Folasaga ile SSD. Vaega 2. Fesootaiga

В vaega mulimuli taamilosaga "Fa'atomuaga i SSD" na matou talanoa e uiga i le tala faasolopito o foliga o disks. O le vaega lona lua o le a faʻamatalaina e uiga i fesoʻotaʻiga mo le fegalegaleai ma taʻavale.

Feso'ota'iga i le va o le processor ma peripherals e tupu e tusa ai ma tu'ufa'atasiga ua ta'ua o feso'ota'iga. O nei maliliega e fa'atulafonoina le tulaga fa'aletino ma polokalame fa'akomepiuta o fegalegaleaiga.

Interface - o se seti o auala, metotia ma tulafono o fegalegaleaiga i le va o elemene o le faiga.

O le faʻatinoga faaletino o se atinaʻe e aʻafia ai vaega nei:

• fa'aogaina ole ala feso'ota'iga;
• le numera aupito maualuga o masini feso'ota'i fa'atasi;
• numera o mea sese e tupu.

O feso'ota'iga tisiki e fausia i luga I/O uafu, o le faʻafeagai lea o le manatua I/O ma e le faʻaogaina avanoa i le tuatusi tuatusi o le processor.

Fa'atasi ma fa'asologa uafu

E tusa ai ma le auala o le fesuiaiga o faʻamatalaga, I / O ports e vaevaeina i ni ituaiga se lua:

• tutusa;
• tumau.

E pei ona ta'u mai e le igoa, o le taulaga tutusa e auina atu se upu masini i le taimi, e aofia ai ni nai vaega. O se uafu tutusa o le auala pito sili lea ona faigofie e fesuiai ai faʻamatalaga, aua e le manaʻomia ni fofo faʻalavelave lavelave. I le tulaga sili ona faigofie, o vaega ta'itasi o le upu masini e lafo i luga o lana lava laina fa'ailoga, ma e lua laina fa'ailoga tautua e fa'aoga mo fa'amatalaga: Sauni fa'amaumauga и Fa'amatalaga talia.

Taulaga tutusa, i le tepa muamua, fua lelei: sili atu laina faailo - sili atu bits e lafoina i le taimi ma, o le mea lea, maualuga atu le gaosiga. Ae ui i lea, ona o le faʻateleina o le numera o laina faʻailoga, faʻalavelave e tupu i le va o latou, e mafua ai le faʻalavelaveina o feʻau faʻasalalau.

O ports Serial o le fa'afeagai o le tutusa. E auina atu faʻamatalaga taʻitasi i le taimi, e faʻaitiitia ai le aofaʻi o laina faʻailoga, ae faʻalavelave ai le I / O controller. E maua e le pule o le transmitter le upu masini i le taimi ma e tatau ona tuʻuina atu le tasi vaega i le taimi, ma e tatau i le tagata faʻapipiʻi faʻapipiʻi ona maua ia mea ma teu i le faasologa tutusa.

O se numera la'ititi o laina fa'ailoga e mafai ai ona e fa'ateleina le tele o fe'au fa'asalalau e aunoa ma le fa'alavelave.

SCSI

Small Computer Systems Interface (SCSI) na faʻaalia i tua i le 1978 ma na muai fuafuaina e tuʻufaʻatasia masini o talaʻaga eseese i se faiga e tasi. O le SCSI-1 faʻamatalaga tuʻuina atu mo le fesoʻotaʻiga e oʻo atu i le 8 masini (faʻatasi ma le pule), e pei o:

• sikola;
• lipine ta'avale (vaivai);
• ta'avale opitika;
• ta'avale tisiki ma isi masini.

O le SCSI na faaigoa muamua ia Shugart Associates System Interface (SASI), ae o le a le taliaina e le komiti o tulaga faatonuina se igoa i le kamupani, ma ina ua mavae se aso o manatu palepalealuga, na fanau ai le igoa Small Computer Systems Interface (SCSI). O le "Tama" o le SCSI, Larry Boucher, na fa'amoemoe e fa'aigoaina le fa'apuupuuga "sexy", ae Dal Allan faitau le "sсuzzy" ("ta'u"). Mulimuli ane, o le faaleoga o le "taʻu" na faʻamausaliina i lenei tulaga.

