{"id":53854,"date":"2019-12-12T00:00:00","date_gmt":"2019-12-11T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/vvedenie-v-ssd-chast-2-interfejsnaya"},"modified":"2020-02-18T14:01:47","modified_gmt":"2020-02-18T11:01:47","slug":"vvedenie-v-ssd-chast-2-interfejsnaya","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/it\/blog\/administrirovanie\/vvedenie-v-ssd-chast-2-interfejsnaya","title":{"rendered":"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/37fa13397c0b8ea7af2be17b51c7ed83.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<br \/>\nIn <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/selectel\/blog\/475304\/\">parte precedente<\/a><\/noindex> Nella prima parte del ciclo \u00abIntroduzione agli SSD\u00bb abbiamo parlato della storia dell'emergere dei dischi. La seconda parte discuter\u00e0 delle interfacce di interazione con i dispositivi di archiviazione.<\/p>\n<p>La comunicazione tra il processore e i dispositivi periferici avviene secondo accordi predefiniti, noti come interfacce. Questi accordi disciplinano il livello fisico e quello software dell'interazione.<br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<blockquote><p><b>L'interfaccia \u00e8 un insieme di strumenti, metodi e regole per l'interazione tra gli elementi di un sistema.<\/b><\/p><\/blockquote>\n<p>\nLa realizzazione fisica dell'interfaccia influisce sui seguenti parametri:<\/p>\n<ul>\n<li>larghezza di banda del canale di comunicazione;<\/li>\n<li>numero massimo di dispositivi connessi contemporaneamente;<\/li>\n<li>numero di errori che si verificano.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nLe interfacce di disco sono costruite sui <b>porti di input\/output<\/b>, che sono opposti all'input\/output tramite memoria e non occupano spazio nell'area indirizzi del processore.<\/p>\n<h2>Porti paralleli e seriali<\/h2>\n<p>\nIn base al modo di scambio dei dati, i porti di input\/output sono divisi in due tipi:<\/p>\n<ul>\n<li>paralleli;<\/li>\n<li>seriali.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nCome suggerisce il nome, il porto parallelo invia una parola macchina composta da diversi bit contemporaneamente. Il porto parallelo \u00e8 il modo pi\u00f9 semplice di scambiare dati, poich\u00e9 non richiede soluzioni circuitali complesse. Nel caso pi\u00f9 semplice, ogni bit della parola macchina viene inviato attraverso la propria linea di segnale, mentre per il feedback vengono utilizzate due linee di segnale di servizio: <b>Dati pronti<\/b> e <b>Dati ricevuti<\/b>.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.cabledepot.com\/05DTSERPAR.html\"><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/7521e01508ceb9a7ab6c346fd55edb0e.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><br \/>\nI porti paralleli, a prima vista, si scalano perfettamente: pi\u00f9 linee di segnale, pi\u00f9 bit vengono inviati contemporaneamente e, di conseguenza, maggiore \u00e8 la larghezza di banda. Tuttavia, a causa dell'aumento del numero di linee di segnale, si verifica un'interferenza tra di esse, causando distorsioni nei messaggi trasmessi.<\/p>\n<p>I porti seriali sono l'opposto dei porti paralleli. L'invio dei dati avviene bit per bit, il che riduce il numero totale di linee di segnale, ma complica il controllore di input\/output. Il controllore del trasmettitore riceve una parola macchina alla volta e deve inviare bit uno per uno, mentre il controllore del ricevitore deve ricevere i bit e conservarli nello stesso ordine.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.cabledepot.com\/05DTSERPAR.html\"><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/1a264c6efc7d854fbf4513aec347f954.