SATA Express

SATA Express
eSATA와 혼동하지 마십시오.
"SRIS"는 여기서 리다이렉트 됩니다.복수의 단수에 대해서는, SRI(동음이의)를 참조해 주세요.
SATA Express
SATA Express logo.svg
시리얼 ATA 사양의 리비전 3.2는 SATA[1] Express를 표준화합니다.
생성된 연도2013
스피드최대 16 기가비트/초
스타일.시리얼
핫 플러그 인터페이스네, 그렇습니다[1].
웹 사이트www.sata-io.org

SATA Express(간혹 비공식적으로 SATAe로 줄임말)는 SATA(Serial ATA) 및 PCIe(PCI Express) 스토리지 장치를 모두 지원하는 컴퓨터 버스 인터페이스로, 처음에는 SATA 3.2 [1]사양으로 표준화되었습니다.호스트 측에서 사용되는 SATA Express 커넥터는 표준 SATA 데이터 [2]커넥터와 하위 호환되며 스토리지 [3]디바이스에 대한 순수한 PCI Express 연결로 2개의 PCI Express 레인을 제공합니다.

SATA 3.2 사양에는 SATA 3.0 속도 제한인 6기가비트/초보다 더 빠른 데이터 전송 속도를 달성하기 위해 SATA 인터페이스의 일반적인 접근 방식을 계속하는 대신 PCI Express 버스가 포함되었습니다.SATA 인터페이스 설계자들은 기본 SATA 속도를 두 배로 높이면 솔리드 스테이트 드라이브([4]SSD) 기술의 발전을 따라잡는 데 시간이 너무 많이 걸리고 SATA 표준을 너무 많이 변경해야 하며 기존 PCI Express [5][6]버스에 비해 전력 소비량이 훨씬 더 커질 것이라고 결론내렸습니다.널리 채용되고 있는 컴퓨터 버스로서 PCI Express는 충분한 대역폭을 제공함과 동시에 고속 또는 추가 [7]레인을 사용하여 쉽게 확장할 수 있습니다.

SATA Express는 논리적 인터페이스 수준에서 레거시 AHCI(Advanced Host Controller Interface)를 지원할 뿐만 아니라 연결된 PCI Express 스토리지 디바이스의 논리적 디바이스 인터페이스로도 NVMe(NVM Express)를 지원합니다.AHCI를 지원하면 레거시 SATA 디바이스 및 레거시 운영 체제와의 소프트웨어 레벨 하위 호환성이 보장되지만, NVM Express는 다수의 I/O 작업을 [8]병렬로 실행하는 기능을 활용하여 고속 PCI Express 스토리지 디바이스를 최대한 활용할 수 있도록 설계되었습니다.

역사

컴퓨터 메인보드에 2개의 SATA Express 커넥터(연한 회색)가 있습니다.오른쪽에는 일반적인 SATA 커넥터(진한 회색)가 있습니다.

시리얼 ATA(SATA) 인터페이스는 주로 하드 디스크 드라이브(HDD)와의 인터페이스용으로 설계되었으며, 주요 리비전에 따라 기본 속도가 2배로 향상되었습니다.SATA 1.0(2003년에 표준화), SATA 2.0(2004년에 표준화), SATA 3.0(3 Gbit/s)에 이르기까지 최대 SATA 전송 속도가 1.5 Gbit/s에서 SATA 2.0(2004년에 표준화), SATA 3.0(3 Gbit/s)에 표준으로 향상되었습니다..[9] SATA는 점차적으로 채택되는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)의 인터페이스로도 선택되었지만,[5] 시간이 지남에 따라 SSD와 하이브리드 드라이브의 속도가 증가함에 따라 더 빠른 인터페이스의 필요성이 분명해졌습니다.예를 들어 2009년 초에 출시된 일부 SSD는 이미 SATA 1.0의 성능을 훨씬 뛰어넘어 SATA 2.0의 최대 전송 [10]속도에 근접한 반면, 2013년 하반기에 하이엔드 컨슈머 SSD는 이미 SATA 3.0 속도 제한에 도달하여 더욱 빠른 인터페이스가 [11][12]필요했습니다.

