up
ua ru en
menu



logo minifile

::>Накопичувачі > 2014 > 07 > ...

Версія для друку
Переопублікувати статтю

31-07-2014


rss

Огляд і тестування SSD-накопичувача ASUS HYPER EXPRESS з інтерфейсом SATA Express

Для багатьох користувачів інтерфейс SATA Express виник практично з нізвідки, стрімко ввірвавшись у звичне середовище комп'ютерної техніки. А все завдяки компанії Intel і її партнерам. Перша забезпечила його інтеграцію в чіпсетах Intel 9-ої серії, а другі – імплементацію в нових материнських платах, створених на основі зазначених наборів системної логіки. Примітно, що до весни 2014 року про розробку специфікації SATA Express (SATA 3.2) знали по великому рахунку лише комп'ютерні ентузіасти та профільні фахівці. Що собою являє SATA Express? Звідки він прийшов і яка його мета? До чого нам слід готуватися в майбутньому?

ASUS HYPER EXPRESS

ASUS HYPER EXPRESS

Щоб дати вичерпні відповіді на ці питання давайте заглянемо в історію ATA-інтерфейсів, адже все в нашому житті взаємозв’язано й будь-яка подія є, з одного боку, логічним завершенням причин, які її породили, а з іншого – причиною для наступних подій.

ASUS HYPER EXPRESS

Отже, подумки повернемося в 2003 рік, коли була представлена специфікація інтерфейсу SATA першого покоління, відомого як SATA 1,5 Гбіт/с. Він прийшов на зміну AT Attachment, з часом перейменованого в Parallel ATA (PATA). Оскільки AT Attachment свого часу «виріс» зі стандарту Integrated Drive Electronics (IDE), розробленого компанією Western Digital, то багато пам'ятають його саме як IDE. Чому ж виникла необхідність заміни PATA-інтерфейсу? По-перше, проблемним питанням стало подальше підвищення його пропускної здатності, яка за історію його існування зросла з 16 до 133 МБ/с. По-друге, мала місце досить складна та дорога реалізація кабелів, у яких використовувалося 40 або 80 ліній. До того ж вони були незручними при укладанні в комп'ютерних корпусах, займаючи багато місця. По-третє, слід нагадати про неможливість «гарячої» заміни PATA-накопичувачів. По-четверте, не слід забувати про проблематичну реалізацію протоколів черговості при обробці даних. Ці й інші причини змусили відмовитися від паралельного інтерфейсу та перейти до більш компактного і перспективного послідовного.

Інтерфейс SATA досить швидко еволюціонував і вже в 2009 році з'явилася версія SATA 6 Гбіт/с із максимальною теоретичною пропускною здатністю на рівні 600 МБ/с або 4,8 Гбіт/с. На практиці швидкості досягають 550 МБ/с, чого на даний момент цілком достатньо більшості звичайних користувачів, наприклад, для роботи SSD-накопичувачів.

Але практично ті ж причини, які у свій час привели до відмови від PATA і перехід до SATA, стали на шляху подальшого розвитку цього інтерфейсу – коло замкнулося і його життєвий цикл вийшов на фінальний відрізок. Коли фахівці почали роботу над черговим збільшенням пропускної здатності SATA (специфікація SATA 12 Гбіт/с або SAS 3.0), вони помітили, що досягнути бажаного результату досить важко. По-перше, суттєво ускладнюється реалізації логіки, що веде до необхідності інтеграції додаткових блоків, збільшення площі контролера та підвищення витрат на його виробництво. По-друге, значно зростає складність імплементації протоколу функціонування. По-третє, не всі лінії працюють стабільно при підвищенні швидкості передачі даних до 12 Гбіт/с. Ще одним негативним моментом стало збільшення споживаної потужності, що абсолютно недопустимо в сучасних реаліях, адже енергоефективність є одним із пріоритетів при розробці нових пристроїв. В остаточному підсумку для ефективної роботи на граничних показниках продуктивності інтерфейсу SATA 12 Гбіт/с треба було б ще кілька років, тому його інтеграція навряд чи окупилася б у домашніх системах.

