Interfejsy w dyskach HDD i SSD - rodzaje i zastosowanie

Dyski twarde (HDD) i półprzewodnikowe (SSD) komunikują się z komputerem za pomocą interfejsów - na rynku dostępnych jest wiele rozwiązań, w których łatwo się pogubić.Plextor Polska przygotował krótki poradnik, w którym w prosty sposób wyjaśnił w czym tkwi różnica i w jaki sposób te rozwiązania wpływają na wydajność pracy nośnika.

Jednymi z pierwszych interfejsów były złącza krawędziowe stosowane w komputerach (Atari, Commodore) i konsolach do gier (NES, Pegasus). Podłączano do nich kartridże, czyli nośniki danych z trwale zapisanym oprogramowaniem, które nie mogło być modyfikowane. Złącza krawędziowe stosowane przez producentów miały różne szerokości i długości. Ciężko było mówić o jakimkolwiek standardzie i kompatybilności. Wraz ze wzrostem popularności komputerów klasy PC, pojawiły się standaryzowane złącza krawędziowe, których jednak przez wiele lat nie wykorzystywano do podłączania nośników danych.

W międzyczasie podstawowym nośnikiem danych stały się dyski twarde, które do przechowywania informacji wykorzystywały nośnik magnetyczny. Do ich połączenia z komputerem wykorzystywano interfejs ATA (Advanced Technology Attachment), który oferował przepustowość do 133 MB/s.

Jego następca to standard SATA. Jest to obecnie najpopularniejszy interfejs stosowany w komputerach stacjonarnych i laptopach. Do podłączenia dysku wykorzystuje się dwa przewody – do transmisji danych i zasilania. Interfejs doczekał się trzech generacji. Pierwsza, czyli SATA (I) zapewnia przepustowość na poziomie 150 MB/s. SATA II pozwala osiągnąć 300 MB/s, natomiast obecnie stosowana SATA III - 600 MB/s.

Postępująca miniaturyzacja urządzeń sprawiła, że konieczne stało się stworzenie dodatkowych wariantów standardu SATA. Jednym z nich jest eSATA, czyli wersja wykorzystywana do połączenia dysków zewnętrznych z komputerem. Obecnie coraz częściej zastępowana jest złączami USB 3.0 ze względu na większe możliwości i popularność.

Z myślą o komputerach przenośnych powstało złącze mSATA dedykowane do instalacji dysków SSD. Gwarantowało kompaktowe rozmiary, jednak w dalszym ciągu wykorzystywało interfejs SATA III. Stał się on niewystarczający, gdy na popularności zaczęły zyskiwać nośniki SSD, potrafiące osiągać lepszą przepustowość niż możliwości standardu.

Obecnie coraz chętniej wykorzystuje się oparty o złącza krawędziowe standard PCI Express, który pozwala ominąć ograniczenia standardu SATA III a jednocześnie jest dostępny w starszych urządzeniach. Prędkość transmisji danych w przypadku tego złącza jest w stanie przekroczyć 1 GB/s. PCI Express jest również bardziej energooszczędne niż SATA. Tego typu interfejs instalowany jest wyłącznie w komputerach stacjonarnych. Złącza PCI Express posiadają różną długość. Umieszcza się w nich karty, które wykorzystują określoną liczbę linii. Urządzenie wykorzystujące dwie linie można umieścić w slocie posiadającym ich cztery, osiem, a nawet szesnaście. Najnowsza wersja interfejsu to PCI Express 3.0. Kolejne wersje interfejsu są kompatybilne wstecz. Zaletą jest transmisja dwukierunkowa, dzięki której wymiana danych odbywa się jednocześnie w dwie strony.

Złącze M.2 zostało zaprojektowane jako następca standardu mSATA. Zajmuje mniej miejsca i pozwala na osiągnięcie prędkości transmisji danych grubo ponad 1 GB/s. Pierwotnie przewidziane było dla laptopów, ale popularność zdobywa również w przypadku komputerów stacjonarnych. Standard może wykorzystywać interfejs SATA lub PCI Express. W przypadku tego drugiego rozwiązania, dysk wykorzystuje pełne możliwości kontrolera PCI Express, używając kompaktowego złącza M.2. Przed zakupem dysku warto upewnić się jaki kontroler obsługuje posiadane na płycie głównej złącze M.2.

Jakie rozwiązanie wybrać? Dla dysków HDD możliwości interfejsu SATA III wciąż są wystarczające, ale dla nośników SSD jest to standard ograniczający ich potencjał. Obecnie najbardziej przyszłościowym rozwiązaniem jest dysk korzystający z interfejsu PCI Express ze złączem M.2. W przypadku jego braku, dobrym rozwiązaniem jest skorzystanie z dysku M.2. wbudowanego w adapter standardowego złącza PCI Express.

W przyszłości popularne mogą stać się rozwiązania wykorzystujące interfejs pamięci RAM. Prototyp takiego urządzenia zaprezentowała firma Sandisk w modelu ULLtraDIMM - dzięki takiemu rozwiązaniu omijane są kontrolery wejścia/wyjścia, a czas reakcji to 5 mikrosekund przy zapisie i 150 mikrosekund przy odczycie. Aktualnie popularne rozwiązania również doczekają się ulepszeń. Standard PCI Express 4.0 ma zaoferować dwukrotnie większą przepustowość w stosunku do poprzednika. Prace trwają również nad nową generacją złącza M.2, które pozwoli na prędkość transmisji danych na poziomie 7,9 GB/s. Jedno jest pewne – dyski SSD to przyszłościowe nośniki danych, które swoje najlepsze lata mają jeszcze przed sobą.

Źródło: Plextor