SATA 인터페이스 설계자들은 필요한 속도 향상에 대한 다양한 접근 방식을 평가하면서도 SATA 인터페이스를 확장하여 기본 속도를 12Gbit/s로 두 배로 증가시키려면 2년 이상이 걸릴 것이라고 결론내렸습니다. 따라서 이러한 접근 방식은 SSD [4]기술의 발전을 따라잡기에는 적합하지 않습니다.동시에 네이티브 SATA 속도를 12기가비트/초로 높이면 SATA 표준을 너무 많이 변경해야 하므로 이미 널리 채택된 PCI Express 버스에 비해 비용이 많이 들고 전력 효율이 낮은 솔루션이 됩니다.따라서, PCI Express는 2013년에 표준화된 SATA 3.2 리비전의 일부로 SATA 인터페이스 설계자들에 의해 선택되었습니다. SATA 사양을 확장하여 동일한 하위 호환 커넥터 내에서 PCI Express 인터페이스를 제공하도록 확장하면 기존 [6][13]기술을 재사용하여 훨씬 더 빠른 속도를 낼 수 있습니다.

또한 일부 벤더는 PCI Express 버스를 통해 연결된 플래시 기반 스토리지 제품에 전용 논리 인터페이스를 사용합니다.이러한 스토리지 제품은 전용 드라이버와 호스트 [14][15]인터페이스를 통해 운영체제와 인터페이스하면서 멀티레인 PCI Express 링크를 사용할 수 있습니다.또한 2014년 6월 현재 PCI Express 애드온 카드의 비독점 [16]논리 인터페이스로 NVM Express를 사용하는 유사한 스토리지 제품이 있습니다.

가용성

SATA Express의 지원은 인텔9 시리즈 칩셋, Z97 및 H97 플랫폼 컨트롤러 허브(PCH)에 대해 발표되었으며, 양쪽 모두 인텔 Haswell 및 Haswell Refresh 프로세서를 지원하며,[17][18] 이 2개의 칩셋은 2014년에 출시될 예정입니다.2013년 12월 아수스는 시제품 'Z87-Deluxe/S'를 공개했다.인텔 Z87 칩셋을 탑재한 ATA Express" 메인보드는 Haswell 프로세서를 지원하며 추가 ASMedia 컨트롤러를 사용하여 SATA Express 연결을 제공합니다.이 메인보드는 [19][20]CES 2014에서도 공개되었지만 출시일은 발표되지 않았습니다.

2014년 4월, Asus는 생산 전 SATA Express 하드웨어 일부에서 SRIS(독립 확산 스펙트럼 클로킹) 기능을 갖춘 이른바 별도 레퍼런스 클럭의 지원을 시연했습니다.SRIS는 스토리지 디바이스에 별도의 [21][22][23]클럭 제너레이터를 제공하여 메인보드 펌웨어를 추가로 지원함으로써 PCI Express 동기 신호 전송에 필요한 SATA Express 케이블의 복잡하고 비용이 많이 드는 차폐를 제거합니다.

2014년 5월에 인텔 Z97 및 H97 칩셋이 출시되어 SATA Express와 M.2를 모두 지원하게 되었습니다.M.2는 내부에 마운트된 컴퓨터 확장 카드 형태의 플래시 기반 스토리지 디바이스 사양입니다.Z97 및 H97 칩셋은 각 SATA Express 포트에 2개의 PCI Express 2.0 레인을 사용하여 PCI Express 스토리지 디바이스에 [18][24][25]1GB/s 대역폭을 제공합니다.주로 하이엔드 데스크톱을 위한 이 두 개의 새로운 칩셋이 출시되자 곧 Z97 및 H97 기반 메인보드가 [26][27]출시되었습니다.

2014년 8월 하순, 인텔 X99 칩셋이 발매되어 인텔의 열광적인 플랫폼에 SATA Express와 M.2가 모두 지원되게 되었습니다.X99의 SATA Express 포트 각각에는 칩셋에 의해 제공되는2개의 PCI Express 2.0 레인이 필요합니다.M.2 슬롯은 칩셋 자체에서2개의 2.0 레인을 사용하거나 LGA 2011-v3 CPU에서 직접 가져온 최대 4개의 3.0 레인을 사용할 수 있습니다.그 결과 X99는 PCI/94 GB의 대역폭을 제공합니다.X99 칩셋 출시 이후 수많은 X99 기반 메인보드를 사용할 [28]수 있게 되었습니다.

