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SATA 3.2 – Optimierungen für SSDs und SSHDs

von - 17.02.2014
Schon vor Jahren hat SATA den alten IDE-Standard zum Anschließen von Laufwerken abgelöst. Jetzt wurde SATA 3.2 spezifiziert. Der neue Standard erhöht die Bandbreite der Schnittstelle um mehr als das Zweieinhalbfache, verbessert die Ansteuerung von SSHDs, führt einen neuen Stecker ein und ist extrem stromsparend.

SATA Express

Bislang ließen sich theoretisch bis zu 6 GBit/s Daten über einen SATA-Anschluss übertragen. Eine Leistung, die normale Festplatten bei Weitem nicht erreichen, die allerdings für eine SSD zum Flaschenhals werden kann. Für noch höhere Datenraten führt SATA 3.2 den neuen Anschluss SATA Express ein.
SATA-Schnittstelle: Bislang werden SSDs an SATA-III-Schnittstellen (rot) angeschlossen. Die schaffen aber höchstens 600 MByte/s und bremsen moderne SSDs aus
SATA-Schnittstelle: Bislang werden SSDs an SATA-III-Schnittstellen (rot) angeschlossen. Die schaffen aber höchstens 600 MByte/s und bremsen moderne SSDs aus
Bislang wurden SATA-Laufwerke zusammen mit Drucker, Tastatur und Netzwerkschnittstelle über den Umweg der Southbridge mit dem Prozessor verbunden. SATA Express kürzt den Weg ab, ignoriert die Southbridge und nutzt stattdessen den PCI-Express-Bus des Rechners.
PCI Express verbindet normalerweise nur Erweiterungskarten wie Grafik- und Soundkarten mit dem Prozessor. Derzeit erreicht PCI Express Datenraten bis zu 16 GBit/s. Das ist weit mehr als zweieinhalbmal so schnell wie SATA III. Rein rechnerisch sind damit theoretische Datenraten bis 2 GByte/s und praktische Datenraten bis 1,6 GByte/s möglich. SATA III limitiert die Datenraten auf 600 MByte/s.
Mehr zu PCI Express lesen Sie im Abschnitt „PCI-Express 3.0“.
Intel wird SATA Express erst mit Broadwell unterstützen. Das ist der direkte Nachfolger zur derzeit aktuellen Haswell-Generation.
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Neuer Stecker für SATA Express

Ohne neue Stecker ist SATA Express aber nicht möglich. Bisher kommt ein schmaler Stecker zum Einsatz, der den SATA-Anschluss des Mainboards mit dem Laufwerk verbindet. SATA Express führt einen neuen, deutlich breiteren Stecker ein.
SATA Express: SATA-Express-Buchsen sind abwärtskompatibel. Entweder lassen sich neue SATA-Express-Stecker einstecken oder bis zu zwei herkömmliche SATA-Stecker
SATA Express: SATA-Express-Buchsen sind abwärtskompatibel. Entweder lassen sich neue SATA-Express-Stecker einstecken oder bis zu zwei herkömmliche SATA-Stecker
(Quelle: www.sata-io.org)
Der neue Stecker trägt den Namen SFF-8639 und ist mehr als doppelt so breit wie bisherige SATA-Stecker, aber abwärtskompatibel.
An einer neuen SATA-Express-Buchse lässt sich deshalb entweder ein SATA-Express-Laufwerk mit dem neu en SATA-Express-Stecker anschließen oder es lassen sich zwei alte SATA-Laufwerke mit den herkömmlichen SATA-Steckern anschließen.

Optimierungen für SSD und SSHD

SATA 3.2 wurde für SSDs und SSHDs – Hybridlaufwerke mit Magnet- und Flash-Speicher – optimiert.
SATA ist künftig nicht mehr auf das AHCI-Protokoll beschränkt, sondern kann auch NVME zur Kommunikation mit den Laufwerken nutzen.
NVME, Non-Volatile Memory Ex press, verringert die Latenzzeiten beim Ansprechen von SSDs. Das setzt voraus, dass Hardware und Software NVME beherrschen.
Zudem reduziert eine neue Schlaffunktion den Energiebedarf von SSDs im Leerlauf so stark, dass sie quasi keinen Strom mehr benötigen. Das Laufwerk wird dabei nicht abgeschaltet und ist sofort ansprechbar. Dahinter stecken die Techniken Transitional Energy Reporting und Devsleep.
M.2: Der neue Formfaktor für SSDs namens M.2 ist vor allem für Ultrabooks und Tablets gedacht. Die SSDs sind nur 80 Millimeter lang und 22 Millimeter schmal
M.2: Der neue Formfaktor für SSDs namens M.2 ist vor allem für Ultrabooks und Tablets gedacht. Die SSDs sind nur 80 Millimeter lang und 22 Millimeter schmal
Mit Hybrid Information, einer Neuerung, die ausdrücklichfür SSHDs gedacht ist, kann der Flash-Speicher der Hybridfestplatte direkt angesteuert werden. So lässt sich festlegen, welche Daten auf dem schnellen Flash-Speicher und welche auf dem langsamen Magnetspeicher abgelegt werden sollen.

Neuer Formfaktor M.2

Die Entwickler von SATA 3.2 haben auch Ultrabooks und Tablets berücksichtigt. Vor allem Tablets sind meist extrem kompakt gebaut. Hier kommt es auf jeden Millimeter an. Deshalb führt SATA 3.2 den neuen Formfaktor M.2 für SSDs ein.
SSDs im M.2-Formfaktor setzen PCI Express als Anschluss voraus. Die Laufwerke sind 80 Millimeter lang und 22 Millimeter breit.
Um noch mehr Platz einsparen zu können, gibt es mit USM Slim neue, kleinere Stecker für SATA. Sie sollen vor allem den Anschluss von SSDs vereinfachen.
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