HDD

Serial ATA II

Rok 2004 z punktu widzenia pamięci masowych został w zasadzie zdominowany poprzez napływ urządzeń z wygodnym interfejsem Serial ATA. To co było absolutną nowością pod koniec roku 2003 stało sie codziennością w roku 2004. Trudno wyobrazić sobie nowoczesnego peceta bez portów SATA. Jednak pomimo niewątpliwego ogromnego sukcesu rynkowego SATA-IO organizacja zajmująca się rozwojem oraz promocją szeregowej odmiany interfejsu ATA nie spoczęła na laurach.

Rok 2005 to przede wszystkim wprowadzenie nowej drugiej już wersji specyfikacji Serial-ATA. Pierwsze pogłoski o SATAII zaczęły do nas dobiegać zaraz po wydaniu pierwszej wersji specyfikacji. Z góry wiadomo było, że kolejna wersja jest tylko kwestią czasu. Nie do końca natomiast wiedzieliśmy co przyniesie nam nowa specyfikacja. Teraz możemy przedstawić różnicę. Zasadnicze innowacje są tak na prawdę tylko cztery.

1. Zwiększenie prędkości przesyłania danych miedzy interfejsem dysku twardego a kontrolerem Serial-ATA z 1.5Gb/s do 3.0Gb/s (Giga-bita, nie mylić z GB - GigaBajtem). Co to oznacza dla przeciętnego użytkownika? wbrew pozorom nic. Podwojenie przepustowości interfejsu nie przekłada się bezpośrednio na wzrost wydajności dysków twardych. Ta jest limitowana przez zupełnie inne czynniki o których pisałem już wcześniej. W przypadku pojedynczego dysku twardego wzrost prędkości przesyłania danych będzie niezauważalny. Chociaż pewnie w niektórych przypadkach mierzalny. Krok ten poczyniono w nieco innym celu. Czytajcie niżej.

2. Zwielokratniacze portów (port multipliers). Co to takiego? W każdym nowoczesnym interfejsie szeregowym wszelkie połączenia wykonywane są w topologi punkt-punkt. Czyli każde urządzenie wymaga własnego portu. W przypadku komputerów domowych nie jest to wielki problem, ponieważ większość płyt głównych ma na pokładzie przynajmniej cztery porty SATA. Jednak w środowiskach serwerowych zaczyna to być problem. Główny konkurent SATA, SCSI, potrafi przyłączyć do piętnastu urządzeń na port, przy czym kontrolery czteroportowe nie są jakąś specjalną rzadkością. Każdy taki kanał ma przepustowość 320MB/s. Daje to w sumie do sześćdziesięciu urządzeń na kontroler, co jest wynikiem już całkiem przyzwoitym.
Wróćmy jednak do naszych zwielokratniaczy. Każde takie urządzenie jest odpowiednikiem koncentratora sieciowego. Jego główne zadanie pokrywa się dokładnie z jego nazwa - zwielokratnia ilość portów. W ten sposób do jednego portu hosta można podłączyć nawet piętnaście urządzeń SATA. To właśnie w tym miejscu przyda się dodatkowa przepustowość interfejsu opisana w punkcie pierwszym 3.0Gb czyli około 384MB/s. Zbieg okoliczności do SCSI? Nie sądzę. O ile jeden dysk nie będzie w stanie wysycić takiego kanału danych, ale cztery pracujące równolegle jak najbardziej.

3. Wybieracze portów (port selectors). To kolejna nowość SATAII która nie koniecznie przyda się w domu, ale w serwerowni jak najbardziej. Wybieracz portów umożliwia podłączenie fizycznie jednego urządzenia SATA do dwóch kontrolerów hosta. Do czego można to wykorzystać? Dwa rozwiązania nasuwają się z góry. Po pierwsze do zapewnienia redundancji na poziomie sprzętowym. Wystarczy w jednym serwerze zainstalować dwa kontrolery na następnie podłączyć do nich dysk bądź zwielokratniacz portów poprzez wybieracz portów. W ten sposób jeśli jeden z kontrolerów zawiedzie, drugi przejmie jego rolę.
Oczywiście wymaga to jeszcze odpowiedniego oprogramowania, ale najważniejsza jest sprzętowa możliwość stworzenia takiego tandemu.
Po drugie: prosty sposób na udostępnienie zewnętrznej pamięci masowej więcej niż jednemu serwerowi. Wyobraźmy sobie sytuację w której mamy sporą macierz przeznaczoną na składowanie danych. Tradycyjnie jej zawartość trzeba było udostępnić przez stosunkowo wolną sieć Ethernet. W chwili obecnej można ją będzie podpiąć bezpośrednio do dwóch i więcej serwerów właśnie przy pomocy wybieraczy portół.

4. Macierzyste kolejkowanie poleceń (Native Command Queuing - NCQ) . To ostania z nowości nowej specyfikacji SATAII. Już słyszę głosy sprzeciwu. Przecież również SATAI obsługiwało NCQ. I tak i nie. Wcześniej było to tylko rozszerzenie oficjalnej specyfikacji. Stąd nie każdy chipset ja obsługiwał, od producenta zależało bowiem czy implementować tę funkcjonalność czy nie.
W chwili obecnej NCQ jest częścią oficjalnej specyfikacji i każdy kto chce otrzymać znaczek zgodności, będzie musiał je obsługiwać.

Czym jest NCQ szerzej pisaliśmy już w zeszłym roku. Teraz przypomnę tylko w skrócie. Mechanizm kolejkowania poleceń ma za zadanie zwiększyć wydajność i efektywność dysku twardego poprzez takie ustawianie zadań odczytu i zapisu na nośnik, aby głowice dysku twardego musiały wykonać jak najmniej skoków. W ten sposób można uzyskać nawet 10% wzrost wydajności. Oczywiście nie zawsze i nie wszędzie. W przypadku komputera biurkowego zysk będzie znikomy. W przypadku serwerów gdzie obciążenia IO są znacznie większe zysk będzie większy. Po raz kolejny jest to próba dogonienia SCSI, które swoją wersję kolejkowania zadań Tagged Command Queuing obsługuje już od dobrych kilku lat.

Wszystkie wymienione wyżej dodatki świetnie rozszerzają możliwości SATAII jako rywala SCSI na rynku serwerów. Oczywiście SATA nie zastąpi SCSI chociażby ze względu na brak odpowiednich dysków. A na zmianę tej sytuacji będziemy musieli jeszcze trochę poczekać. Pomimo, iż na niebie pojawiła się już pierwsza jaskółka - chodzi oczywiście o WD Raptor - to tak na prawdę nic nie wskazuje na podtrzymanie tego trendu - jaskółka lata bowiem nad naszymi głowami już ponad rok i nadal nie może się zdecydować gdzie polecieć.

Co dla nas do komputerów biurkowych? Niestety nic specjalnego. SATAII przynosi zmiany raczej ewolucyjne niż rewolucyjne. Tak więc jeśli jesteście szczęśliwymi użytkownikami SATAI, to nie ma żadnego powodu na zmianę sprzętu na SATAII ready. Przynajmniej nie w tej chwili. Inna sprawa to użytkownicy, którzy dopiero teraz zastanawiają się nad migracją z PATA do nowszej odmiany interfejsu. SATAII jest wstecznie zgodna z SATAI, warto więc zastanowić się nad wyborem płyty głównej która obsługuje już nową wersję specyfikacji. Będzie to dobra inwestycja na przyszłość.