He kupu whakataki ki nga SSD. Wāhanga 2. Atanga

В wahanga whakamutunga I roto i te raupapa "Whakataki ki SSD", i korero matou mo te hitori o te ahua o nga kōpae. Ko te waahanga tuarua ka korero mo nga hononga mo te taunekeneke me nga puku.

Ko te whakawhitiwhiti korero i waenga i te tukatuka me nga taputapu peripheral ka puta i runga i nga tikanga kua tautuhia e kiia nei ko nga atanga. Ko enei whakaaetanga ka whakarite i te taumata-tinana me te taumata rorohiko o te taunekeneke.

Ko te Atanga he huinga taputapu, tikanga me nga ture o te taunekeneke i waenga i nga huānga o te punaha.

Ko te whakatinanatanga tinana o te atanga ka pa ki nga tawhā e whai ake nei:

• te kaha o te hongere korero;
• te maha o nga taputapu hono i te wa kotahi;
• te maha o nga hapa ka puta.

Kua hangaia nga atanga kōpae Tauranga I/O, ko te ritenga atu o te mahara I/O me te kore e tango mokowā i te wāhi wāhitau o te pūtukatuka.

Tauranga whakarara me te rangatū

E ai ki te tikanga whakawhiti raraunga, ka wehewehea nga tauranga I/O ki nga momo e rua:

• whakarara;
• riterite.

E ai ki te ingoa, ka tukuna e te tauranga whakarara he kupu miihini he maha nga moka i te wa kotahi. Ko te tauranga whakarara te huarahi ngawari ki te whakawhiti raraunga, na te mea kaore e hiahiatia he otinga ara iahiko uaua. I roto i te take ngawari, ka tukuna ia moka o te kupu miihini ki runga i tana ake raina tohu, ka whakamahia nga raina tohu ratonga e rua mo te urupare: Kua rite nga raraunga и Raraunga i whakaaetia.

Ko te ahua o nga tauranga whakarara he pai te awhata i te titiro tuatahi: he nui ake nga raina tohu ka nui ake nga moka ka whakawhitia i te wa kotahi, na reira ka nui ake te whakaputanga. Heoi, na te pikinga o te maha o nga raina tohu, ka puta te pokanoa ki waenganui i a raatau, ka puta kee nga karere kua tukuna.

Ko nga tauranga rangatū he rerekee o nga tauranga whakarara. Ka tukuna nga raraunga kotahi moka i ia wa, ka whakaiti i te maha o nga raina tohu engari ka taapiri i te uaua ki te kaiwhakahaere I/O. Ka whakawhiwhia e te kaiwhakahaere whakawhiti he kupu miihini i te wa kotahi, me te tuku moka kotahi i ia wa, a ko te kaiwhakahaere o te kaiwhakawhiwhi me tango nga moka me te penapena i roto i te raupapa kotahi.

Ko te iti o nga raina tohu ka taea e koe te whakanui ake i te auau o te tuku karere me te kore e pokanoa.

SCSI

I puta ano te Atanga Pūnaha Rorohiko Iti (SCSI) i te tau 1978, i hangaia i te tuatahi ki te whakakotahi i nga taputapu o nga momo korero ki roto i te punaha kotahi. Ko te tohu SCSI-1 i whakaratohia mo te hono atu ki nga taputapu 8 (me te kaiwhakahaere), penei:

• matawai;
• rīpene puku (streamers);
• puku whatu;
• puku kōpae me etahi atu taputapu.

Ko te SCSI i te tuatahi ko Shugart Associates System Interface (SASI), engari kaore te komiti paerewa e whakaae ki te ingoa i muri i te kamupene, a, i muri i te ra o te whakaaro, ka whanau te ingoa Small Computer Systems Interface (SCSI). Ko te "papa" o SCSI, a Larry Boucher, i kii kia kiia te acronym "sexy", engari Dal Allan I panui ahau "scuzzy" ("korero mai"). I muri mai, ko te whakahuatanga o te "skazi" i tino whakaritea ki tenei paerewa.