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><br \/>\nIl numero ridotto di linee di segnale consente di aumentare senza interferenze la frequenza di trasmissione del messaggio.<\/p>\n<h2>SCSI<\/h2>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/922b430a5fda8ae5e46db82db9573719.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nSmall Computer Systems Interface (SCSI) \u00e8 apparso nel lontano 1978 ed \u00e8 stato inizialmente sviluppato per collegare dispositivi di vari profili in un unico sistema. La specifica SCSI-1 prevedeva il collegamento di fino a 8 dispositivi (incluso il controllore), come:<\/p>\n<ul>\n<li>scanner;<\/li>\n<li>unit\u00e0 a nastro (streamer);<\/li>\n<li>unit\u00e0 ottiche;<\/li>\n<li>dischi e altri dispositivi.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<blockquote><p><b>Inizialmente, SCSI era chiamato Shugart Associates System Interface (SASI), ma il comitato di standardizzazione non approv\u00f2 un nome in onore dell'azienda e, dopo una sessione di brainstorming, nacque il nome Small Computer Systems Interface (SCSI). Il \"padre\" di SCSI, Larry Boucher, intendeva che l'acronimo fosse pronunciato come \"sexy\", ma <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.endl.com\/ida.htm\">Dal Allan<\/a><\/noindex> lo lesse come \"s\u0441uzzy\". In seguito, la pronuncia \"s\u0441uzzy\" si consolid\u00f2 per questo standard.<\/b><\/p><\/blockquote>\n<p>\nNella terminologia SCSI, i dispositivi connessi sono classificati in due tipi:<\/p>\n<ul>\n<li>iniziatori;<\/li>\n<li>dispositivi target.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nL'iniziatore invia un comando al dispositivo target, che poi risponde all'iniziatore. Gli iniziatori e i dispositivi target sono connessi a un bus SCSI comune, la larghezza di banda di cui nel padr\u00e3o SCSI-1 \u00e8 di 5 MB\/s.<\/p>\n<p>La topologia utilizzata \"bus condiviso\" impone alcune limitazioni:<\/p>\n<ul>\n<li>alle estremit\u00e0 del bus sono necessari dispositivi speciali \u2014 terminatori;<\/li>\n<li>la larghezza di banda del bus \u00e8 suddivisa tra tutti i dispositivi;<\/li>\n<li>il numero massimo di dispositivi connessi contemporaneamente \u00e8 limitato.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.cablesdirect.com\/store\/p\/2877.aspx\"><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/caecf6cf48e6f0c219080f93e1224206.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>I dispositivi nel bus sono identificati da un numero unico, chiamato <b>SCSI Target ID<\/b>. Ogni unit\u00e0 SCSI nel sistema \u00e8 rappresentata da almeno un'unit\u00e0 logica, il cui indirizzamento avviene mediante un numero unico all'interno del dispositivo fisico chiamato <b>Logical Unit Number<\/b> (LUN).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/f85b1a966dbb47dea78320e27c9cbaac.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nI comandi in SCSI vengono inviati sotto forma di <b>blocchi di descrizione del comando<\/b> (Command Descriptor Block, CDB), costituiti da un codice operativo e parametri del comando. Nello standard sono descritti oltre 200 comandi, suddivisi in quattro categorie:<\/p>\n<ul>\n<li><b>Obbligatori<\/b> \u2014 devono essere supportati dal dispositivo;<\/li>\n<li><b>Facoltativi<\/b> \u2014 possono essere implementati;<\/li>\n<li><b>Specifici del venditore<\/b> \u2014 utilizzati da un determinato produttore;<\/li>\n<li><b>Obsoleti<\/b> \u2014 comandi obsoleti.