Okwu mmalite nke SSDs. Nkebi 2. Interface

В akụkụ ikpeazụ N'ime usoro "Mmeghe nke SSD", anyị kwuru banyere akụkọ ihe mere eme nke ọdịdị diski. Akụkụ nke abụọ ga-ekwu maka interfaces maka ịmekọrịta na draịva.

Nkwurịta okwu n'etiti ihe nhazi na ngwaọrụ dị n'akụkụ na-apụta dịka mgbakọ ndị eburu ụzọ kọwaa nke a na-akpọ interfaces. Nkwekọrịta ndị a na-ahazi ọkwa mmekọrịta anụ ahụ na ngwanrọ.

Interface bụ otu ngwaọrụ, ụzọ na iwu nke mmekọrịta n'etiti usoro ihe.

Mmejuputa anụ ahụ nke interface ahụ na-emetụta paramita ndị a:

• ikike ọwa nkwukọrịta;
• ọnụ ọgụgụ kachasị nke ngwaọrụ ejikọrọ n'otu oge;
• ọnụ ọgụgụ nke njehie na-eme.

A na-arụ oghere diski ọdụ ụgbọ mmiri I/O, nke bụ ihe megidere ebe nchekwa I/O na anaghị ewepụta ohere na oghere adreesị processor.

Yiri na Oghere Usoro ọdụ ụgbọ mmiri

Dịka usoro mgbanwe data si dị, a na-ekewa ọdụ ụgbọ mmiri I / O ụzọ abụọ:

• myiri
• na-agbanwe agbanwe.

Dị ka aha ahụ na-egosi, ọdụ ụgbọ mmiri yiri ya na-eziga okwu igwe nwere ọtụtụ ibe n'otu n'otu oge. Ọdụ ụgbọ mmiri yiri ya bụ ụzọ kachasị mfe iji gbanwee data, n'ihi na ọ chọghị ngwọta sekit dị mgbagwoju anya. N'okwu kachasị mfe, a na-eziga obere okwu igwe ọ bụla n'ahịrị mgbama nke ya, a na-ejikwa ahịrị mgbama ọrụ abụọ maka nzaghachi: data dị njikere и anabatara data.

Ọdụ ụgbọ mmiri ndị yiri ya yiri ka ọ na-agbakọ nke ọma na nlele mbụ: ahịrị mgbama ndị ọzọ pụtara na a na-ebufe ibe n'ibe karịa n'otu oge, ya mere, ntinye dị elu. Otú ọ dị, n'ihi mmụba nke ọnụ ọgụgụ nke akara mgbaàmà, nnyonye anya na-eme n'etiti ha, na-eduga ná mgbagwoju anya nke ozi ndị a na-ebufe.

Ọdụ ụgbọ mmiri serial dị iche na ọdụ ụgbọ mmiri. A na-eziga data otu ntakịrị n'otu oge, nke na-ebelata ọnụọgụ nke ahịrị mgbaama ma na-agbakwunye mgbagwoju anya na njikwa I/O. Onye na-ahụ maka nnyefe na-enweta okwu igwe n'otu oge ma ga-ebufe otu ntakịrị n'otu oge, onye na-ahụ maka nnata n'aka nke ya ga-anata ibe n'ibe ma chekwaa ha n'otu usoro ahụ.

Ọnụ ọgụgụ dị nta nke ahịrị mgbaama na-enye gị ohere ịbawanye ugboro mgbasa ozi na-enweghị nnyonye anya.

SCSI

Obere Kọmputa Systems Interface (SCSI) pụtara laa azụ na 1978 ma emebere ya iji jikọta ngwaọrụ profaịlụ dị iche iche n'ime otu sistemụ. Nkọwapụta SCSI-1 nyere maka ijikọ ihe ruru ngwaọrụ 8 (yana njikwa), dịka:

• ihe nyocha;
• teepu draịva (streamers);
• ngwa anya draịva;
• draịva diski na ngwaọrụ ndị ọzọ.