I roto i nga kupu SCSI, ka wehea nga taputapu hono ki nga momo e rua:

• kaitaunaki;
• nga taputapu whaainga.

Ka tukuna e te kaikorero he whakahau ki te taputapu kua tohua, katahi ka tukuna he whakautu ki te kaiwhakataki. Ko nga kaiwhakatairanga me nga whaainga e hono ana ki tetahi pahi SCSI noa, he 1 MB/s te whanui i te paerewa SCSI-5.

Ko te topology "pahi noa" e whakamahia ana he maha nga here:

• I nga pito o te pahi, e hiahiatia ana nga taputapu motuhake - te whakamutu;
• Ka tohatohahia te bandwidth pahi ki waenga i nga taputapu katoa;
• He iti te maha o nga taputapu hono i te wa kotahi.

Ko nga taputapu kei runga i te pahi ka tohuhia e tetahi tau ahurei e kiia nei ID tauranga SCSI. Ko ia waeine SCSI i roto i te punaha e tohuhia ana e tetahi taputapu arorau neke atu, ka whakatauhia ma te whakamahi i tetahi tau ahurei i roto i te taputapu tinana. Tau Waehanga Arorau (LUN).

Ka tukuna nga whakahau SCSI hei poraka whakaahuatanga whakahau (Poraka Kaiwhakaahua Tono, CDB), kei roto he waehere mahi me nga tawhā whakahau. Ko te paerewa e whakaatu ana neke atu i te 200 nga whakahau, kua wehea kia wha nga waahanga:

• whakahauanga - me tautoko e te taputapu;
• Kōwhiringa - ka taea te whakatinana;
• Kaihoko motuhake - whakamahia e tetahi kaihanga motuhake;
• Manawai - nga whakahau tawhito.

I roto i te maha o nga whakahau, e toru noa nga whakahau mo nga taputapu:

• HEI WHAKAMAHI kua rite — te tirotiro i te reri o te taputapu;
• TONO WHAKAARO — tono te waehere hapa o te whakahau o mua;
• ENQUIRY — tono mo nga ahuatanga taketake o te taputapu.

I muri i te whiwhinga me te mahi i te whakahau, ka tukuna e te taputapu whaainga he tohu mana e whakaatu ana i te hua o te mahi.

Ko te whakapai ake o SCSI (SCSI-2 me Ultra SCSI whakaritenga) i whakawhānuihia te rarangi o nga whakahau i whakamahia me te whakanui ake i te maha o nga taputapu hono ki te 16, me te tere whakawhiti raraunga i runga i te pahi ki te 640 MB/s. I te mea he atanga whakarara te SCSI, ko te whakanui ake i te auau whakawhiti raraunga i pa ki te hekenga o te roa o te taura me te raru ki te whakamahi.

I timata mai i te paerewa Ultra-3 SCSI, ka puta te tautoko mo te "whakamou wera" - te hono i nga taputapu i te wa e ka ana te hiko.

Ko te puku SSD tuatahi e mohiotia ana me te atanga SCSI ka kiia ko te M-Systems FFD-350, i tukuna i te tau 1995. He nui te utu o te kōpae, a, kaore i te whanui.

I tenei wa, ehara te SCSI whakarara i te atanga hononga kōpae rongonui, engari kei te kaha te whakamahi i te huinga whakahau i roto i nga hononga USB me te SAS.

ATA/PATA

atanga ATA (Apitihanga Hangarau Ake), e mohiotia ana ano HUAKI (Parallel ATA) i whakawhanakehia e Western Digital i te tau 1986. Ko te ingoa hokohoko mo te paerewa IDE (Integrated Drive Electronics) i whakanui i tetahi mea hou nui: i hangaia te kaiwhakahaere taraiwa ki roto i te puku, kaua ki runga i te papa roha motuhake.

