Что такое SATA-контроллер

Обновлено: 01.07.2024

IDE, AHCI и RAID — это режимы работы в средах SATA. Каждый из них имеет свои относительные сильные и слабые стороны.

IDE и AHCI — это устройства для соединения периферийных компонентов (PCI), которые перемещают данные между системной памятью и контроллерами SATA. Оба добавляют более продвинутые функции хранения. AHCI новее, чем IDE, и обеспечивает более продвинутые функции хранения. Однако обе технологии являются старыми и не получили широкого распространения в массивах хранения, особенно с ростом количества твердотельных накопителей.

RAID – это аппаратное или программное обеспечение, обеспечивающее резервирование в средах с несколькими устройствами и ускоряющее работу жестких дисков. Подобно AHCI и IDE, RAID поддерживает контроллеры SATA, и многие продукты RAID включают AHCI при установке, чтобы обеспечить расширенные функции хранения для однодисковых приложений.

На практике технологии рассматриваются как таковые:

IDE — устаревшая технология, используемая только в старых сценариях.

AHCI по-прежнему действует как шина в некоторых старых массивах жестких дисков SATA и гибридных массивах.

RAID по-прежнему широко используется для защиты и резервирования данных на жестких дисках и гибридных массивах.

Что такое AHCI?

Расширенный интерфейс хост-контроллера (AHCI) – это компьютерный стандарт Intel, который ограничен наборами микросхем Intel. AHCI существует с 2004 года, когда он заменил старый интерфейс IDE/Parallel ATA в новых устройствах.

AHCI не идентичен SATA, но действует как шина между хостом и контроллерами AHCI или SATA на материнской плате. Протокол улучшает функции управления хранилищем на контроллере SATA, включая встроенную очередь команд (NCQ) и горячую замену.

Однако он может обрабатывать только ограниченное количество IQ-запросов, поскольку в очереди может храниться только 32 запроса ввода-вывода. Встроенная очередь команд (NCQ) повышает производительность передачи больших файлов AHCI на жестких дисках за счет минимизации движений головок чтения/записи и ускорения времени доступа. Хотя NCQ работает с твердотельными накопителями, он не очень полезен, поскольку в твердотельных накопителях нет движущихся частей.

AHCI поддерживает операционные системы Windows, Linux и UNIX. Обратите внимание, что твердотельные накопители SATA не используют AHCI — программный протокол между ЦП и контроллером SATA.

Намного более новый стандарт NVMe заменяет твердотельные накопители с поддержкой AHCI в высокопроизводительных средах. Интерфейс NVMe (энергонезависимая экспресс-память) между флэш-памятью NAND и твердотельными накопителями с использованием карт PCIe. AHCI имеет ограниченную глубину очереди 32. NVMe значительно снижает задержку и поддерживает глубину очереди 65 000.

Что такое IDE?

Integrated Drive Electronics (IDE) устарела, чем AHCI. Он определяет компьютерный интерфейс, который соединяет дисковое хранилище с шиной материнской платы. В 1986 году Western Digital выпустила спецификацию IDE в сотрудничестве с Compaq и Control Data Corp.

В то время диски ATA с поддержкой IDE были намного быстрее стандартных дисков SCSI, и на рынке широко использовались новые платформы IDE. Межсоединения IDE, также называемые параллельными ATA или PATA, передают 16 бит одновременно по двум подключениям устройств на канал.

К 2007 году AHCI и SATA заменили IDE.

Использование IDE во флэш-памяти возможно в ограниченном случае: Compact Flash в режиме IDE. Это чрезвычайно компактный интерфейс ATA, который иногда можно найти в старых компьютерных устройствах. CFast — это вариант CF, который находится в активной разработке, но использует SATA, а не PATA.

Сегодня IDE/PATA в значительной степени устарели. Хотя по-прежнему можно найти диски IDE на полках или в старых производственных системах, Western Digital и Seagate прекратили их производство и поставки к 2013 году.

Что такое RAID?