A na-akpọ SCSI na mbụ Shugart Associates System Interface (SASI), mana kọmitii ụkpụrụ agaghị anabata aha ụlọ ọrụ ahụ, na mgbe ụbọchị ụbụrụ gasịrị, a mụrụ aha Small Computer Systems Interface (SCSI). "Nna" nke SCSI, Larry Boucher, bu n'obi ka akpọpụta mkpịrịokwu ahụ " sexy", mana Dal Allan Agụrụ m “scuzzy” (“gwa m”). N'ikpeazụ, e kenyere mkpọpụta "skazi" n'ụkpụrụ a.

Na okwu SCSI, ngwaọrụ ejikọrọ na-ekewa ụzọ abụọ:

• ndị mbido;
• iche ngwaọrụ.

The initiator na-eziga iwu ka lekwasịrị ngwaọrụ, nke na-eziga a nzaghachi na initiator. Ejikọtara ndị mbido na ebumnuche na ụgbọ ala SCSI nkịtị, nke nwere bandwit nke 1 MB/s na ọkọlọtọ SCSI-5.

Topology “bọs nkịtị” ejiri mee ihe na-enye ọtụtụ mmachi:

• Na njedebe nke ụgbọ ala, a na-achọ ngwaọrụ pụrụ iche - njedebe;
• A na-ekekọrịta bandwit ụgbọ ala n'etiti ngwaọrụ niile;
• Ọnụ ọgụgụ kachasị nke ngwaọrụ ejikọrọ n'otu oge nwere oke.

A na-amata ngwaọrụ ndị dị na bọs site na nọmba pụrụ iche a na-akpọ SCSI Target ID. Nkeji SCSI ọ bụla dị na sistemụ na-anọchi anya ma ọ dịkarịa ala otu ngwaọrụ ezi uche, nke a na-agwa ya site na iji nọmba pụrụ iche n'ime ngwaọrụ anụ ahụ. Nọmba Nkeji ezi uche (LUN).

A na-eziga iwu SCSI dị ka nkọwa nkọwa ngọngọ (Igbo nkọwa nkọwa, CDB), nke nwere koodu ọrụ yana paramita iwu. Ọkọlọtọ ahụ na-akọwa ihe karịrị iwu 200, kewara na ngalaba anọ:

• amanyere bụ iwu - ga-akwado ya na ngwaọrụ;
• Nhọrọ - nwere ike mejuputa;
• Onye na-ere ahịa akọwapụtara - eji otu emeputa ihe;
• Anọkwaghị - iwu ochie.

N'ime ọtụtụ iwu, naanị atọ n'ime ha bụ iwu maka ngwaọrụ:

• Nnwale akwadola - ịlele njikere nke ngwaọrụ;
• RỊỌRỌ OBI - na-arịọ koodu njehie nke iwu gara aga;
• NCHỌPỤTA - arịrịọ maka njirimara ndị bụ isi nke ngwaọrụ ahụ.

Mgbe nata na emezu iwu, lekwasịrị ngwaọrụ na-eziga onye initiator a ọnọdụ koodu na-akọwa ogbugbu N'ihi.

Nkwalite ọzọ nke SCSI (SCSI-2 na Ultra SCSI nkọwa) gbasaa ndepụta nke iwu ejiri wee mụbaa ọnụ ọgụgụ ngwaọrụ ejikọrọ na 16, yana ọsọ mgbanwe data na ụgbọ ala ruo 640 MB / s. Ebe ọ bụ na SCSI bụ interface yiri ya, ịbawanye ugboro mgbanwe data jikọtara ọnụ na mbelata ogologo ogologo eriri USB ma butere nhụsianya na ojiji.

Malite na ọkọlọtọ Ultra-3 SCSI, nkwado maka "plọkọ ọkụ" pụtara - ngwaọrụ jikọọ mgbe ọkụ dị.

Enwere ike ịtụle mbanye SSD mbụ mara nke nwere interface SCSI dị ka M-Systems FFD-350, ewepụtara na 1995. Disk ahụ nwere ọnụ ahịa dị elu ma ọ bụghị ebe niile.

Ugbu a, SCSI yiri abụghị interface njikọ diski ewu ewu, mana a ka na-eji usoro iwu arụ ọrụ na eriri USB na SAS.

ATA/PATA

interface ATA (Advanced Technology Attachment), makwaara dị ka EGO (Parallel ATA) bụ Western Digital mepụtara na 1986. Aha ire ahịa maka ọkọlọtọ IDE (Integrated Drive Electronics) kwusiri ike na ihe ọhụrụ dị mkpa: e wuru njikwa mbanye n'ime draịva, karịa na bọọdụ mgbasawanye dị iche.