Ko te whakatau ki te tuu i te kaiwhakahaere ki roto i te puku i whakaoti rapanga maha i te wa kotahi. Tuatahi, kua heke te tawhiti mai i te puku ki te kaiwhakahaere, e whai hua pai ana ki nga ahuatanga o te puku. Tuarua, ko te kaiwhakahaere i hangaia i roto i "whakaritea" anake mo tetahi momo taraiwa, a, na reira, he iti ake te utu.

Ko te ATA, pera i te SCSI, ka whakamahi i te tikanga I/O whakarara, e pa ana ki nga taura e whakamahia ana. Hei hono i nga puku ma te whakamahi i te atanga IDE, ka hiahiatia nga waea 40-waea, e kiia ana ko nga taura. Ko nga korero hou ake nei e whakamahi ana i nga koropiko 80-waea: neke atu i te haurua he papa hei whakaiti i te pokanoa i nga iarere teitei.

Ko te taura ATA mai i te rua ki te wha nga hononga, ko tetahi e hono ana ki te papahoahoa, me te toenga ki nga puku. Ina hono nga taputapu e rua ki te taura kotahi, me whirihora tetahi o aua taputapu hei Kaiwhakaako, me te tuarua - as Pononga. Ka taea te hono te taputapu tuatoru ki te aratau panui-anake.

Ko te waahi o te pekepeke e tohu ana i te mahi o tetahi taputapu motuhake. Ko nga kupu Kaiwhakaako me te Taonga e pa ana ki nga taputapu kaore i te tino tika, na te mea mo te kaiwhakahaere he Taonga nga taputapu hono katoa.

He mea hou motuhake i roto i te ATA-3 ko te ahua Aroturuki Whaiaro, Hangarau Tātari me te Pūrongo (SMART). E rima nga kamupene (IBM, Seagate, Quantum, Conner me Western Digital) kua hono tahi me te hangarau paerewa mo te aromatawai i te hauora o nga puku.

I puta te tautoko mo nga puku totika me te putanga tuawha o te paerewa, i tukuna i te tau 1998. Ko tenei putanga o te paerewa i whakarato i nga tere whakawhiti raraunga ki runga ki te 33.3 MB/s.

Ka tukuna e te paerewa nga whakaritenga tino tika mo nga taura ATA:

• me papatahi te tereina;
• Ko te roa o te tereina he 18 inihi (45.7 henimita).

Ko te tereina poto me te whanui kaore i te pai, ka raru te whakamatao. Ka kaha ake te uaua ki te whakanui ake i te auau tuku ki ia putanga o muri mai o te paerewa, a ka whakatikahia e te ATA-7 te raru: kua whakakapihia te atanga whakarara e te raupapa. I muri i tenei, ka whiwhi a ATA i te kupu Parallel ka mohiotia ko PATA, a ko te putanga tuawhitu o te paerewa he ingoa rereke - Serial ATA. Ko te tatau o nga putanga SATA i timata mai i te kotahi.

SATA

Ko te paerewa Serial ATA (SATA) i whakauruhia i te Hanuere 7, 2003 me te whakatika i nga raru o mua me nga huringa e whai ake nei:

• kua whakakapia te tauranga whakarara ki te tauranga rangatū;
• ka whakakapihia te taura 80-waea whanui ki te waea 7-waea;
• Ko te topology "pahi noa" kua whakakapihia e te hononga "point-to-point".

Ahakoa te mea ko te paerewa SATA 1.0 (SATA / 150, 150 MB / s) he tere ake i te ATA-6 (UltraDMA / 130, 130 MB / s), ko te whakawhiti ki te tikanga whakawhiti raraunga rangatū "i whakarite i te whenua" mo nga tere tere

Ko nga raina tohu tekau ma ono mo te whakawhiti raraunga i roto i te ATA i whakakapihia e nga takirua takirua e rua: kotahi mo te tuku, tetahi mo te tango. Ko nga hononga SATA i hangaia kia kaha ake ki te maha o nga hononga, a na te SATA 1.0 i hangaia te Hot Plug.