Яким же став вихід із цього положення? Досить простим: взяти знайомий і перспективний інтерфейс, який уже встиг себе добре зарекомендувати. Мова йде про PCI Express. Нагадаємо, що в специфікації PCI Express 2.0 одна лінія забезпечує передачу інформації зі швидкістю 500 МБ/с у кожному напрямку, тобто одержуємо загальний показник на рівні 1 ГБ/с, що суттєво вище 600 МБ/с для SATA 6 Гбіт/с. Кількість задіяних ліній можна збільшувати, що гарантує відмінну масштабованість у майбутньому, а перехід до нових версій стандарту також дозволить підвищити швидкісні показники. Зокрема, версія PCI Express 3.0 уже передбачає швидкість на рівні 985 МБ/с у кожному напрямку (1970 МБ/с у двох напрямках). Для PCI Express 4.0 цей показник уже буде знаходитися на рівні 1969 МБ/с (3938 МБ/с у двох напрямках). Як бачимо, потенціал величезний.

ASUS HYPER EXPRESS

Що ж ще може запропонувати PCI Express? По-перше, дуже широку інтеграцію, адже абсолютно всі десктопні процесори мають у своєму складі контролер цієї шини. По-друге, він досить енергоефективний. По-третє, застосування архітектури Separate Reference Clock with Independent Spread Spectrum Clocking або SRIS, яка була розроблена й реалізована інженерами компанії ASUS, дозволяє відмовитися від використання хост-контролером окремого тактового генератора. Це забезпечує перехід на більш дешеві PCIe-кабелі та гарантує коректне розпізнавання SATA Express-пристроїв.

Поєднання всіх цих факторів дає нам простоту кінцевої реалізації, легкість нарощування рівня продуктивності, порівняно низькі фінансові витрати на подальшу розробку та досить високу енергоефективність.

І знову ж відзначаємо схожі історичні моменти: для кращої сумісності SATA Express базується на стандарті SATA, як і у свій час SATA використовував базу ATA для більш простої заміни інтерфейсу PATA. Хто сказав, що історія не повторюється?

Як ви вже здогадалися, SATA Express по суті є лише «мостом», який переводить комп'ютерну техніку на швидкісні можливості інтерфейсу PCI Express, зберігаючи при цьому сумісність із традиційним роз’ємом. Саме тому IT-фахівці визначають SATA Express у першу чергу як специфікацію нового типу конектора, що дозволяє виконувати маршрутизацію сигналів інтерфейсів PCI Express і SATA.

ASUS HYPER EXPRESS

Разом з SATA Express на сцену активно вийшов й інтерфейс M.2, який є просто зменшеною реалізацією того ж SATA Express, але з додатковим використанням ліній USB 3.0. Однак кінцеве призначення в цих інтерфейсів однакове: виконати перехід від можливостей SATA до потенціалу PCI Express.

ASUS HYPER EXPRESS

Що ж ми маємо на даний момент? Перші материнські плати використовують інтерфейс SATA Express із двома лініями PCI Express 2.0. Тобто їхня максимальна пропускна здатність становить 2 ГБ/с або 16 Гбіт/с. На практиці ж показник досягає лише позначки 10 Гбіт/с. Компанія ASRock у материнській платі ASRock Z97 Extreme6 використовувала чотири лінії PCI Express 3.0 для слоту Ultra M.2, що теоретично збільшило його пропускну здатність до 32 Гбіт/с. Потенціал, як говориться, на обличчя.

Що ж стосується інтерфейсу SATA 6 Гбіт/с, то він усе ще буде присутній на ринку тривалий час, і лише поступово буде витіснятися інтерфейсом SATA Express або наступними версіями PCI Express. Наприклад, компанія Western Digital припинила відвантаження PATA-накопичувачів лише наприкінці 2013 року. Тобто ще 5-7 років (а може й більше) інтерфейс SATA буде активною складовою комп'ютерних систем.

ASUS HYPER EXPRESS

Твердотільні накопичувачі серії Intel SSD DC P3700 з інтерфейсом NVM Express

Для найбільш продуктивних SSD-накопичувачів, які використовуються в серверах і хмарних сховищах, уже розроблений і активно використовується інтерфейс NVM Express. Він є оптимізованою версією PCI Express, призначеною винятково для твердотільних накопичувачів, представлених у вигляді карт розширення та традиційних 2,5-дюймових пристроїв. При цьому послідовні швидкості читання і запису даних досягають 2800 і 2000 МБ/с відповідно. У майбутньому ці рішення повинні з'явитися та на ринку масових систем.