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nTra i numerosi comandi, solo tre di essi sono obbligatori per i dispositivi:<\/p>\n<ul>\n<li><b>TEST UNIT READY<\/b> \u2014 verifica la prontezza del dispositivo;<\/li>\n<li><b>REQUEST SENSE<\/b> \u2014 richiede il codice di errore del comando precedente;<\/li>\n<li><b>INQUIRY<\/b> \u2014 richiede le principali caratteristiche del dispositivo.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nDopo aver ricevuto ed eseguito il comando, il dispositivo di destinazione invia all'iniziatore un codice di stato che descrive il risultato dell'esecuzione.<\/p>\n<p>Il successivo miglioramento dello SCSI (specifiche SCSI-2 e Ultra SCSI) ha ampliato l'elenco dei comandi utilizzati e aumentato il numero di dispositivi collegabili a 16, con una velocit\u00e0 di trasferimento dati sulla bus fino a 640 MB\/s. Poich\u00e9 lo SCSI \u00e8 un'interfaccia parallela, l'aumento della frequenza di trasferimento dati \u00e8 stato accompagnato da una riduzione della lunghezza massima dei cavi, il che ha reso l'uso meno comodo.<\/p>\n<p>Con lo standard Ultra-3 SCSI \u00e8 stata introdotta la supporto per il 'hot plugging' \u2014 il collegamento dei dispositivi con l'alimentazione accesa.<\/p>\n<p>Il primo SSD conosciuto con interfaccia SCSI \u00e8 il M-Systems FFD-350, rilasciato nel 1995. Il disco era costoso e non ha avuto una diffusione ampia.<\/p>\n<p>Attualmente, lo SCSI parallelo non \u00e8 un'interfaccia popolare per il collegamento dei dischi, ma il set di comandi \u00e8 ancora attivamente utilizzato nelle interfacce USB e SAS.<\/p>\n<h2>ATA \/ PATA<\/h2>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/0f152c456d01911a4e64b565741cb8cd.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nInterfaccia <b>ATA<\/b> (Advanced Technology Attachment), noto anche come <b>PATA<\/b> (Parallel ATA) \u00e8 stato sviluppato dalla Western Digital nel 1986. Il nome di marketing dello standard IDE (Integrated Drive Electronics \u2014 'elettronica integrata nel disco') sottolineava la novit\u00e0 fondamentale: il controller del disco era integrato nel disco stesso, e non su una scheda di espansione separata.<\/p>\n<p>La scelta di inserire il controller all'interno del disco ha risolto diversi problemi. In primo luogo, \u00e8 stata ridotta la distanza tra l'unit\u00e0 e il controller, il che ha avuto un impatto positivo sulle prestazioni dell'unit\u00e0. In secondo luogo, il controller integrato era 'ottimizzato' per un tipo specifico di disco e, di conseguenza, era pi\u00f9 economico.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/de2944768a139aeccef20e1688ed7baf.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nL'ATA, come lo SCSI, utilizza un metodo di input-output parallelo, il che si riflette nei cavi utilizzati. Per collegare i dischi con l'interfaccia IDE sono necessari cavi a 40 fili, noti anche come nastri. Nelle specifiche pi\u00f9 recenti, vengono utilizzati nastri a 80 fili: pi\u00f9 della met\u00e0 di essi \u00e8 usata per la messa a terra al fine di ridurre le interferenze ad alte frequenze.<\/p>\n<p>Il nastro ATA ha da due a quattro connettori, uno dei quali si collega alla scheda madre, mentre gli altri si collegano alle unit\u00e0. Quando si collegano due dispositivi con un unico nastro, uno di essi deve essere configurato come <b>Master<\/b>, e l'altro come <b>Slave<\/b>. Un terzo dispositivo pu\u00f2 essere collegato esclusivamente in modalit\u00e0 'sola lettura'.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.informit.com\/articles\/article.aspx?p=2028834&amp;seqNum=3\"><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/91490f1a349198d18c6e4947fc53476d.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><br \/>\nLa posizione del jumper determina il ruolo del singolo dispositivo. I termini Master e Slave in riferimento ai dispositivi non sono del tutto corretti, poich\u00e9 rispetto al controller tutti i dispositivi collegati sono Slave.