He poto ake etahi titi o nga kopae i era atu. Ka mahia tenei hei tautoko i te Huri Hoa. I roto i te tukanga whakakapinga, ka "ngaro" te taputapu ka "kitea" nga raina i roto i te raupapa kua whakaritea.

He iti noa atu i te tau i muri mai, i te Paenga-whāwhā 2004, ka tukuna te putanga tuarua o te tohu SATA. I tua atu i te whakatere ki te 3 Gbit/s, SATA 2.0 i whakaurua te hangarau Tutiraa Whakahau Maori (NCQ). Ka taea e nga taputapu whai tautoko NCQ te whakarite takitahi i te ota e mahia ai nga whakahau kia tutuki ai nga mahi tino pai.

I roto i nga tau e toru e whai ake nei, i mahi te Roopu Mahi SATA ki te whakapai ake i te whakatakotoranga o naianei me te putanga 2.6 kiato Slimline me nga hononga moroiti SATA (uSATA). Ko enei hononga he putanga iti ake o te hononga SATA taketake, he mea hoahoa mo nga puku whatu me nga puku iti i roto i nga pona.

Ahakoa te reanga tuarua o SATA he nui te bandwidth mo nga puku pakeke, me nui ake nga SSD. I te marama o Haratua 2009, i tukuna te putanga tuatoru o te whakatakotoranga SATA me te nui ake o te bandwidth ki te 6 Gbit/s.

I aro nui ki nga puku totika i roto i te putanga SATA 3.1. Kua puta mai he tūhono Mini-SATA (mSATA), i hangaia mo te hono i nga puku-a-roto i roto i nga pona. Kaore i rite ki a Slimline me uSATA, he rite te hononga hou ki te PCIe Mini, ahakoa kaore i te hototahi ki te hiko me te PCIe. I tua atu i te hononga hou, i whakanuia e SATA 3.1 te kaha ki te tarai i nga whakahau TRIM me nga whakahau panui me te tuhi.

Ko te whakahau TRIM ka whakamohio i te SSD mo nga poraka raraunga kaore e mau ana i te utu. I mua i te SATA 3.1, ma te whakahaere i tenei whakahau ka rere keteroki nga keteroki ka whakatarewahia te I/O, ka whai i te whakahau TRIM. Ko tenei huarahi i whakahekehia te mahinga o te kōpae i te wa o nga mahi muku.

Kaore i taea e te tohu SATA te pupuri i te tipu tere o nga tere uru mo nga taraiwa-a-roopu, i puta ai te ahua i te tau 2013 o te taupatupatu e kiia nei ko SATA Express i roto i te paerewa SATA 3.2. Engari i te rearua ano i te bandwidth SATA, i whakamahia e nga kaihanga te pahi PCIe e whakamahia whanuitia ana, ko tona tere neke atu i te 6 Gbps. Ko nga puku e tautoko ana i te SATA Express kua riro i a raatau ake ahua ahua ko M.2.

SAS

Ko te paerewa SCSI, "whakataetae" ki te ATA, kaore ano i tu tonu me te kotahi tau i muri i te ahua o te Serial ATA, i te 2004, i whanau ano hei atanga raupapa. Ko te ingoa o te atanga hou Rangatū Whakapiri SCSI (SEDGE).

Ahakoa te mea i whakawhiwhia e SAS te huinga whakahau SCSI, he mea nui nga huringa:

• atanga rangatū;
• 29-waea hiko taura;
• hononga tohu-ki-ira

I tuku iho ano nga kupu a SCSI. Ko te kaiwhakahaere kei te kiia tonu ko te kaikiri, a ko nga taputapu hono e kiia tonu ana ko te whaainga. Ko nga taputapu whaainga katoa me te kaitaunaki ka hanga he rohe SAS. I roto i te SAS, ko te urunga hononga kaore i te whakawhirinaki ki te maha o nga taputapu kei roto i te rohe, na te mea ka whakamahia e ia taputapu tana ake hongere whakatapua.