2017년 3월 초에 AMD Ryzen은 X370, X300, B350, A320 및 A300 칩셋을 사용하여 AMD 소켓 AM4 플랫폼에 SATA Express를 기본적으로 지원하게 되었습니다.Ryzen은 칩셋과 AM4 [29]CPU에서 제공되는 최대 8개의 PCI Express 3.0 레인을 사용하여 M.2 및 기타 형태의 PCI Express 스토리지 디바이스도 지원합니다.그 결과 Ryzen은 연결된 PCI Express 스토리지 디바이스에 최대 7.88GB/s의 대역폭을 제공합니다.

SATA Express는 SATA Express가 도입되었을 때 M.2 폼 팩터와 NVMe 표준도 출시되어 직렬 ATA 및 SATA Express보다 훨씬 더 큰 인기를 얻었기 때문에[citation needed] 실패한 표준으로 간주됩니다.SATA Express 인터페이스를 사용하는 스토리지 장치는 소비자를 위해 많이 출시되지 않았으며 SATA Express 포트는 새로운 메인보드에서 빠르게 사라졌습니다.

특징들

AHCI 및 NVMe를 논리 디바이스 [8]: 4 인터페이스로 하여 레거시 SATA 및 PCI Express 스토리지 디바이스를 모두 지원하는 SATA Express 소프트웨어 아키텍처의 개요입니다.

SATA Express 인터페이스는 동일한 호스트 측 SATA Express 커넥터를 통해 2개의 PCI Express 2.0 또는 3.0 레인과 2개의 SATA 3.0(6기가비트/초) 포트를 노출함으로써 PCI Express 및 SATA 스토리지 장치를 모두 지원합니다(단, 동시에 둘 다 지원하지 않음).노출된 PCI Express 레인은 호스트와 스토리지 디바이스 간에 별도의 버스 추상화 레이어 없이 [3][6]순수한 PCI Express 연결을 제공합니다.2013년 8월 현재 골드 리비전인 SATA 리비전 3.2 사양은 SATA Express를 표준화하고 하드웨어 레이아웃과 전기 [1][30]파라미터를 지정합니다.

PCI Express를 선택하면 여러 레인과 다른 버전의 PCI Express를 사용하여 SATA Express 인터페이스의 성능을 확장할 수 있습니다.자세한 내용은 2개의 PCI Express 2.0 레인을 사용하면 총 1000MB/s의 대역폭(2 × 5 GT/s의 원시 데이터 레이트와 8b/10b 인코딩)이 제공되며, 2개의 PCI Express 3.0 레인을 사용하면 1969MB/s(2 × 8 GT/s의 원시 데이터 레이트와 128b/130b 인코딩)[3][7]가 제공됩니다.이에 비해 SATA 3.0의 6Gbit/s 원시 대역폭은 600MB/s(6GT/s 원시 데이터 레이트와 8b/10b 인코딩)에 해당합니다.

SATA Express [6][8]컨트롤러에 연결된 스토리지 디바이스와 인터페이스하는 데 사용되는 논리 디바이스 인터페이스 및 명령 집합에는 다음과 같은 세 가지 옵션을 사용할 수 있습니다.