<\/p>\n<p>Una novit\u00e0 particolare nell'ATA-3 \u00e8 stata l'introduzione di <b>Self-Monitoring<\/b>, <b>Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.)<\/b>. Cinque aziende (IBM, Seagate, Quantum, Conner e Western Digital) hanno unito le forze e hanno standardizzato la tecnologia di valutazione dello stato delle unit\u00e0.<\/p>\n<p>Il supporto per gli SSD \u00e8 stato introdotto con la quarta versione dello standard, rilasciata nel 1998. Questa versione dello standard garantiva una velocit\u00e0 di trasferimento dati fino a 33,3 MB\/s.<\/p>\n<p>Lo standard impone requisiti rigorosi per i nastri ATA:<\/p>\n<ul>\n<li>il nastro deve essere necessariamente piatto;<\/li>\n<li>la lunghezza massima del nastro \u00e8 di 18 pollici (45,7 centimetri).<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nUn nastro corto e largo era scomodo e ostacolava il raffreddamento. Aumentare la frequenza di trasmissione con ciascuna nuova versione dello standard diventava sempre pi\u00f9 difficile, e l'ATA-7 ha affrontato il problema in modo radicale: l'interfaccia parallela \u00e8 stata sostituita da una sequenziale. Da quel momento, l'ATA ha acquisito la parola Parallel e ha iniziato a chiamarsi PATA, mentre la settima versione dello standard ha ricevuto un nome diverso \u2014 Serial ATA. La numerazione delle versioni SATA \u00e8 iniziata da uno.<\/p>\n<h2>SATA<\/h2>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/62bbd54846d285ac7545fd019935f4a4.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nLo standard Serial ATA (SATA) \u00e8 stato presentato il 7 gennaio 2003 e ha risolto i problemi del suo predecessore con le seguenti modifiche:<\/p>\n<ul>\n<li>la porta parallela \u00e8 stata sostituita da una sequenziale;<\/li>\n<li>il largo nastro a 80 fili \u00e8 stato sostituito da uno a 7 fili;<\/li>\n<li>la topologia 'bus condiviso' \u00e8 stata sostituita da una connessione 'point-to-point'.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nNonostante lo standard SATA 1.0 (SATA\/150, 150 MB\/s) fosse leggermente pi\u00f9 veloce dell'ATA-6 (UltraDMA\/130, 130 MB\/s), il passaggio a un metodo sequenziale di scambio dati ha preparato il terreno per l'aumento delle velocit\u00e0.<\/p>\n<p>Sedici linee di segnale per il trasferimento dati in ATA sono state sostituite da due coppie intrecciate: una per la trasmissione e l'altra per la ricezione. I connettori SATA sono progettati per una maggiore resistenza a pi\u00f9 riconnessioni, e le specifiche SATA 1.0 hanno reso possibile il 'hot plugging'.<\/p>\n<blockquote><p><b>Alcuni pin sui dischi sono pi\u00f9 corti rispetto a tutti gli altri. Questo \u00e8 stato fatto per supportare la 'hot swap'. Durante la sostituzione di un dispositivo, questo 'perde' e 'ritrova' le linee in un ordine prestabilito.<\/b><\/p><\/blockquote>\n<p>\nPoco pi\u00f9 di un anno dopo, ad aprile 2004, \u00e8 stata rilasciata la seconda versione delle specifiche SATA. Oltre a un aumento della velocit\u00e0 fino a 3 Gbit\/s, SATA 2.0 ha introdotto la tecnologia <b>Native Command Queuing<\/b> (NCQ). I dispositivi che supportano l\u2019NCQ sono in grado di ottimizzare autonomamente l\u2019ordine di esecuzione dei comandi ricevuti per massimizzare le prestazioni.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.newegg.com\/red-rocstor-6-data-transfer-cable\/p\/0ZF-00S7-00004\"><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/5a10fbfb30d403d9700136018a0d94eb.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><br \/>\nNegli anni successivi, il SATA Working Group ha lavorato per migliorare le specifiche esistenti e nella versione 2.6 sono stati introdotti connettori compatti Slimline e micro SATA (uSATA). Questi connettori rappresentano una versione ridotta del connettore originale SATA e sono stati progettati per unit\u00e0 ottiche e dischi compatti nei laptop.<\/p>\n<p>Nonostante la larghezza di banda del secondo generazione di SATA fosse sufficiente per i dischi rigidi, le unit\u00e0 a stato solido richiedevano di pi\u00f9. Nel maggio 2009 \u00e8 stata rilasciata la terza versione delle specifiche SATA con una larghezza di banda aumentata a 6 Gbit\/s.<\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/windowstips.ru\/chto-takoe-msata-ssd-i-chem-on-mozhet-byt-polezen-osobenno-esli-vy-ne-udovletvoreny-obshhej-skorostyu-vashego-noutbuka\"><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/0a72172e33304d39dc8fcebc24aaca71.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><br \/>\nUn\u2019attenzione particolare alle unit\u00e0 a stato solido \u00e8 stata riservata nella revisione SATA 3.1. \u00c8 stato introdotto il connettore Mini-SATA (mSATA), progettato per collegare unit\u00e0 a stato solido nei laptop. A differenza di Slimline e uSATA, il nuovo connettore era simile a PCIe Mini, anche se non era elettricamente compatibile con PCIe. Oltre al nuovo connettore, SATA 3.1 poteva vantare la possibilit\u00e0 di mettere in coda i comandi TRIM insieme a quelli di lettura e scrittura.<\/p>\n<blockquote><p><b>Il comando TRIM notifica all\u2019unit\u00e0 a stato solido quali blocchi di dati non trasportano carico utile. Fino a SATA 3.1, l'esecuzione di questo comando comportava il ripristino delle cache e l'interruzione delle operazioni di input\/output con il successivo completamento del comando TRIM. Questo approccio deteriorava le prestazioni dell'unit\u00e0 durante le operazioni di cancellazione.<\/b><\/p><\/blockquote>\n<p>\nLe specifiche SATA non riuscivano a tenere il passo con l'accelerazione della velocit\u00e0 di accesso alle unit\u00e0 a stato solido, portando all'introduzione nel 2013 di un compromesso chiamato SATA Express nel standard SATA 3.2. Invece di raddoppiare nuovamente la larghezza di banda di SATA, i progettisti hanno utilizzato il bus PCIe ampiamente diffuso, la cui velocit\u00e0 supera i 6 Gbit\/s. Le unit\u00e0 compatibili con SATA Express hanno adottato un proprio form factor chiamato M.2.<\/p>\n<h2>SAS<\/h2>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/b962c09d48c8aca6a19381d6d8866558.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nIl standard SCSI, che competiva con l'ATA, non \u00e8 rimasto fermo e solo un anno dopo l'introduzione di Serial ATA, nel 2004, si \u00e8 trasformato in un'interfaccia seriale. Il nuovo nome per questa interfaccia \u00e8 <b>Serial Attached SCSI<\/b> (SAS).<\/p>\n<p>Nonostante SAS abbia ereditato il set di comandi SCSI, ci sono state modifiche significative:<\/p>\n<ul>\n<li>interfaccia seriale;<\/li>\n<li>cavo a 29 pin con alimentazione;<\/li>\n<li>connessione punto-punto.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nAnche la terminologia SCSI \u00e8 stata ereditata. Il controller \u00e8 ancora chiamato iniziatore, mentre i dispositivi collegati sono chiamati obiettivi. Tutti i dispositivi obiettivo e l\u2019iniziatore formano un dominio SAS. In SAS, la larghezza di banda della connessione non dipende dal numero di dispositivi nel dominio, poich\u00e9 ogni dispositivo utilizza il proprio canale dedicato.<\/p>\n<p>Il numero massimo di dispositivi collegati contemporaneamente in un dominio SAS secondo le specifiche supera i 16.000, e invece dell'ID SCSI viene utilizzato un identificatore. <b>World-Wide Name<\/b> (WWN).