Introductio ad SSD. Pars 2. Interface

В ultima pars cyclum "Introductio ad SSD" de historia speciei orbis locuti sumus. Secunda pars de interfaces mutuo agitantibus indicabit.

Communicatio inter processus et peripherales fit secundum conventiones praedefinitas quae vocantur interfaces. Hae pacta commercium physicum et programmatum moderantur.

Interfaciei - instrumentorum, methodorum et regulae commercii elementorum systematis.

Physica exsecutio instrumenti sequentes parametri afficit:

• throughput of channel communicationis;
• numerus maximus simul connexis machinis;
• quot errores occurrunt.

Orbis interfaces struuntur I/O portusquod est contrarium memoriae I/O et spatium non accipit in inscriptione processus spatii.

Parallela et Vide portus

Secundum modum notitiarum commutationum, i/o portuum in duo genera dividuntur;

• parallelus;
• conveniat.

Ut nomen sonat, portus parallelus mittit verbum machinae ad tempus, ex pluribus frenis constans. Portus parallelus facillimus est via ad notitias permutandas, cum implicatas solutiones circuitrias non requirit. In simplicissimo casu, verbum unumquodque machinae in suo signo praemittitur, et duae lineae signo operae pro feedback adhibentur; Data parati и Data accepit.

Portus parallelus primo intuitu bene scande: lineae magis insignes - plus frenae tempore traducuntur et ideo superiores perput. Tamen, aucto numero linearum notarum, intercedit impedimentum inter eos, ducens ad depravationem nuntiorum transmissarum.

Vide portus oppositos parallelos. Data unum frenum ad tempus mittitur, quod totum numerum linearum signorum reducit, sed I/O moderatoris implicat. Transfusor moderatoris verbum machinae tempore excipit et unum paulum ad tempus transmittere debet, et receptator moderatoris frenos recipere debet et in eodem ordine reponere.

Parvus numerus linearum signorum permittit ut frequentiam nuntii transmissionis sine impedimento augeas.

SCSI

Parvae Systema Computer Interface (SCSI) anno 1978 reversa apparuit et initio destinata est machinas variarum profile in unum systema cohaerere. Specificationis specificatio-SCSI 1 providetur pro connexione machinis usque ad 8 (una cum moderatore), ut:

• scanners;
• taenia pellit (amores);
• optica ejicit;
• orbis agitet et alias cogitationes.

SCSI principio nominatus est Shugart Associates System Interface (SASI), sed signa commissionum nomen post societatem non approbaverunt et post diem brainstorming, nomen Systema Interface Small Computer (SCSI) natum est. "Pater" SCSI, Larry Boucher aceronymus "sexy" pronuntiari voluit, sed Dal Allan legitur "sсuzzy" ("dic"). Postmodum "dic" pronunciatio in hoc vexillo firmiter communita fuit.

In terminologia SCSI, connexa machinis in duo genera dividuntur;

• Initiatores ;
• machinas scopum.

Initiator mandatum emittit ut scopo artificio, quod tunc responsionem principi mittit. Initiatores et scuta communi bus SCSI coniunguntur, qui bandam 1 MB/s in signo SCSI-5 habet.

De "bus communibus" topologia adhibitis multas restrictiones imponit:

• bus in extremis, peculiares cogitationes requiruntur - terminatores;
• bus tamen omnibus machinis communicatur;
• Maximus numerus machinis simul connexis limitatur.

Cogitationes in bus notantur a singulari numero vocati SCSI Target ID. Quaelibet SCSI unitas in systemate repraesentatur per unam saltem machinam logicam, quae singulari numero intra physicam fabricam dirigitur. Logica Unit Number (LUN).

Mandata SCSI mittuntur in forma mandatum genus caudices (imperium Descriptor Clausus, CDB), codice operandi constans ac parametri mandatum. Vexillum describit plusquam CC mandata, in quattuor categorias divisa;

• amet — fabrica sustentari debet;
• libitum — perfici potest;
• Venditor Utilia - usus per certa opificem;
• obsoleta — Obsoleta imperia.

Inter multa imperia, tria tantum adinventa sunt facienda;

• TEST AS PARATUS - reprimendo promptitudinem cogitationis;
• PETO SENSUS — petit error codicis praecedentis mandati;
• QUAESITUM - peto principales notas machinam.

Accepto et dispensando mandato, scopus notae statum signum ad principiatorem mittit, qui exitum executionis describit.

