توجد ثلاثة أنواع من الواجهات الكهربائية لأقراص التخزين مقاس 2.5 بوصة / 3.5 بوصة: PCIe وSAS وSATA. في الماضي، كان تطوير الربط البيني لمراكز البيانات مدفوعًا بشكل أساسي من قبل مؤسسات أو جمعيات مثل IEEE أو OIF-CEI، ولكن الوضع تغير بشكل كبير اليوم. فمشغلو مراكز البيانات الكبرى مثل أمازون وآبل وفيسبوك وجوجل ومايكروسوفت هم من يقودون هذه التقنية، ولا ينتظرون بالضرورة اكتمال المعايير، بل يتركون للمستخدمين حرية تحديد كل شيء. أما بالنسبة لأداء سوق أقراص SSD من نوع PCIe وSAS وSATA في المستقبل، فإليكم توقعات شركة غارتنر للاطلاع عليها.
حول PCIe
تُعد PCIe بلا شك معيار ناقل النقل الأكثر شيوعًا، وقد تم تحديثها بشكل متكرر في السنوات الأخيرة: لا تزال PCIe 3.0 هي الأكثر شيوعًا، وتنتشر PCIe 4.0 بسرعة، و PCIe 5.0 على وشك الوصول، وقد تم الانتهاء من مواصفات PCIe 6.0 الإصدار 0.5، وتم توفيرها لأعضاء المنظمة، وسيتم إصدار النسخة الرسمية النهائية في العام المقبل وفقًا للجدول الزمني المحدد.
تمر كل نسخة من مواصفات PCIe بخمس مراحل/إصدارات مختلفة:
الإصدار 0.3: مفهوم أولي يعرض الميزات الرئيسية وبنية المواصفات الجديدة.
الإصدار 0.5: مسودة أولية للمواصفات تحدد جميع جوانب البنية الجديدة، وتتضمن ملاحظات من أعضاء المنظمة بناءً على الإصدار 0.3، وتتضمن ميزات جديدة طلبها الأعضاء بالإضافة إلى ميزات جديدة.
الإصدار 0.7: مسودة كاملة، تم تحديد جميع جوانب المواصفات الجديدة بشكل كامل، ويجب أيضًا التحقق من المواصفات الكهربائية بواسطة شريحة الاختبار. لن تتم إضافة أي ميزات جديدة بعد ذلك.
الإصدار 0.9: المسودة النهائية التي يمكن لأعضاء المنظمة من خلالها تصميم وتطوير تقنياتهم ومنتجاتهم الخاصة.
الإصدار 1.0: الإصدار الرسمي النهائي، الإصدار العام.
في الواقع، بعد إصدار النسخة 0.5، يمكن للمصنعين البدء بالفعل في تصميم رقائق الاختبار للتحضير للعمل اللاحق مسبقًا.
لا يُعدّ PCIe 6.0 استثناءً. عند التوافق مع الإصدارات السابقة PCIe 5.0/4.0/3.0/2.0/1.0، يتضاعف معدل نقل البيانات أو عرض نطاق الإدخال/الإخراج ليصل إلى 64 جيجابت/ثانية، ويبلغ عرض النطاق الترددي الفعلي أحادي الاتجاه لـ PCIe 6.0×1 8 جيجابايت/ثانية. أما PCIe 6.0×16 فيوفر 128 جيجابايت/ثانية في اتجاه واحد و256 جيجابايت/ثانية في كلا الاتجاهين.
سيستمر PCIe 6.0 في استخدام ترميز 128b/130b الذي تم تقديمه في عصر PCIe 3.0، ولكنه سيضيف تعديل سعة النبضة PAM4 الجديد ليحل محل PCIe 5.0 NRZ، والذي يمكنه حزم المزيد من البيانات في قناة واحدة في نفس الوقت، بالإضافة إلى تصحيح الخطأ الأمامي منخفض الكمون (FEC) والآليات ذات الصلة لتحسين كفاءة عرض النطاق الترددي.