RAID, или «избыточный массив независимых дисков», — еще одна зрелая технология, но она широко используется в средах хранения данных.

RAID обеспечивает высокую доступность и защиту данных на нескольких узлах, что позволяет жестким и твердотельным накопителям продолжать работать после потери устройства. RAID доступен для массивов SSD. Но поскольку это не повышает производительность SSD, в массивах all-flash, скорее всего, будет использоваться проприетарный RAID, обеспечивающий избыточность и повышающий производительность SSD.

Администраторы хранилища могут установить RAID либо в виде карты или чипа аппаратного контроллера, либо в виде программного обеспечения с аппаратным компонентом или без него. Карта RAID-контроллера — это сменная карта расширения, которая подключается к слоту материнской платы PCIe или PCI-X. Они не зависят от хоста, поэтому все операции RAID переносятся с ЦП на выделенную карту. RAID-on-Chip размещается на материнской плате и объединяет интерфейс хоста, интерфейсы ввода-вывода для жестких дисков, процессор RAID и контроллер памяти.

Наиболее широко используемыми типами или уровнями RAID являются 0, 1, 5, 6 и 10. На рынке также есть варианты RAID для SSD.

Рейд 0: Чередование. Разделяет файлы и распределяет данные по двум или более дискам, рассматривая чередующиеся диски как один раздел.

RAID 1: зеркалирование. Копирует защищенный диск на 2-й диск.В случае сбоя зеркального диска управление вступает в силу работающий диск.

RAID 5: Чередование с контролем четности. Распределяет чередование и контроль четности (необработанные двоичные данные, содержащие значения данных) на уровне блоков.

RAID 6: Чередование с двойной четностью. Аналогично RAID 5, но с минимум 4 дисками.

RAID 10: чередование и зеркалирование. Чередуйте по крайней мере 4 диска для повышения производительности и зеркалируйте для резервирования.

Твердотельные накопители могут использовать традиционные уровни RAID. Однако, несмотря на то, что RAID может повысить производительность жестких дисков, исходные высокие скорости твердотельных накопителей не выигрывают от повышения скорости RAID. Производители твердотельных накопителей концентрируются на добавлении проприетарных функций RAID для флеш-массивов.

Например, Dell XtremIO Data Protection ускоряет и защищает массивы Dell на флэш-дисках, а Pure Storage добавляет RAID-3D к своим AFA.

Сравнение технологий

AHCI и IDE

Между AHCI и IDE нет рыночной конкуренции. У них схожие цели, поскольку они оба позволяют носителям данных взаимодействовать с компьютерной системой через контроллер хранения SATA. Но AHCI значительно быстрее, чем IDE, которая является более старой нишевой технологией для устаревших компьютерных систем.

AHCI против RAID

AHCI не конкурирует с RAID, который обеспечивает избыточность и защиту данных на дисках SATA с помощью межсоединений AHCI. Фактически, включение RAID на материнских платах Intel также включает AHCI.

Значение RAID сильно отличается от AHCI. RAID улучшает избыточность и защиту данных в кластерах HDD/SSD. Это позволяет администраторам использовать несколько устройств хранения в качестве отдельных томов, развертывать избыточность на случай потери устройств и повышать производительность за счет объединения операций хранения данных на нескольких устройствах хранения.

Как отмечалось выше, сравнение IDE и RAID не имеет большого смысла, поскольку они очень разные, а использование IDE постепенно угасает.

Что выбрать?

Настоящий вопрос в эпоху твердотельных накопителей SATA заключается в том, следует ли вообще использовать AHCI, IDE или RAID?

Serial Advanced Technology Attachment, также известный как Serial ATA или SATA, позволяет запоминающим устройствам, таким как жесткие диски и оптические приводы, обмениваться данными с материнской платой с помощью высокоскоростного последовательного кабеля по двум парам проводников.

Выбор порта SATA для использования

Если вы устанавливаете один жесткий диск SATA, лучше всего использовать порт с наименьшим номером на материнской плате (SATA0 или SATA1). Затем используйте другие порты для оптических приводов.