ASUS HYPER EXPRESS

А тепер давайте перейдемо до героя даного огляду, накопичувача ASUS HYPER EXPRESS (A256TU1D190004 SSD 256), і на його прикладі дослідимо практичну користь від застосування інтерфейсу SATA Express.

Специфікація

Виробник і модель

ASUS HYPER EXPRESS

(A256TU1D190004 SSD 256)

Форм-фактор

2,5"

Інтерфейс

SATA Express

Використовуваний контролер

ASMedia ASM1062R

Внутрішні накопичувачі

Тип

mSATA

Модель

Memoright MS 801

Кількість

2

Сумарний обсяг, ГБ

480

Режим роботи

RAID 0

Габарити, мм

100 х 70 х 9,5

Сайт виробника

ASUS

Оскільки новинка є своєрідним концептом, то на офіційному сайті знайти інформацію про неї не представляється можливим. Тому розглядати особливості тестованого рішення ми будемо в міру знайомства з ним.

Зовнішній вигляд

До нас на тестування надійшов концепт накопичувача, отже, інформаційне наповнення упаковки нам оцінити не вийде. Відзначимо, що коробка, в якій постачається ASUS HYPER EXPRESS, має досить великі розміри та відмінно захищає його від зовнішніх пошкоджень у процесі транспортування.

ASUS HYPER EXPRESS

Усередині упаковки знаходиться сам носій і кабель для передачі даних і подачі живлення. Цілком можливо, що роздрібний зразок міститиме в комплекті також інструкцію та деякі додаткові «бонуси», але для більшості користувачів буде досить і такого мінімального набору.

ASUS HYPER EXPRESS

ASUS HYPER EXPRESS

Накопичувач має приємну зовнішність завдяки наклейці на верхній кришці, малюнок на якій імітує шліфований метал. Корпус новинки й справді металевий, але має звичайне чорне матове покриття. Зворотна сторона ASUS HYPER EXPRESS містить кілька наклейок, які вказують його серійний номер і список отриманих сертифікатів. Напис «Concept Edition» говорить про те, що ми маємо справу не з інженерним зразком, а концептом нового пристрою. Отже, роздрібний варіант накопичувача може бути ще помітно дороблений і поліпшений.

Корпус новинки виконаний у стандартному 2,5-дюймовому форматі та має товщину 9,5 мм. При цьому всі кріпильні отвори також знаходяться на звичних місцях, що робить його сумісним з відповідними відсіками для звичайних SSD.

ASUS HYPER EXPRESS

Одна з головних особливостей носія – інтерфейс для передачі даних, представлений новітнім SATA Express. Далі ми ще розглянемо його більш докладно.

Внутрішнє обладнання

ASUS HYPER EXPRESS

Відкручування чотирьох гвинтів дозволяє нам одержати доступ до апаратного забезпечення накопичувача. Воно представлене друкованою платою з розташованими на ній елементами, у тому числі й двома портами mSATA для встановлення накопичувачів відповідного форму-фактора.

ASUS HYPER EXPRESS

ASUS HYPER EXPRESS

У ролі внутрішніх SSD використовуються два носії Memoright MS 801 (MRMAL5A256GTUM2C00) обсягом по 256 ГБ. Їхня технічна специфікація виглядає наступним чином:

Виробник і модель

Memoright MS 801
 (MRMAL5A256GTUM2C00)

Форм-фактор

mSATA

Інтерфейс

SATA 6 Гбіт/с

Обсяг, ГБ

256

Використовуваний контролер

Marvell 88SS9187

Тип пам'яті

MLC Toshiba

Температура зберігання, °C

-40 … +85

Робоча температура, °C

0 … +70

Вологість, %

5 … 95

Максимальна послідовна швидкість передачі даних, МБ/с

Читання

520

Запис

420

Максимальна швидкість передачі випадкових блоків розміром 4 кБ, IOPS

Читання

80 000

Запис

62 000

Час напрацювання на відмову, годин (MTBF)

> 2 100 000

Габаритні розміри, мм

51 x 30 x 3,4

Сайт виробника

Memoright
Сторінка продукту

Центральне місце в даних накопичувачах займає контролер Marvell 88SS9187. У якості чіпів пам'яті використовуються банки Toshiba TH58TEG9DDJBA89 з багаторівневою структурою, виготовлені за 19-нм техпроцесом. Чіпи розташовані по обидва боки накопичувачів, а обсяг кожного з них становить 64 ГБ. Також має місце застосування додаткової кеш-пам'яті виробництва Micron (маркування 2TE12). Новинки підтримують цілий ряд сертифікатів, серед яких присутні FCC, CE і RoHS.

