Như bạn có thể đã biết, có một số loại bộ điều khiển cho phương tiện lưu trữ, chẳng hạn như IDE cũ hoặc AHCI hoặc NVMe hiện tại cũng đi qua RAIDNếu bạn không chắc chắn chúng là gì và sự khác biệt giữa chúng là gì, đây là hướng dẫn đầy đủ giúp bạn tìm hiểu mọi chi tiết.
IDE
Như bạn đã biết, có những giao diện được gọi là IDE (Môi trường phát triển tích hợp) Ban đầu, chúng được gọi là ATA (Advanced Technologies Attachment), cụ thể là PATA hoặc Parallel ATA. Các giao diện chuẩn này được sử dụng cho các thiết bị lưu trữ dữ liệu như ổ cứng, ổ đĩa quang, v.v.
Theo cách này, các đơn vị có thể được kết nối bằng bus. Và hai đơn vị có thể được kết nối với cùng một bus, một đơn vị được gọi là đơn vị được gọi là giáo viên (Thầy) và một thứ khác như thế nô lệ, được cấu hình bằng một jumper ở mặt sau của các thiết bị này. Nếu chỉ sử dụng một thiết bị cho cáp hoặc bus, thì đó phải là thiết bị chính.
Tất nhiên, để các ổ đĩa này hoạt động, cần có một chip điều khiển để quản lý tất cả các thao tác truyền dữ liệu và đảm bảo chúng hoạt động bình thường. Bộ điều khiển đó được gọi là bộ điều khiển IDE. Vấn đề là nó chỉ có thể xử lý tốc độ lên đến 167 MB/giây trong phiên bản những năm XNUMX. Ultra DMA 7 hoặc Ultra ATA/167, đây là một hạn chế đáng kể vào thời điểm đó.
Ổ đĩa SCSI cũng đã tồn tại, với bộ điều khiển khác, nhưng đắt hơn và được thiết kế cho doanh nghiệp. Đó là lý do tại sao IDE cuối cùng trở nên phổ biến hơn. Một thế hệ kế nhiệm sau này được phát triển để bắt kịp SCSI, và thế hệ kế nhiệm đó là SATA, hay Serial ATA.
Khi các thiết bị SATA sử dụng chế độ AHCI hoặc bộ điều khiển AHCI bắt đầu xuất hiện, các thiết bị IDE hoặc PATA bắt đầu giảm dần cho đến khi chúng bị thay thế hoàn toàn. Tuy nhiên, một số hệ điều hành hoặc ổ đĩa vẫn không tương thích, do đó BIOS Nó tiếp tục triển khai chế độ IDE để tương thích với các ổ đĩa cũ hơn.
AHCI
Với sự ra đời của ổ đĩa SATA, một giao thức mới đã được triển khai để chuẩn hóa các chip điều khiển cho các ổ đĩa này và đó là AHCI (Giao diện bộ điều khiển máy chủ nâng cao)Điều này đã giải quyết được một số vấn đề kỹ thuật của tiêu chuẩn trước đó và cho phép tăng tốc độ và hiệu suất, bên cạnh việc hỗ trợ các đơn vị mới.
Với sự xuất hiện của ổ đĩa SATA đầu tiên, trùng với thời điểm ra mắt hệ điều hành Windows XP, một vấn đề đã xảy ra: hệ thống của Microsoft chưa được chuẩn bị cho các ổ đĩa này. Do đó, khi cài đặt hệ điều hành, nó không nhận ra ổ đĩa vì nó không phải là IDE, vốn đã có sẵn trình điều khiển. Do đó, trình điều khiển SATA phải được tải xuống và chèn từ đĩa mềm để nhận ra ổ cứng. Với sự ra đời của các phiên bản mới, cả Windows và các hệ điều hành khác đều bắt đầu triển khai trình điều khiển SATA làm tiêu chuẩn.
Mục tiêu của trình điều khiển hoặc tiêu chuẩn này là cho phép các công nghệ khác nhau kết nối liền mạch và không gặp vấn đề về khả năng tương thích. Ví dụ, bạn có thể quên đi trình điều khiển cần thiết để ổ cứng hoạt động bình thường, bất kể là Seagate, Western Digital, v.v. Miễn là ổ cứng có trình điều khiển cần thiết cho AHCI thì thương hiệu hoặc kiểu máy không quan trọng.
Trong nhiều năm, AHCI đã đồng hành cùng chúng ta như bộ điều khiển quan trọng nhất nhờ các tính năng của nó, nhưng nó cũng có những hạn chế và khi các đơn vị lưu trữ tăng hiệu suất, đặc biệt là với sự xuất hiện của ổ SSD mới có thể làm tăng đáng kể hiệu suất, AHCI đã được chứng minh là một nút thắt cổ chai.
Đúng là độ trễ của AHCI cũng thấp hơn IDE, chỉ 6 micro giây. Tuy nhiên, tốc độ của nó cũng bị hạn chế, chỉ đạt tối đa 6 Gb/giây hoặc 600 MB/giây ở phiên bản SATA 3.0, hoặc tối đa 16 Gb/giây hoặc 1.97 GB/giây ở SATA Express.
