματος υπηρεσίας χρησιμοποιούνται για ανατροφοδότηση: Έτοιμα δεδομένα и Δεδομένα αποδεκτά.

Οι παράλληλες θύρες, με την πρώτη ματιά, κλιμακώνονται καλά: περισσότερες γραμμές σήματος - περισσότερα bit μεταδίδονται κάθε φορά και, επομένως, υψηλότερη απόδοση. Ωστόσο, λόγω της αύξησης του αριθμού των γραμμών σήματος, συμβαίνουν παρεμβολές μεταξύ τους, οδηγώντας σε παραμόρφωση των μεταδιδόμενων μηνυμάτων.

Οι σειριακές θύρες είναι το αντίθετο της παράλληλης. Τα δεδομένα αποστέλλονται ένα bit τη φορά, γεγονός που μειώνει τον συνολικό αριθμό των γραμμών σήματος, αλλά περιπλέκει τον ελεγκτή I/O. Ο ελεγκτής πομπού λαμβάνει τη λέξη μηχανής κάθε φορά και πρέπει να εκπέμπει ένα bit τη φορά, και ο ελεγκτής δέκτη με τη σειρά του πρέπει να λάβει τα bit και να τα αποθηκεύσει με την ίδια σειρά.

Ένας μικρός αριθμός γραμμών σήματος σάς επιτρέπει να αυξήσετε τη συχνότητα μετάδοσης μηνυμάτων χωρίς παρεμβολές.

SCSI

Το Small Computer Systems Interface (SCSI) εμφανίστηκε το 1978 και σχεδιάστηκε αρχικά για να συνδυάζει συσκευές διαφόρων προφίλ σε ένα ενιαίο σύστημα. Η προδιαγραφή SCSI-1 προέβλεπε τη σύνδεση έως και 8 συσκευών (μαζί με τον ελεγκτή), όπως:

• σαρωτές?
• Οδηγοί ταινίας (streamers).
• οπτικοί δίσκοι?
• μονάδες δίσκου και άλλες συσκευές.

Το SCSI αρχικά ονομαζόταν Shugart Associates System Interface (SASI), αλλά η επιτροπή προτύπων δεν ενέκρινε το όνομα από την εταιρεία, και μετά από μια μέρα καταιγισμού ιδεών, γεννήθηκε το όνομα Small Computer Systems Interface (SCSI). Ο πατέρας του SCSI, Larry Boucher, σκόπευε το ακρωνύμιο να προφέρεται «σέξι», αλλά Νταλ Άλαν διαβάστε "sсuzzy" ("πείτε"). Στη συνέχεια, η προφορά του "tell" εδραιώθηκε σταθερά σε αυτό το πρότυπο.

Στην ορολογία SCSI, οι συνδεδεμένες συσκευές χωρίζονται σε δύο τύπους:

• εμπνευστές?
• συσκευές στόχου.

Ο εκκινητής στέλνει μια εντολή στη συσκευή προορισμού, η οποία στη συνέχεια στέλνει μια απάντηση στον εκκινητή. Οι εκκινητές και οι στόχοι συνδέονται με έναν κοινό δίαυλο SCSI, ο οποίος έχει εύρος ζώνης 1 MB/s στο πρότυπο SCSI-5.

Η χρησιμοποιούμενη τοπολογία "κοινού διαύλου" επιβάλλει ορισμένους περιορισμούς:

• στα άκρα του λεωφορείου, χρειάζονται ειδικές συσκευές - τερματιστές.
• Το εύρος ζώνης του διαύλου μοιράζεται μεταξύ όλων των συσκευών.
• Ο μέγιστος αριθμός συσκευών που συνδέονται ταυτόχρονα είναι περιορισμένος.

Οι συσκευές στο δίαυλο αναγνωρίζονται από έναν μοναδικό αριθμό που ονομάζεται Αναγνωριστικό στόχου SCSI. Κάθε μονάδα SCSI στο σύστημα αντιπροσωπεύεται από τουλάχιστον μία λογική συσκευή, η οποία διευθύνεται από έναν μοναδικό αριθμό εντός της φυσικής συσκευής. Λογικός αριθμός μονάδας (LUN).

