PCIe، SAS و SATA، که رابط ذخیره‌سازی را رهبری خواهند کرد

 سه نوع رابط الکتریکی برای دیسک‌های ذخیره‌سازی ۲.۵ اینچی / ۳.۵ اینچی وجود دارد: PCIe، SAS و SATA. «در گذشته، توسعه اتصال متقابل مراکز داده در واقع توسط مؤسسات یا انجمن‌های IEEE یا OIF-CEI هدایت می‌شد و در واقع امروزه به طور قابل توجهی تغییر کرده است. اپراتورهای مراکز داده بزرگ مانند آمازون، اپل، فیس‌بوک، گوگل و مایکروسافت این فناوری را هدایت می‌کنند، نه لزوماً منتظر تکمیل استانداردها، بلکه منتظرند تا کاربر همه چیز را دیکته کند. در مورد عملکرد آینده بازار PCIe SSD، SAS SSD و SATA SSD، پیش‌بینی انجام شده توسط گارتنر را برای مرجع و ارتباط همه به اشتراک بگذارید.»

درباره PCIe

PCIe بدون شک محبوب‌ترین استاندارد گذرگاه انتقال است و در سال‌های اخیر مرتباً به‌روزرسانی شده است: PCIe 3.0 هنوز محبوب‌ترین است، PCIe 4.0 به سرعت در حال رشد است، PCIe 5.0 در شرف ملاقات شماست، مشخصات PCIe 6.0 نسخه 0.5 تکمیل شده و در اختیار اعضای سازمان قرار گرفته است و طبق برنامه، سال آینده نسخه رسمی نهایی آن منتشر خواهد شد.

هر نسخه از مشخصات PCIe پنج نسخه/مرحله مختلف را طی می‌کند:

نسخه ۰.۳: یک مفهوم اولیه که ویژگی‌های کلیدی و معماری مشخصات جدید را ارائه می‌دهد.

نسخه ۰.۵: یک پیش‌نویس اولیه از مشخصات که تمام جنبه‌های معماری جدید را مشخص می‌کند، بازخورد اعضای سازمان را بر اساس نسخه ۰.۳ در بر می‌گیرد و ویژگی‌های جدید درخواستی اعضا به علاوه ویژگی‌های جدید را در بر می‌گیرد.

نسخه ۰.۷: پیش‌نویس کامل، تمام جنبه‌های مشخصات جدید به طور کامل تعیین شده است و مشخصات الکتریکی نیز باید توسط تراشه آزمایشی تأیید شود. پس از آن هیچ ویژگی جدیدی اضافه نخواهد شد.

نسخه ۰.۹: پیش‌نویس نهایی که اعضای سازمان می‌توانند بر اساس آن فناوری‌ها و محصولات خود را طراحی و توسعه دهند.

نسخه ۱.۰: انتشار رسمی نهایی، انتشار عمومی.

در واقع، پس از انتشار نسخه ۰.۵، تولیدکنندگان می‌توانند طراحی تراشه‌های آزمایشی را آغاز کنند تا از قبل برای کارهای بعدی آماده شوند.

PCIe 6.0 نیز از این قاعده مستثنی نیست. هنگامی که با PCIe 5.0/4.0/3.0/2.0/1.0 سازگار شود، نرخ داده یا پهنای باند ورودی/خروجی دوباره دو برابر شده و به 64GT/s می‌رسد و پهنای باند یک‌طرفه واقعی PCIe 6.0×1 برابر با 8 گیگابایت بر ثانیه است. PCIe 6.0×16 دارای 128 گیگابایت بر ثانیه در یک جهت و 256 گیگابایت بر ثانیه در هر دو جهت است.

PCIe 6.0 کدگذاری 128b/130b معرفی شده در دوران PCIe 3.0 را ادامه خواهد داد، اما یک مدولاسیون دامنه پالس جدید PAM4 را برای جایگزینی PCIe 5.0 NRZ اضافه می‌کند که می‌تواند داده‌های بیشتری را در یک کانال واحد در همان مدت زمان بسته‌بندی کند، همچنین دارای تصحیح خطای رو به جلو (FEC) با تأخیر کم و مکانیسم‌های مرتبط برای بهبود بهره‌وری پهنای باند است.