Серед переваг комплектних SSD слід зазначити значний час напрацювання на відмову, який становить понад 2 100 000 годин, що досить важливо, адже дані накопичувачі працюють у режимі RAID 0, а вихід одного з них приведе до втрати всієї збереженої на них інформації.

Відзначимо, що загальна ємність двох накопичувачів рівна 512 ГБ, але 1/16 цього обсягу (32 ГБ) зарезервована системою для ефективного використання всіх комірок пам'яті завдяки спеціальним алгоритмам.

ASUS HYPER EXPRESS

ASUS HYPER EXPRESS

Усередині ASUS HYPER EXPRESS застосовується друкована плата власного виробництва, на що недвозначно натякає напис «ASUS COOPER».

ASUS HYPER EXPRESS

Видне місце на платі займає контролер ASMedia ASM1062R, призначений для створення масиву RAID 0 із двома встановленими накопичувачами. Судячи з численних відгуків у мережі, він не підтримує технологію TRIM, яка призначена для повного видалення інформації з комірок пам'яті та звільнення їх для запису нових даних.

ASUS HYPER EXPRESS

Утиліта trimcheck-0.6 підтвердила даний факт. Наскільки він вплине на роботу накопичувача сказати важко, оскільки сама технологія покликана виключити поступове падіння швидкості роботи SSD-накопичувачів при видаленні непотрібних даних. Отже, її відсутність може проявити себе лише через деякий час.

ASUS HYPER EXPRESS

Комплектний кабель з одного боку має роз’єм SATA Express для підключення до системної плати, з іншого – відповідний інтерфейс для підключення накопичувача. Додатково присутній також стандартний роз’єм SATA для подачі живлення на новинку.

ASUS HYPER EXPRESS

ASUS HYPER EXPRESS

ASUS HYPER EXPRESS

На стендовій материнській платі ASUS Z97-DELUXE присутні два інтерфейси SATA Express. Один із них (SATA Express_1) працює під керуванням контролера ASMedia ASM106SE і суміщений з розташованим поряд інтерфейсом M.2, отже, одночасно працювати може тільки один із них. Робота другого роз’єму, позначеного SATA Express_E1, забезпечена чіпсетом Intel Z97, при цьому він також суміщений з двома портами USB 3.0 (USB3_E56) та інтерфейсом PCI Express x16 (PCIe x16_3). За замовчуванням системна плата автоматично визначає, до якого із зазначених роз’ємів підключені пристрої.

ASUS HYPER EXPRESS

При цьому в нижньому правому куті плати також присутні спеціальні роз’єми (SATA_E_1_CLK і SATA_E_E1_CLK), замикання яких дозволяє вказати на використання відповідних інтерфейсів SATA Express. Вони дозволяють уникнути деяких неприємних моментів, наприклад, коли накопичувач із інтерфейсом SATA Express не визначається системою. Замикання контактів приводить до того, що на пристрій подається синхронізуючий сигнал певної частоти, відповідно, BIOS плати коректно розпізнає накопичувач. Необхідність у використанні перемичок незабаром повинна бути усунута, оскільки генератор частоти розташовуватиметься безпосередньо на друкованій платі накопичувача (архітектура SRIS). Ми обов'язково перевіримо швидкісні показники новинки в режимі автоматичного визначення та зі встановленим на перемикачі CLK-джампером, щоб з'ясувати, який із них буде кращим для кінцевого користувача.

ASUS HYPER EXPRESS

Утиліта HD Tune Pro підтверджує відсутність підтримки технології TRIM, при цьому відзначає підтримку накопичувачем системи моніторингу S.M.A.R.T. і апаратного встановлення черговості команд NCQ:

  • NCQ (native command queuing) – апаратне встановлення черговості команд, яке дозволяє оптимізувати продуктивність роботи накопичувача;
  • S.M.A.R.T. (self-monitoring, analysis and reporting technology) – система моніторингу, яка стежить за станом накопичувача, завдяки чому можна спрогнозувати час виходу його з ладу.


Социальные комментарии Cackle
Пошук на сайті
Поштова розсилка
facebook vk YouTube
google+ twitter rss
top10

vote

Голосування