В timthriall "Réamhrá ar SSD" labhair muid faoi stair an chuma ar dioscaí. Inseoidh an dara cuid faoi na comhéadain chun idirghníomhú le tiomántáin.
Tarlaíonn cumarsáid idir an próiseálaí agus na forimeallaigh de réir coinbhinsiúin réamhshainithe ar a dtugtar comhéadain. Rialaíonn na comhaontuithe seo leibhéal na hidirghníomhaíochta fisiceach agus bogearraí.
Comhéadan - sraith modhanna, modhanna agus rialacha idirghníomhaíochta idir gnéithe den chóras.
Bíonn tionchar ag cur i bhfeidhm fisiciúil comhéadan ar na paraiméadair seo a leanas:
- tréchur an chainéil chumarsáide;
- an líon uasta feistí atá nasctha go comhuaineach;
- líon na n-earráidí a tharlaíonn.
Tógtar ar chomhéadain diosca Poirt I/O, atá a mhalairt de chuimhne I/O agus nach dtógann spás i spás seoladh an phróiseálaí.
Poirt comhthreomhara agus sraitheach
De réir an mhodha malartaithe sonraí, roinntear calafoirt I / O ina dhá chineál:
- comhthreomhar ;
- comhsheasmhach.
Mar a thugann an t-ainm le tuiscint, seolann an calafort comhthreomhar focal meaisín ag an am, comhdhéanta de roinnt giotán. Is é port comhthreomhar an bealach is éasca chun sonraí a mhalartú, toisc nach bhfuil réitigh chuaird casta ag teastáil uaidh. Sa chás is simplí, seoltar gach giotán den fhocal meaisín ar a líne comhartha féin, agus úsáidtear dhá líne comhartha seirbhíse le haghaidh aiseolais: Sonraí réidh и Sonraí glactha.
Déanann calafoirt comhthreomhara, ar an gcéad amharc, scála maith: níos mó línte comhartha - tarchuirtear níos mó giotán ag an am agus, dá bhrí sin, tréchur níos airde. Mar sin féin, mar gheall ar an méadú ar líon na línte comhartha, tarlaíonn trasnaíocht eatarthu, rud a fhágann go saobhadh na teachtaireachtaí tarchurtha.
Tá calafoirt sraitheach a mhalairt de chomhthreomhar. Seoltar sonraí beagán amháin ag an am, rud a laghdaíonn líon iomlán na línte comhartha, ach a chuireann casta ar an rialtóir I/O. Faigheann an rialtóir tarchuradóra an focal meaisín ag an am agus ní mór dó giotán amháin a tharchur ag an am, agus ní mór don rialtóir glacadóir na giotán a fháil agus iad a stóráil san ord céanna.
Ceadaíonn líon beag línte comhartha duit minicíocht tarchurtha teachtaireachta a mhéadú gan cur isteach.
SCSI
Tháinig Comhéadan Córais Ríomhaireachta Beaga (SCSI) siar sa bhliain 1978 agus dearadh é ar dtús chun gléasanna de phróifílí éagsúla a chomhcheangal in aon chóras amháin. Rinne an tsonraíocht SCSI-1 foráil chun suas le 8 bhfeiste a nascadh (in éineacht leis an rialtóir), mar shampla:
- scanóirí;
- thiomáineann téip (streamers);
- thiomáineann optúla;
- thiomáineann diosca agus gléasanna eile.
Tugadh Comhéadan Córais Shugart Associates (SASI) ar SCSI ar dtús, ach ní cheadódh an coiste caighdeáin an t-ainm i ndiaidh na cuideachta, agus tar éis lá tobsmaointeoireachta, rugadh an t-ainm Comhéadan Córais Ríomhaireachta Beaga (SCSI). Bhí sé beartaithe ag athair SCSI, Larry Boucher, an t-acrainm a fhuaimniú "sexy", ach léigh "sсuzzy" ("ins"). Ina dhiaidh sin, bhí fuaimniú "insint" fite fuaite go daingean sa chaighdeán seo.