Если вы устанавливаете несколько жестких дисков, но устанавливаете операционную систему только на один диск, используйте порт с наименьшим номером на материнской плате (SATA0 или SATA1) для этого диска. Затем используйте порт со следующим наименьшим номером для второго диска и т. д.

Если вы устанавливаете несколько жестких дисков и используете режим RAID для увеличения объема хранилища или создания резервного диска, подключите один из дисков к порту с наименьшим номером (SATA0 или SATA1), а затем подключите остальные диски к портам того же контроллер.

Режимы контроллера SATA

Режимы контроллера Serial ATA (SATA) определяют, как жесткий диск взаимодействует с компьютером. Вы можете настроить жесткий диск SATA для работы в одном из трех режимов контроллера: IDE, AHCI или RAID. Включение режима RAID также активирует функции AHCI.

Режим IDE — это самый простой режим. В режиме IDE жесткий диск настроен на работу в качестве жесткого диска IDE или Parallel ATA (PATA).

Режим RAID позволяет нескольким жестким дискам функционировать как одна область хранения (массив) для обеспечения либо избыточности данных (безопасность резервного копирования), либо повышения производительности (чередование данных при чтении/записи данных с дисков или на них).

HP рекомендует настраивать режим контроллера SATA ПЕРЕД установкой операционной системы. Изменение режима после установки операционной системы может помешать загрузке системы.

Режим IDE — это самый простой режим. В режиме IDE жесткий диск настроен на работу в качестве жесткого диска IDE или Parallel ATA (PATA). Жесткий диск в режиме IDE имеет меньше всего доступных функций. Как правило, в режиме IDE жесткий диск работает медленнее. Режим IDE обеспечивает лучшую совместимость с некоторым старым оборудованием. Если вы хотите установить только один жесткий диск и не хотите использовать расширенные функции SATA (AHCI) (например, горячую замену и встроенную очередь команд), выберите режим IDE при установке жесткого диска.

Расширенный интерфейс хост-контроллера (AHCI)

Режим расширенного интерфейса хост-контроллера (AHCI) позволяет использовать расширенные функции дисков SATA, такие как горячая замена и встроенная очередь команд (NCQ). AHCI также позволяет жесткому диску работать на более высоких скоростях, чем в режиме IDE.

Если вы устанавливаете Windows XP, вам может понадобиться драйвер контроллера SATA при установке жесткого диска в режиме AHCI.

Используйте режим RAID (избыточный массив независимых дисков), если вы хотите использовать более одного жесткого диска, чтобы увеличить объем хранилища или создать резервный диск. Технология RAID позволяет нескольким жестким дискам функционировать как одна область хранения (массив) для обеспечения либо избыточности данных (безопасность резервного копирования), либо более высокой производительности (чередование данных при чтении и записи данных с дисков или на них).

Если вы устанавливаете несколько жестких дисков и используете режим RAID, подключите один из дисков к порту с наименьшим номером (SATA0 или SATA1), а затем подключите остальные диски к портам того же контроллера. На некоторых материнских платах порты SATA имеют цветовую маркировку. Подключайте диски к портам одного цвета.

Если вы устанавливаете Windows XP, вам может понадобиться драйвер контроллера SATA при установке жесткого диска в режиме RAID.

В зависимости от вашей системы в BIOS или UEFI может быть доступно несколько режимов контроллера SATA для управления работой SSD с остальной частью вашей системы.

AHCI (Advance Host Controller Interface): современный стандарт работы контроллера SATA, обеспечивающий максимально возможную производительность устройства хранения SATA в сочетании с наилучшей поддержкой функций для оптимизации производительности SSD, таких как Trim. Мы рекомендуем этот режим для большинства наших пользователей и отклоняемся от этого совета только для решения проблем совместимости и программного обеспечения.

