อย่างที่คุณอาจทราบแล้ว มีตัวควบคุมสำหรับสื่อจัดเก็บข้อมูลอยู่หลายประเภท เช่น IDE เก่าหรือ AHCI หรือ NVMe ปัจจุบันยังผ่าน RAID ได้ด้วยหากคุณไม่แน่ใจว่าสิ่งเหล่านี้คืออะไรและมีความแตกต่างกันอย่างไร ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำฉบับสมบูรณ์ที่จะช่วยให้คุณเรียนรู้รายละเอียดทั้งหมด
IDE
อย่างที่ทราบกันดีว่ามีอินเทอร์เฟซที่เรียกว่า IDE (สภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบบูรณาการ) เดิมทีอินเทอร์เฟซเหล่านี้ต่อมาเรียกว่า ATA (Advanced Technologies Attachment) โดยเฉพาะ PATA หรือ Parallel ATA อินเทอร์เฟซมาตรฐานเหล่านี้ใช้สำหรับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล เช่น ฮาร์ดไดรฟ์ ไดรฟ์ออปติคัล ฯลฯ
ด้วยวิธีนี้ หน่วยต่างๆ สามารถเชื่อมต่อกันด้วยบัสได้ และสองหน่วยสามารถเชื่อมต่อกับบัสเดียวกันได้ โดยหน่วยหนึ่งเรียกว่าหน่วยที่เรียกว่า ครู (ปรมาจารย์) และอื่น ๆ ที่ชอบ ทาสกำหนดค่าโดยใช้จัมเปอร์ที่ด้านหลังของหน่วยเหล่านี้ หากใช้เพียงหน่วยเดียวสำหรับสายเคเบิลหรือบัส ก็จะต้องเป็นหน่วยหลัก
แน่นอนว่าไดรฟ์เหล่านี้ต้องอาศัยชิปควบคุมเพื่อจัดการการถ่ายโอนข้อมูลทั้งหมดและรับรองว่าไดรฟ์จะทำงานได้อย่างถูกต้อง ตัวควบคุมดังกล่าวเรียกว่าตัวควบคุม IDE ปัญหาคือในเวอร์ชันปี 167 มันรองรับความเร็วสูงสุดเพียง XNUMX MB/s เท่านั้น Ultra DMA 7 หรือ Ultra ATA/167ซึ่งถือเป็นข้อจำกัดที่สำคัญในขณะนั้น
ไดรฟ์ SCSI ก็มีอยู่แล้วเช่นกัน โดยมีตัวควบคุมที่แตกต่างกัน แต่มีราคาแพงกว่าและออกแบบมาสำหรับธุรกิจ นั่นเป็นเหตุผลที่ในที่สุด IDE ก็แพร่หลายมากขึ้น ต่อมาได้มีการพัฒนาตัวต่อยอดเพื่อให้ทันกับ SCSI และตัวต่อยอดดังกล่าวก็คือ SATA หรือ Serial ATA
เมื่ออุปกรณ์ SATA ที่ใช้โหมด AHCI หรือตัวควบคุม AHCI เริ่มปรากฏขึ้น อุปกรณ์ IDE หรือ PATA ก็เริ่มลดขนาดลงเรื่อยๆ จนกระทั่งต้องเปลี่ยนใหม่ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ระบบปฏิบัติการหรือไดรฟ์บางระบบยังคงเข้ากันไม่ได้ ดังนั้น ไบออส ยังคงใช้โหมด IDE เพื่อความเข้ากันได้กับไดรฟ์รุ่นเก่าเหล่านี้
AHCI
ด้วยการมาถึงของไดรฟ์ SATA โปรโตคอลใหม่ได้รับการนำมาใช้เพื่อทำให้ชิปตัวควบคุมสำหรับไดรฟ์เหล่านี้มีมาตรฐาน และนั่นก็คือ AHCI (อินเทอร์เฟซตัวควบคุมโฮสต์ขั้นสูง)การดำเนินการนี้ช่วยแก้ไขปัญหาทางเทคนิคบางประการในมาตรฐานก่อนหน้านี้ และทำให้มีความเร็วและประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังรองรับหน่วยใหม่ๆ อีกด้วย
