Что такое диски SATA и кому они до сих пор нужны

Бесперебойная работа виртуального сервера зависит от надежности компонентов, использованных при его создании. Показатели производительности, безотказность и время отклика стоят во главе перечня требований к используемому оборудованию в виртуальной инфраструктуре. Применение дисков SATA обеспечивает надежный и последовательный интерфейс обмена информацией сервера с накопителями.

Что такое диски SATA и как они работают

Интерфейс SATA разрабатывался специально для улучшения скорости последовательной передачи данных. Постоянное совершенствование устройства позволило разработчикам за последние 18 лет создать пять поколений этих дисков.

Полноценная передача данных осуществляется посредством двух видов кабеля — 7 и 15 контактного. Первый передает данные. Второй обеспечивает силовую нагрузку и подает дополнительное напряжение. Его подключают к блоку питания с помощью стандартного 4-х контактного разъема с напряжением в 5 и 12 вольт.

Подключение кабеля может осуществляться при работающем винчестере и системной плате — одно из важнейших преимуществ интерфейса SATA. Прежние накопители такой гибкостью не обладали.

Бесперебойная работа виртуального сервера зависит от надежности компонентов, использованных при его создании. Фото: ru.depositphotos.com

История возникновения

Интерфейс SATA разрабатывался специально для улучшения скорости последовательной передачи данных. Работы по его созданию велись с 2000 года. С тех пор было создано 5 поколений дисков SATA.

Началом работ послужило желание разработчиков усовершенствовать параллельный интерфейс ATA. Разработчики из Intel инициировали создание специальной рабочей группы, в составе которой оказались тогдашние лидеры в области систем хранения данных — компании Dell, Maxtor, Seagate, APT Technologies, Quantum и другие.

Ведущие специалисты отрасли потратили около двух лет на создание SATA, которые тогда могли работать только с сетевыми устройствами. И уже к 2003 году разработку, благодаря ее совместимости с различными аппаратными устройствами, стали интегрировать во все современные системные платы. SATA использовался с целью высокоскоростной передачи данных, основанной на принципе последовательности.

За время существования SATA выпущено несколько ревизий (их также называют спецификациями): SATA 1, 2 и 3 плюс несколько дополнительных.

SATA 1 2003 года выпуска имела самые скромные характеристики, относительно последующих спецификаций: частота функционирования 1.5 ГГц с полосой пропускания в 1.5 Гбит в секунду. Скорость передачи данных в первой версии ограничивалась значением в 1.2 Гбит в секунду или 150 МБ/с.

С выходом SATA 2 (SATA 300) в 2004 году показатели интерфейса были улучшены в 2 раза.

В этот же период была выпущена версия eSATA (External SATA) для подключения внешних устройств, в том числе в режиме замены дисков без остановки оборудования (горячей замены).

Следующее обновление произошло в 2008 году — ревизия SATA 3.0. Показатель частоты достигнул 6.0ГГц с пропускной способностью в 6 Гб/с (750 МБ/с). В новую спецификацию добавилась функция программного управления NCQ и команды для бесперебойной передачи данных относительно процессов с высоким приоритетом.

SATA 3 получила два дополнительных ответвления: SATA 3.1 (2011 год) и SATA 3.2 (2013 год), а также SATA Express. Главным новшеством версии 3.1 является появление mSATA (SATA для SSD-накопителей в мобильных устройствах), PCI Express Mini Card-подобный разъем. Помимо этого, добавился функционал, оптимизирующий энергопотребление.

SATA 3.2 достигла показателей в 16 Гбит/с. Такие результаты были получены благодаря добавлению возможности использования двух SATA-портов (разъемов SATA Express) одновременно.

Все версии имеют совместимость между собой как в физической части (в разъемах и проводах), так и в методе передачи данных.

В 2009 году была выпущена разработка mSATA — PCI-e подобный интерфейс для портативных устройств и твердотельных накопителей.