IDE (Integrated Drive Electronics): устаревший стандарт, появившийся в 1990-х годах. Из-за более низкой производительности и плохой поддержки современного оборудования мы не рекомендуем использовать этот режим, если можно использовать AHCI. Исключением является ситуация, когда вы испытываете нестабильность системы при использовании SSD в другом режиме и вам необходимо использовать этот режим в целях совместимости и тестирования.

Обратите внимание, что на некоторых материнских платах указанные выше режимы могут называться по-разному, например, AHCI называется «Serial ATA», а IDE обозначается как «Legacy» или просто «ATA». Если ваши режимы SATA не описаны очевидным образом, обратитесь к документации по вашей системе или материнской плате за разъяснениями.

RAID (избыточный массив независимых дисков). Конфигурация, в которой несколько дисков фактически объединены в один для повышения стабильности и производительности. Существует несколько вариантов этого, и поддержка сильно различается от системы к системе. Мы не можем поддерживать систему RAID напрямую, но для дисков в массиве, которые предположительно вышли из строя, если ваш RAID не предоставляет подробной информации об отказах, другим методом тестирования является отключение конфигураций RAID и тестирование отдельных дисков за пределами массива. Если будет подтверждена неисправность независимых дисков, свяжитесь с нами для получения дополнительной поддержки.

Со всеми этими режимами, если у вас был установлен один режим до установки операционной системы, изменение их после факта может потребовать расширенной настройки диска или переустановки вашей ОС. Обратитесь в службу поддержки вашей ОС за более подробной информацией и рекомендациями по изменению этих настроек без переустановки.

© Micron Technology, Inc., 2019. Все права защищены. Информация, продукты и/или технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc. не несут ответственности за упущения или ошибки в типографике или фотографии. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. Все остальные товарные знаки и знаки обслуживания являются собственностью соответствующих владельцев.

В моем BIOS есть параметр "Контроллер SATA", который позволяет выбрать либо IDE, либо RAID.

В настоящее время установлено значение IDE.

Что означает этот параметр и не произойдет ли что-то плохое, если я его изменю?

Моя материнская плата Asus P5VD2-MX, если это поможет.

5 ответов 5

Что означает этот параметр [режим контроллера SATA = IDE]?

В этом параметре BIOS "IDE" означает, что отдельные диски, подключенные к контроллеру основного диска, будут отображаться в операционной системе как отдельный диск (например, как C: и D:).

будет ли что-то плохое, если я его изменю?

Плохие вещи произойдут, если вы измените режим контроллера с IDE на RAID. Сначала сделайте резервную копию данных.

Если вы измените режим контроллера с IDE на RAID, вероятно, произойдут плохие вещи. Если вы сначала не сделаете резервную копию своих данных, а затем перенастроите BIOS, подключите соответствующие диски к соответствующим разъемам, настроите RAID, переустановите ОС и восстановите данные.

Спецификация и руководство говорят

«UltraDMA 133/100/66/33» означает Parallel ATA (PATA), исторически известный как «IDE».

Итак, у вас есть два контроллера, каждый из которых управляет двумя разъемами SATA. Главный контроллер также управляет двумя разъемами IDE. Каждый из разъемов IDE поддерживает до двух устройств.

Описание BIOS: "Режим контроллера SATA: [IDE] или [RAID]":

Первоначально я предполагал, что «IDE» относится к паре внутренних разъемов PATA (IDE) для контроллера VIA 8237A, а «RAID» — к паре внутренних разъемов SATA для того же контроллера. В этом случае вы, вероятно, могли бы использовать только одну или другую пару разъемов одновременно.

Теперь я подозреваю, что

под "Контроллером SATA" подразумевается контроллер VIA 8237A (который, согласно спецификации, также управляет каналами PATA)
под IDE они подразумевают не-RAID — ОС видит каждый диск как отдельный диск (например, C: D: и т. д.)
RAID означает, что вы можете выбирать (в другом месте) между RAID0, RAID1 и JBOD.
"JBOD" в спецификации, вероятно, означает "объединение, при котором все физические диски объединяются и представляются как один диск".

Выбранные ASUS/Phoenix слова для описания этого в BIOS не так ясны, как должны быть.