เมื่อมีการเปิดตัวไดรฟ์ SATA รุ่นแรก ซึ่งตรงกับระบบปฏิบัติการ Windows XP ก็มีเหตุการณ์บางอย่างเกิดขึ้น นั่นคือ ระบบของ Microsoft ไม่ได้เตรียมพร้อมสำหรับดิสก์ไดรฟ์เหล่านี้ ดังนั้น เมื่อติดตั้งระบบปฏิบัติการ ระบบจึงไม่รู้จักไดรฟ์ เพราะไม่ใช่ IDE ซึ่งมีไดรเวอร์สำหรับไดรฟ์นี้อยู่แล้ว ดังนั้นจึงต้องดาวน์โหลดและใส่ไดรเวอร์ SATA จากฟล็อปปี้ดิสก์จึงจะรู้จักฮาร์ดไดรฟ์ได้ เมื่อมีการเปิดตัวเวอร์ชันใหม่ ทั้ง Windows และระบบปฏิบัติการอื่นๆ จึงเริ่มนำไดรเวอร์ SATA มาใช้เป็นมาตรฐาน
เป้าหมายของไดรเวอร์หรือมาตรฐานนี้คือการทำให้เทคโนโลยีต่างๆ สามารถเชื่อมต่อกันได้อย่างราบรื่นและไม่มีปัญหาเรื่องความเข้ากันได้ ตัวอย่างเช่น คุณอาจลืมเรื่อง ไดรเวอร์ที่จำเป็น เพื่อให้ฮาร์ดไดรฟ์ทำงานได้อย่างถูกต้อง ไม่ว่าจะเป็น Seagate, Western Digital ฯลฯ ตราบใดที่มีไดรเวอร์ที่จำเป็นสำหรับ AHCI ยี่ห้อหรือรุ่นก็ไม่มีความสำคัญ
AHCI อยู่กับเรามานานหลายปีในฐานะตัวควบคุมที่สำคัญที่สุดเนื่องจากคุณสมบัติต่างๆ แต่ก็มีข้อจำกัดเช่นกัน และเนื่องจากหน่วยจัดเก็บข้อมูลมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีลักษณะของ SSD ใหม่ ซึ่งอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก แต่ AHCI กลับกลายเป็นปัญหาคอขวด
จริงอยู่ที่ความหน่วงของ AHCI ก็ต่ำกว่า IDE ซึ่งอยู่ที่ 6 ไมโครวินาที แต่ความเร็วก็จำกัดเช่นกัน โดยสามารถไปถึง 6 Gb/s หรือ 600 MB/s ในเวอร์ชัน SATA 3.0 หรือสูงถึง 16 Gb/s หรือ 1.97 GB/s ใน SATA Express
ครั้งแรก SATA3 SSD หรือ eSATA พวกเขาใช้ตัวควบคุม AHCI แต่ตอนนี้ไม่ใช่แบบนั้นแล้ว…
NVMe
ด้วยการมาถึงของไดรฟ์ SSD ประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่ จำเป็นต้องมีสิ่งใหม่ และโซลูชันนี้มาพร้อมกับการกำหนดมาตรฐานของโปรโตคอล NVMe (หน่วยความจำด่วนแบบไม่ลบเลือน)ซึ่งได้รับการขับเคลื่อนจากบริษัทในกลุ่ม เช่น Intel, Micron, Marvell, Samsung, LSI, Sandisk, Dell เป็นต้น
ครั้งแรกของเขา ปรากฏตัวในปี 2011และนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ไดรฟ์ SSD รุ่นนี้ก็เป็นหนึ่งในไดรฟ์ SSD ที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบัน ตัวควบคุมนี้สามารถใช้งานได้ทั้งในสภาพแวดล้อมที่บ้านและสภาพแวดล้อม HPC ด้วยความสามารถของมัน เหตุผลก็คือมันใช้โปรโตคอล/บัส PCIe หรือ PCI Express ความเร็วสูง โดยเฉพาะบัส 4 เลนหรือ xXNUMX
นี่ไม่เพียงแต่จะนำมาซึ่งความยิ่งใหญ่ แบนด์วิดธ์ยังช่วยลดความหน่วงเวลาและเปิดใช้งานความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงมาก จึงสามารถใช้ประโยชน์จากชิปหน่วยความจำแฟลช NAND ในปัจจุบันได้อย่างเต็มที่ ซึ่งมีประสิทธิภาพที่ต้องใช้อินเทอร์เฟซและตัวควบคุมที่เทียบเท่า
อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันหลายเครื่องยังคงใช้ AHCI สำหรับไดรฟ์ SATA เช่น HDD หรือ SSD ที่ยังคงใช้มาตรฐานนี้ หรือแม้แต่ไดรฟ์ออปติคัล เป็นต้น