I dtéarmaíocht SCSI, roinntear feistí nasctha ina dhá chineál:
- tionscnóirí ;
- gléasanna sprice.
Seolann an tionscnóir ordú chuig an ngléas sprice, a sheolann ansin freagra chuig an tionscnóir. Tá na tionscnóirí agus na spriocanna nasctha le comhbhus SCSI, a bhfuil bandaleithead 1 MB/s aige i gcaighdeán SCSI-5.
Cuireann topology an “bhus coitianta” a úsáidtear roinnt srianta i bhfeidhm:
- ag foircinn an bhus, tá gá le feistí speisialta - críochnóirí;
- roinntear bandaleithead bus i measc gach feiste;
- Tá teorainn leis an líon uasta feistí atá nasctha go comhuaineach.
Sainaithnítear gléasanna ar an mbus le huimhir uathúil ar a dtugtar ID Sprioc SCSI. Léirítear gach aonad SCSI sa chóras ag feiste loighciúil amháin ar a laghad, a dtugtar aghaidh uirthi le huimhir uathúil laistigh den fheiste fisiciúil. Uimhir Aonaid Loighciúil (LUN).
Seoltar orduithe i SCSI san fhoirm bloic cur síos ordú (Bloc Tuairisceoir Ordú, BFC), comhdhéanta de chód oibríochta agus paraiméadair ordaithe. Déanann an caighdeán cur síos ar níos mó ná 200 ordú, roinnte i gceithre chatagóir:
- Éigeantach — caithfidh an fheiste tacú leis;
- Roghnach - is féidir é a chur i bhfeidhm;
- Díoltóir-sonrach - in úsáid ag monaróir sonrach;
- Léirithe - orduithe as feidhm.
I measc na n-orduithe iomadúla, níl ach trí cinn acu éigeantach le haghaidh feistí:
- AONAD TÁSTÁLA REATHA — ullmhacht na feiste a sheiceáil;
- IARRATAS SINSEARACH - iarrann sé cód earráide an ordaithe roimhe seo;
- INQUIRY — príomh-shaintréithe na feiste a iarraidh.
Tar éis an t-ordú a fháil agus a phróiseáil, cuireann an gléas sprioc cód stádais chuig an tionscnóir, a chuireann síos ar thoradh an fhorghníomhaithe.
Le feabhsú breise ar shonraíochtaí SCSI (SCSI-2 agus Ultra SCSI) leathnaíodh liosta na n-orduithe a úsáideadh agus mhéadaigh sé líon na bhfeistí nasctha suas go dtí 16, agus an ráta malairte sonraí ar an mbus suas go dtí 640 MB / s. Ós rud é gur comhéadan comhthreomhar é SCSI, bhí baint ag méadú ar mhinicíocht an mhalartaithe sonraí le laghdú ar fhad uasta an chábla agus bhí míchaoithiúlacht in úsáid mar thoradh air.
Ag tosú leis an gcaighdeán SCSI Ultra-3, tá an chuma ar thacaíocht do "plugáil te" - feistí a nascadh nuair a bhíonn an chumhacht ar siúl.
Ba é an chéad SCSI SSD ar a dtugtar an M-Systems FFD-350, a eisíodh i 1995. Bhí costas ard ar an diosca agus níor úsáideadh go forleathan é.
Faoi láthair, ní comhéadan diosca coitianta é SCSI comhthreomhar, ach tá an tacar ordaithe fós in úsáid go gníomhach i gcomhéadain USB agus SAS.
ATA/PATA
Comhéadan ATA (Ceangaltán Ardteicneolaíochta), ar a dtugtar freisin HOOF (Parallel ATA) a d’fhorbair Western Digital i 1986. Chuir an t-ainm margaíochta don chaighdeán IDE (Eng. Integrated Drive Electronics - “leictreonaic ionsuite sa tiomáint”) béim ar nuálaíocht thábhachtach: rinneadh an rialtóir tiomána a chomhtháthú leis an tiomáint, agus ní ar chlár leathnaithe ar leith.
Réitigh an cinneadh an rialtóir a chur taobh istigh den tiomántán roinnt fadhbanna ag an am céanna. Gcéad dul síos, laghdaigh an t-achar ón tiomáint go dtí an rialtóir, rud a chuir isteach go dearfach ar fheidhmíocht an tiomána. Ar an dara dul síos, bhí an rialtóir tógtha "géaraithe" ach amháin le haghaidh cineál áirithe tiomána agus, dá réir sin, bhí sé níos saoire.
Úsáideann ATA, cosúil le SCSI, modh comhthreomhar I/O, a léirítear sna cáblaí a úsáidtear. Teastaíonn cáblaí 40 croí chun tiomántáin a nascadh ag baint úsáide as an gcomhéadan IDE, ar a dtugtar cáblaí comhréidh freisin. Úsáideann sonraíochtaí níos déanaí stubs 80-sreang, a bhfuil níos mó ná leath díobh ina lúba talún chun trasnaíocht ag minicíochtaí arda a laghdú.
Tá dhá nó ceithre chónaisc ar an gcábla ATA, ceann acu ceangailte leis an máthairchlár, agus an chuid eile leis na thiomáineann. Agus dhá fheiste á nascadh i lúb amháin, ní mór ceann acu a chumrú mar Máistir, agus an dara ceann mar daor. Ní féidir an tríú gléas a nascadh ach i mód inléite amháin.
Cinneann suíomh an gheansaí ról feiste áirithe. Níl na téarmaí Máistir agus daor maidir le feistí go hiomlán ceart, ós rud é maidir leis an rialtóir, is sclábhaithe iad na feiste nasctha go léir.
Is nuálaíocht speisialta i ATA-3 an chuma Monatóireacht Féin, Teicneolaíocht Anailíse agus Tuairiscithe (SMART). Tá cúig chuideachta (IBM, Seagate, Quantum, Conner, agus Western Digital) tar éis teacht le chéile agus teicneolaíocht chaighdeánaithe um measúnú sláinte tiomána.
Tá tacaíocht do thiomáineann soladstaide thart ó leagan 1998 den chaighdeán, a eisíodh i 33.3. Sholáthair an leagan seo den chaighdeán rátaí aistrithe sonraí suas go dtí XNUMX MB/s.
Cuireann an caighdeán ceanglais dhian ar aghaidh maidir le cáblaí ATA:
- caithfidh an púir a bheith cothrom;
- uasfhad traenach 18 orlach (45.7 ceintiméadar).
Bhí an traein gearr agus leathan deacair agus chuir sé isteach ar fhuaraithe. D'éirigh sé níos mó agus níos deacra an minicíocht tarchurtha a mhéadú le gach leagan ina dhiaidh sin den chaighdeán, agus réitigh ATA-7 an fhadhb go radacach: cuireadh sraitheach in ionad an chomhéadan comhthreomhar. Ina dhiaidh sin, fuair ATA an focal Comhthreomhar agus tugadh PATA air, agus fuair an seachtú leagan den chaighdeán ainm difriúil - Srathach ATA. Thosaigh uimhriú leagan SATA ó cheann amháin.
SATA
Tugadh isteach an caighdeán Srathach ATA (SATA) an 7 Eanáir 2003 agus thug sé aghaidh ar fhadhbanna a réamhtheachtaí leis na hathruithe seo a leanas:
- calafort comhthreomhar in ionad sraitheach;
- cábla leathan 80-sreang in ionad 7-sreang;
- cuireadh nasc “pointe go pointe” in ionad topology an “bhus coitianta”.
Cé go raibh SATA 1.0 (SATA/150, 150 MB/s) beagán níos tapúla ná ATA-6 (UltraDMA/130, 130 MB/s), ba é an t-aistriú go sraithchumarsáide ná “an talamh a shocrú” do luasanna.
Cuireadh dhá phéire casta in ionad sé líne chomhartha déag do tharchur sonraí in ATA: ceann amháin le haghaidh tarchur, an dara ceann le haghaidh glactha. Tá nascóirí SATA deartha chun a bheith níos resistant d'athnaisc iolracha, agus d'éirigh le sonraíocht SATA 1.0 plugáil te a dhéanamh.