레거시 SATA
레거시 SATA 디바이스와의 하위 호환성을 위해 사용되며 SATA Express 컨트롤러가 제공하는 AHCI 드라이버 및 레거시 SATA 3.0(6기가비트/초) 포트를 통해 인터페이스됩니다.
AHCI를 사용한PCI Express
PCI Express SSD에 사용되며 AHCI 드라이버를 통해 인터페이스되며 PCI Express 레인을 제공합니다.PCI Express SSD에 액세스하기 위해 AHCI를 사용함으로써 최적의 성능을 제공하지 못하는 대신 운영 체제에서 널리 사용되는 SATA 지원과의 하위 호환성을 제공합니다.AHCI는 호스트 버스 어댑터가 사용되던 당시 개발되었습니다.시스템의 r(HBA)은 회전 자기 미디어를 기반으로 CPU/메모리 서브시스템을 훨씬 느린 스토리지 서브시스템과 연결하는 것이었습니다. 그 결과, AHCI는 회전 미디어라기보다는 DRAM과 같은 동작을 하는 SSD 디바이스에 적용했을 때 몇 가지 비효율이 내재되어 있습니다.
NVMe를 사용한PCI Express
PCI Express SSD에 사용되며 NVMe 드라이버를 통해 인터페이스되며 PCI Express 레인을 제공합니다.NVMe는 PCI Express SSD와의 인터페이스용으로 설계 및 최적화된 고성능 확장 가능한 호스트 컨트롤러 인터페이스입니다.NVMe는 PCI Express SSD의 낮은 레이텐시와 병렬성을 활용하여 처음부터 설계되었습니다.최신 CPU, 플랫폼 및 애플리케이션의 병렬화를 보완합니다.AHCI에 비해 NVMe의 주요 장점은 NVMe가 호스트 하드웨어 및 소프트웨어에서 병렬 처리를 이용할 수 있는 기능과 관련이 있습니다. 이는 NVMe의 설계상의 장점으로, 보다 적은 단계의 데이터 전송, 보다 깊은 명령어 큐, 보다 효율적인 인터럽트 처리 등이 포함됩니다.

커넥터

참고 항목: M.2(NGFF) 및 시리얼 ATA 커넥터
공식적으로 "호스트 플러그"로 알려진 SATA Express 호스트 측 커넥터는 SATA Express 및 레거시 표준 SATA 데이터 [13][31]케이블을 모두 사용할 수 있습니다.

SATA Express에 사용되는 커넥터는 추가 어댑터나 [2]컨버터 없이 가능한 경우 레거시 SATA 장치와의 하위 호환성을 보장하기 위해 특별히 선택되었습니다.호스트 측 커넥터는 연결된 스토리지 디바이스 [13]유형에 따라 PCI Express 레인 또는 SATA 3.0 포트를 제공하여 하나의 PCI Express SSD 또는 최대 2개의 레거시 SATA 디바이스를 수용할 수 있습니다.

SATA Express 커넥터에는 5가지 유형이 있으며 위치와 [2]용도에 따라 다릅니다.

  • 호스트 플러그는 마더보드 및 추가 기능 컨트롤러에서 사용됩니다.이 커넥터는 레거시 표준 SATA 데이터 케이블을 수용하여 하위 호환성이 있으므로 최대 2개의 SATA 디바이스에 연결할 수 있는 호스트 플러그가 제공됩니다.
  • 호스트 케이블 리셉터클은 SATA Express 케이블의 호스트 측 커넥터입니다.이 커넥터는 하위 호환성이 없습니다.
  • 장치 케이블 리셉터클은 SATA Express 케이블의 장치 측 커넥터로, 하나의 SATA 장치를 수용하여 역호환됩니다.
  • 디바이스 플러그는 SATA Express 디바이스에서 사용됩니다.이 커넥터는 SATA Express 디바이스를 U.2 백플레인[32][a] 또는 MultiLink SAS [b]리셉터클에 연결할 수 있으므로 부분적으로 하위 호환성이 있습니다. 단, 이 방법으로 연결된 SATA Express 디바이스는 호스트가 PCI Express 디바이스를 지원하는 경우에만 작동합니다.
  • 호스트 리셉터클은 SATA Express 디바이스와 직접 연결하기 위해 백플레인에서 사용됩니다.이것에 의해, 케이블리스 접속이 가능하게 됩니다.이 커넥터는 SATA 디바이스 1대를 수용하여 하위 호환성이 있습니다.