Mkpebi itinye onye njikwa n'ime draịva ahụ edozila ọtụtụ nsogbu n'otu oge. Nke mbụ, ebe dị anya site na mbanye na onye na-ahụ maka njikwa ebelatala, nke nwere mmetụta dị mma na njirimara nke ụgbọala ahụ. Nke abuo, onye njikwa arụnyere n'ime ya bụ "ahaziri" naanị maka otu ụdị draịva ma, ya mere, dị ọnụ ala.

ATA, dị ka SCSI, na-eji usoro I/O yiri ya, nke na-emetụta eriri ndị eji. Iji jikọọ draịva site na iji interface IDE, eriri 40-waya, nke a na-akpọkwa, achọrọ. Nkọwapụta ndị na-adịbeghị anya na-eji loops 80-waya: ihe karịrị ọkara n'ime ha bụ ihe mgbakwasị ụkwụ iji belata nnyonye anya n'ogo dị elu.

Igwe ATA nwere site na njikọ abụọ ruo anọ, otu n'ime ha jikọtara na motherboard, nke ọzọ na draịva. Mgbe ị na-ejikọta ngwaọrụ abụọ na otu eriri, otu n'ime ha ga-ahazi dị ka Master, na nke abụọ - dị ka Ohu. Enwere ike ijikọ ngwaọrụ nke atọ naanị na ọnọdụ ọgụgụ naanị.

Ọnọdụ nke jumper na-akọwapụta ọrụ nke otu ngwaọrụ. Okwu Master and Slave n'ihe gbasara ngwaọrụ ezughị oke, ebe ọ bụ na n'ihe gbasara onye njikwa ngwaọrụ niile ejikọrọ bụ Ohu.

Ihe ọhụrụ pụrụ iche na ATA-3 bụ ọdịdị ahụ Nlekọta onwe onye, Teknụzụ nyocha na mkpesa (SMART). Companieslọ ọrụ ise (IBM, Seagate, Quantum, Conner na Western Digital) ejikọtala ọnụ na teknụzụ ahaziri ahazi maka ịtụle ahụike nke draịva.

Nkwado maka draịva steeti siri ike pụtara na ụdị nke anọ nke ọkọlọtọ, ewepụtara na 1998. Ụdị ọkọlọtọ a nyere ọsọ mbufe data ruru 33.3 MB/s.

Ọkọlọtọ ahụ na-ebute ihe ndị siri ike maka eriri ATA:

• ụgbọ oloko ahụ ga-adị larịị;
• Ogologo ụgbọ oloko kacha elu bụ inch 18 (centimeters 45.7).

Ụgbọ oloko dị mkpụmkpụ na obosara adịghị mma ma na-egbochi oyi. Ọ bịara na-esiwanye ike ịbawanye ugboro nnyefe na ụdị ọkọlọtọ ọ bụla na-esote, na ATA-7 doziri nsogbu ahụ nke ọma: a na-eji usoro ihe dochie anya interface ahụ. Mgbe nke a gasịrị, ATA nwetara okwu Parallel wee bụrụ onye a maara dị ka PATA, na ụdị nke asaa nke ọkọlọtọ natara aha dị iche - Serial ATA. Ọnụọgụ ụdị SATA malitere site na otu.

SATA

Ewebatara ọkọlọtọ Serial ATA (SATA) na Jenụwarị 7, 2003 wee were mgbanwe ndị a dozie nsogbu nke onye bu ya ụzọ:

• e jiriwo serial dochie ọdụ ụgbọ mmiri ahụ yiri ya;
• a na-eji eriri 80 dochie eriri waya 7 sara mbara;
• Eji njikọ "point-to-point" dochie topology "bọs nkịtị".

N'agbanyeghị eziokwu na SATA 1.0 ọkọlọtọ (SATA / 150, 150 MB / s) dị ntakịrị ngwa ngwa karịa ATA-6 (UltraDMA / 130, 130 MB / s), mgbanwe na usoro mgbanwe data serial "kwabere ala" maka. ụbara ọsọ

Ejiri ụzọ abụọ gbagọrọ agbagọ dochie ahịrị akara iri na isii maka ịnyefe data na ATA: otu maka ịnyefe, nke ọzọ maka ịnata. A haziri njikọ SATA ka ọ bụrụ nke na-anabataghachi ọtụtụ njikọ, yana nkọwa SATA 1.0 mere Hot Plug kwe omume.