@Ganesh R: я обновил ответ. Я перенес важную часть в первые несколько строк. Остальное можете игнорировать.

Странно то, что у меня есть жесткий диск SATA, и он нормально загружается. Если режим контроллера установлен в IDE, то жесткий диск не должен загружаться?

@khomeister: Слова, используемые на экране BIOS, сбивают с толку. В этом конкретном месте «IDE» не относится к разъемам с пометкой «IDE». Это также не относится к дискам IDE (parallel ATA) старого образца. Выбор, вероятно, должен был быть помечен чем-то менее запутанным, например «не RAID», или заменен простым флажком для RAID.

Почему-то никто не упомянул об очевидных различиях между IDE и RAID (AHCI). IDE — это программный режим ЭМУЛЯЦИИ, который позволяет операционным системам, изначально не поддерживающим AHCI (расширенный интерфейс хост-контроллера) и SATA, обнаруживать и использовать ваши диски, как если бы они были подключены к IDE. контроллер.

Это, конечно, означает, что вы теряете дополнительные функции, предоставляемые AHCI (RAID совместим с AHCI), такие как NCQ (собственная очередь команд), горячая замена и т. д.

Для достижения максимальной производительности контроллер SATA всегда следует переводить в режим AHCI или RAID. Обратите внимание, что вы не можете легко внести это изменение ПОСЛЕ установки операционной системы. Лучше всего включить его, а затем установить ОС.

Проще говоря, вы не можете изменить настройки BIOS после установки ОС, иначе у вас появится синий экран. Режим IDE на этой конкретной плате предназначен для случаев, когда у вас не более одного жесткого диска и вам не нужен Raid.

Этот параметр должен быть установлен до установки ОС, это решение вы принимаете до установки, я думаю, вы можете просто сказать, что IDE не поддерживает Raid на этой материнской плате.

Чтобы уточнить ответ от @RedGrittyBrick, изменение режима с IDE на RAID, скорее всего, вызовет проблемы. Причина этого проста — ваша ОС ожидает, что данный драйвер будет работать с установленным оборудованием. Когда вы меняете этот параметр BIOS, меняется то, как ОС интерпретирует аппаратное обеспечение, и это, скорее всего, приведет к BSOD.

При этом есть определенные взаимозаменяемые настройки с точки зрения ОС. Пока диск представлен таким же образом, ОС все равно. Когда я впервые получил свой новый ноутбук (Dell E6420), у меня уже был корпус eSATA, который я хотел использовать с ним. Даже если вы несколько раз увидите синий экран в своей системе, вы сможете восстановить доступ, сбросив настройки до их текущей конфигурации.

Теоретически возможно также вставить правильные драйверы в случае синего экрана при изменении BIOS. Однако я никогда не тратил время на то, чтобы заставить это работать.

Я думаю, что некоторые простые определения могут помочь прояснить ситуацию.

RAID — избыточный массив независимых дисков. По сути, это когда у вас есть два или более жестких диска, работающих как один жесткий диск. Это желательно в системах, где возможность потери данных в любой момент является критической и/или где желательна общая лучшая скорость чтения/записи. Но просто включить RAID в BIOS — это только первый шаг к созданию настоящей системы RAID. Вам по-прежнему нужно делать другие вещи, например, «чередовать» каждый диск (то есть форматировать и освобождать все, что на них находится), чтобы правильно настроить систему RAID.

SATA — Serial ATA или Serial Advanced Technology Attachment.SATA и PATA являются интерфейсами IDE, только SATA быстрее, чем PATA (что, по мнению некоторых людей, противоречит электронной теории, поскольку параллельные соединения должны быть быстрее). Поэтому, если у вас только один жесткий диск, вы можете оставить BIOS в покое и установить его в IDE. Но на самом деле это не имеет значения. То есть, если/пока вы не отформатируете/подготовите свои диски.