위의 SATA Express 커넥터는 고속 저비용 플랫폼 이행에 중점을 둔 전체적인 설계로 인해 PCI Express 레인을 2개밖에 제공하지 않습니다.이를 통해 기존 SATA 장치와의 하위 호환성이 용이하고 저렴한 비차폐 케이블을 사용할 수 있게 되었습니다.2015년 3월 현재, 2.5인치 드라이브 형태의 일부 NVM Express 장치는 U.2 커넥터(원래 SFF-8639로 알려졌으며,[35][36] 2015년[33] 6월에 이름이 변경됨)를 사용하고 있으며, 이는 더욱 널리 받아들여질 것으로 예상됩니다.U.2 커넥터는 SATA Express 디바이스 플러그와 기계적으로 동일하지만 사용 가능한 [32][37][38][39]핀의 용도를 달리하여 4개의 PCI Express 레인을 제공합니다.

다음 표는 관련된 커넥터의 호환성을 정리한 것입니다.

커넥터 접합[2]: 1 매트릭스
SATA Express
호스트 케이블
그릇		 SATA Express
디바이스 케이블
그릇		 SATA Express
호스트 리셉터클		 SATA 케이블
그릇		 U.2 백플레인
콘센트[a] 		SAS 멀티링크
콘센트[b]
SATA Express
호스트 플러그		 네. 아니요. 아니요. 네. 아니요. 아니요.
SATA Express
디바이스 플러그		 아니요. 네. 네. 아니요. 네, 그렇습니다[c]. 네, 그렇습니다[c].
SATA
디바이스 플러그		 아니요. 네. 네. 네. 네, 그렇습니다[d]. 네, 그렇습니다[d].

호환성.

SATA Express의 디바이스 레벨 하위 호환성은 레거시 SATA 3.0(6 Gbit/s) 스토리지 디바이스를 전기 레벨과 필요한 운영 체제 지원 모두에서 완전히 지원함으로써 보장됩니다.기계적으로 호스트 측 커넥터는 USB 3.0과 유사한 방식으로 하위 호환성을 유지합니다. 새로운 호스트 측 SATA Express 커넥터는 레거시 SATA [2][13]디바이스를 수용할 수 있는 2개의 기존 표준 SATA 데이터 커넥터 위에 추가 커넥터를 "스택"하여 만들어집니다.호스트측 SATA Express 커넥터의 하위 호환성을 통해 기존 SATA 디바이스를 SATA Express 컨트롤러가 장착된 호스트에 연결할 수 있습니다.

SATA 스토리지 디바이스에만 액세스할 수 있는 레거시 운영 체제 및 관련 장치 드라이버에 제공되는 소프트웨어 레벨의 하위 호환성은 운영 체제의 관점에서 볼 수 있는 레거시 논리 장치 인터페이스로서 AHCI 컨트롤러 인터페이스를 계속 지원함으로써 달성됩니다.SATA SSD와 PCI Express SSD 모두에서 AHCI를 논리적 디바이스 인터페이스로 사용하는 스토리지 디바이스에 액세스할 수 있으므로 NVMe를 지원하지 않는 운영 체제는 옵션으로 PCI Express 스토리지 디바이스와 [8]상호 작용하도록 구성할 수 있습니다.그러나 NVMe는 PCI Express SSD와 함께 사용할 경우 AHCI보다 훨씬 더 효율적이기 때문에 AHCI를 사용하여 PCI Express 스토리지 디바이스에 액세스할 경우 SATA Express 인터페이스가 최고의 성능을 제공할 수 없습니다. 자세한 내용은 위의 항목을 참조하십시오.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ a b U.2 커넥터는 원래 SFF-8639로 알려졌으며 2015년 [33]6월에 명칭이 변경되었다.
  2. ^ a b MultiLink SAS 리셉터클은 SFF-8630 [34]커넥터라고도 합니다.
  3. ^ a b SATA Express 디바이스 플러그는 U.2(SFF-8639) 및 SAS MultiLink(SFF-8630) 커넥터와 연결되지만 호스트가 PCI Express 디바이스를 지원하는 경우에만 작동합니다.
  4. ^ a b SATA 디바이스 플러그는 U.2(SFF-8639) 및 SAS MultiLink(SFF-8630) 커넥터와 연결되지만 호스트가 SATA 디바이스를 지원하는 경우에만 작동합니다.

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외부 링크

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