Οι εντολές στο SCSI αποστέλλονται στη φόρμα μπλοκ περιγραφής εντολών (Command Descriptor Block, CDB), που αποτελείται από έναν κωδικό λειτουργίας και παραμέτρους εντολής. Το πρότυπο περιγράφει περισσότερες από 200 εντολές, χωρισμένες σε τέσσερις κατηγορίες:

• υποχρεωτική — πρέπει να υποστηρίζεται από τη συσκευή·
• Προαιρετικός - μπορεί να εφαρμοστεί.
• Ειδικά για τον προμηθευτή - χρησιμοποιείται από συγκεκριμένο κατασκευαστή.
• Απαρχαιωμένος - απαρχαιωμένες εντολές.

Μεταξύ των πολλών εντολών, μόνο τρεις από αυτές είναι υποχρεωτικές για συσκευές:

• ΕΤΟΙΜΗ ΜΟΝΑΔΑ ΔΟΚΙΜΗΣ — έλεγχος της ετοιμότητας της συσκευής·
• ΑΙΤΗΣΗ ΑΙΣΘΗΣΗΣ — ζητά τον κωδικό σφάλματος της προηγούμενης εντολής.
• ΕΡΕΥΝΑ — ζητήστε τα κύρια χαρακτηριστικά της συσκευής.

Μετά τη λήψη και την επεξεργασία της εντολής, η συσκευή προορισμού στέλνει έναν κωδικό κατάστασης στον εκκινητή, ο οποίος περιγράφει το αποτέλεσμα της εκτέλεσης.

Η περαιτέρω βελτίωση του SCSI (προδιαγραφές SCSI-2 και Ultra SCSI) επέκτεινε τη λίστα των χρησιμοποιούμενων εντολών και αύξησε τον αριθμό των συνδεδεμένων συσκευών σε 16 και την ταχύτητα ανταλλαγής δεδομένων στο δίαυλο έως και 640 MB/s. Δεδομένου ότι το SCSI είναι μια παράλληλη διεπαφή, η αύξηση της συχνότητας ανταλλαγής δεδομένων συσχετίστηκε με μείωση του μέγιστου μήκους καλωδίου και οδήγησε σε ταλαιπωρία στη χρήση.

Ξεκινώντας με το πρότυπο Ultra-3 SCSI, εμφανίστηκε υποστήριξη για "hot plugging" - σύνδεση συσκευών όταν είναι ενεργοποιημένη.

Το πρώτο γνωστό SCSI SSD ήταν το M-Systems FFD-350, που κυκλοφόρησε το 1995. Ο δίσκος είχε υψηλό κόστος και δεν χρησιμοποιήθηκε ευρέως.

Επί του παρόντος, το παράλληλο SCSI δεν είναι μια δημοφιλής διεπαφή δίσκου, αλλά το σύνολο εντολών εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ενεργά σε διεπαφές USB και SAS.

ΑΤΑ/ΠΑΤΑ

διεπαφή ATA (Advanced Technology Attachment), γνωστό και ως PATA Το (Parallel ATA) αναπτύχθηκε από την Western Digital το 1986. Η ονομασία μάρκετινγκ για το πρότυπο IDE (Eng. Integrated Drive Electronics - «ηλεκτρονικά ενσωματωμένα στη μονάδα δίσκου») τόνισε μια σημαντική καινοτομία: ο ελεγκτής μονάδας ήταν ενσωματωμένος στη μονάδα δίσκου και όχι σε ξεχωριστή πλακέτα επέκτασης.

Η απόφαση να τοποθετηθεί ο ελεγκτής μέσα στη μονάδα έλυσε πολλά προβλήματα ταυτόχρονα. Πρώτον, η απόσταση από τη μονάδα δίσκου έως τον ελεγκτή έχει μειωθεί, γεγονός που επηρέασε θετικά την απόδοση της μονάδας. Δεύτερον, ο ενσωματωμένος ελεγκτής ήταν "ακονισμένος" μόνο για έναν συγκεκριμένο τύπο μονάδας και, κατά συνέπεια, ήταν φθηνότερος.

Το ATA, όπως και το SCSI, χρησιμοποιεί μια μέθοδο παράλληλης εισόδου/εξόδου, η οποία αντανακλάται στα χρησιμοποιούμενα καλώδια. Η σύνδεση μονάδων δίσκου με χρήση της διεπαφής IDE απαιτεί καλώδια 40 πυρήνων, που αναφέρονται επίσης ως επίπεδα καλώδια. Οι πιο πρόσφατες προδιαγραφές χρησιμοποιούν στελέχη 80 συρμάτων, περισσότερα από τα μισά από τα οποία είναι βρόχοι γείωσης για τη μείωση των παρεμβολών σε υψηλές συχνότητες.

Υπάρχουν δύο έως τέσσερις υποδοχές στο καλώδιο ATA, ένας από τους οποίους συνδέεται στη μητρική πλακέτα και οι υπόλοιποι στις μονάδες δίσκου. Όταν συνδέετε δύο συσκευές σε έναν βρόχο, η μία από αυτές πρέπει να διαμορφωθεί ως Κύριος, και το δεύτερο ως Δούλος. Η τρίτη συσκευή μπορεί να συνδεθεί μόνο σε λειτουργία μόνο για ανάγνωση.

Η θέση του βραχυκυκλωτήρα καθορίζει το ρόλο μιας συγκεκριμένης συσκευής. Οι όροι Master και Slave σε σχέση με συσκευές δεν είναι απόλυτα σωστοί, αφού σε σχέση με τον ελεγκτή, όλες οι συνδεδεμένες συσκευές είναι Slaves.

Μια ιδιαίτερη καινοτομία στο ATA-3 είναι η εμφάνιση Αυτοπαρακολούθηση, Τεχνολογία ανάλυσης και αναφοράς (SMART). Πέντε εταιρείες (IBM, Seagate, Quantum, Conner και Western Digital) ένωσαν τις δυνάμεις τους και έχουν τυποποιήσει την τεχνολογία αξιολόγησης της υγείας.

Η υποστήριξη για μονάδες στερεάς κατάστασης υπάρχει από την έκδοση 1998 του προτύπου, που κυκλοφόρησε το 33.3. Αυτή η έκδοση του προτύπου παρείχε ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και XNUMX MB/s.

Το πρότυπο προτείνει αυστηρές απαιτήσεις για τα καλώδια ATA:

• το λοφίο πρέπει να είναι επίπεδο.
• μέγιστο μήκος τρένου 18 ίντσες (45.7 εκατοστά).

Το σύντομο και φαρδύ τρένο ήταν άβολο και παρενέβαινε στην ψύξη. Έγινε όλο και πιο δύσκολο να αυξηθεί η συχνότητα μετάδοσης με κάθε επόμενη έκδοση του προτύπου και το ATA-7 έλυσε ριζικά το πρόβλημα: η παράλληλη διεπαφή αντικαταστάθηκε από μια σειριακή. Μετά από αυτό, η ATA απέκτησε τη λέξη Parallel και έγινε γνωστή ως PATA και η έβδομη έκδοση του προτύπου έλαβε ένα διαφορετικό όνομα - Serial ATA. Η αρίθμηση της έκδοσης SATA ξεκίνησε από το ένα.

SATA

Το πρότυπο Serial ATA (SATA) εισήχθη στις 7 Ιανουαρίου 2003 και αντιμετώπισε τα προβλήματα του προκατόχου του με τις ακόλουθες αλλαγές:

• η παράλληλη θύρα αντικαταστάθηκε από σειριακή.
• φαρδύ καλώδιο 80 καλωδίων που αντικαταστάθηκε από 7-σύρμα.
• η τοπολογία "κοινός δίαυλος" έχει αντικατασταθεί με σύνδεση "σημείο-προς-σημείο".