<\/p>\n<blockquote><p><b>WWN \u00e8 un identificatore unico lungo 16 byte, simile all'indirizzo MAC per i dispositivi SAS.<\/b><\/p><\/blockquote>\n<p>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/Serial_Attached_SCSI\"><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/0659809e755f33639caaf83606dce40d.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/a><\/noindex><br \/>\nNonostante la somiglianza tra i connettori SAS e SATA, questi standard non sono completamente compatibili. Tuttavia, un\u2019unit\u00e0 SATA pu\u00f2 essere collegata a un connettore SAS, ma non viceversa. La compatibilit\u00e0 tra le unit\u00e0 SATA e il dominio SAS \u00e8 garantita attraverso il protocollo SATA Tunneling Protocol (STP).<\/p>\n<p>La prima versione dello standard SAS-1 ha una larghezza di banda di 3 Gbit\/s, mentre l'ultima, SAS-4, ha migliorato questo valore di 7 volte: 22,5 Gbit\/s.<\/p>\n<h2>PCIe<\/h2>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/05251167ad57703662c9be5df62ca85f.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nPeripheral Component Interconnect Express (PCI Express, PCIe) \u00e8 un'interfaccia seriale per la trasmissione dei dati, introdotta nel 2002. Lo sviluppo \u00e8 stato avviato da Intel e successivamente trasferito a un'organizzazione specializzata: PCI Special Interest Group.<\/p>\n<p>L'interfaccia seriale PCIe non \u00e8 stata un'eccezione e ha rappresentato un'estensione logica del parallelo PCI, progettato per collegare le schede di espansione.<\/p>\n<p>PCI Express \u00e8 significativamente diverso da SATA e SAS. L\u2019interfaccia PCIe ha un numero variabile di linee. Il numero di linee \u00e8 una potenza di due e varia da 1 a 16.<\/p>\n<p>Il termine \"linea\" in PCIe non si riferisce a una specifica linea di segnale, ma a un canale di comunicazione full-duplex separato, composto da:<\/p>\n<ul>\n<li>ricezione+ e ricezione-;<\/li>\n<li>trasmissione+ e trasmissione-;<\/li>\n<li>quattro fili di messa a terra.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nIl numero di linee PCIe influisce direttamente sulla massima larghezza di banda della connessione. Lo standard PCI Express 4.0 consente di raggiungere 1,9 GB\/s su una singola linea e 31,5 GB\/s utilizzando 16 linee.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/e3c4ec567c596348ebba75ff1c88c933.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nL'appetito degli SSD cresce rapidamente. Sia SATA che SAS non riescono ad aumentare la loro larghezza di banda per tenere il passo con gli SSD, portando alla creazione di SSD con connessione PCIe.<\/p>\n<blockquote><p><b>Sebbene le schede PCIe add-in siano fissate con una vite, il PCIe supporta la 'sostituzione a caldo'. I pin corti PRSNT (inglese per 'presenti') assicurano che la scheda sia completamente installata nello slot.<\/b><\/p><\/blockquote>\n<p>\nGli SSD collegati tramite PCIe sono regolati da uno standard separato <b>Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification<\/b> e sono disponibili in diversi formati, di cui parleremo nella prossima parte.<\/p>\n<h2>Storage remoti<\/h2>\n<p>\nCon la creazione di grandi archivi di dati, \u00e8 emersa la necessit\u00e0 di protocolli che consentissero di collegare dispositivi di archiviazione situati al di fuori del server. La prima soluzione in questo campo \u00e8 stata <b>Internet SCSI<\/b> (iSCSI), sviluppato da IBM e Cisco nel 1998.