نبذة عن SAS
واجهة SCSI التسلسلية المرفقة (SAS) هي جيل جديد من تقنية SCSI، وهي تشبه إلى حد كبير أقراص SATA الصلبة الشائعة، حيث تستخدم تقنية التسلسل لتحقيق سرعة نقل بيانات أعلى، مع تقليل طول خط التوصيل لتحسين المساحة الداخلية. تم تطوير SAS بعد واجهة SCSI المتوازية، وهي مصممة لتحسين أداء نظام التخزين وتوافره وقابليته للتوسع، بالإضافة إلى توفير التوافق مع أقراص SATA الصلبة. لا تقتصر واجهة SAS على التشابه الظاهري مع SATA، بل إنها متوافقة مع معيار SATA. يمكن للوحة الخلفية لنظام SAS توصيل كل من محركات SAS ثنائية المنافذ عالية الأداء ومحركات SATA عالية السعة ومنخفضة التكلفة. وبالتالي، يمكن لمحركات SAS ومحركات SATA العمل معًا في نفس نظام التخزين. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن أنظمة SATA غير متوافقة مع SAS، لذا لا يمكن توصيل محركات SAS بلوحات SATA الخلفية.
بالمقارنة مع التطور الكبير الذي شهدته مواصفات PCIe في السنوات الأخيرة، فقد تطورت مواصفات SAS تدريجياً بهدوء، وفي نوفمبر 2019، تم إصدار مواصفات SAS 4.1 التي تستخدم معدل واجهة 24 جيجابت في الثانية رسميًا، كما يجري إعداد مواصفات SAS 5.0 من الجيل التالي، والتي ستزيد معدل الواجهة إلى 56 جيجابت في الثانية.
في الوقت الحالي، تُعدّ أقراص SSD ذات واجهة SAS نادرةً في العديد من المنتجات الجديدة. وقد صرّح مدير تقني لدى أحد مستخدمي الإنترنت بأنّهم نادرًا ما يستخدمون أقراص SSD من نوع SAS، ويعود ذلك أساسًا إلى انخفاض التكلفة والأداء. فمقارنة أداء أقراص SSD من نوع SAS بأداء أقراص PCIe وSATA أمرٌ مُحرجٌ للغاية. إذ لا يُمكن مقارنة أداء أقراص PCIe بأداء أقراص PCIe. وتختار مراكز البيانات الضخمة أقراص PCIe، بينما لا يُمكن الحصول على أقراص SATA من حيث السعر، في حين يختار المستهلك العادي أقراص SATA.
حول SATA
SATA هو Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment)، والمعروف أيضًا باسم Serial ATA، وهو عبارة عن مواصفات واجهة القرص الصلب التي اقترحتها بشكل مشترك كل من Intel وIBM وDell وAPT وMaxtor وSeagate.
تستخدم واجهة SATA أربعة كابلات لنقل البيانات، وهي بسيطة التركيب. يشير Tx+ وTx- إلى خطي إخراج البيانات التفاضلية، بينما يشير Rx+ وRx- إلى خطي إدخال البيانات التفاضلية. تُعد SATA واجهة الأقراص الصلبة الأكثر استخدامًا في السوق، والإصدار الشائع حاليًا هو 3.0. تتمثل الميزة الأكبر لواجهة SATA 3.0 في نضجها، حيث تستخدمها أقراص SSD وHDD العادية بحجم 2.5 بوصة. يبلغ عرض النطاق الترددي النظري لنقل البيانات 6 جيجابت في الثانية، ورغم وجود فجوة معينة مقارنةً بالواجهات الجديدة ذات عرض النطاق الترددي 10 جيجابت في الثانية و32 جيجابت في الثانية، إلا أن سرعة القراءة والكتابة التي تبلغ حوالي 500 ميجابايت في الثانية كافية لتلبية الاحتياجات اليومية لمعظم المستخدمين.
تاريخ النشر: 10 نوفمبر 2023
