I vår förra artikel så pratade vi om nya anslutningar för bärbara datorer – nu tar vi steget över till stationära datorer och bekantar oss med begreppen SATA-Express och U.2, och varför de spelar roll i morgondagens SSD-enheter.
SATA-gränsnittet har varit det dominerande sättet att ansluta SSD-enheter till datorer i många, många år nu. I den förra artikeln så pratade vi om att kravet på mer kompakta lagringsenheter på den mobila marknaden gav upphov till mSATA och så småningom till M.2, som många tror kommer bli den dominerande standarden för SDD-enheter framöver. För stationära datorer så finns inte alls samma krav på små formfaktorer som det finns för bärbara datorer. Utvecklingen för stationära datorer är inte heller lika prioriterad som tidigare och därför har utvecklingen av nya formfatorer och gränssnitt för SSD halkat efter en aning.
En av anledningarna är att det är betydligt svårare att sätta nya standarder för stationära datorer. När din gamla bärbara dator blir för långsam så har du oftast inte så stor möjlighet att uppgradera den och därför använder man den kanske tre till fem år innan man köper helt ny. Med en stationär dator så har man helt andra uppgraderingsmöjligheter och många behåller gärna en hel del delar (inklusive HDD/SSD) när man köper komponenter Därför är kravet på bakåtkompabilitet större bland stationära datorer än hos bärbara.
SATA – gammal standard som bara fungerar
SATA är det som används av majoriteten av alla hårddiskar och SSD-enheter idag. Moderkorten i våra moderna datorer har ofta en hel drös med SATA-anslutningar för att kunna koppla in så många hårddiskar som man kan tänkas behöva. SATA använder överföringsprotokollet AHCI och det är en standard som har haft standarddrivrutiner inbyggt ända sedan Windows Vista släpptes. Det gör det till en enkel “plug and play”-lösning som bara fungerar.
SATA har en max bandbredd på 6 gigabit per sekund (550 megabyte per sekund). Vi pratade i förra artikeln om varför vi behöver snabbare SSD-enheter (du kan läsa mer om det här), men för att kunna få snabbare SSD-enheter så behöver vi hitta något snabbare än SATA. Därför behöver vi bli av med SATA och vi behöver bli av med AHCI och det finns flera standarder på gång.
SATA-Express – för lite, för sent?
Så när SATA inte längre räcker till prestandamässigt så fick man ett problem. Man ville fortsätta ha stöd för gamla lagringsenheter och kablage, men man ville samtidigt utnyttja den högre bandbredden som kommer med PCI-Express. Den lösningen som man man kom fram till var SATA-Express.
SATA-Express designades för att vara ersättaren till SATA och kombinera prestandan och möjligheterna hos PCI-Express tillsamamns med SATA för bakåtkompabilitet med äldre SSD och hårddiskar, inte helt olikt det man gjort med M.2 standarden. SATA-Express är inte något nytt överföringsprotokoll eller liknande, utan endast en specifikation för en anslutning på moderkortet som kombinerar två stycken vanliga SATA 6Gbps kontakter, med en en liten extra kontakt. Här kan man således ansluta SSD-enheter med vanlig SATA eller med PCI-Express med upp till två banor för betydligt högre bandbredd.
Även om idén är bra så har SATA-Express-formatet inte riktigt tagit fart. Många moderkort som säljs idag har dock en eller flera SATA-Express-anslutningar där man helt enkelt kan ansluta två vanliga SATA-enheter. De stationära PCI-Express-baserade enheterna har dock lyst med sin frånvaro och i dagsläget så finns det ytterst få enheter som faktiskt använder den nya standarden. Nya enheter använder istället vanliga PCIe-kort (med samma anslutning som ljudkort, grafikkort och liknande) eller M.2-anslutningen. Anledningen är att SATA-Express har väldigt stora kablar som dessutom endast bara klarar hälften av banbredden som M.2 klarar. Vi tror att SATA-Express kommer att tyna bort till förmån för M.2 eller kanske till och med U.2 i vissa fall.
U.2 (SFF-8639) och mini-SAS, 4X PCI-Express för stationära datorer
Även om M.2 standarden räcker till för de flesta behov så finns det fortfarande behov för större SSD-enheter i 2,5-tumsformat. Man kan göra enheter med större kapaciteter och de är ofta enklare att byta ut i exempelvis servrar. Det ger också en viss flexibilitet när man kan montera lagringsenheten på en annan plats i chassit för att sedan dra en kabel till moderkortet. En annan fördel är att man kan kyla SSD-kontrollern med kylflänsar, vilket gör att man i teorin kan bygga kraftfullare SSD-enheter.
Av dessa ansledningar så finns det fortfarande ett behov för en anslutning med kabel, men som ändå kan ge bättre prestanda än vad SATA-Express erbjuder. SFF-8639 är en kontakttyp för 2,5-tumsenheter som har stöd för både SATA och PCI-Express med upp till fyra banor (samma som M.2). Fördelen är att det är en standard som länge använts på servermarknaden och många hoppas att detta ska bli den anslutning som kommer att användas i framtida 2,5-tums SSD-enheter och därför har man valt att döpa om anslutningen till det lite enklare namnet U.2 (det uttalas U punkt 2, alltså inte som bandet). Kablaget för U.2 är dock betydligt dyrare än för SATA och SATA-express och man måste fortfarande använda en annan anslutning på själva moderkortet. Det lutar åt att man kommer använda den befintliga Mini-SAS-kontakten (som redan används flitigt på servermarknaden) för detta och flera moderkortstillverkare har redan skapat små M.2 kort med mini-SAS-kontakt på. Dessa monteras sedan i moderkortets M.2 plats och sedan ansluts SSD-enheten via U.2 till mini-SAS. U.2 är alltså kontakten på själva SSD-enheten. Sedan används en U.2 till Mini-SAS-kabel som ansluts till moderkortet.
Vanliga PCI-Express kort – HHHL
SSD-enheter finns också i vanliga PCI-Express-kort. Ett bra exempel på en sådan är Intel 750 som använder den så kallade HHHL-standarden (Half Height Half Length). Det finns givetvis SSD-enheter som är större och mindre också. Vissa M.2 enheter säljs med en tillhörande adapter för att kunna koppla in dem direkt i en PCI-Express plats. Fördelen med att använda en PCI-Express plats, är att enheten inte behöver några kablar och att det finns nästan obegränsad tillgång till bandbredd. Nackdelen är att formfaktorn är ganska stor och dessutom tar den upp en kortplats, vilket kan göra det svårhanterat i mer kompakta system. Denna formfaktor används flitigt i servrar där prestanda är viktigare en storlek och flexibilitet.
Det är inte helt lätt att hålla reda på alla anslutningar som finns och vad de stödjer. Förutom de fysiska kontakterna så finns det även olika överföringsprotokoll att ta hänsyn till. Den klassiska AHCI standarden är väl utbredd men också väldigt begränsad för moderna SSD-enheter. Den nya NVMe-standarden är mycket snabbare, men sammtidigt saknas stöd på väldigt många datorer. I nästa artikel går vi igenom skillnaden mellan dem och vi sammanfattar också vilka anslutningar som finns och vad du ska tänka på, så du inte väljer fel.