Теперь, если вы хотите повысить производительность своих жестких дисков, вам, вероятно, следует подумать об установке или обновлении лучших драйверов набора микросхем и/или настройке параметров контроллера накопителя, чтобы разрешить DMA (прямой доступ к памяти). Это обычно делается для вас в Windows. Но я отвлекся. Надеюсь, это ответ на него.

AHCI и IDE — это два режима, в которых жесткий диск обменивается данными с остальной частью компьютерной системы с помощью контроллера хранилища SATA. Жесткие диски SATA могут работать в обратно совместимом режиме PATA/IDE, стандартном режиме AHCI или в RAID-массиве конкретного поставщика. AHCI расшифровывается как Advanced Host Controller Interface и представляет собой более быстрый режим работы по сравнению с IDE. Режим RAID также включает и использует AHCI.

AHCI представляет собой стандартную систему, которую дизайнеры и разработчики могут использовать для настройки, обнаружения или программирования адаптеров SATA/AHCI. Обратите внимание, что хотя AHCI использует более продвинутые функции SATA (например, горячую замену) для хост-систем, это отдельный стандарт от стандартов, установленных для SATA.

Сравнительная таблица

Сравнительная таблица AHCI и IDE

	AHCI	IDE
Обозначает / AKA	Расширенный интерфейс хост-контроллера	IDE: встроенная электроника привода / PATA: параллельное приложение передовых технологий
Преимущества	Поддержка новых технологий, таких как встроенная организация очереди команд	Максимальная совместимость
Горячее подключение (добавление/удаление компонента во время работы компьютера)	Поддерживается	Интерфейс IDE не поддерживает горячее подключение
Недостатки	Не всегда совместимы	Отсутствует поддержка новых технологий, таких как встроенная очередь команд и горячее подключение жестких дисков
Определено	Intel	Western Digital
Включает	Работу адаптеров хост-шины Serial ATA (SATA)	Работу параллельного диск el ATA
Режимы работы	Эмуляция Legacy Parallel ATA, стандартный AHCI или RAID-массив конкретного производителя	IDE
Поддержка операционных систем	Windows Vista, 7 и 8; Linux, OpenBSD, NetBSD, FreeBSD, OS Z, eComStation и Solaris 10	Все

Режимы работы

IDE имеет только один режим работы. Но AHCI — это более новый стандарт, который был разработан для обратной совместимости с устаревшими системами, которые могли «говорить только на IDE». Таким образом, AHCI предлагает несколько режимов работы: устаревший Parallel ATA (Parallel ATA, PATA и IDE — это одно и то же), режим эмуляции, стандартный режим AHCI или специфический для производителя RAID. Intel рекомендует использовать режим RAID на своей материнской плате, так как он более гибкий.

Жесткие диски SATA (справа) и IDE (слева). SATA имеет кабель данных справа и кабель питания слева. Дата-кабель IDE ленточный (слева)

Преимущества AHCI перед IDE

IDE считается подходящей для среднего пользователя компьютера и наиболее совместима с другими технологиями, особенно со старыми устройствами. Однако в нем отсутствует поддержка новых технологий.

AHCI поддерживает некоторые важные новые функции, которых нет в среде IDE, например собственную очередь команд и оперативное подключение жестких дисков. Он также обеспечивает более высокую производительность (скорость) по сравнению с IDE.

Как включить режим AHCI для повышения производительности

В приведенном ниже видеоролике показано, как включить режим AHCI на SSD (твердотельном накопителе):

AHCI поддерживается всеми версиями Windows Vista и новее, Linux и Mac OS. Однако Windows не настраивает себя на загрузку драйвера AHCI при загрузке, если контроллер SATA-накопителя не находился в режиме AHCI во время установки. Таким образом, ПК не загрузится, если позже контроллер SATA переключится в режим AHCI. Контроллер диска следует изменить на AHCI или RAID перед установкой операционной системы.

Поддержка операционных систем

AHCI поддерживается Windows Vista и более новыми версиями Windows, Linux, OpenBSD, NetBSD, FreeBSD, OS Z, eComStation и Solaris 10.

Читайте также: