De toekomst voor Serial ATA: SATA Express, NGFF en NVM Express

18 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Serial ATA 1200?
  3. 3. SATA Express
  4. 4. Laptops
  5. 5. NVM Express
  6. 6. Wanneer
  7. 18 reacties

NVM Express

Tot nu toe hebben we het alleen gehad over de hardwarematige connectors (SATA Express / NGFF) en de gebruikte interface (Serial ATA of PCI-Express). Waar echter ook ruimte voor verbetering te halen is, is het protocol waarmee SSD’s softwarematig worden aangesproken. In de regel wordt daar tegenwoordig altijd het door Intel ontwikkelde AHCI (Advanced Host Controller Interface) voor gebruikt, een technologie die alweer ruim tien jaar oud is en werd ontwikkeld in een tijd dat SSD’s nog niet bestonden. Geen wonder dat AHCI is bedacht om harde schijven zo efficiënt mogelijk aan te sturen. SSD’s vragen echter om een andere benadering.

Vandaar dat Intel een opvolger heeft ontwikkeld, NVM Express, een protocol dat wél compleet is ontworpen met op PCI-Express gebaseerde SSD’s in het achterhoofd. Zo is het via AHCI bijvoorbeeld slechts mogelijk om gelijktijdig 32 commando's naar een schijf te sturen, terwijl SSD's in potentie veel meer opdrachten parallel kunnen verwerken. NVM Express biedt de mogelijkheid om 64 duizend queues met elk 64 duizend commando’s tegelijker op een SSD af te vuren. Dergelijke aantallen zullen in de praktijk uiteraard niet gebruikt worden, maar het moge duidelijk zijn dat het protocol op die manier geen bottleneck meer is. Ook zorgt NVM Express ervoor dat er veel minder vaak locks nodig zijn. Daardoor hoeven nieuwe opdrachten minder vaak te wachten totdat oude zijn verwerkt. Verder is NVM Express geoptimaliseerd voor het aansturen van SSD’s en harde schijven met 4k datablokken, iets wat tegenwoordig gebruikelijk is, maar bij de ontwikkeling van AHCI nog niet was voorzien.

Besturingssystemen

Versie 1.0 van de NVM Express standaard is al in maart van 2011 voltooid, maar de standaard is, althans voor consumentenproducten, nog niet in gebruik genomen. Vermoedelijk zullen SATA Express en NVM Express hand in hand arriveren en zullen de eerste officiële SATA Express apparaten dus ook direct van de nieuwe aansturing gebruik maken.

NVM Express wordt op dit moment nog niet standaard ondersteund in de meeste besturingssystemen, anders dan met AHCI het geval is. Voor Windows heeft Intel inmiddels samen met andere bedrijven die aan de standaard werken een driver ontwikkeld. Dat betekent dus wel dat wanneer je Windows in de toekomst op een NVM Express apparaat installeert, je bij installatie al een driver bij de hand moet hebben, net zoals dat bij veel RAID-controllers het geval is. Vermoedelijk zal NVM Express ondersteuning in de toekomst tot de standaarduitrusting van Windows gaan behoren, misschien al bij Windows 8 SP1 bijvoorbeeld.

Voor Linux heeft Intel een driver ontwikkeld, die inmiddels in de Linux 3.3 kernel is ingevoegd. De nieuwste Linux-distributies zouden NVM Express dus out of the box moeten kunnen ondersteunen.


De IDT-controller op de Micron P320h PCI-Express SSD voor high-end servers is al geschikt voor NVM Express.

0
*