Преимущества и недостатки SATA

Диски SATA получили широкое распространение в самом разном ИТ-оборудовании. Производство этих накопителей очень бюджетно и хорошо отработано, а возможные неполадки хорошо изучены. Однако SATA относится к числу достаточно старых технологий, а потому они уступают по скорости более новым SAS и SSD-дискам.

Исходя из этого, можно выделить ряд преимуществ и недостатков SATA. Так, к преимуществам относят:

• Низкая стоимость. По данным ИТ-маркетплейса Market.CNews, при аренде облачной инфраструктуры IaaS стоимость одного 1Гб SATA-накопителя стоит от 1 до 6 рублей в зависимости от провайдера. Для сравнения стоимость 1 Гб SAS достигает 18 рублей в месяц, а SSD — 60 рублей в месяц.
• Высокая надежность. Технологии работы и возможные недоразумения, связанные с SATA, давно отработаны, накоплен значительный опыт решения проблем.
• Большие объемы диска. Нередко объемы хранилищ измеряются терабайтами.

Если же говорить о недостатках, то большинство из них связано с их низкой скоростью работы:

• Диски SATA весьма медленны. Разница по сравнению с современными накопителями может достигать 10 раз.
• Как следствие — низкое количество операций ввода/вывода в секунду (IOPS). При аренде виртуального сервера или IaaS SATA-диски не будут справляться с нагрузкой при их активном использовании. Данный параметр влияет на скорость работы сайтов и сервисов.
• SATA-диски будут тормозить всю ИТ-инфраструктуру компании, если для хранения информации использованы именно они. Общая скорость сервиса, как известно, не превышает скорость самого медленного ее элемента. Мощные процессоры и быстрая оперативная память не спасут инфраструктуру на базе медленных дисков SATA.
• Менее широкий выбор вариантов оборудования под базу для виртуального сервера, так как не все аппаратное обеспечение допускает использование SATA-дисков.

Применение SATA в виртуальных серверах VPS

VPS — виртуальные серверы, созданные на базе физических благодаря использованию средств виртуализации. Они расположены в дата-центрах провайдеров и представляют собой изолированную среду. Принцип работы с виртуальным сервером такой же, как и с физическим.

SATA для VPS активно используются провайдерами услуг виртуального хостинга при предоставлении ресурсов для целей создании сайтов и хранилищ, предназначенных как для крупных, так и небольших проектов.

Данное серверное обслуживание выгодно при хранении данных, которые не подлежат частому чтению и перезаписи, так как они не требуют высокого быстродействия сервиса. В свою очередь использование SATA в услуге VPS позволяет снизить затраты на виртуальную инфраструктуру, так как стоимость таких накопителей ниже, чем, например, дисков SSD.

Так, например, на данный момент самый дешевый тариф VPS (1 vCPU + 1Gb RAM + 5Gb HDD) на SATA-дисках стоит 99 рублей в месяц, а самый дешевый VPS на SSD — в полтора раза дороже — 149 рублей в месяц.

Применение SATA в облачной инфраструктуре IaaS

IaaS представляет собой разновидность облачных серверов и относится к вычислительной инфраструктуре, позволяя клиентам воплощать в жизнь свои собственные программные разработки без затрат на физическую инфраструктуру.

Дата-центры, предоставляющие услугу IaaS, предлагают использовать SATA-диски как базовые, в тех случаях, когда не нужна особая быстродейственность систем. Наиболее частое применение — долгосрочное хранилище архивов и резервных копий той или иной информации. Благодаря такому использованию SATA-дисков удается снизить затраты на IaaS.

В IaaS доступно динамическое расширение или сокращение объемов хранения информации и изменение конфигурации услуги. Это обеспечивает гибкую корректировку использования SATA-дисков или SSD, а также их совместное применение.

Заключение

Потребность компаний в больших объемах вычислительных ресурсов все больше подогревает интерес к облачным услугам, в том числе к VPS и IaaS. Использование провайдерами разнообразного оборудования позволяет им иметь широкую линейку тарифов на любой бюджет и потребность.