I upu a le SCSI, o masini fesoʻotaʻi e vaevaeina i ni ituaiga se lua:

• tagata e amataina;
• masini fa'atatau.

E auina atu e le initiator se poloaiga i le masini sini, ona auina atu lea o se tali i le initiator. O faʻauluuluga ma sini e fesoʻotaʻi i se pasi SCSI masani, o loʻo i ai le bandwidth o le 1 MB / s i le SCSI-5 standard.

O le "pasi masani" topology na faʻaaogaina e faʻatupuina ai le tele o tapulaʻa:

• i pito o le pasi, e manaʻomia ni masini faʻapitoa - terminator;
• e fa'asoa fa'atasi i masini uma;
• Ole numera maualuga o masini feso'ota'i fa'atasi e fa'atapula'aina.

O masini i luga o le pasi e iloa e se numera tulaga ese e taʻua SCSI Target ID. O iunite taʻitasi SCSI i totonu o le faiga o loʻo faʻatusalia e le itiiti ifo ma le tasi le masini talafeagai, lea e faʻafeiloaʻi e se numera tulaga ese i totonu o le masini faʻapitoa. Numera Vaega Fa'atatau (LUN).

Poloaiga i le SCSI e lafo i le fomu poloka fa'amatalaga poloaiga (Command Descriptor Block, CDB), e aofia ai se faʻailoga faʻaogaina ma faʻatonuga. O le faʻataʻitaʻiga o loʻo faʻamatalaina le sili atu i le 200 poloaiga, vaevaeina i ni vaega se fa:

• Faʻamaoni - e tatau ona lagolagoina e le masini;
• Filifili - mafai ona fa'atinoina;
• Fa'atau fa'atau - fa'aaogaina e se tagata gaosi oloa;
• Le amanaia - poloaiga ua le toe aoga.

Faatasi ai ma le tele o poloaiga, na o le tolu oi latou e faʻatagaina mo masini:

• IUNITE SU'E SU'E SAUNI - siaki le saunia o le masini;
• TALOSAGA AGA - talosaga le code sese o le poloaiga muamua;
• fesili - talosaga uiga autu o le masini.

A maeʻa ona maua ma faʻagasolo le faʻatonuga, e tuʻuina atu e le masini faʻatatau se faʻailoga tulaga i le tagata amata, lea e faʻamatalaina ai le taunuuga o le faʻataunuʻuina.

O le faʻaleleia atili o le SCSI (SCSI-2 ma Ultra SCSI faʻamatalaga) faʻalauteleina le lisi o faʻatonuga faʻaaogaina ma faʻateleina le numera o masini fesoʻotaʻi e oʻo atu i le 16, ma le fesuiaiga o faʻamatalaga i luga o le pasi e oʻo atu i le 640 MB / s. Talu ai ona o le SCSI o se faʻataʻitaʻiga tutusa, o le faʻateleina o le tele o fefaʻatauaiga o faʻamatalaga na fesoʻotaʻi ma le faʻaitiitia o le umi o le uaea maualuga ma mafua ai le faʻalavelave i le faʻaaogaina.

Amata i le Ultra-3 SCSI tulaga, lagolago mo le "vevela plugging" ua aliali mai - fesoʻotaʻi masini pe a ola le eletise.

O le SCSI SSD muamua na iloa o le M-Systems FFD-350, faʻasalalau i le 1995. O le tisiki sa i ai se tau maualuga ma e leʻi faʻaaogaina lautele.

I le taimi nei, o le SCSI tutusa e le o se taʻutaʻua faʻasalalauga faʻasalalauga, ae o loʻo faʻaaogaina pea le seti o poloaiga i fesoʻotaʻiga USB ma SAS.

ATA/PATA

Ofisa ATA (Advanced Technology Attachment), e lauiloa foi o Afu (Parallel ATA) na fausia e Western Digital i le 1986. O le igoa maketi mo le tulaga IDE (Eng. Integrated Drive Electronics - "eletise fausia i totonu o le taavale") na faamamafaina ai se mea fou taua: o le taʻavale taʻavale na tuʻufaʻatasia i totonu o le taʻavale, ae le o luga o se laupapa faʻalautele eseese.