Amplius emendatio SCSI (SCSI-2 et ULTRA SCSI specificationes) indicem mandatorum adhibitorum ampliavit et numerum connexarum machinis usque ad 16, numerum auxit, et notitiarum commutationes in curruum bus usque ad 640 MB/s auxit. Cum SCSI simile est interfacies, crebra notitiarum commutationum crebrescit cum decremento maximo fune longitudinis et ad incommodum in usu ducitur.

Incipiens a vexillum Ultra-3 SCSI, subsidium "calidi linamentis" apparuit - connectens machinas cum potentia in die est.

Prima nota SCSI SSD fuit M-Systema FFD-350, anno 1995 dimissa. Discus magno pretio nec late usus erat.

Nunc, SCSI parallela interfacies disci non vulgaris est, sed mandatum institutum adhuc in interfaces USB et SAS active adhibitum est.

ATA/PATA

interface ATA (Advanced Technology Provectus), etiam notum est CORNU (Parallel ATA) a Digital Western in 1986 evoluta est. Venale nomen vexillum IDE (Eng. Coegi Electronics integratum - "electronicis in coegi constructum") inculcavit magni momenti innovationem: moderatoris coegi in coegi insertum, et non in tabula expansionis separatum.

Consilium moderatoris intra coegi collocare plures difficultates simul solvendas. Primum spatium a coegi ad moderatorem decrevit, quae positivis effectibus coegi affectus est. Secundo, constructum-in moderatoris "acuit" solum ad certum genus coegi ac proinde vilius fuit.

ATA, sicut SCSI, simili I/O utitur methodo, quae in funerum usu relucet. Connectens agitet utens IDE instrumenti interfaces 40-coros requirit, etiam ad ansulas planas referendas. Recentiores specificationes 80-filum stipulis utuntur, quarum dimidia plus quam media sunt loramenta ad minuendum frequentia alta.

Duo sunt quattuor connexiones in fune ATA, quorum unus matrici iunctus est, reliqui in claviculis. Cum duae machinae in una ansa coniunguntur, una earum configurari debet Magisteret secundum quod mancipium. Tertium artificium solum modo in lectione coniungi potest.

Positio thoracem laneum munus particularis notae determinat. Vocabula Magister et Servus in relatione ad machinas minus recte sunt, cum in relatione ad moderatoris omnes machinis conexis servi sint.

Peculiaris in ATA-3 est species sui Cras, Analysis et Opinio Technology (SMART). Quinque societates (IBM, Seagate, Quantum, Conner, et Digital Occidentis) iunctis viribus et normatum coegi valetudinis aestimationem technologiae.

Firmamentum rei publicae solidae agitationis circumducta est cum versione 1998 vexillum, anno 33.3 emissum. Haec versio normae datae rates translationis data usque ad XNUMX MB/s.

Vexillum postulata stricte necessaria pro ATA cables profert:

• pluma plana debet esse;
• maximum agmen longitudo 18 digitorum (45.7 centimetra).

Brevis et latum agmen incommodum et refrigeratio impedita fuit. Hoc magis ac difficilius est augere frequentiam transmissionis cum unaquaque sequenti versione vexillum, et problema ATA-7 funditus solvitur: interfacies parallela substituta est a serial. Post hoc, ATA verbum Parallel acquisivit et in PATA notum factum est, et septima versio diversum nomen accepit - Serial ATA. SATA versio numeratio ab uno incepit.

DIABOLUS

Vexillum Serial ATA (SATA) die 7 mensis Ianuarii anno 2003 introductum est et problemata decessoris sui sequentibus mutationibus adloquitur:

• portum parallelum substitutum a Vide;
• latum retinaculum 80-filum 7-filum substitutum;
• topologia "bus communis" substituitur cum nexu "puncto-ad".

Quamquam SATA 1.0 (SATA/150, 150 MB/s) margine celerius erat quam ATA-6 (UltraDMA/130, 130 MB/s), motus ad communicationem serialem "terrae" pro velocitatibus poneret.

Sedecim notae lineae pro transmissione data in ATA repositae sunt duo paria contorta: una pro transmissione, altera pro receptione. SATA connexiones ordinantur ut multiplicibus reconnectionibus magis resistant, et SATA 1.0 specificatio linamentis possibilis calida facta est.