ตามที่เกิดขึ้นกับ AHCI ในเวลานั้น NVMe ยังต้องการการสนับสนุนดั้งเดิมด้วย ในระบบปฏิบัติการ ซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นตั้งแต่ Windows 10 สำหรับ Microsoft และยังถูกนำมาใช้ใน macOS, Linux, ChromeOS, FreeBSD และระบบปฏิบัติการอื่นๆ อีกด้วยเมื่อไดรฟ์เหล่านี้ปรากฏขึ้น นอกจากนี้ การที่ BIOS/UEFI จะตรวจจับไดรฟ์ได้ระหว่างการบูต จำเป็นต้องรองรับเฟิร์มแวร์ด้วย ซึ่งเป็นสิ่งที่มีอยู่ในเฟิร์มแวร์เวอร์ชันปัจจุบันของเมนบอร์ดทั้งหมดที่รองรับไดรฟ์ NVMe
แล้วถ้าคุณสงสัยว่าทำไม ความเร็ว ที่คอนโทรลเลอร์ NVMe สามารถทำได้ ความจริงก็คือมันขึ้นอยู่กับเวอร์ชัน PCIe ที่ใช้ ยกตัวอย่างเช่น เรามี SSD M.2 NVMe ที่ใช้ PCIe 3.0 หรือ Gen 3 ซึ่งให้ความเร็ว 985 MB/s ต่อเลน หากเราคูณด้วย x4 เราจะได้ความเร็วสูงสุดถึง 4 GB/s ในกรณีของ PCIe 4.0 หรือ Gen 4 เรามีความเร็ว 1.9 GB/s ต่อเลน ซึ่งจะต้องคูณด้วย x4 อีกครั้งเพื่อให้ได้ความเร็ว 7.8 GB/s ด้วย PCIe 5.0 หรือ Gen 5 ใหม่ สามารถทำได้ถึง 3.9 GB/s ต่อเลน ซึ่งจะสูงสุดที่ 15.8 GB/s
RAID
สุดท้ายนี้ ควรกล่าวได้ว่ายังมีตัวควบคุมอีกประเภทหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับหน่วยจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ ตัวควบคุมนี้คือ RAID (Redundant Array of Inexpensive Disk)สิ่งนี้แตกต่างจากรุ่นก่อนๆ เล็กน้อย เนื่องจากเป็นส่วนเสริมที่สามารถนำมาใช้ได้โดยใช้ซอฟต์แวร์หรือชิปควบคุมฮาร์ดแวร์เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
ตัวควบคุม RAID นี้ไม่อนุญาตให้คุณเชื่อมต่อหน่วยที่แตกต่างกันหรือด้วยความเร็วที่มากขึ้นหรือน้อยลง แต่สิ่งที่อนุญาตให้คือความเป็นไปได้ในการเชื่อมต่อหน่วย HDD หรือ SSD ซ้ำซ้อนหลายหน่วย นั่นคือด้วยการกำหนดค่า RAID0, RAID1, RAID5, RAID10ฯลฯ ขึ้นอยู่กับตัวควบคุมว่าจะทนได้บ้างหรือได้บ้าง
ปอ ejemploเมื่อใช้ RAID 0 หากเชื่อมต่อไดรฟ์ SSD ขนาด 1 TB สองตัว (ซึ่งอาจเป็น AHCI, NVMe ฯลฯ) สิ่งที่เราจะเห็นในสายตาของระบบปฏิบัติการและผู้ใช้คือหน่วยจัดเก็บข้อมูลขนาด 2 TB ตัวเดียว นั่นคือ ความจุจะถูกรวมเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ RAID 1 เรามีโหมดมิเรอร์ นั่นคือ ไดรฟ์ SSD ขนาด 1 TB ที่เหมือนกันสองตัวนี้จะปรากฏต่อระบบปฏิบัติการและผู้ใช้เป็นไดรฟ์ขนาด 1 TB ตัวเดียว แต่ข้อมูลทั้งหมดที่เขียนหรือลบจากไดรฟ์ SSD ตัวหนึ่งจะถูกเขียนหรือลบออกจากอีกตัวหนึ่งด้วย เพื่อเป็นการสำรองข้อมูล ดังนั้น หากไดรฟ์ตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลว ข้อมูลจะไม่สูญหาย RAID เวอร์ชันที่สูงกว่าก็ใช้ระบบสำรองแบบพาริตี้ประเภทนี้เช่นกัน และมีความแตกต่างกันในวิธีการดำเนินการระหว่างกัน แต่นั่นเป็นอีกหัวข้อหนึ่ง...