درباره ساس

رابط سریال SCSI (SAS)، SAS نسل جدیدی از فناوری SCSI است و هارد دیسک محبوب Serial ATA(SATA) نیز از همین نوع است. این دو از فناوری سریال برای دستیابی به سرعت انتقال بالاتر استفاده می‌کنند و با کوتاه کردن خط اتصال، فضای داخلی را بهبود می‌بخشند. SAS یک رابط جدید است که پس از رابط موازی SCSI توسعه یافته است. این رابط برای بهبود عملکرد، در دسترس بودن و مقیاس‌پذیری سیستم ذخیره‌سازی طراحی شده است و سازگاری با هارد دیسک‌های SATA را فراهم می‌کند. رابط SAS نه تنها شبیه SATA به نظر می‌رسد، بلکه با استاندارد SATA نیز سازگار است. پنل پشتی سیستم SAS می‌تواند هم درایوهای SAS دو پورته با کارایی بالا و هم درایوهای SATA با ظرفیت بالا و کم‌هزینه را به هم متصل کند. در نتیجه، درایوهای SAS و درایوهای SATA می‌توانند در یک سیستم ذخیره‌سازی همزمان وجود داشته باشند. با این حال، باید توجه داشت که سیستم‌های SATA با SAS سازگار نیستند، بنابراین درایوهای SAS را نمی‌توان به پنل‌های پشتی SATA متصل کرد.

در مقایسه با پیشرفت جهشی بزرگ مشخصات PCIe در سال‌های اخیر، مشخصات SAS به تدریج و بی‌سروصدا تکامل یافته است و در نوامبر ۲۰۱۹، مشخصات SAS 4.1 با استفاده از نرخ رابط ۲۴ گیگابیت بر ثانیه رسماً منتشر شد و مشخصات نسل بعدی SAS 5.0 نیز در حال آماده‌سازی است که نرخ رابط را به ۵۶ گیگابیت بر ثانیه افزایش خواهد داد.

در حال حاضر، در بسیاری از محصولات جدید، SSD با رابط SAS بسیار کم است، یک مدیر فنی کاربر اینترنت گفت که کاربران اینترنت به ندرت از SAS SSD استفاده می‌کنند، عمدتاً به دلیل هزینه و عملکرد، SAS SSD بین PCIe و SATA SSD بسیار شرم‌آور است، عملکرد را نمی‌توان با PCIe مقایسه کرد. مراکز داده بسیار بزرگ PCIe را انتخاب می‌کنند، قیمت SSD SATA مناسب نیست، مشتریان عادی SATA SSD را انتخاب می‌کنند.

درباره ساتا

SATA مخفف Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment) است که با نام Serial ATA نیز شناخته می‌شود و یک استاندارد رابط هارد دیسک است که به طور مشترک توسط اینتل، آی‌بی‌ام، دل، APT، مکستور و سیگیت ارائه شده است.

رابط SATA از ۴ کابل برای انتقال داده استفاده می‌کند، ساختار آن ساده است، Tx+ و Tx- نشان‌دهنده خط داده دیفرانسیل خروجی هستند، و Rx+ و Rx- نشان‌دهنده خط داده دیفرانسیل ورودی هستند. به عنوان پرکاربردترین رابط هارد دیسک در بازار، نسخه محبوب فعلی ۳.۰ است. بزرگترین مزیت رابط SATA 3.0 باید بالغ باشد. هارد دیسک‌های SSD و HDD معمولی ۲.۵ اینچی از این رابط استفاده می‌کنند، پهنای باند انتقال نظری ۶ گیگابیت بر ثانیه، اگرچه در مقایسه با رابط جدید با پهنای باند ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و ۳۲ گیگابیت بر ثانیه فاصله مشخصی وجود دارد، اما SSD معمولی ۲.۵ اینچی می‌تواند نیازهای کاربردی روزانه اکثر کاربران را برآورده کند، سرعت خواندن و نوشتن ۵۰۰ مگابایت بر ثانیه یا بیشتر کافی است.