Ụfọdụ ntụtụ na diski dị mkpụmkpụ karịa ndị ọzọ niile. Emere nke a iji kwado Hot Swap. N'oge usoro ngbanwe, ngwaọrụ ahụ "na-efunahụ" na "achọta" ahịrị n'usoro a kara aka.

Obere ihe karịrị otu afọ mgbe e mesịrị, na April 2004, e wepụtara nke abụọ version nke SATA nkọwa. Na mgbakwunye na osooso ruo 3 Gbit/s, SATA 2.0 webatara teknụzụ N'ahịrị iwu obodo (NCQ). Ngwa ndị nwere nkwado NCQ na-enwe ike ịhazi onwe ha n'usoro a na-eme iwu ndị enwetara iji nweta oke arụmọrụ.

N'ime afọ atọ sochirinụ, SATA Working Group rụrụ ọrụ iji melite nkọwapụta dị adị yana ụdị 2.6 webatara kọmpat Slimline na micro SATA (uSATA) njikọ. Njikọ ndị a bụ ụdị dị nta nke njikọ SATA mbụ ma emebere ya maka draịva anya na obere draịva na laptọọpụ.

Ọ bụ ezie na ọgbọ nke abụọ nke SATA nwere bandwidth zuru ezu maka draịva siri ike, SSD chọrọ karịa. Na Mee 2009, a tọhapụrụ ụdị nke atọ nke nkọwa SATA site na ụba bandwidth ruo 6 Gbit/s.

Enyere nlebara anya pụrụ iche na draịva steeti siri ike na mbipụta SATA 3.1. Njikọ Obere-SATA (mSATA) apụtala, emebere maka ijikọ draịva steeti siri ike na kọmpụta. N'adịghị ka Slimline na uSATA, njikọ ọhụrụ ahụ yiri PCIe Mini, n'agbanyeghị na ọ dakọghị na ọkụ eletrik na PCIe. Na mgbakwunye na njikọ ọhụrụ ahụ, SATA 3.1 turu ọnụ ikike iji kwụ n'ahịrị iwu TRIM na ịgụ na ide iwu.

Iwu TRIM na-eme ka SSD mara ihe mgbochi data na-anaghị ebu ibu. Tupu SATA 3.1, imezu iwu a ga-eme ka ekpochapụ cache na a ga-akwụsịtụ I/O, na-esote iwu TRIM. Usoro a wedara arụmọrụ diski n'oge ọrụ ihichapụ.

Nkọwa SATA enweghị ike ịga n'ihu na uto ngwa ngwa na ịnweta ọsọ maka draịva steeti siri ike, nke butere mpụta na 2013 nke nkwekọrịta akpọrọ SATA Express na ọkọlọtọ SATA 3.2. Kama imegharị bandwidth SATA ugboro abụọ, ndị mmepe na-eji bọs PCIe a na-ejikarị eme ihe, nke ọsọ ya karịrị 6 Gbps. Ụgbọala na-akwado SATA Express enwetala ụdị nke ha a na-akpọ M.2.

SAS

Ọkọlọtọ SCSI, “na-asọmpi” na ATA, adaghịkwa otu afọ ka Serial ATA pụtara, n'afọ 2004, a mụgharịrị ya dị ka interface serial. Aha nke ọhụrụ interface bụ Serial Attached SCSI (SEDGE).

N'agbanyeghị na SAS ketara usoro iwu SCSI, mgbanwe ndị ahụ dị ịrịba ama:

• Oghere Usoro interface;
• 29-waya eriri ike;
• njikọ isi-na-atụ

E ketarakwa okwu SCSI. A ka na-akpọ onye njikwa ahụ onye mmalite, a ka na-akpọkwa ngwaọrụ ejikọrọ ihe mgbaru ọsọ. Ngwa niile ezubere iche na onye mmalite na-etolite ngalaba SAS. Na SAS, ntinye njikọ anaghị adabere na ọnụọgụ ngwaọrụ dị na ngalaba ahụ, ebe ọ bụ na ngwaọrụ ọ bụla na-eji ọwa raara onwe ya nye.