Tá roinnt bioráin ar na tiomántáin níos giorra ná na cinn eile. Déantar é seo chun tacú le "babhtáil te" (Hot Swap). Le linn an phróisis athsholáthair, "cailleann" an gléas agus "aimsíonn" na línte in ord réamhshocraithe.
Beagán níos mó ná bliain ina dhiaidh sin, i mí Aibreáin 2004, eisíodh an dara leagan den tsonraíocht SATA. Chomh maith le luasghéarú suas le 3 Gb / s, thug SATA 2.0 teicneolaíocht isteach Scuaine Ordú Dúchasach (NCQ). Tá feistí le tacaíocht NCQ in ann ord forghníomhaithe na n-orduithe isteach a eagrú go neamhspleách chun an fheidhmíocht uasta a bhaint amach.
Sna trí bliana amach romhainn, d'oibrigh Grúpa Oibre SATA chun an tsonraíocht reatha a fheabhsú, agus thug leagan 2.6 isteach nascóirí dlúth Slimline agus micrea SATA (uSATA). Is leagan níos lú den chónascaire SATA bunaidh iad na nascóirí seo agus tá siad deartha le haghaidh thiomáineann optúla agus thiomáineann beaga i ríomhairí glúine.
Cé go raibh go leor bandaleithead ag SATA den dara glúin le haghaidh HDDanna, d'éiligh SSDanna níos mó. I mí na Bealtaine 2009, eisíodh an tríú leagan de shonraíocht SATA le bandaleithead méadaithe go 6 Gb / s.
Díríodh aird ar leith ar thiomáineann soladstaide san eagrán SATA 3.1. Tá cónascaire Mini-SATA (mSATA) le feiceáil, atá deartha chun tiomántáin soladstaide a nascadh le ríomhairí glúine. Murab ionann agus Slimline agus uSATA, bhí cuma PCIe Mini ar an gcónascaire nua, cé nach raibh sé ag luí go leictreach le PCIe. Chomh maith leis an gcónascaire nua, bhí an cumas ag SATA 3.1 orduithe TRIM a scuaine le horduithe léite agus scríofa.
Cuireann an t-ordú TRIM in iúl don SSD maidir le bloic sonraí nach n-iompraíonn pálasta. Roimh SATA 3.1, shruthódh an t-ordú seo taisce agus chuirfeadh sé oibríochtaí I/O ar fionraí, agus ordú TRIM ina dhiaidh sin. Rinne an cur chuige seo díghrádú ar fheidhmíocht diosca le linn oibríochtaí scriosta.
Níor choinnigh sonraíocht SATA suas leis an bhfás tapa ar luasanna rochtana do SSDanna, rud a d'eascair comhréiteach i 2013 ar a dtugtar SATA Express sa chaighdeán SATA 3.2. In ionad bandaleithead SATA a dhúbailt arís, d'úsáid na forbróirí an bus PCIe a úsáidtear go forleathan, a bhfuil a luas níos mó ná 6 Gb / s. Tá a bhfachtóir foirme féin ar a dtugtar M.2 faighte ag tiomántáin a bhfuil tacaíocht SATA Express acu.
SAS
Ní raibh an caighdeán SCSI, "iomaíocht" le ATA, fós fós agus díreach bliain tar éis an chuma ar Sraithuimhir ATA, i 2004, athbhreithníodh é ina chomhéadan sraitheach. Is é ainm an chomhéadain nua Sraith Ceangailte SCSI (SEDGE).
Cé go bhfuair SAS an tacar orduithe SCSI le hoidhreacht, bhí na hathruithe suntasach:
- comhéadan sraitheach;
- Cábla 29-sreang le soláthar cumhachta;
- nasc pointe go pointe
Tá téarmaíocht SCSI faighte le hoidhreacht freisin. Tugtar an tionscnóir fós ar an rialtóir, agus tugtar an sprioc ar na feistí nasctha. Cruthaíonn gach spriocghléas agus an tionscnóir fearann SAS. I SAS, ní bhraitheann an bandaleithead naisc ar líon na bhfeistí san fhearann, ós rud é go n-úsáideann gach feiste a cainéal tiomnaithe féin.