<\/p>\n<p>L'idea del protocollo iSCSI \u00e8 semplice: i comandi SCSI vengono 'incapsulati' in pacchetti TCP\/IP e inviati attraverso la rete. Nonostante il collegamento remoto, si crea l'illusione per i clienti che l'archiviazione sia locale. Una rete di archiviazione dati (Storage Area Network, SAN) basata su iSCSI pu\u00f2 essere realizzata utilizzando l'infrastruttura di rete esistente. L'uso di iSCSI riduce notevolmente i costi per la creazione di una SAN.<\/p>\n<p>C'\u00e8 una versione 'premium' di iSCSI \u2014 <b>Fibre Channel Protocol<\/b> (FCP). Una SAN che utilizza FCP viene costruita su linee di comunicazione in fibra ottica dedicate. Questo approccio richiede attrezzature di rete ottica aggiuntive ma offre stabilit\u00e0 e alta larghezza di banda.<\/p>\n<blockquote><p><b>Esistono numerosi protocolli per inviare comandi SCSI attraverso le reti informatiche. Tuttavia, c'\u00e8 solo uno standard che affronta il problema opposto e consente di inviare pacchetti IP attraverso il bus SCSI \u2014 <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.rfc-editor.org\/rfc\/rfc2143.txt\">IP-over-SCSI<\/a><\/noindex>.<\/b><\/p><\/blockquote>\n<p>\nLa maggior parte dei protocolli per la creazione di SAN utilizza il set di comandi SCSI per gestire i dispositivi di archiviazione, ma ci sono eccezioni, come il semplice <b>ATA over Ethernet<\/b> (AoE). Il protocollo AoE invia comandi ATA in pacchetti Ethernet, ma nel sistema i dispositivi di archiviazione vengono visualizzati come SCSI.<\/p>\n<p>Con l'avvento degli SSD NVM Express, i protocolli iSCSI e FCP non soddisfano pi\u00f9 le crescenti esigenze degli SSD. Sono emerse due soluzioni:<\/p>\n<ul>\n<li>l'estensione del bus PCI Express oltre il server;<\/li>\n<li>la creazione del protocollo NVMe over Fabrics.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nL'estensione del bus PCIe richiede la creazione di hardware di commutazione complesso, ma non introduce modifiche al protocollo.<\/p>\n<p>Il protocollo NVMe over Fabrics \u00e8 diventato una valida alternativa a iSCSI e FCP. In NVMe-oF si utilizzano linee di fibra ottica e il set di comandi NVM Express.<\/p>\n<h2>DDR-T<\/h2>\n<p>\n<img decoding=\"async\" alt=\"Introduzione agli SSD. Parte 2. Interfaccia\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/3fe9daef1cc011973e9cfc48e9ffe8d2.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nGli standard iSCSI e NVMe-oF risolvono il problema del collegamento di dischi remoti come se fossero locali, mentre Intel ha seguito un approccio diverso avvicinando il disco locale al processore. La scelta \u00e8 caduta sulle slot DIMM, in cui viene collegata la memoria RAM. La massima larghezza di banda del canale DDR4 \u00e8 di 25 GB\/s, il che supera di gran lunga la velocit\u00e0 del bus PCIe. Cos\u00ec \u00e8 nato l'SSD Intel\u00ae Optane\u2122 DC Persistent Memory.<\/p>\n<p>Per connettere il dispositivo alle slot DIMM \u00e8 stato inventato un protocollo <b>DDR-T<\/b>, fisicamente ed elettricamente compatibile con DDR4, ma richiede un controller speciale che riconosce la differenza tra un modulo di memoria e un dispositivo di archiviazione. La velocit\u00e0 di accesso al dispositivo di archiviazione \u00e8 inferiore a quella della memoria RAM, ma superiore a quella di NVMe.<\/p>\n<p>Il protocollo DDR-T \u00e8 disponibile solo con i processori Intel\u00ae di generazione Cascade Lake o successivi.<\/p>\n<h2>Conclusione<\/h2>\n<p>\nQuasi tutte le interfacce hanno percorso un lungo cammino evolutivo, passando da modalit\u00e0 di trasmissione seriali a parallele. Le velocit\u00e0 degli SSD stanno crescendo rapidamente: ieri gli SSD erano una rarit\u00e0, oggi gli NVMe non sorprendono pi\u00f9.