Благодаря использованию SATA-дисков пользователи имеют возможность доступа к надежному оборудованию с приемлемой производительностью, при этом оптимизируя затраты за счет более низкой стоимость тарифа.

Энергопотребление SSD или сколько нужно питания для SATA, M.2, NVMe накопителей

SSD накопитель потребляет определенный объем энергии. Параметр важный, так как за все приходится платить. В ситуации с ноутбуком снижение энергопотребления – это увеличение времени автономности.

Сколько потребляет SATA

Если вспомнить, HDD обладает электромотором c подвижными элементами, для их работы требуется много энергии. С твердотельными дисками SSDситуация кардинально иная. Здесь мощность гораздо ниже. Для понимания, при максимальной нагрузке потребление энергии у потребительских моделей составляет 5-7 Вт, а в режиме ожидания всего 0,1 Вт.

Более того, сейчас появились накопители с пониженными показателями энергопотребления. Однако здесь есть небольшой подвох. В период активной работы действительно в несколько раз меньше требуют энергии, но в режиме покоя потребление не слишком снижается.

M.2 SATA

Такие накопители подсоединяются и запитываются непосредственно через профильный порт. По своим функциональным возможностям он практически не отличается от обычных 2.5 SATA. Соответственно, потребление энергии идентичное, что и в предыдущем случае и составляет в пике 5-7 Вт.

NVMe

Подключение накопителей NMVe осуществляется тоже сразу к материнке. Но через интерфейс PCIe. Однако если сравнивать с предшествующими вариантами, энергопотребление практически не отличается у начальных и самых дешевых моделей, но начинает расти вместе с показываемыми накопителем скоростями и в пике может доходить до 9 Вт у лидеров.

Как быть, что выбрать

Как видим SSD накопители с различными разъемами потребляют приблизительно одинаковую мощность. Здесь уже на первый план выходит производительность. Нужно покупать то, что сделает компьютер быстрее. В этом случае отличия получаются более серьезными.

Возможности SATA SSD накопителей

На материнской плате одновременно может находиться сразу до 8 таких портов. Это дает возможность подсоединять сразу несколько накопителей. Причем они будут работать одновременно, что было исключено с технологией IDE.

Изначально такой интерфейс создавался для HDD дисков. Однако в последующем концепция поменялась. Сейчас такой интерфейс активно применяется для подключения SSD накопителя. Однако такой шаг сильно ограничивает скорость передачи данных:

Причем данные показатели являются максимальными и не достигаются на практике, колеблясь в районе 90% от номинала. Хотя они все равно гораздо ниже, чем в NVMe, с которым далее и познакомимся.

Скорость передачи данных у NVMe

Формат NVMe создавался с целью передачи данных через PCIe. На фоне предыдущего варианта выделяется несколькими важными преимуществами и особенностями:

• высокая скорость передачи данных – до 7 ГБ/с;
• прямое подключение к материнской плате;
• параллелизация потоков данных;
• инструменты для управления очередями.

PCIe – это цифровой интерфейс и одновременно слот на материнской плате. Он позволяет напрямую работать с процессором, оперативной памятью и картами расширения. Скорость передачи данных может варьироваться, в зависимости от количества линий и версии интерфейса.

Какие возможности у SSD M.2

В этом случае речь идет про определенную модификацию SSD. По факту имеем плату без какой-либо коробки. На ней расположены все необходимые детали и элементы. Выделяется несколько основных разновидностей, различающихся по размеру. Ширина стандартная составляет 22 миллиметра, а длина от 30 до 110 мм, из которых и складываются форматы модулей: 2242, 2230, 2260, самый распространенный SSD M.2 2280 и 22110.

Устанавливаются такие накопители в специальный слот. Нет никаких переходников, проводов и прочих элементов. Энергия приходит сразу от материнской платы. Передача данных может осуществляться согласно версии интерфейса. Это нужно уточнять заранее, если стоит задача получить максимальную производительность.