Ọnụ ọgụgụ kachasị nke ngwaọrụ ejikọrọ n'otu oge na mpaghara SAS dịka nkọwapụta karịrị puku iri na isii, na kama ID SCSI, a na-eji ihe nchọpụta eme ihe maka ịza ajụjụ. Aha zuru ụwa ọnụ (WWN).

WWN bụ ihe nchọpụta pụrụ iche 16 bytes ogologo, yiri adreesị MAC maka ngwaọrụ SAS.

N'agbanyeghị myirịta nke njikọ SAS na SATA, ụkpụrụ ndị a adabaghị kpamkpam. Agbanyeghị, enwere ike ijikọ draịva SATA na njikọ SAS, mana ọ bụghị nke ọzọ. A na-ahụta ndakọrịta n'etiti draịva SATA na ngalaba SAS site na iji SATA Tunneling Protocol (STP).

Ụdị nke mbụ nke ọkọlọtọ SAS-1 nwere ntinye nke 3 Gbit/s, na nke kachasị ọhụrụ, SAS-4, emeela ka ọnụ ọgụgụ a dịkwuo elu site na ugboro asaa: 7 Gbit/s.

PCIe

Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express, PCIe) bụ oghereghere interface maka ịnyefe data, nke pụtara na 2002. Intel malitere mmepe, ma mesịa bufee ya na nzukọ pụrụ iche - PCI Special Interest Group.

Oghere Usoro PCIe interface abụghị ihe ọzọ wee bụrụ ihe ezi uche dị na ya ga n'ihu nke PCI yiri ya, nke emebere maka ijikọ kaadị mgbasawanye.

PCI Express dị nnọọ iche na SATA na SAS. Ihe interface PCIe nwere ọnụọgụ ụzọ dị iche iche. Ọnụọgụ ahịrị ha nhata na ike nke abụọ yana sitere na 1 ruo 16.

Okwu ahụ bụ "ụzọ" na PCIe anaghị ezo aka n'ahịrị mgbama, kama na otu ọwa nkwukọrịta zuru oke nke nwere ahịrị mgbama ndị a:

• nnabata + na nnabata-;
• nnyefe + na nnyefe-;
• anọ grounding conductors.

Ọnụ ọgụgụ nke ụzọ PCIe na-emetụta kpọmkwem ntinye njikọ. Standardkpụrụ PCI Express 4.0 ọgbara ọhụrụ na-enye gị ohere iru 1.9 GB/s n'otu ahịrị yana 31.5 GB/s mgbe ị na-eji ahịrị 16.

Agụụ maka draịva steeti siri ike na-eto ngwa ngwa. Ma SATA na SAS enweghị oge iji bulie bandwit ha ka ha "nagide" na SSD, nke butere mpụta nke draịva SSD nwere njikọ PCIe.

Ọ bụ ezie na kaadị PCIe Tinye-In na-agbanye, PCIe na-ekpo ọkụ. Mpekere PRSNT dị mkpụmkpụ (Bekee ugbu - ugbu a) na-enye gị ohere ijide n'aka na etinyere kaadị ahụ kpamkpam na oghere.

A na-ahazi draịva steeti siri ike jikọtara site na PCIe site na ọkọlọtọ dị iche Nkọwapụta interface onye ọbịa ebe nchekwa na-adịghị agbanwe agbanwe ma tinye ya n'ụdị ụdị dị iche iche, ma anyị ga-ekwu maka ha n'akụkụ nke ọzọ.

Ụgbọ ala dịpụrụ adịpụ

Mgbe ị na-eke nnukwu ụlọ nkwakọba ihe data, mkpa ahụ bilitere maka usoro iwu na-enye ohere ijikọ draịva dị na mpụga sava ahụ. Ihe ngwọta mbụ na mpaghara a bụ Ịntanetị SCSI (iSCSI), nke IBM na Cisco mepụtara na 1998.