<\/p>\n<blockquote><p><b>Nel nostro laboratorio <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/selectel.ru\/lab\/\">Selectel Lab<\/a><\/noindex> puoi testare autonomamente gli SSD e i dischi NVMe.<\/b><\/p><\/blockquote>\n<p class=\"for_users_only_msg\">Solo gli utenti registrati possono partecipare al sondaggio. <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/auth\/login\/\">Accedi<\/a><\/noindex>, per favore.<\/p>\n<h2 class=\"default-block__polling-title\">Sostituiranno gli SSD classici gli NVMe in tempi brevi?<\/h2>\n<ul class=\"poll-result\">\n<li class=\"poll-result__item\">\n<p>                <strong class=\"poll-result__data-percent  poll-result__data-percent_winner\">55.5%<\/strong>S\u00ec100<\/p>\n<\/li>\n<li class=\"poll-result__item\">\n<p>                <strong class=\"poll-result__data-percent\">44.4%<\/strong>No80<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>    Hanno votato 180 utenti. Si sono astenuti 28 utenti.<br \/>\n<br \/>Fonte: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/selectel\/blog\/478684\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0412 \u043f\u0440\u043e\u0448\u043b\u043e\u0439 \u0447\u0430\u0441\u0442\u0438 \u0446\u0438\u043a\u043b\u0430 \u00ab\u0412\u0432\u0435\u0434\u0435\u043d\u0438\u0435 \u0432 SSD\u00bb \u043c\u044b \u0440\u0430\u0441\u0441\u043a\u0430\u0437\u0430\u043b\u0438 \u043f\u0440\u043e \u0438\u0441\u0442\u043e\u0440\u0438\u044e \u043f\u043e\u044f\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f \u0434\u0438\u0441\u043a\u043e\u0432. \u0412\u0442\u043e\u0440\u0430\u044f \u0447\u0430\u0441\u0442\u044c \u0440\u0430\u0441\u0441\u043a\u0430\u0436\u0435\u0442 \u043f\u0440\u043e \u0438\u043d\u0442\u0435\u0440\u0444\u0435\u0439\u0441\u044b \u0432\u0437\u0430\u0438\u043c\u043e\u0434\u0435\u0439\u0441\u0442\u0432\u0438\u044f \u0441 \u043d\u0430\u043a\u043e\u043f\u0438\u0442\u0435\u043b\u044f\u043c\u0438. \u041e\u0431\u0449\u0435\u043d\u0438\u0435 \u043c\u0435\u0436\u0434\u0443 \u043f\u0440\u043e\u0446\u0435\u0441\u0441\u043e\u0440\u043e\u043c \u0438 \u043f\u0435\u0440\u0438\u0444\u0435\u0440\u0438\u0439\u043d\u044b\u043c\u0438 \u0443\u0441\u0442\u0440\u043e\u0439\u0441\u0442\u0432\u0430\u043c\u0438 \u043f\u0440\u043e\u0438\u0441\u0445\u043e\u0434\u0438\u0442 \u0432 \u0441\u043e\u043e\u0442\u0432\u0435\u0442\u0441\u0442\u0432\u0438\u0438 \u0441 \u0437\u0430\u0440\u0430\u043d\u0435\u0435 \u043e\u043f\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u0435\u043d\u043d\u044b\u043c\u0438 \u0441\u043e\u0433\u043b\u0430\u0448\u0435\u043d\u0438\u044f\u043c\u0438, \u043d\u0430\u0437\u044b\u0432\u0430\u0435\u043c\u044b\u043c\u0438 \u0438\u043d\u0442\u0435\u0440\u0444\u0435\u0439\u0441\u0430\u043c\u0438. \u042d\u0442\u0438 \u0441\u043e\u0433\u043b\u0430\u0448\u0435\u043d\u0438\u044f \u0440\u0435\u0433\u043b\u0430\u043c\u0435\u043d\u0442\u0438\u0440\u0443\u044e\u0442 \u0444\u0438\u0437\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0439 \u0438 \u043f\u0440\u043e\u0433\u0440\u0430\u043c\u043c\u043d\u044b\u0439 \u0443\u0440\u043e\u0432\u0435\u043d\u044c \u0432\u0437\u0430\u0438\u043c\u043e\u0434\u0435\u0439\u0441\u0442\u0432\u0438\u044f. \u0418\u043d\u0442\u0435\u0440\u0444\u0435\u0439\u0441 \u2014 \u0441\u043e\u0432\u043e\u043a\u0443\u043f\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u0441\u0440\u0435\u0434\u0441\u0442\u0432, \u043c\u0435\u0442\u043e\u0434\u043e\u0432 \u0438 \u043f\u0440\u0430\u0432\u0438\u043b \u0432\u0437\u0430\u0438\u043c\u043e\u0434\u0435\u0439\u0441\u0442\u0432\u0438\u044f \u043c\u0435\u0436\u0434\u0443 \u044d\u043b\u0435\u043c\u0435\u043d\u0442\u0430\u043c\u0438 \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c\u044b. 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