Ko te nui rawa o nga taputapu hono i te wa kotahi i roto i te rohe SAS e ai ki nga korero kua neke ake i te 16 mano, hei utu mo te SCSI ID, ka whakamahia he tohu mo te whakatika. Ingoa o te Ao (WWN).

Ko te WWN he tohu motuhake 16 paita te roa, he rite ki te wahitau MAC mo nga taputapu SAS.

Ahakoa te rite o nga hononga SAS me SATA, kaore enei paerewa i te tino hototahi. Heoi, ka taea te hono atu te puku SATA ki te hono SAS, engari kauaka. Ko te hototahitanga i waenga i nga puku SATA me te rohe SAS ka whakapumau ma te whakamahi i te SATA Tunneling Protocol (STP).

Ko te putanga tuatahi o te paerewa SAS-1 he 3 Gbit/s, me te mea hou, SAS-4, kua whakapai ake i tenei ahua ma te 7 wa: 22,5 Gbit/s.

PCIe

Ko te Pikitia Wae Interconnect Express (PCI Express, PCIe) he atanga rangatū mo te whakawhiti raraunga, i puta mai i te tau 2002. I timatahia te whanaketanga e Intel, a muri iho ka whakawhitia ki tetahi whakahaere motuhake - PCI Special Interest Group.

Ko te atanga PCIe rangatū he mea rereke, ka noho hei haere tonu mo te PCI whakarara, i hangaia hei hono i nga kaari roha.

He tino rereke te PCI Express mai i te SATA me te SAS. Ko te atanga PCIe he rereke te maha o nga huarahi. He rite te maha o nga rarangi ki nga mana o te rua me te awhe mai i te 1 ki te 16.

Ko te kupu "ara" i roto i te PCIe ehara i te korero ki tetahi raina tohu motuhake, engari ki te hongere whakawhitiwhiti korero-taarua kotahi e whai ake nei nga raina tohu:

• pōwhiri+ me te pōhiri-;
• tuku+ me te tuku-;
• e wha nga kaikawe whenua.

Ko te maha o nga huarahi PCIe e pa ana ki te nui o te whakaputanga o te hononga. Ko te paerewa PCI Express 4.0 hou ka taea e koe te whakatutuki i te 1.9 GB / s i runga i te raina kotahi, me te 31.5 GB / s ka whakamahi i nga raina 16.

Kei te tere haere te hiahia mo nga puku totika. Ko te SATA me te SAS kaore he wa ki te whakanui ake i to raatau bandwidth ki te "pumau tonu" ki nga SSD, i puta ai te putanga o nga puku SSD me nga hononga PCIe.

Ahakoa kua wirihia nga kaari taapiri PCIe, he wera-whakawhitiwhiti a PCIe. Ko nga titi PRSNT poto (Ingarihi inaianei - inaianei) ka taea e koe te mohio kua whakauruhia te kaari ki roto i te waahi.

Ko nga taraiwa-a-whare e hono ana ma te PCIe ka whakatauhia e tetahi paerewa motuhake Kore-Volatile Memory Kaihautū Kaiwhakarite Atanga Atanga a kei roto i nga momo ahuatanga rereke, engari ka korerohia e tatou i te waahanga e whai ake nei.

Nga puku mamao

I te wa e hanga ana i nga whare putunga raraunga nui, i puta te hiahia mo nga kawa e taea ai te hono atu i nga puku kei waho o te tūmau. Ko te otinga tuatahi i tenei wahanga ko Ipurangi SCSI (iSCSI), i whakawhanakehia e IBM me Cisco i te tau 1998.