Παρόλο που το SATA 1.0 (SATA/150, 150 MB/s) ήταν οριακά ταχύτερο από το ATA-6 (UltraDMA/130, 130 MB/s), η μετάβαση στη σειριακή επικοινωνία «έθεσε το έδαφος» για ταχύτητες.

Δεκαέξι γραμμές σήματος για μετάδοση δεδομένων σε ΑΤΑ αντικαταστάθηκαν με δύο συνεστραμμένα ζεύγη: το ένα για μετάδοση και το δεύτερο για λήψη. Οι υποδοχές SATA έχουν σχεδιαστεί για να είναι πιο ανθεκτικές σε πολλαπλές επανασυνδέσεις και η προδιαγραφή SATA 1.0 κατέστησε δυνατή τη ζεστή πρίζα.

Ορισμένες ακίδες στις μονάδες δίσκου είναι πιο κοντές από όλες τις άλλες. Αυτό γίνεται για την υποστήριξη "hot swap" (Hot Swap). Κατά τη διαδικασία αντικατάστασης, η συσκευή «χάνει» και «βρίσκει» τις γραμμές με προκαθορισμένη σειρά.

Λίγο περισσότερο από ένα χρόνο αργότερα, τον Απρίλιο του 2004, κυκλοφόρησε η δεύτερη έκδοση της προδιαγραφής SATA. Εκτός από την επιτάχυνση έως και 3 Gb / s, το SATA 2.0 εισήγαγε την τεχνολογία Εγγενής ουρά εντολών (NCQ). Οι συσκευές με υποστήριξη NCQ είναι σε θέση να οργανώσουν ανεξάρτητα τη σειρά εκτέλεσης των εισερχόμενων εντολών για να επιτύχουν τη μέγιστη απόδοση.

Τα επόμενα τρία χρόνια, η ομάδα εργασίας SATA εργάστηκε για τη βελτίωση των υπαρχουσών προδιαγραφών και η έκδοση 2.6 εισήγαγε συμπαγείς υποδοχές Slimline και micro SATA (uSATA). Αυτές οι υποδοχές είναι μια μικρότερη έκδοση της αρχικής υποδοχής SATA και έχουν σχεδιαστεί για μονάδες οπτικού δίσκου και μικρές μονάδες σε φορητούς υπολογιστές.

Ενώ η δεύτερη γενιά SATA είχε αρκετό εύρος ζώνης για σκληρούς δίσκους, οι SSD απαιτούσαν περισσότερα. Τον Μάιο του 2009, κυκλοφόρησε η τρίτη έκδοση της προδιαγραφής SATA με αυξημένο εύρος ζώνης στα 6 Gb / s.

Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στους δίσκους στερεάς κατάστασης στην έκδοση SATA 3.1. Εμφανίστηκε μια υποδοχή Mini-SATA (mSATA), σχεδιασμένη για τη σύνδεση μονάδων στερεάς κατάστασης σε φορητούς υπολογιστές. Σε αντίθεση με το Slimline και το usSATA, ο νέος σύνδεσμος έμοιαζε με PCIe Mini, αν και δεν ήταν ηλεκτρικά συμβατός με το PCIe. Εκτός από τη νέα υποδοχή, το SATA 3.1 υπερηφανευόταν για τη δυνατότητα τοποθέτησης εντολών TRIM στην ουρά με εντολές ανάγνωσης και εγγραφής.

Η εντολή TRIM ειδοποιεί το SSD για μπλοκ δεδομένων που δεν φέρουν ωφέλιμο φορτίο. Πριν από το SATA 3.1, αυτή η εντολή ξεπλύνε τις κρυφές μνήμες και ανέστειλε τις λειτουργίες I/O, ακολουθούμενες από μια εντολή TRIM. Αυτή η προσέγγιση υποβάθμισε την απόδοση του δίσκου κατά τις λειτουργίες διαγραφής.

