Подсистемы хранения данных
ESATA: ком, хотевший быть блином
Евгений Патий
"Экспресс Электроника"
До нынешнего времени внешние жесткие диски и оптические приводы лишь с большой натяжкой можно было назвать сконструированными оптимально. По сути, претензий к собственно дискам и приводам, заключенным в коробочку, нет и быть не может. Но претензии есть к интерфейсам, при помощи которых эти устройства подключаются к ПК.
Времена, когда внешние накопители подключались к параллельному порту, безвозвратно ушли, и на фоне популярности последовательных интерфейсов использование USB и IEEE 1394 выглядит весьма разумным, но только на первый взгляд. Ведь если задуматься, то и USB, и FireWire (IEEE 1394) были разработаны в качестве универсальных последовательных шин, что в любом случае не может даже теоретически раскрыть потенциал всего спектра подключаемых устройств (имеется в виду случай, когда такое устройство изначально «из другого мира», другими словами, речь идет о жестких дисках и оптических накопителях). Популярность SATA-решений со временем будет только расти, причем теперь можно говорить и о внешних накопителях, в которых реализованы абсолютно все преимущества скоростных последовательных протоколов.
Вариант SerialATA для внешнего применения получил название eSATA (external SATA) и был стандартизован еще в середине 2004 года — именно тогда появились спецификации, касающиеся кабелей, разъемов и сигнальных протоколов. В частности, речь идет о следующих характеристиках:
Ориентируясь на рынок настольных и портативных компьютеров, eSATA-накопители неизбежно сталкиваются с конкурентами в лице USB- и FireWire-решений. Так как последние представляют собой ничто иное, как связку собственно PATA- или SATA-диска и преобразователя интерфейсов, современные USB- и FireWire-решения имеют два существенных недостатка.
Первый заключается в том, что приходится взаимно преобразовывать протоколы PATA или SATA в USB 2.0 или FireWire. В случае с USB 2.0 протокол ограничивает «сверху» максимальную полосу пропускания, что при использовании современных емких (500 Гбайт и более) и скоростных дисков становится серьезной проблемой. С этой точки зрения FireWire выглядит более привлекательно благодаря изохронному протоколу передачи данных, однако проблема заключается в контроллерах FireWire, которыми оснащено большинство современных ПК — как правило, в них реализован стандарт IEEE 1394A, подразумевающий скорость передачи данных не выше 400 Мбит/c. Ограничение пропускной способности моментально бросается в глаза при подключении внешних высокопроизводительных RAID-массивов или же просто скоростных накопителей.
Вторым существенным недостатком USB- и FireWire-накопителей является невозможность использования многих низкоуровневых функций, например S.M.A.R.T. Это одно из существенных ограничений в силу применения «мостов», в частности SATA-USB 2.0. Интерфейс eSATA свободен от перечисленных недостатков, хотя обладает одним существенным неудобством: в нем не предусмотрены сигнальные линии питания, а потому внешний накопитель придется запитывать либо от собственного источника, либо от тех же портов USB или IEEE 1394. Более высокая скорость и меньшая латентность внешних накопителей с eSATA делает их оправданным выбором при работе с цифровым видео и HD-контентом. Конечно же, eSATA полностью использует все полезные функции интерфейса Serial ATA, такие как NCQ, Port Multiplier, Hot Plug и многое другое. eSATA открывает привлекательные возможности для применения производительных RAID-массивов в потребительских внешних накопителях, поскольку прежние интерфейсы существенно ограничивали их в скорости, так что терялся изначальный смысл их создания.
eSATA пригоден для легкого наращивания дисковой емкости и в серверных системах, поскольку легко может быть подключен к SATA II- и SAS-контроллерам, хотя данный аспект выглядит чисто теоретическим, ведь вряд ли кто-то станет «добивать» дисковый массив подобным образом.
Предполагается, что накопители eSATA, USB и IEEE 1394 будут сосуществовать на рынке по нескольким причинам. Повсеместность использования USB, распространенность FireWire во множестве устройств из сектора бытовой электроники не дают оснований считать, что интерфейс eSATA способен инициировать значительный передел рынка внешних накопителей, ведь в настоящее время для подключения eSATA-устройства требуется внешний контроллер. Кроме того, описанный выше недостаток касательно питания устройства также потенциально может отпугнуть многих пользователей — огромное число людей скорее согласится с неполной реализацией всех возможностей диска и с не самой высокой скоростью, чем с необходимостью использовать внешний блок питания.
Начиная с 2007 года, некоторые системные платы поставляются с интегрированными контроллерами eSATA. Кроме того, достаточное количество производителей представляет внешние HBA (Host Bus Adapter) как для настольных компьютеров (в виде обычной периферийной карты), так и для ноутбуков (карты CardBus или ExpressCard). Хотя для настольных ПК имеется и бюджетный вариант — использовать пассивный преобразователь SATA–eSATA, выглядящий как колодка для задней стенки ПК. Но в этом случае максимальная длина соединительного кабеля ограничивается метром. Ожидается, что интерфейс eSATA будет практически полностью проигнорирован серверным и корпоративным рынком, ведь в этом секторе уже имеются устоявшиеся традиции и предпочтения, такие как SAS с возможностями удаленного управления, мониторинга и т. д.
Сегодня имеется широкий круг интерфейсов для подключения накопителей (таблица 1).
Таблица 1. Сравнение интерфейсов
В отличие от дисков PATA, SATA и eSATA допускают горячую замену — для этого необходима поддержка на уровне контроллера, самого диска и операционной системы, что сегодня не вызывает проблем.
Для более близкого знакомства с новым- старым интерфейсом мы использовали решение от Seagate — eSATA-накопитель ST3500601XS-RK емкостью 500 Гбайт (у компании имеется аналогичный внешний диск емкостью 300 Гбайт). По сути, это жесткий диск Barracuda 7200.9, обладающий скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин и снабженный 16-Мбайт кэш-буфером. Для более лояльного отношения пользователей Seagate решила подсластить пилюлю и укомплектовала устройство контроллером Promise eSATA300 TX2 — ведь с вероятностью 99,9% такой накопитель подключить прямо к материнской плате еще нельзя. То есть пока говорить о какой-либо мобильности преждевременно, так как придется носить с собой и накопитель, и контроллер к нему.
Для выявления характеристик Seagate eSATA была собрана следующая тестовая платформа: процессор AMD Athlon 64 FX-62; системная плата ASUS Crosshair (nForce 590 SLI); оперативная память 2K1 Гбайт Corsair XMS2-8500C5; жесткий диск Seagate Barracuda 7200.9 SATA (200 Гбайт); ОС Windows XP Professional SP2.
Для тестирования мы применили отлично зарекомендовавшую себя программу HDTach версии 3.0.1.0 (таблица 2).
| Average Read Performance | 51.0 |
| Burst Performance | 108.2 |
| Average Seek Time | 26.5 |
| CPU Utilization | 1.0 |
Диск показал достаточно приемлемые результаты и вполне может выступать как альтернатива внешним USB- и FireWire-накопителям ввиду не только хорошей производительности, но и большого объема. Однако требование внешнего питания, а также практически нулевая распространенность необходимого аппаратного обеспечения сводит к нулю мобильность данного устройства. Разумеется, это не проблема Seagate, однако когда популяризация eSATA достигнет должного уровня, ведущие производители USB- и FireWire-накопителей вполне могут принять действенные рыночные меры — по крайней мере удерживать долю eSATA-решений на уровне необходимого минимума.