O le faaiuga e tuu le pule i totonu o le taavale na foia ai ni faafitauli i le taimi e tasi. Muamua, o le mamao mai le taʻavale i le pule ua faʻaitiitia, lea na aʻafia ai le faʻatinoga o le taʻavale. Lona lua, o le pule faʻapipiʻi na "faʻamaʻaina" mo naʻo se ituaiga taʻavale ma, e tusa ai, sa taugofie.

ATA, pei o le SCSI, faʻaaogaina se auala I / O tutusa, lea e atagia mai i uaea faʻaaogaina. Feso'ota'i ta'avale e fa'aaoga ai le IDE e mana'omia ai le 40-core cables, e ta'ua fo'i o uaea mafolafola. O fa'amatalaga lata mai e fa'aogaina ai 80-wire stubs, e sili atu ma le afa o fa'amaufa'ailoga eleele e fa'aitiitia ai le fa'alavelave i laina maualuga.

E lua i le fa fesoʻotaʻiga i luga o le ATA cable, o le tasi e fesoʻotaʻi i le motherboard, ma le isi i le taʻavale. A faʻafesoʻotaʻi ni masini se lua i le tasi matasele, e tatau ona faʻatulagaina se tasi oi latou aliʻi, ma le lona lua e pei Slave. O le masini lona tolu e mafai ona faʻafesoʻotaʻi i le naʻo le faitau.

O le tulaga o le osooso e fuafua ai le matafaioi a se masini faapitoa. O faaupuga Matai ma le Pologa e faatatau i masini e le sa'o atoatoa, talu ai e faatatau i le pule, o masini fesootai uma o Pologa.

O se faʻafouga faʻapitoa i le ATA-3 o le faʻaaliga Mata'ituina e le tagata lava ia, Su'esu'ega ma Lipoti Tekonolosi (SMART). E lima kamupani (IBM, Seagate, Quantum, Conner, ma Western Digital) ua tuʻufaʻatasia ma faʻataʻitaʻiina le tekonolosi suʻesuʻeina o le soifua maloloina.

Lagolago mo ta'avale malo mautu ua lata mai talu mai le version 1998 o le tulaga masani, faʻasalalau i le 33.3. O lenei fa'ata'ita'iga o le fa'ata'ita'iga na tu'uina atu fa'amatalaga tau fe'avea'i i luga ole XNUMX MB/s.

O lo'o tu'uina atu e le tulaga fa'atonu mana'oga mo laina ATA:

• e tatau ona mafolafola le fulufulu;
• maualuga nofoaafi umi 18 inisi (45.7 senitimita).

O le nofoaafi puupuu ma le lautele sa le talafeagai ma faʻalavelave i le malulu. Na atili ai ona faigata le faʻateleina o le faʻasalalauga faʻatasi ma faʻasologa mulimuli ane o le faʻataʻitaʻiga, ma ATA-7 foʻia le faʻafitauli faʻapitoa: o le fesoʻotaʻiga tutusa na suia i se faasologa. Ina ua uma lena, na maua e ATA le upu Parallel ma taʻua o le PATA, ma o le lona fitu o lomiga o le tulaga na maua ai se igoa ese - Serial ATA. SATA version numera amata mai le tasi.

SATA

O le Serial ATA (SATA) na faʻalauiloaina ia Ianuari 7, 2003 ma faʻatalanoaina faʻafitauli o lona muamua ma suiga nei:

• ua suitulaga uafu i se faasologa;
• lautele 80-uaea ua suia i le 7-uaea;
• o le "pasi masani" topology ua suia i se "point-to-point" sootaga.

E ui lava o SATA 1.0 (SATA / 150, 150 MB / s) sa sili atu le saoasaoa nai lo le ATA-6 (UltraDMA / 130, 130 MB / s), o le siitia atu i fesoʻotaʻiga faʻasologa o le "faʻatulagaina o le eleele" mo saoasaoa.

E sefuluono laina faʻailoga mo le faʻasalalauina o faʻamatalaga i le ATA na suia i ni paga mimilo se lua: tasi mo le faʻasalalau, le lua mo le taliaina. O feso'ota'iga SATA ua mamanuina ina ia sili atu ona tete'e i le tele o toe feso'ota'iga, ma o le SATA 1.0 fa'amatalaga na mafai ai ona fa'apipi'i vevela.