Οι προδιαγραφές SATA δεν συμβαδίζουν με την ταχεία ανάπτυξη των ταχυτήτων πρόσβασης για τους SSD, οδηγώντας σε συμβιβασμό το 2013 που ονομάζεται SATA Express στο πρότυπο SATA 3.2. Αντί να διπλασιάσουν ξανά το εύρος ζώνης του SATA, οι προγραμματιστές χρησιμοποίησαν τον ευρέως χρησιμοποιούμενο δίαυλο PCIe, του οποίου η ταχύτητα υπερβαίνει τα 6 Gb / s. Οι μονάδες με υποστήριξη SATA Express έχουν αποκτήσει τον δικό τους παράγοντα μορφής που ονομάζεται M.2.

SAS

Το πρότυπο SCSI, «ανταγωνιζόμενο» με το ATA, επίσης δεν έμεινε ακίνητο και μόλις ένα χρόνο μετά την εμφάνιση του Serial ATA, το 2004, ξαναγεννήθηκε σε σειριακή διεπαφή. Το όνομα της νέας διεπαφής είναι Serial Attached SCSI (ΣΠΑΘΟΧΟΡΤΟ).

Αν και η SAS κληρονόμησε το σύνολο εντολών SCSI, οι αλλαγές ήταν σημαντικές:

• σειριακή διεπαφή?
• Καλώδιο 29 συρμάτων με τροφοδοτικό.
• σύνδεση από σημείο σε σημείο

Η ορολογία SCSI έχει επίσης κληρονομηθεί. Ο ελεγκτής εξακολουθεί να ονομάζεται εκκινητής και οι συνδεδεμένες συσκευές ονομάζονται στόχος. Όλες οι συσκευές προορισμού και ο εκκινητής σχηματίζουν έναν τομέα SAS. Στο SAS, το εύρος ζώνης σύνδεσης δεν εξαρτάται από τον αριθμό των συσκευών στον τομέα, καθώς κάθε συσκευή χρησιμοποιεί το δικό της αποκλειστικό κανάλι.

Ο μέγιστος αριθμός των ταυτόχρονα συνδεδεμένων συσκευών σε έναν τομέα SAS, σύμφωνα με την προδιαγραφή, υπερβαίνει τις 16 χιλιάδες και αντί για ένα αναγνωριστικό SCSI, χρησιμοποιείται ένα αναγνωριστικό για τη διεύθυνση Παγκόσμια ονομασία (WWN).

Το WWN είναι ένα μοναδικό αναγνωριστικό μήκους 16 byte, παρόμοιο με τη διεύθυνση MAC για συσκευές SAS.

Παρά τις ομοιότητες μεταξύ των υποδοχών SAS και SATA, αυτά τα πρότυπα δεν είναι πλήρως συμβατά. Ωστόσο, μια μονάδα SATA μπορεί να συνδεθεί σε μια υποδοχή SAS, αλλά όχι το αντίστροφο. Η συμβατότητα μεταξύ των μονάδων SATA και του τομέα SAS διασφαλίζεται χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο SATA Tunneling Protocol (STP).

Η πρώτη έκδοση του προτύπου SAS-1 έχει εύρος ζώνης 3 Gb / s και η πιο σύγχρονη, η SAS-4, έχει βελτιώσει αυτό το ποσοστό κατά 7 φορές: 22,5 Gb / s.

PCIe

Το Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express, PCIe) είναι μια σειριακή διεπαφή για μεταφορά δεδομένων, η οποία εμφανίστηκε το 2002. Η ανάπτυξη ξεκίνησε από την Intel και στη συνέχεια μεταφέρθηκε σε έναν ειδικό οργανισμό - το PCI Special Interest Group.

Η σειριακή διεπαφή PCIe δεν αποτέλεσε εξαίρεση και έγινε λογική συνέχεια του παράλληλου PCI, το οποίο έχει σχεδιαστεί για τη σύνδεση καρτών επέκτασης.