Сравниваем SATA M.2 и NVMe M.2

SATA M.2 имеет ниже скорость передачи данных. Однако он практически не греется, поэтому радиаторы для охлаждения не требуются. Напротив, NVMe M.2 работают быстрее, но присутствует существенный нагрев. Из-за этого может наблюдаться существенное проседание производительности.

Заключение

Основная проблема при работе с SSD – это четкое разделение понятий. К сожалению, многие пользователи откровенно плавают в этом вопросе. Именно поэтому возникают различные спорные и непонятные ситуации.

По факту SATA SSD – это накопитель, который разработан в качестве альтернативы классическим жестким дискам. M.2 SATA SSD еще одна модификация накопителя.

NVMe – является специальным протоколом. Он создавался с одной целью – добиться максимальной производительности от SSD.

Чтобы получить максимальную производительность, следует выбирать M.2 NVMе. Однако такой формат самой последней версии присутствует не на всех материнских платах. К тому-же на текущий момент за самый быстрые накопители могут просить несоизмеримо больше чем прирост производительности в сравнении с моделями попроще.

В данной статье мы не рассматривали серверные модели SSD и экзотические, такие как PCI-e AOC и AOM – это накопители выполненные в форматах карт расширения. Для домашнего пользователя они и дороги и избыточны по своим характеристикам. К тому-же зачастую они показывают результаты ниже в типичных домашних сценариях, чем у профильных домашних решений.

Естественно, в процессе выбора накопителя нужно учитывать и другие параметры всей системы. Если самостоятельно собираете ПК, советуем внимательно изучать информацию о SSD накопителях, отзывы, обзоры. Можно дополнительно проконсультироваться со специалистами. Это позволит гарантировано получить продукт, который позволит обеспечить максимальную скорость передачи данных.

• Все посты
• HDD диски (51)
• KVM-оборудование (2)
• Powerline-адаптеры (2)
• SSD диски (106)
• USB-носители (4)
• USB-хабы (3)
• Батареи к ИБП (4)
• Безопасность (3)
• Беспроводные USB адаптеры (2)
• Беспроводные роутеры (26)
• Блоки питания (15)
• Бумага (1)
• Веб-камеры (2)
• Вентиляторы корпусные (4)
• Видеокарты (56)
• Видеонаблюдение (7)
• Внешние диски (4)
• Гарнитуры (2)
• Графические планшеты (2)
• Дисковые полки (5)
• Док-станции (1)
• Звуковые карты (4)
• ИБП (27)
• Инструменты (1)
• Кабели и патч-корды (10)
• Картриджи (1)
• Карты памяти (7)
• Клавиатуры (8)
• Колонки (3)
• Коммутаторы (19)
• Комплекты (клавиатура и мышь) (2)
• Компьютерная периферия (2)
• Компьютерные кресла (2)
• Компьютеры (56)
• Контроллеры и адаптеры (11)
• Корпусы (15)
• Ленточные носители (3)
• Маршрутизаторы (2)
• Материнские платы (21)
• Модули памяти (23)
• Мониторы (44)
• Моноблоки (8)
• МФУ (6)
• Мыши (9)
• Ноутбуки (44)
• Общая справка (105)
• Оптические приводы (2)
• Охлаждение процессорное (17)
• Панели (1)
• Планшеты (3)
• Плоттеры (1)
• Портативные аккумуляторы (1)
• Принтеры (7)
• Программное обеспечение (85)
• Процессоры (55)
• Рабочие станции (8)
• Распределение питания (2)
• Ретрансляторы Wi-Fi (3)
• Серверы (91)
• Сетевые карты (5)
• Сетевые фильтры (2)
• Сканеры (2)
• СХД (15)
• Телевизоры (1)
• Телекоммуникационные шкафы (9)
• Телефония (4)
• Тонкие клиенты (2)
• Трансиверы (5)
• Умный дом (2)

Также вас может заинтересовать