Einführung in SATA Express (Serial ATA Express)

Überblick über SATA Express

Was ist SATA Express? Es ist die Abkürzung für Serial ATA Express und wird manchmal inoffiziell zu SATAe abgekürzt. Als Computerbus-Schnittstelle unterstützt SATA Express sowohl Serial ATA (SATA)- als auch PCI Express (PCIe)-Speichergeräte, die ursprünglich in der SATA 3.2-Spezifikation standardisiert wurden.

Der SATA-Express-Anschluss, der auf der Host-Seite verwendet wird, ist abwärtskompatibel mit Standard-SATA-Datenanschlüssen. Er bietet auch zwei PCI-Express-Lanes als reine PCI-Express-Verbindungen mit Speichergeräten.

Geschichte

SATA ist eine der Schnittstellen von SSD, aber da die Festplatte eine schnellere Schnittstelle benötigt, muss die Geschwindigkeit von SATA verbessert werden. Nach der Bewertung verschiedener Methoden zur Erhöhung der Geschwindigkeit stellten die Entwickler der SATA-Schnittstelle fest, dass die Erweiterung der SATA-Schnittstelle zur Verdoppelung der natürlichen Geschwindigkeit auf 12 Gbit/s mehr als zwei Jahre dauern würde und sehr mühsam wäre. Daher war diese Methode nicht geeignet, um mit den Fortschritten in der SSD-Technologie Schritt zu halten.

Schließlich entschieden sich die Entwickler von SATA Express für PCI Express als Teil der 2013 standardisierten SATA-3.2-Version. Bei der Erweiterung der SATA-Spezifikation wurde auch eine PCI-Express-Schnittstelle im selben abwärtskompatiblen Anschluss bereitgestellt. Durch die Wiederverwendung bestehender Technologien konnten so höhere Geschwindigkeiten erreicht werden.

Verfügbarkeit

• Im Dezember 2013 brachte ASUS einen Prototyp des Motherboards „Z87-Deluxe/SATA Express“ auf den Markt, das auf dem Intel-Chipsatz Z87 basiert.
• Im April 2014 zeigte ASUS auch einige Vorproduktions-SATA-Express-Hardware, die den sogenannten separaten Referenztaktgeber mit unabhängiger Spread-Spectrum-Taktung (SRIS) unterstützt.
• Im Mai 2014 wurden die Intel-Chipsätze Z97 und H97 auf den Markt gebracht, die sowohl SATA Express als auch M.2 unterstützen. Letzteres ist eine Spezifikation für Flash-basierte Speichergeräte in Form von internen Erweiterungskarten für Computer.
• Ende August 2014 wurde der Intel-Chipsatz X99 auf den Markt gebracht, der SATA Express und M.2 unterstützt.
• Anfang März 2017 kam AMD Ryzen auf den Markt und brachte native Unterstützung für SATA Express auf die AMD-Sockel-AM4-Plattform, indem es die zugehörigen Chipsätze X370, X300, B350, A320 und A300 verwendete.

Merkmale

Die SATA-Express-Schnittstelle stellt zwei PCI-Express-2.0- oder 3.0-Lanes und zwei SATA-3.0-Ports (6 Gbit/s) über denselben hostseitigen SATA-Express-Anschluss bereit (jedoch nicht beide gleichzeitig), wodurch PCI-Express- und SATA-Speichergeräte unterstützt werden. Die bereitgestellten PCI-Express-Lanes bieten eine reine PCI-Express-Verbindung zwischen dem Host und dem Speichergerät ohne zusätzliche Busabstraktionsschicht.

Durch die Wahl von PCI Express kann auch die Leistung der SATA-Express-Schnittstelle durch die Verwendung mehrerer Kanäle und verschiedener Versionen von PCI Express erweitert werden. Genauer gesagt kann die Verwendung von zwei PCI Express 2.0-Lanes eine Gesamtbandbreite von 1000 MB/s (2×5 GT/s Rohdatenrate und 8b/10b-Kodierung) bieten, während die Verwendung von zwei PCI Express 3.0-Lanes 1969 MB/s (2×8 GT/s Rohdatenrate und 128b/130b-Kodierung) bieten kann. Im Gegensatz dazu entspricht die rohe Bandbreite von 6 Gbit/s bei SATA 3.0 effektiv 600 MB/s (6 GT/s Rohdatenrate und 8b/10b-Kodierung).

Anschlüsse

Es gibt fünf Arten von SATA Express-Anschlüssen, die sich in ihrer Position und Verwendung unterscheiden:

• Der Host-Stecker wird auf dem Motherboard und zusätzlichen Controllern verwendet. Der Anschluss ist abwärtskompatibel, da er herkömmliche Standard-SATA-Datenkabel akzeptiert, sodass der Host-Stecker Verbindungen für bis zu zwei SATA-Geräte bereitstellen kann.
• Die Host-Kabelbuchse ist der Anschluss auf der Host-Seite des SATA-Express-Kabels. Dieser Anschluss ist nicht abwärtskompatibel.
• Die Gerätekabelbuchse ist der geräteseitige Anschluss am SATA-Express-Kabel, der durch Aufnahme eines SATA-Geräts abwärtskompatibel sein kann.
• Der Gerätestecker wird bei SATA-Express-Geräten verwendet. Durch die Möglichkeit, SATA-Express-Geräte an U.2-Backplanes oder MultiLink-SAS-Buchsen anzuschließen, ist der Anschluss teilweise abwärtskompatibel. Allerdings funktionieren SATA-Express-Geräte, die auf diese Weise angeschlossen werden, nur, wenn der Host PCI-Express-Geräte unterstützt.
• Die Host-Buchse wird auf der Backplane verwendet und kann direkt mit SATA-Express-Geräten verbunden werden, um eine kabellose Verbindung herzustellen. Durch die Aufnahme eines SATA-Geräts ist dieser Anschluss abwärtskompatibel.

Kompatibilität

Durch die vollständige Unterstützung herkömmlicher SATA 3.0-Speichergeräte (6 Gbit/s) sowohl auf elektrischer Ebene als auch durch die erforderliche Betriebssystemunterstützung kann die Abwärtskompatibilität von SATA Express auf Geräteebene sichergestellt werden.

Unterm Strich

Zusammenfassend haben Sie in diesem Artikel eine vollständige Einführung in SATA Express erhalten. Nach der Lektüre dieses Artikels sollten Sie nun mit der Geschichte, den Funktionen, den Anschlüssen und der Kompatibilität vertraut sein.