Το PCI Express διαφέρει σημαντικά από το SATA και το SAS. Η διεπαφή PCIe έχει μεταβλητό αριθμό λωρίδων. Ο αριθμός των γραμμών είναι ίσος με δυνάμεις δύο και κυμαίνεται από 1 έως 16.

Ο όρος "λωρίδα" στο PCIe δεν αναφέρεται σε μια συγκεκριμένη λωρίδα σήματος, αλλά σε μια ξεχωριστή σύνδεση επικοινωνίας πλήρους διπλής όψης που αποτελείται από τις ακόλουθες λωρίδες σήματος:

• λήψη+ και λήψη-?
• μετάδοση+ και μετάδοση-;
• τέσσερα καλώδια γείωσης.

Ο αριθμός των λωρίδων PCIe επηρεάζει άμεσα το μέγιστο εύρος ζώνης της σύνδεσης. Το τρέχον πρότυπο PCI Express 4.0 σάς επιτρέπει να επιτύχετε 1.9 GB / s σε μία γραμμή και 31.5 GB / s όταν χρησιμοποιείτε 16 γραμμές.

Οι «όρεξεις» των δίσκων στερεάς κατάστασης αυξάνονται πολύ γρήγορα. Τόσο η SATA όσο και η SAS δεν μπόρεσαν να αυξήσουν το εύρος ζώνης τους για να συμβαδίσουν με τους SSD, γεγονός που οδήγησε στην εισαγωγή των SSD που συνδέονται με PCIe.

Παρόλο που οι κάρτες πρόσθετου PCIe είναι βιδωμένες, το PCIe μπορεί να ανταλλάσσεται. Σύντομες ακίδες PRSNT (Αγγλικά παρόν - παρόν) βεβαιωθείτε ότι η κάρτα είναι πλήρως τοποθετημένη στην υποδοχή.

Οι μονάδες στερεάς κατάστασης που συνδέονται μέσω PCIe ρυθμίζονται από ξεχωριστό πρότυπο Προδιαγραφή διεπαφής ελεγκτή κεντρικού υπολογιστή μη πτητικής μνήμης και ενσωματώνονται σε μια ποικιλία παραγόντων μορφής, αλλά θα μιλήσουμε για αυτούς στο επόμενο μέρος.

Απομακρυσμένες μονάδες δίσκου

Κατά τη δημιουργία μεγάλων αποθηκών δεδομένων, υπήρχε ανάγκη για πρωτόκολλα που σας επιτρέπουν να συνδέετε μονάδες που βρίσκονται εκτός του διακομιστή. Η πρώτη λύση σε αυτόν τον τομέα ήταν Διαδίκτυο SCSI (iSCSI), που αναπτύχθηκε από την IBM και τη Cisco το 1998.

Η ιδέα πίσω από το πρωτόκολλο iSCSI είναι απλή: οι εντολές SCSI «τυλίγονται» σε πακέτα TCP/IP και αποστέλλονται στο δίκτυο. Παρά την απομακρυσμένη σύνδεση, δίνει την ψευδαίσθηση στους πελάτες ότι η μονάδα είναι τοπικά συνδεδεμένη. Το δίκτυο αποθηκευτικών χώρων (SAN) που βασίζεται σε iSCSI μπορεί να κατασκευαστεί σε υπάρχουσα υποδομή δικτύου. Η χρήση του iSCSI μειώνει σημαντικά το κόστος οργάνωσης ενός SAN.

Το iSCSI έχει μια επιλογή "premium" - Πρωτόκολλο καναλιού οπτικών ινών (FCP). Το SAN που χρησιμοποιεί FCP είναι χτισμένο σε αποκλειστικές γραμμές επικοινωνίας οπτικών ινών. Αυτή η προσέγγιση απαιτεί πρόσθετο οπτικό εξοπλισμό δικτύου, αλλά είναι σταθερή και υψηλή απόδοση.