Fibulae in gyro breviores sunt quam aliae omnes. Hoc factum est ut "calidi PERMUTO" (Hot Swap). Per processum subrogatum, machina "perdit" et "invenit" lineas in ordine praefinito.

Paulo plus quam anno post, mense Aprili 2004, secunda versio specificationis sata dimissa est. Praeter accelerans usque ad 3 Gb / s, SATA 2.0 technologiae introductae Patria Imperii Queuing (NCQ). Cogitationes cum NCQ auxilio independenter instituere possunt ordinem exsecutionis mandatorum advenientis ad maximam observantiam consequendam.

Proximo triennio, SATA Societas laborantis operans specificationem exsistentem emendare laboravit, et versio 2.6 pacto Slimline et micro SATA (uSATA) connexiones induxit. Hi connexiones minor versio iungentis originalis SATA sunt et ad opticas agitationes et parvas in laptops agitationes destinatae sunt.

SATA secundae-generatio dum satis habuit pro HDDs, SSDs plus postulavit. Mense Maio 2009, tertia species specificationis SATA dimissa est cum ampliatione ad 6 Gb / s.

Peculiaris cura persoluta est solido statu in DIABOLUS 3.1 ed. A Mini-SATA (mSATA) connector visus est, designatus ad solidam statum connectere in laptop agit. Dissimilis Slimline et uSATA, novus connector quasi Plu Mini videbatur, etsi electrically cum Plu compatibilis fuit. In addition to the new connector, SATA 3.1 iactabat facultatem queue TRIM mandata legere et scribere mandata.

Trim mandatum notificat SSD notitiarum caudices qui non portant payload. Ante DIABOLUS 3.1, hoc praeceptum cella rubet et operationes I/O suspendit, subsequitur mandatum CULTUM. Aditus degradatus orbis effectus in operationibus delete.

SATA specificatio celeritatum accessuum velocitatum pro SSDs celeri incremento non servavit, ducens ad compromissum in 2013 nomine SATA Express in SATA 3.2 vexillum. Pro duplicatione bandae SATA iterum , tincidunt usi sunt Plu bus late , quorum celeritas 6 Gb / s excedit . Agit cum SATA Express subsidium acquisiverunt factorem formam suam nomine M.2.

SAS

Vexillum SCSI cum ATA "contendo" etiam non stetit et mox anno post aspectum Serial ATA, anno 2004, in interfaciem Vide renatus est. Nomen novi instrumenti est Vide adnexa SCSI (ALA).

Etsi mandatum SAS hereditarium SCSI posuit, mutationes significabant;

• Vide interface;
• 29-funem cum potentia copia;
• punctum-ad-punctum nexu

Terminologia SCSI etiam hereditaria est. Adhuc moderatoris dicitur initiator, et machinae connexae scopum dicuntur. Omnes machinae scopae et principiator SAS domain formant. In SAS, nexus band latitudo a numero machinis in regione non pendet, cum unaquaeque technica canali suo dedicato utitur.

Maximus numerus machinarum simul connexarum in dominico SAS, secundum specificationem, excedit XVI milia, et pro SCSI ID, identifier ad appellandum adhibetur. Nomen Wide Orbis Terrarum (WWN).

WWN singularis identifier 16 bytes longus est, similis MAC inscriptionis pro SAS machinis.

Quamquam similitudines inter SAS et SATA connexiones sunt, haec signa plene compatibilia non sunt. Autem, coegi SATA coniungi potest cum iungente SAS, sed non vice versa. Compatibilitas inter SATA agitet et SAS domain cavetur utens SATA Tunneling Protocollum (STP).

Prima versio SAS-1 vexillum habet band latitudo 3 Gb / s et recentioris SAS-4, hanc figuram per 7 tempora emendavit: 22,5 Gb / s.

Plu

Component Periphericum Interconnect Express (PCI Express, PCIe) est Vide interfacies pro notitia translationis, quae anno 2002 apparuit. Progressio ab Intel incepta est, et postea ad specialem ordinationem - PCI Specialis Interest translatum est.

Vide interface Plu interface nulla exceptio facta est et logica continuatio parallelarum PCI, quae ad connectendos chartas expansiones destinatur.

PCI Express signanter differt a SATA et SAS. Interfacius Plu interfacies habet vicos variabiles. Numerus linearum aequalium potestatum duorum et iugis ab 1 usque ad 16 .

