Serial ATA digunakan untuk penyimpanan komputer. Antarmuka standar memungkinkan pemasangan dan kompatibilitas yang mudah antara komputer dan perangkat penyimpanan. Desain komunikasi serial telah mencapai batasnya, dengan banyak solid-state drive dibatasi oleh kinerja antarmuka daripada drive. Standar komunikasi baru antara komputer dan drive penyimpanan yang disebut SATA Express mengisi kesenjangan.
SATA atau Komunikasi PCI Express
Spesifikasi SATA 3.0 yang ada terbatas pada bandwidth 6,0 Gbps, yang berarti sekitar 750 MB/s. Dengan overhead untuk antarmuka, kinerja efektif dibatasi hingga 600 MB/dtk. Banyak generasi solid-state drive saat ini telah mencapai batas ini dan membutuhkan beberapa bentuk antarmuka yang lebih cepat.
Spesifikasi SATA 3.2, di mana SATA Express merupakan bagiannya, adalah standar komunikasi baru antara komputer dan perangkat. Ini memungkinkan perangkat untuk memilih metode SATA yang ada, memastikan kompatibilitas mundur dengan perangkat lama, atau menggunakan bus PCI Express yang lebih cepat.
Bus PCI Express biasanya digunakan untuk berkomunikasi antara CPU dan perangkat periferal, seperti kartu grafis, antarmuka jaringan, dan port USB. Di bawah standar PCI Express 3.0 saat ini, satu jalur PCI Express menangani hingga 1 GB/dtk, membuatnya lebih cepat daripada antarmuka SATA saat ini.
Perangkat menggunakan lebih dari satu jalur. Menurut spesifikasi SATA Express, drive dengan antarmuka baru dapat menggunakan dua jalur PCI Express (sering disebut x2) untuk mencapai potensi bandwidth 2 GB/dtk. Antarmuka ini membuat bandwidth hampir tiga kali lipat kecepatan perangkat keras SATA 3.0 sebelumnya.
Konektor SATA Express Baru
Antarmuka baru membutuhkan konektor baru. Ini menggabungkan dua konektor data SATA dengan konektor ketiga yang lebih kecil, yang berhubungan dengan komunikasi berbasis PCI Express. Kedua konektor SATA adalah port SATA 3.0 yang berfungsi penuh. Satu konektor SATA Express pada komputer dapat mendukung dua port SATA lama. Semua konektor SATA Express menggunakan lebar penuh, apakah drive didasarkan pada komunikasi SATA sebelumnya atau PCI-Express yang lebih baru. Jadi, satu SATA Express menangani dua drive SATA atau satu drive SATA Express.
Karena drive berbasis SATA Express dapat menggunakan salah satu teknologi, drive tersebut harus berinteraksi dengan keduanya, jadi drive tersebut menggunakan dua port alih-alih yang ketiga, alternatif, satu. Juga, banyak port SATA terhubung ke jalur PCI Express untuk berkomunikasi dengan prosesor. Menggunakan antarmuka PCI Express dengan drive SATA Express akan mematikan komunikasi ke dua port SATA yang terhubung ke antarmuka tersebut.
Pembatasan Antarmuka Perintah
SATA mengomunikasikan data antara perangkat dan CPU. Selain lapisan ini, lapisan perintah berjalan di atas. Lapisan perintah mengirimkan perintah tentang apa yang harus ditulis dan dibaca dari drive penyimpanan. Selama bertahun-tahun, proses ini ditangani oleh Antarmuka Pengontrol Host Tingkat Lanjut. Ini ditulis ke dalam setiap sistem operasi yang saat ini ada di pasaran, secara efektif membuat drive SATA plug and play. Tidak diperlukan driver tambahan.
Meskipun teknologi ini bekerja dengan baik dengan teknologi lama yang lebih lambat seperti hard drive dan flash drive USB, teknologi ini menahan SSD yang lebih cepat. Sementara antrian perintah AHCI dapat menampung 32 perintah, hanya dapat memproses satu perintah pada satu waktu karena hanya ada satu antrian.