Υπάρχουν πολλά πρωτόκολλα για την αποστολή εντολών SCSI μέσω δικτύων υπολογιστών. Ωστόσο, υπάρχει μόνο ένα πρότυπο που λύνει το αντίθετο πρόβλημα και σας επιτρέπει να στέλνετε πακέτα IP μέσω του διαύλου SCSI - IP μέσω SCSI.

Τα περισσότερα πρωτόκολλα SAN χρησιμοποιούν το σύνολο εντολών SCSI για τη διαχείριση μονάδων δίσκου, αλλά υπάρχουν εξαιρέσεις, όπως το απλό ATA μέσω Ethernet (ΑΟΕ). Το πρωτόκολλο AoE στέλνει εντολές ATA σε πακέτα Ethernet, αλλά οι μονάδες δίσκου εμφανίζονται ως SCSI στο σύστημα.

Με την εμφάνιση των δίσκων NVM Express, τα πρωτόκολλα iSCSI και FCP δεν πληρούν πλέον τις ταχέως αυξανόμενες απαιτήσεις των SSD. Υπάρχουν δύο λύσεις:

• αφαίρεση του διαύλου PCI Express εκτός του διακομιστή.
• δημιουργία του πρωτοκόλλου NVMe over Fabrics.

Η αφαίρεση του διαύλου PCIe δημιουργεί περίπλοκο υλικό μεταγωγής, αλλά δεν αλλάζει το πρωτόκολλο.

Το πρωτόκολλο NVMe over Fabrics έχει γίνει μια καλή εναλλακτική του iSCSI και του FCP. Το NVMe-oF χρησιμοποιεί μια σύνδεση οπτικών ινών και το σύνολο εντολών NVM Express.

DDR-T

Τα πρότυπα iSCSI και NVMe-oF λύνουν το πρόβλημα της σύνδεσης απομακρυσμένων μονάδων δίσκου ως τοπικών, ενώ η Intel προχώρησε στην αντίθετη κατεύθυνση και έφερε την τοπική μονάδα όσο το δυνατόν πιο κοντά στον επεξεργαστή. Η επιλογή έπεσε στις υποδοχές DIMM στις οποίες είναι συνδεδεμένη η μνήμη RAM. Το μέγιστο εύρος ζώνης DDR4 είναι 25 GB/s, το οποίο είναι πολύ πιο γρήγορο από το δίαυλο PCIe. Έτσι γεννήθηκε το Intel® Optane™ DC Persistent Memory SSD.

Εφευρέθηκε ένα πρωτόκολλο για τη σύνδεση μιας μονάδας δίσκου σε υποδοχές DIMM DDR-T, φυσικά και ηλεκτρικά συμβατό με DDR4, αλλά απαιτεί ειδικό ελεγκτή που βλέπει τη διαφορά μεταξύ μιας γραμμής μνήμης και μιας μονάδας δίσκου. Η ταχύτητα πρόσβασης στη μονάδα είναι μικρότερη από τη RAM, αλλά μεγαλύτερη από τη NVMe.

Το DDR-T είναι διαθέσιμο μόνο με επεξεργαστές γενιάς Intel® Cascade Lake ή νεότερους.

Συμπέρασμα

Σχεδόν όλες οι διεπαφές έχουν διανύσει πολύ δρόμο από τη σειριακή στην παράλληλη μετάδοση δεδομένων. Οι ταχύτητες των SSD εκτοξεύονται, χθες οι SSD ήταν μια περιέργεια και σήμερα το NVMe δεν αποτελεί πλέον έκπληξη.

Στο εργαστήριό μας Selectel Lab μπορείτε να δοκιμάσετε μόνοι σας μονάδες SSD και NVMe.

Μόνο εγγεγραμμένοι χρήστες μπορούν να συμμετάσχουν στην έρευνα. Συνδεθείτε, Σας παρακαλούμε.

Οι μονάδες NVMe θα αντικαταστήσουν τους κλασικούς SSD στο εγγύς μέλλον;

• 55.5%Ναι 100

• 44.4%Νο80

Ψήφισαν 180 χρήστες. 28 χρήστες απείχαν.

Πηγή: www.habr.com