O nisi pine i luga o ta'avale e pupuu nai lo isi uma. E faia lenei mea e lagolago ai le "vevela swap" (Hot Swap). I le taimi o le suiga o le faagasologa, o le masini "maua" ma "maua" laina i se faasologa na muai fuafuaina.

E sili atu nai lo le tausaga mulimuli ane, ia Aperila 2004, na tatalaina ai le lomiga lona lua o le SATA faʻamatalaga. I le faaopoopo atu i le faatelevaveina i le 3 Gb / s, SATA 2.0 faʻalauiloa tekinolosi Tulima Poloaiga a le Atunuu (NCQ). O masini fa'atasi ai ma le lagolago a le NCQ e mafai ona tuto'atasi le fa'atonuina o le fa'atinoina o fa'atonuga o lo'o o'o mai ina ia ausia le maualuga o le fa'atinoga.

O le tolu tausaga na sosoo ai, na galulue ai le SATA Working Group e faʻaleleia le faʻamatalaga o loʻo i ai, ma le version 2.6 na faʻafeiloaʻi ai fesoʻotaʻiga Slimline ma micro SATA (uSATA). O nei feso'ota'iga o se fa'ata'ita'iga la'ititi o le ulua'i feso'ota'iga SATA ma ua mamanuina mo ta'avale mata ma ta'avale laiti i komepiuta feavea'i.

E ui o le SATA lona lua na lava le bandwidth mo HDDs, e manaʻomia e SSD le tele. I le masina o Me 2009, o le lona tolu o faʻamatalaga o le SATA faʻapitoa na tuʻuina atu ma faʻateleina le bandwidth i le 6 Gb / s.

Na faʻapitoa le gauai atu i taʻavale a le setete i le SATA 3.1 lomiga. Ua aliali mai se feso'ota'iga Mini-SATA (mSATA), ua fa'atulagaina e fa'afeso'ota'i ta'avale malo i totonu o le komepiuta. E le pei o Slimline ma uSATA, o le fesoʻotaʻiga fou e pei o se PCIe Mini, e ui lava e leʻi fetaui ma le eletise ma PCIe. I le faʻaopoopoga i le fesoʻotaʻiga fou, SATA 3.1 faʻamaualuga le mafai ona tuʻuina tulafono TRIM ma le faitau ma le tusitusi poloaiga.

O le tulafono TRIM e logoina le SSD o poloka faʻamaumauga e le o tauaveina se uta. Aʻo leʻi oʻo i le SATA 3.1, o lenei faʻatonuga o le a faʻafefeina ai mea faʻaoga ma taofia le faʻaogaina o le I/O, sosoo ai ma le tulafono TRIM. O lenei faiga na fa'aleagaina ai le fa'atinoga o tisiki i le taimi o le tapeina o galuega.

O le SATA faʻamatalaga e leʻi faʻatatauina ma le televave o le tuputupu aʻe o avanoa avanoa mo SSDs, e oʻo atu ai i se maliega i le 2013 ua taʻua o le SATA Express i le SATA 3.2 standard. Nai lo le toe faaluaina o le bandwidth o SATA, ua faʻaaogaina e le au atinaʻe le faʻaogaina lautele o le PCIe pasi, o lona saoasaoa e sili atu i le 6 Gb / s. O ta'avale fa'atasi ma le SATA Express lagolago ua maua a latou lava fa'ailoga e ta'ua o le M.2.

SAS

O le tulaga SCSI, "tauva" ma le ATA, e leʻi tu foi ma na o le tasi le tausaga talu ona faʻaalia le Serial ATA, i le 2004, na toe fanauina i totonu o se fesoʻotaʻiga faʻasologa. Ole igoa ole fa'aoga fou ole Serial Attached SCSI (SEDGE).

E ui lava na maua e le SAS le seti o le tulafono a le SCSI, o suiga e taua tele:

• fa'asologa fa'asologa;
• 29-uaea uaea ma le eletise;
• feso'ota'iga fa'atatau i lea mea

O upu a le SCSI ua tuufaasolo mai foi. O le pule e taʻua pea o le initiator, ma o masini fesoʻotaʻi e taʻua o le sini. O masini fa'atatau uma ma le tagata fa'avae e fausia ai se vaega SAS. I le SAS, o le fesoʻotaʻiga bandwidth e le faʻalagolago i le numera o masini i totonu o le vaega, talu ai e faʻaogaina e masini taʻitasi lana lava auala faʻapitoa.