He maamaa te whakaaro o te kawa iSCSI: Ko nga whakahau a SCSI ka "takai" ki nga paatete TCP/IP ka tukuna ki te whatunga. Ahakoa te hononga mamao, ka hangaia te pohehe mo nga kaihoko e hono ana te puku ki te rohe. Ka taea te hanga i tetahi Whatunga Rohe Rokiroki iSCSI (SAN) i runga i nga hanganga whatunga o naianei. Ma te whakamahi iSCSI ka tino whakaitihia te utu mo te whakarite SAN.

Kei a iSCSI tetahi whiringa "moni" - Kawa Hongere Fiber (FCP). Ko te SAN e whakamahi ana i te FCP ka hangaia ki runga i nga raina whakawhitiwhiti muka whatu. Ko tenei huarahi e hiahia ana ki etahi atu taputapu whatunga whatu, engari he pumau, he nui te whakaputanga.

He maha nga tikanga mo te tuku tono SCSI i runga i nga whatunga rorohiko. Heoi ano, kotahi noa te paerewa hei whakaoti i te raruraru rereke, ka tuku i nga paatete IP ki runga i te pahi SCSI - IP-over-SCSI.

Ko te nuinga o nga kawa SAN e whakamahi ana i te huinga whakahau SCSI hei whakahaere i nga puku, engari he rereke, penei i te ngawari ATA mo Ethernet (AoE). Ka tukuna e te kawa AoE nga whakahau ATA i roto i nga paatete Ethernet, engari ka puta nga puku hei SCSI i roto i te punaha.

I te taenga mai o nga puku NVM Express, kua kore e tutuki nga kawa iSCSI me FCP i nga hiahia e tipu haere ana a SSD. E rua nga otinga i puta:

• te neke i te pahi PCI Express ki waho o te tūmau;
• hanga o te NVMe i runga i te kawa papanga.

Ko te tango i te pahi PCIe ko te hanga taputapu whakawhiti uaua, engari kaore e huri i te kawa.

Ko te NVMe over Fabrics kawa kua waiho hei rereke pai ki te iSCSI me te FCP. Ka whakamahia e NVMe-oF he hononga muka me te huinga tohutohu NVM Express.

DDR-T

Ko nga paerewa iSCSI me te NVMe-oF te whakaoti i te raru o te hono i nga kōpae mamao kia rite ki nga waahi o te rohe, engari he huarahi rereke a Intel me te kawe i te kōpae o te rohe kia tata ki te tukatuka. I taka te whiringa ki nga mokamoka DIMM e hono ana te RAM. Ko te whanui nui o te hongere DDR4 he 25 GB/s, he tino teitei ake i te tere o te pahi PCIe. Koinei te huarahi i whanau ai te Intel® Optane™ DC Persistent Memory SSD.

I hangaia he kawa hei hono puku ki nga mokamoka DIMM DDR-T, he hototahi ki te taha tinana me te hiko me te DDR4, engari me tono he kaiwhakahaere motuhake e kite ana i te rereketanga o te rakau mahara me te puku. Ko te tere uru o te puku he puhoi ake i te RAM, engari he tere ake i te NVMe.

Kei te waatea noa a DDR-T me nga kaiwhakatikatika Intel® Cascade Lake i muri mai ranei.

mutunga

Tata ki nga atanga katoa kua roa mai i te rangatū ki nga tikanga whakawhiti raraunga whakarara. Kei te tere haere nga tere SSD; inanahi nei he mea hou nga SSD, engari i tenei ra kua kore e tino miharo a NVMe.

I roto i to maatau taiwhanga Tohua Taiwhanga ka taea e koe te whakamatautau SSD me NVMe taraiwa koe.

Ko nga kaiwhakamahi kua rehita anake ka uru ki te rangahau. Waitohu maitēnā.

Ka whakakapihia e nga puku NVMe nga SSD matarohia i nga wa e heke mai nei?

• 55.5 orauAe100

• 44.4 orauNo80

180 nga kaiwhakamahi i pooti. 28 nga kaiwhakamahi i aukati.

Source: will.com