Vocabulum "lane" apud Plu non refertur ad signum specificum lane, sed ad coniunctionem plenam duplicem separatum communicationis quae in his signis sequentibus consistit:

• recipere+ and receive-;
• transmissio+ and transmission-;
• terram quatuor filis.

Numerus Plu viciorum maximam latitudinem nexus directe afficit. Praesens PCI Express 4.0 vexillum permittit te consequi 1.9 GB/s in una linea, et 31.5 GB/s cum 16 lineas utens.

"Appetitus" rei publicae solidae celerrime augentur. Tam SATA et SAS non potuerunt suam latitudinem augere cum SSDs, quae inductionem Plu-connexam SSDs induxit.

Etsi Plu Add-In schedulis advenis sunt, Plu est calidum swappable. Fibulae breves PRSNT (Anglice present - present) fac fac ut charta in socors plene sit instituta.

Solida civitas agit connexa per Plu reguntur a vexillum separatum Non volatilis Memoria Host Controller interface Specification et sunt in variis formis factores, sed in altera parte loquemur.

remotis Agitet

Cum magnae notitiae apothecae creando, opus erat protocollis quae te connectere sinunt, foras ministrum locatum. Prima solutio in hac provincia fuit Interrete SCSI (iSCSI), ab IBM et Cisco in 1998 evoluta.

Idea post protocollum iSCSI simplex est: SCSI mandata "involvit" in fasciculos TCP/IP et ad ornatum missum. Quamvis remota connexio, dat speciem clientibus quod coegi coniungitur localiter. Tabularium Network (SAN), ex iSCSI, aedificari potest supra retis infrastructuram exsistens. Usus iSCSI significanter sumptus ordinandi a SAN minuit.

iSCSI habet "premium" optio - Fibra Channel Protocol (FCP). SAN usura FCP aedificatur in lineis communicationis fibrarum dedicatarum-opticorum. Accessus hic adiectis instrumentis retis opticis postulat, sed stabilis et alta throughput est.

Multa protocolla sunt ad mittendas SCSI mandata super retiacula computatoria. Nihilominus una tantum norma est quae problema contrarium solvit et te IP fasciculos super bus SCSI mitti sinit. IP super SCSI.

Pleraque SAN protocolla utuntur SCSI praecepto statuto ut regat expellit, sed exceptiones sunt, ut simplices ATA super Ethernet (AOE). Protocollum AoE mandat ATA mandata in facis Ethernet, sed agitationes SCSI in systemate apparent.

Adveniente NVM Express agitationes iSCSI et FCP protocolla non amplius occurrent requisitis SSDs rapidis crescentibus. Duae solutiones ortae sunt:

• remotionem PCI Express bus extra server;
• creatio NVMe super Fabrics protocollum.

Bus removens Plures switching ferramenta implicata creat sed protocollum non mutat.

NVMe super Fabrics protocollum in iSCSI et FCP bonum oppositum est. NVMe-oF fibra nexus optica utitur et NVM mandatum expressum est.

DDR-T

Signa iSCSI et NVMe-oF solve problema connectendi remotos sicut locales agitet, dum Intel e diverso processit et coegi localem quam proxime ad processum attulit. Electio in DIMM foramina in quibus RAM iungitur. Maximum DDR4 band latitudo 25 GB/s est, quae multo velocior quam Plu bus. Ita nata est memoria Intel® Optane dc Pertinax SSD.

A protocol inventa ad coniungere a coegi ad DIMM foramina DDR-Tphysice et electrically compatitur cum DDR4, sed requirit specialem moderatorem qui differentiam inter talea memoriam et coegi videt. Celeritas accessus ad coegi minor est quam ad RAM, sed plus quam ad NVMe.

DDR-T tantum praesto est cum processoribus Intel® Cascade Lake generationis vel posterioris.

conclusio,

Fere omnes interfaces longam viam ab Vide ad notitias parallelas tradendas pervenerunt. Celeritates SSD scopulorum sunt, heri SSDs curiositas fuerunt, et hodie NVMe iam non mirum est.

In nostra officina Selectel Lab potes probare SSD et NVMe te pellere.

Tantum usores descripserunt in aliquet participare possunt. InscribeTe gratissimum esse.

Num NVMe agitet reponere classic SSDs in proximo futuro?

• 55.5%Yes100

• 44.4%No80

180 utentes censuerunt. 28 Utentes abstinuerunt.

Source: www.habr.com