去年底,我们曾对“SATA Express”(下称SATAe)接口进行了简单的测试,初步体验了其超高速度。近日,AnandTech又对其进行了非常详尽的解读和体验,再来深入了解一下吧。
【为什么需要SATAe?】
取代IDE并行接口之后,SATA串行接口就一直在不紧不慢地提速,1.5Gbps、3Gbps、6Gbps……面对机械硬盘,这一切都绰绰有余,但是这几年固态硬盘突飞猛进,SATA接口完全吃不消了。
为了直观地展现NAND闪存可以有多快,我们简单计算一下。
这里以IMFT 20nm 16GB闪存颗粒为例,每个页面(16KB)的读取仅需115微秒,换算下来每个颗粒(确切地说是Die)就是大约140MB/s,而一块256GB的固态硬盘里有16个这样的颗粒,总速度就是2.2GB/s,几乎四倍于SATA 6Gbps的最大带宽。
当然这都是理论上的,没有考虑传输问题,但是近年来NAND界面的进步也很神速,ONFI 3.x、Toggle 2.0的每个通道都可达400MB/s,而多数固态硬盘都可以做到八通道,那就是从闪存到主控制键的理论通道可达3.2GB/s,完全不是瓶颈。
SATA 6Gbps刚刚登场,几乎立刻就被固态硬盘给用尽了,SATA-IO组织也马不停蹄地开始研究SATA 12Gbps。继续翻番似乎是必然的,况且企业级领域已经有了SAS 12Gbps,但是人们很快发现,SATA 12Gbps的代价太大了。
首先是技术上非常复杂,带宽翻倍还要向下兼容,得花好几年才能搞定,而且如此快速地开发下代标准成本是非常高昂的。
其次会带来功耗上的大幅度增加,初步估计得大约10%,这绝对无法接受。
SATA-IO于是开始寻求其他出路,很快就锁定了大行其道、效率很高的PCI-E。
PCI-E 3.0 x1、x2的理论带宽分别有1GB/s、2GB/s,而功耗相比SATA 6Gbps只会高出大约2%、4%。
事实上,企业级固态硬盘如今已经普遍使用PCI-E,虽然还是PCI-E 2.0,但只需要x2、x4即可提供上述带宽。
至此,SATA引入PCI-E已经是必然的选择。