Tá uaslíon na bhfeistí atá nasctha go comhuaineach i bhfearann SAS, de réir na sonraíochta, níos mó ná 16 míle, agus in ionad ID SCSI, úsáidtear aitheantóir chun seoltaí Ainm Domhanda (WWN).
Is aitheantóir uathúil é WWN 16 beart ar fad, cosúil leis an seoladh MAC le haghaidh feistí SAS.
In ainneoin na cosúlachtaí idir chónaisc SAS agus SATA, níl na caighdeáin seo ag luí go hiomlán. Mar sin féin, is féidir tiomáint SATA a nascadh le cónascaire SAS, ach ní vice versa. Cinntítear comhoiriúnacht idir thiomáineann SATA agus fearann SAS trí úsáid a bhaint as Prótacal Tollánaithe SATA (STP).
Tá bandaleithead de 1 Gb / s ag an gcéad leagan den chaighdeán SAS-3, agus tá an figiúr is nua-aimseartha, SAS-4, feabhsaithe 7 n-uaire: 22,5 Gb / s.
PCIe
Comhéadan sraitheach le haghaidh aistriú sonraí is ea Comhpháirt Fhorimeallach Interconnect Express (PCI Express, PCIe), a bhí le feiceáil in 2002. Chuir Intel tús leis an bhforbairt, agus ina dhiaidh sin aistríodh é chuig eagraíocht speisialta - Grúpa Sainleasa PCI.
Ní raibh an comhéadan sraitheach PCIe aon eisceacht agus tháinig chun bheith ina leanúint loighciúil de PCI comhthreomhar, atá deartha chun cártaí leathnaithe a nascadh.
Tá difríocht shuntasach idir PCI Express agus SATA agus SAS. Tá líon athraitheach lánaí ag comhéadan PCIe. Tá líon na línte comhionann le cumhachtaí dhá cheann agus raonta ó 1 go 16.
Ní thagraíonn an téarma "lána" in PCIe do lána comhartha ar leith, ach do nasc cumarsáide lán-déphléacsacha ar leith ina bhfuil na lánaí comhartha seo a leanas:
- faigh+ agus faigh-;
- tarchur+ agus tarchur-;
- ceithre sreanga talún.
Bíonn tionchar díreach ag líon na lánaí PCIe ar bandaleithead uasta an naisc. Ceadaíonn an caighdeán PCI Express 4.0 reatha duit 1.9 GB / s a bhaint amach ar líne amháin, agus 31.5 GB / s nuair a bhíonn 16 líne á n-úsáid agat.
Tá "goile" na dtiomántán soladach-stáit ag fás go han-tapa. Níor éirigh le SATA agus SAS araon a bandaleithead a mhéadú chun coinneáil suas le SSDanna, rud a d'fhág gur tugadh isteach SSDanna ceangailte le PCIe.
Cé go bhfuil cártaí Breiseáin PCIe scriúdaithe ar, tá PCIe inmhalartaithe te. Bioráin ghearr PRSNT (Béarla i láthair - i láthair) déan cinnte go bhfuil an cárta suiteáilte go hiomlán sa sliotán.
Déantar tiomántáin stáit sholadaigh atá nasctha trí PCIe a rialú ag caighdeán ar leith Sonraíocht Chomhéadain Rialaitheora Óstach Cuimhne Neamh-luaineach agus tá siad corpraithe i bhfoirm fachtóirí éagsúla, ach beidh muid ag caint mar gheall orthu sa chéad chuid eile.
Tiomántáin Chianda
Nuair a bhí stórais mhóra sonraí á gcruthú, bhí gá le prótacail a ligeann duit tiomáin atá suite lasmuigh den fhreastalaí a nascadh. Ba é an chéad réiteach sa réimse seo Idirlíon SCSI (iSCSI), arna fhorbairt ag IBM agus Cisco i 1998.
