Скорости подключения SATA, SAS и M.2
На протяжении эволюции устройств хранения данных появилось множество технологий подключения, которые привнесли революционные изменения как в скорости, так и в эффективности. Соединения SATA, SAS и M.2 являются одними из наиболее распространенных решений на сегодняшний день, но для чего они используются и чем отличаются?
Производительность стандартов компьютерного оборудования часто рекламируется с использованием теоретических максимальных значений, измеренных в идеальных лабораторных условиях (на практике скорость передачи данных может быть ограничена контроллерами устройств, температурой или другими узкими местами). Эти цифры не обязательно отражают реальные скорости использования, но они отлично подходят для целей сравнения, поскольку наглядно показывают различия между технологическими поколениями.
В таблицах ниже я привожу теоретическое максимальное значение для каждого стандарта, округленное для удобства чтения и сравнения, и всегда указанное в байтах (а именно в МБ/с). Здесь я писал о стандартах передачи и хранения компьютерных данных, единицах измерения, скоростях и их теоретических основах.
SATA (Serial ATA)
SATA (Serial ATA) появился в 2003 году как преемник параллельного ATA (PATA) и стал самым распространенным стандартом подключения для накопителей данных на сегодняшний день. Главным преимуществом SATA является последовательная передача данных, которая обеспечила более высокие скорости и более эффективную работу по сравнению со старым стандартом PATA. IDE (Integrated Drive Electronics) было первоначальным названием, позже эволюционировавшим в стандарт ATA (Advanced Technology Attachment) для охвата более широкого спектра применений. Как диски SATA, так и PATA можно считать потомками концепции IDE, поскольку оба они имеют встроенную контроллерную электронику, основу оригинальной конструкции IDE.
Накопители SATA (HDD и SSD) по-прежнему широко используются сегодня, особенно из-за их экономической эффективности. Однако производительность современных SSD значительно превышает возможности SATA III, что обусловило необходимость внедрения новых технологий.
| Стандарт | Скорость интерфейса | Скорость передачи данных (МБ/с) | Типичное использование |
|---|---|---|---|
| PATA (IDE - UDMA/133) | 133 Мбит/с | ~16.6 МБ/с | Старые HDD |
| SATA I | 1.5 Гбит/с | 150 МБ/с | Старые HDD, ранние SSD |
| SATA II | 3 Гбит/с | 300 МБ/с | HDD, SSD начального уровня |
| SATA III | 6 Гбит/с | 600 МБ/с | Современные SSD, HDD |
SAS (Serial Attached SCSI)
SAS (Serial Attached SCSI) — это высокопроизводительный стандарт подключения, используемый в основном в корпоративной среде. Как и SATA, он использует последовательную передачу данных, но он гораздо более надежен и отказоустойчив, что делает его идеальным для серверов и центров обработки данных. Контроллеры и объединительные платы SAS, как правило, совместимы с дисками SATA (что позволяет подключать диски SATA к системам SAS), но контроллеры SATA не могут работать с дисками SAS. Устройства хранения данных SAS дороже, но хорошо подходят для сред с высокой нагрузкой, где надежность и производительность имеют решающее значение.
| Стандарт | Год выпуска | Скорость интерфейса (Гбит/с) | Скорость передачи данных (МБ/с) |
|---|---|---|---|
| SAS-1.0 | 2004 | 3 Гбит/с | 300 МБ/с |
| SAS-2.0 | 2009 | 6 Гбит/с | 600 МБ/с |
| SAS-3.0 | 2013 | 12 Гбит/с | 1,200 МБ/с |
| SAS-4.0 | 2017 | 22.5 Гбит/с (эффективно) | ~2,400 МБ/с |
Примечание: Указаны скорости SAS на линию. Интерфейсы SAS могут использовать несколько линий.
Форм-фактор M.2 (SATA, NVMe)
M.2 не является стандартом интерфейса как таковым, а скорее форм-фактором, в основном используемым для SSD. Разъем M.2 позволяет использовать небольшие, высокопроизводительные устройства хранения данных и поддерживает несколько интерфейсов, в первую очередь SATA и NVMe (Non-Volatile Memory Express), который обычно использует шину PCIe.
| Тип M.2 | Базовый интерфейс | Теоретическая скорость (МБ/с) |
|---|---|---|
| M.2 SATA | SATA III | 600 МБ/с |
| M.2 NVMe (PCIe 3.0 x4) | PCIe 3.0 x4 | ~3,940 МБ/с |
| M.2 NVMe (PCIe 4.0 x4) | PCIe 4.0 x4 | ~7,880 МБ/с |
| M.2 NVMe (PCIe 5.0 x4) | PCIe 5.0 x4 | ~15,750 МБ/с |
Примечание: Скорости, указанные для дисков M.2 NVMe, основаны на теоретической максимальной пропускной способности интерфейса PCIe, который они используют (обычно 4 линии). Фактическая производительность дисков может отличаться.*
Итог
- SATA: Самое экономически эффективное решение для дома и офиса, где максимальная скорость не является первоочередной задачей (подходит для HDD и массовых SSD).
- SAS: Разработан для высокопроизводительных серверов и центров обработки данных, требующих высокой надежности, отказоустойчивости и быстрой передачи данных для требовательных рабочих нагрузок.
- M.2 (NVMe/PCIe): Используется в современных компьютерах, игровых системах и профессиональных рабочих станциях, где требуется максимальная скорость хранения данных, используя шину PCIe через протокол NVMe.