Người đầu tiên SSD SATA3 hoặc eSATA Họ đã sử dụng bộ điều khiển AHCI, nhưng hiện tại thì không còn như vậy nữa…
NVMe
Với sự ra đời của ổ SSD mới, hiệu suất cao hơn, cần có thứ gì đó mới và giải pháp đi kèm là chuẩn hóa giao thức NVMe (Bộ nhớ không biến động Express), được thúc đẩy bởi các công ty trong ngành như Intel, Micron, Marvell, Samsung, LSI, Sandisk, Dell, v.v.
Đầu tiên của anh ấy xuất hiện vào năm 2011và kể từ đó, nó đã trở thành một trong những ổ SSD mạnh mẽ nhất hiện nay. Nhờ khả năng của nó, bộ điều khiển này có thể được sử dụng cho cả môi trường gia đình và HPC. Lý do là vì nó dựa trên giao thức/bus PCIe hoặc PCI Express tốc độ cao, cụ thể là bus bốn làn hoặc x4.
Điều này không chỉ mang lại một điều tuyệt vời băng thông, cũng làm giảm độ trễ và cho phép tốc độ truyền dữ liệu rất cao, do đó có thể tận dụng tối đa các chip bộ nhớ flash NAND hiện tại, có hiệu suất yêu cầu giao diện và bộ điều khiển phải đạt tiêu chuẩn.
Tuy nhiên, nhiều máy tính hiện nay vẫn sử dụng AHCI cho ổ đĩa SATA, chẳng hạn như ổ cứng HDD hoặc ổ SSD vẫn sử dụng chuẩn này, hoặc thậm chí là ổ đĩa quang, v.v.
Như đã xảy ra vào thời điểm đó với AHCI, NVMe cũng cần hỗ trợ gốc trong hệ điều hành, điều này đã xảy ra bắt đầu từ Windows 10 của Microsoft, và cũng được triển khai trong các phiên bản macOS, Linux, ChromeOS, FreeBSD và các hệ điều hành khác khi các ổ đĩa này xuất hiện. Ngoài ra, để BIOS/UEFI có thể phát hiện ổ đĩa trong quá trình khởi động, nó cũng yêu cầu hỗ trợ firmware, một tính năng hiện có trong các phiên bản firmware hiện tại của tất cả các bo mạch chủ hỗ trợ ổ đĩa NVMe.
Và, nếu bạn thắc mắc tại sao tốc độ Điều mà bộ điều khiển NVMe có thể cho phép, thực tế là nó phụ thuộc vào phiên bản PCIe mà nó dựa trên. Ví dụ, chúng ta có các đơn vị SSD M.2 NVMe với PCIe 3.0 hoặc Gen 3, cho phép 985 MB/giây mỗi làn, nếu chúng ta nhân nó với x4, chúng ta sẽ có tốc độ tối đa lên tới 4 GB/giây. Trong trường hợp PCIe 4.0 hoặc Gen 4, chúng ta có tốc độ 1.9 GB/giây mỗi làn, một lần nữa phải nhân với x4 để đạt được tốc độ 7.8 GB/giây. Với các đơn vị PCIe 5.0 hoặc Gen 5 mới, có thể đạt 3.9 GB/giây mỗi làn, tương đương với tốc độ tối đa 15.8 GB/giây.
RAID
Cuối cùng, cần phải nói rằng còn có một loại bộ điều khiển khác liên quan đến các đơn vị lưu trữ khối lượng lớn. Bộ điều khiển này là RAID (Mảng dự phòng của đĩa giá rẻ)Tính năng này hơi khác so với những tính năng trước vì đây là tiện ích bổ sung có thể được triển khai thông qua phần mềm hoặc chip điều khiển phần cứng để đạt hiệu suất tốt hơn.
Bộ điều khiển RAID này không cho phép bạn kết nối các đơn vị khác nhau hoặc với tốc độ cao hơn hoặc thấp hơn, nhưng nó cho phép khả năng kết nối nhiều đơn vị HDD hoặc SSD dự phòng, tức là với các cấu hình RAID0, RAID1, RAID5, RAID10v.v. Tùy thuộc vào bộ điều khiển, nó sẽ chấp nhận một số hoặc một số khác.
qua ejemploVới RAID 0, nếu hai ổ SSD 1 TB (có thể là AHCI, NVMe, v.v.) được kết nối, những gì chúng ta thấy trong mắt hệ điều hành và người dùng là một đơn vị lưu trữ 2 TB duy nhất. Tức là, các dung lượng được cộng lại với nhau. Tuy nhiên, với RAID 1, chúng ta có chế độ phản chiếu. Tức là, hai ổ SSD 1 TB giống hệt nhau đó sẽ xuất hiện với hệ điều hành và người dùng như một ổ 1 TB duy nhất. Nhưng tất cả dữ liệu được ghi vào hoặc xóa khỏi một ổ SSD cũng được ghi vào hoặc xóa khỏi ổ SSD kia, để có bản sao lưu. Vì vậy, nếu một ổ đĩa bị lỗi, dữ liệu sẽ không bị mất. Các phiên bản RAID cao hơn cũng triển khai loại dự phòng này thông qua tính chẵn lẻ và cách thực hiện khác nhau giữa các phiên bản, nhưng đó là một chủ đề khác...