Tá an smaoineamh taobh thiar de phrótacal iSCSI simplí: déantar orduithe SCSI a "fillte" isteach i bpacáistí TCP/IP agus seoltar chuig an líonra iad. In ainneoin an ciancheangail, tugann sé an illusion do chliaint go bhfuil an tiomáint nasctha go háitiúil. Is féidir líonra limistéar stórála atá bunaithe ar iSCSI (SAN) a thógáil ar bhonneagar líonra atá ann cheana féin. Laghdaíonn úsáid iSCSI go mór an costas a bhaineann le SAN a eagrú.
Tá rogha "préimh" ag iSCSI - Prótacal Cainéal Snáithín (FCP). Tá SAN a úsáideann FCP bunaithe ar línte cumarsáide snáthoptaice tiomnaithe. Éilíonn an cur chuige seo trealamh líonra optúil breise, ach tá sé cobhsaí agus tréchur ard.
Tá go leor prótacail ann chun orduithe SCSI a sheoladh thar líonraí ríomhaireachta. Mar sin féin, níl ach caighdeán amháin ann a réitíonn an fhadhb os coinne agus a ligeann duit paicéid IP a sheoladh thar bhus SCSI - .
Úsáideann an chuid is mó de phrótacail SAN an tacar ordaithe SCSI chun tiomántáin a bhainistiú, ach tá eisceachtaí ann, mar an simplí ATA thar Ethernet (AOE). Seolann an prótacal AoE orduithe ATA i bpacáistí Ethernet, ach tá na thiomáineann le feiceáil mar SCSI sa chóras.
Le teacht na dtiomántáin NVM Express, ní chomhlíonann prótacail iSCSI agus FCP riachtanais SSDanna atá ag fás go tapa a thuilleadh. Tháinig dhá réiteach chun cinn:
- an bus PCI Express a bhaint lasmuigh den fhreastalaí;
- cruthú an phrótacail NVMe over Fabrics.
Nuair a bhaintear an bus PCIe cruthaítear crua-earraí casta aistrithe ach ní athraíonn sé an prótacal.
Tá an prótacal NVMe over Fabrics tar éis éirí ina rogha malartach maith le iSCSI agus FCP. Úsáideann NVMe-oF nasc snáthoptaice agus an tacar ordaithe NVM Express.
DDR-T
Réitíonn caighdeáin iSCSI agus NVMe-oF an fhadhb a bhaineann le tiomántáin iargúlta a nascadh mar na cinn áitiúla, agus chuaigh Intel an bealach eile agus thug sé an tiomáint áitiúil chomh gar agus is féidir don phróiseálaí. Thit an rogha ar na sliotáin DIMM ina bhfuil an RAM ceangailte. Is é an bandaleithead DDR4 uasta ná 25 GB / s, atá i bhfad níos tapúla ná an bus PCIe. Seo mar a rugadh SSD Cuimhne Seasmhach Intel® Optane™ DC.
Ceapadh prótacal chun tiomántán a nascadh le sliotáin DIMM DDR-T, ag luí go fisiciúil agus go leictreach le DDR4, ach a éilíonn rialtóir speisialta a fheiceann an difríocht idir barra cuimhne agus tiomáint. Tá an luas rochtana ar an tiomáint níos lú ná RAM, ach níos mó ná NVMe.
Níl DDR-T ar fáil ach le próiseálaithe giniúna Intel® Cascade Lake nó níos déanaí.
Conclúid
Tá beagnach gach comhéadan tar éis teacht ar bhealach fada ó tharchur sraitheach go comhthreomhar. Tá luasanna SSD skyrocketing, bhí SSDs inné fiosracht, agus inniu NVMe a thuilleadh iontas.
In ár saotharlann is féidir leat tiomáint SSD agus NVMe a thástáil duit féin.
Ní féidir ach le húsáideoirí cláraithe páirt a ghlacadh sa suirbhé. , le do thoil.
An dtiocfaidh thiomáineann NVMe in ionad SSDanna clasaiceacha go luath amach anseo?
-
55.5%Tá100
-
44.4%Uimh80
Vótáil 180 úsáideoir. Staon 28 úsáideoir.
Foinse: will.com