Echiche nke protocol iSCSI dị mfe: A na-ekechi iwu SCSI na ngwugwu TCP/IP ma bufee ya na netwọkụ. N'agbanyeghị njikọ dịpụrụ adịpụ, a na-emepụta echiche efu maka ndị ahịa na ejikọrọ ụgbọala ahụ na mpaghara. Enwere ike iwulite netwọkụ Mpaghara Nchekwa (SAN) dabere na iSCSI na akụrụngwa netwọkụ dị. Iji iSCSI mee ihe na-ebelata ọnụ ahịa ịhazi SAN.

iSCSI nwere nhọrọ "premium" - Protocol ọwa Fiber (FCP). Ewubere SAN na-eji FCP na ahịrị nkwukọrịta fiber optic raara onwe ya nye. Usoro a chọrọ akụrụngwa netwọkụ anya ọzọ, mana kwụsiri ike ma nwee nnukwu nrụpụta.

Enwere ọtụtụ protocol maka izipu iwu SCSI na netwọk kọmputa. Agbanyeghị, enwere naanị otu ọkọlọtọ na-edozi nsogbu dị iche ma na-enye ohere izipu ngwugwu IP n'ime ụgbọ ala SCSI - IP-over-SCSI.

Ọtụtụ usoro SAN na-eji iwu SCSI setịpụrụ iji jikwaa draịva, mana enwere ihe ndị ọzọ, dị ka mfe. ATA karịrị Ethernet (AoE). Usoro AoE na-eziga iwu ATA na ngwugwu Ethernet, mana draịva na-apụta dị ka SCSI na sistemụ.

Site na ọbịbịa nke draịva NVM Express, iSCSI na usoro FCP anaghị emezu ihe ndị SSD na-eto ngwa ngwa. Ihe ngwọta abụọ pụtara:

• ịkwaga ụgbọ ala PCI Express n'èzí ihe nkesa;
• imepụta NVMe n'elu protocol ákwà.

Iwepụ ụgbọ ala PCIe gụnyere imepụta akụrụngwa ngbanwe dị mgbagwoju anya, mana anaghị agbanwe usoro iwu.

NVMe n'elu Fabrics protocol aburula ezigbo uzo ozo na iSCSI na FCP. NVMe-oF na-eji njikọ fiber optic na ntuziaka NVM Express setịpụrụ.

DDR-T

Ụkpụrụ iSCSI na NVMe-oF na-edozi nsogbu nke ijikọ disks dịpụrụ adịpụ dị ka nke mpaghara, mana Intel weere ụzọ dị iche iche wee weta diski mpaghara nso dị ka o kwere mee na nhazi. Nhọrọ ahụ dabara na oghere DIMM nke ejikọrọ RAM. Ogologo bandwidth kachasị nke ọwa DDR4 bụ 25 GB/s, nke dị elu nke ukwuu karịa ọsọ ụgbọ ala PCIe. Nke a bụ ka esi mụọ Intel® Optane™ DC Persistent Memory SSD.

E chepụtara ụkpụrụ iji jikọọ draịva na oghere DIMM DDR-T, nke anụ ahụ na eletrik dakọtara na DDR4, mana chọrọ onye njikwa pụrụ iche nke na-ahụ ọdịiche dị n'etiti mkpanaka ebe nchekwa na draịva. Ọsọ ịnweta draịva ahụ ji nwayọọ nwayọọ karịa RAM, mana ọ dị ngwa karịa NVMe.

DDR-T dị naanị ya na Intel® Cascade Lake processors ma ọ bụ emechaa.

nkwubi

Ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ oghere niile abịala ogologo oge site na usoro nsonye gaa na ụzọ mbufe data yiri ya. Ọsọ SSD na-eto ngwa ngwa; naanị ụnyaahụ SSD bụ ihe ọhụrụ, mana taa NVMe abụghịzi ihe ijuanya.

N'ime ụlọ nyocha anyị Ụlọ nyocha Selectel ị nwere ike ịnwale SSD na NVMe n'onwe gị.

Naanị ndị ọrụ edebanyere aha nwere ike isonye na nyocha a. banye, Biko.

Igwe NVMe ga-anọchi SSDs kpochapụwo n'ọdịnihu dị nso?

• 55.5%Ee100

• 44.4%Mba80

Ndị ọrụ 180 tụrụ vootu. Ndị ọrụ 28 anabataghị.

isi: www.habr.com