Ole numera maualuga o masini fesoʻotaʻi faʻatasi i le SAS domain, e tusa ai ma faʻamatalaga, e sili atu i le 16 afe, ma nai lo le SCSI ID, e faʻaaogaina se faʻamatalaga mo le faʻatalanoaina. Suafa ole Lalolagi (WWN).

WWN o se faʻamatalaga tulaga ese 16 paita umi, tutusa ma le tuatusi MAC mo masini SAS.

E ui lava i mea tutusa i le va o fesoʻotaʻiga SAS ma SATA, o nei tulaga e leʻo fetaui lelei. Ae ui i lea, e mafai ona faʻafesoʻotaʻi se taʻavale SATA i se fesoʻotaʻiga SAS, ae le o le isi itu. O fesoʻotaʻiga i le va o SATA drive ma le SAS domain e faʻamautinoa e faʻaaoga ai le SATA Tunneling Protocol (STP).

O le lomiga muamua o le SAS-1 tulaga o loʻo i ai le bandwidth o le 3 Gb / s, ma le sili ona po nei, SAS-4, ua faʻaleleia lenei fuainumera i le 7 taimi: 22,5 Gb / s.

PCIe

Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express, PCIe) o se fa'asologa fa'asologa mo le fa'aliliuina o fa'amaumauga, lea na fa'aalia i le 2002. O le atinaʻe na amataina e Intel, ma mulimuli ane siitia atu i se faʻalapotopotoga faʻapitoa - le PCI Special Interest Group.

O le fesoʻotaʻiga PCIe e leai se faʻalavelave ma na avea ma faʻaauau pea o le PCI tutusa, lea ua mamanuina e faʻafesoʻotaʻi kata faʻalautele.

O le PCI Express e matua ese lava mai le SATA ma le SAS. O le PCIe interface e iai se numera fesuisuiai o laina. Ole numera o laina e tutusa ma malosiaga o lua ma vaʻavaʻa mai le 1 i le 16.

O le faaupuga "lane" i le PCIe e le o faasino i se laina faʻailoga patino, ae i se isi fesoʻotaʻiga fesoʻotaʻiga atoa-duplex e aofia ai laina faʻailoga nei:

• talia + ma talia-;
• fa'asalalauga + ma fa'asalalauga-;
• uaea eleele e fa.

Ole numera o laina PCIe e aʻafia tonu ai le maualuga ole bandwidth ole fesoʻotaʻiga. Ole tulaga o loʻo iai nei PCI Express 4.0 e mafai ai ona e ausia le 1.9 GB / s i luga o le laina e tasi, ma le 31.5 GB / s pe a faʻaaoga laina 16.

O le "mana'o" o le solid-state drive o loʻo faʻatupulaia vave. O SATA ma SAS e leʻi mafai ona faʻateleina a latou bandwidth e faʻatasi ai ma SSD, lea na mafua ai le faʻaofiina o SSD e fesoʻotaʻi ma PCIe.

E ui lava o PCIe Add-In kata o loʻo viliina i luga, PCIe e vevela vevela. O pine pupuu PRSNT (Igilisi o lo'o i ai - o lo'o i ai) ia mautinoa o lo'o fa'apipi'i atoatoa le kata i totonu o le avanoa.

O ta'avale malo e feso'ota'i e ala i le PCIe e fa'atulafonoina e se tulaga ese Non-Volatile Memory Host Controller Fa'amatalaga Fa'amatalaga ma o loʻo faʻaalia i le tele o tulaga, ae o le a tatou talanoa e uiga i ai i le isi vaega.

Ta'avale Mamao

I le fausiaina o faleteuoloa tele, sa i ai se manaʻoga mo faʻasalalauga e faʻatagaina oe e faʻafesoʻotaʻi taʻavale o loʻo i fafo atu o le server. O le fofo muamua i lenei vaega o le Initaneti SCSI (iSCSI), na fausia e IBM ma Cisco i le 1998.