Di sinilah set perintah Memori Ekspres Non-Volatile masuk. Ini memiliki 65.536 antrian perintah, masing-masing dengan kemampuan untuk menampung 65.536 perintah per antrian. Ini memungkinkan pemrosesan paralel perintah penyimpanan ke drive. Ini tidak bermanfaat untuk hard drive, karena terbatas pada satu perintah karena kepala drive. Namun, untuk solid-state drive dengan beberapa chip memori, ini dapat meningkatkan bandwidth dengan menulis beberapa perintah ke chip dan sel yang berbeda secara bersamaan.
Ini adalah teknologi baru dan tidak ada di sebagian besar sistem operasi yang ada di pasaran. Banyak sistem operasi memerlukan driver tambahan yang diinstal ke dalam drive agar drive dapat menggunakan teknologi NVMe yang baru. Penerapan kinerja tercepat untuk drive SATA Express mungkin membutuhkan waktu.
SATA Express mendukung salah satu dari dua metode tersebut. Anda dapat menggunakan teknologi baru dengan driver AHCI dan berpotensi pindah ke standar NVMe yang lebih baru nanti untuk meningkatkan kinerja, yang mungkin memerlukan drive untuk diformat ulang.
Fitur Lainnya di Spesifikasi SATA 3.2
Spesifikasi SATA baru menambahkan lebih dari metode komunikasi dan konektor baru. Sebagian besar ditargetkan ke komputer seluler tetapi dapat menguntungkan komputer non-seluler lainnya.
Fitur hemat daya yang paling menonjol adalah mode DevSleep. Ini adalah mode daya baru yang memungkinkan sistem dalam penyimpanan untuk kuasi-hibernasi. Mode ini mengurangi penggunaan daya saat dalam mode tidur untuk meningkatkan waktu pengoperasian laptop khusus, termasuk Ultrabook yang dirancang dengan SSD dan konsumsi daya yang rendah.
Drive hybrid solid-state juga mendapat manfaat dari standar baru, karena standar tersebut menambahkan serangkaian pengoptimalan baru. Dalam implementasi SATA saat ini, pengontrol drive menentukan item apa yang harus dan tidak boleh di-cache berdasarkan apa yang dilihatnya diminta. Dengan struktur baru, sistem operasi memberi tahu pengontrol drive item mana yang harus disimpan dalam cache, yang mengurangi overhead pada pengontrol drive dan meningkatkan kinerja.
Akhirnya, ada fungsi untuk digunakan dengan penyiapan drive RAID. Salah satu tujuan RAID adalah untuk redundansi data. Jika terjadi kegagalan drive, drive diganti, dan data dibangun kembali dari checksum. Proses baru dalam standar SATA 3.2 meningkatkan proses pembangunan kembali dengan mengenali data mana yang rusak dan mana yang tidak.
Implementasi dan Mengapa Tidak Langsung Diterima
SATA Express telah menjadi standar resmi sejak akhir 2013. Itu tidak masuk ke sistem komputer sampai rilis chipset Intel H97/Z97 pada musim semi 2014. Meskipun motherboard menampilkan yang baru antarmuka, tidak ada drive pada saat peluncuran menggunakannya.
Alasan antarmuka tidak cepat dipahami adalah antarmuka M.2. Ini digunakan secara eksklusif untuk solid-state drive yang menggunakan faktor bentuk yang lebih kecil. Drive pelat-magnetik mengalami kesulitan melebihi standar SATA. M.2 memiliki lebih banyak fleksibilitas karena tidak bergantung pada drive yang lebih besar. Itu juga dapat menggunakan empat jalur PCI Express, yang berarti drive lebih cepat daripada dua jalur SATA Express.
AMD merilis mikroprosesor Ryzen pada awal Maret 2017, menghadirkan dukungan bawaan untuk SATA Express ke platform AMD Socket AM4.