O le manatu i tua o le iSCSI protocol e faigofie: SCSI poloaiga e "afi" i totonu o pusa TCP/IP ma auina atu i le upega tafailagi. E ui lava i le fesoʻotaʻiga mamao, e tuʻuina atu ai le faʻasesega i tagata faʻatau e fesoʻotaʻi le taʻavale i le lotoifale. Faʻapipiʻi Area Network (SAN), faʻavae i luga o le iSCSI, e mafai ona fausia i luga o atinaʻe fesoʻotaʻiga o loʻo iai. O le faʻaaogaina o le iSCSI e faʻaitiitia ai le tau o le faʻatulagaina o se SAN.

iSCSI o loʻo i ai se filifiliga "matua" - Fiber Channel Protocol (FCP). SAN fa'aaogaina FCP e fausia i luga o laina fa'apitoa feso'ota'iga fiber-optic. O lenei faiga e mana'omia ai masini feso'ota'iga fa'aopoopo, ae e mautu ma maualuga le gaosiga.

E tele fa'atonuga mo le tu'uina atu o tulafono a le SCSI i luga o feso'otaiga komepiuta. Ae ui i lea, e naʻo le tasi le faʻataʻitaʻiga e foia ai le faʻafitauli faʻafeagai ma faʻatagaina oe e lafoina pusa IP i luga o le pasi SCSI - IP i luga ole SCSI.

Ole tele ole SAN protocols e fa'aogaina le seti SCSI e pulea ai ta'avale, ae o lo'o i ai tuusaunoaga, e pei o le faigofie ATA i luga ole Ethernet (AOE). O le AoE protocol e tuʻuina atu tulafono ATA i totonu o pusa Ethernet, ae o taʻavale e foliga mai o SCSI i le polokalama.

Faatasi ai ma le oʻo mai o le NVM Express drives, iSCSI ma FCP protocols ua le o toe fetaui ma le televave o manaʻoga o SSDs. E lua fofo na aliaʻe:

• aveese le pasi PCI Express i fafo atu o le server;
• fatuina o le NVMe over Fabrics protocol.

O le aveeseina o le pasi PCIe e fa'atupu ai le lavelave suiga o meafaigaluega ae e le suia ai le protocol.

O le NVMe over Fabrics protocol ua avea ma sui lelei i iSCSI ma FCP. O le NVMe-oF e faʻaaogaina se fesoʻotaʻiga fiber optic ma le seti o le NVM Express.

DDR-T

Ole tulaga ole iSCSI ma le NVMe-oF e foia ai le faʻafitauli o le fesoʻotaʻiina o taʻavale mamao e pei o le lotoifale, aʻo alu Intel i le isi itu ma aumai le taʻavale i le lotoifale i le latalata e mafai ai i le gaioiga. O le filifiliga na pau i luga ole DIMM slots lea e fesoʻotaʻi ai le RAM. Ole maualuga ole bandwidth DDR4 ole 25 GB/s, e sili atu le vave nai lo le pasi PCIe. O le ala lea na fanau mai ai le Intel® Optane™ DC Persistent Memory SSD.

Na faia se faʻasalalauga e faʻafesoʻotaʻi se taʻavale i le DIMM slots DDR-T, fa'aletino ma eletise fa'atasi ma DDR4, ae mana'omia se fa'atonu fa'apitoa e va'aia le eseesega i le va o le pa fa'amanatu ma le ta'avale. Ole saoasaoa ole avanoa ile ta'avale e itiiti ifo nai lo le RAM, ae sili atu nai lo le NVMe.

DDR-T e na'o le Intel® Cascade Lake generation processors pe mulimuli ane.

iʻuga

Toeitiiti lava o feso'ota'iga uma ua o'o mai i se ala mamao mai le fa'asologa i le fa'asologa o fa'amatalaga fa'atasi. O le saoasaoa o SSD o loʻo faʻafefeteina, o ananafi SSDs o se fiailoa, ma o le aso NVMe e le o se mea e ofo ai.

I la matou falesuesue Filifili le Lab e mafai ona e suʻeina SSD ma NVMe oe lava.

Na'o tagata fa'aigoaina e mafai ona auai i le su'esu'ega. Saini ese j, faʻamolemole.

O le a suia ea e le NVMe ia SSD masani i se taimi lata mai?

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180 tagata fa'aoga na palota. 28 tagata fa'aoga na le fa'aaogaina.

puna: www.habr.com