10/10/2013 18h17 - Atualizado em 10/10/2013 18h33

SSD: os dispositivos padrão NVMe

B. Piropo
por
Para o TechTudo

No final da coluna anterior eu condensei o que nela havia de mais importante em um único parágrafo. Para quem não lembra, aqui está ele:

GPC20131010_2 (Foto: GPC20131010_2)GPC20131010_2 (Foto: GPC20131010_2)

Os SSD convencionais usam o barramento SATA com seus conectores e protocolo, considerado lento para os dispositivos SSD modernos, que usam o barramento PCIe, mais rápido. Para usar este barramento os SSD modernos precisam alterar seu protocolo e seus conectores. Isto foi feito de duas maneiras. Na primeira, SATAe, os dispositivos usam novos conectores específicos, retrocompatíveis com os conectores SATA, e aderem ao protocolo SATA versão 3.2, padronizado pelo grupo SATA I/O e compatível com o PCIe. Na segunda, NVMe, os dispositivos usam os conectores PCIe convencionais (que não são compatíveis com os conectores SATA) e o protocolo NVMHCI, desenvolvido pelo NVMe Work Group e também compatível com o PCIe”.

Hoje vamos examinar a primeira destas soluções, os SSD conhecidos como NVMe que se ligam diretamente aos conectores PCIe.

NVMe é o acrônimo de “Non-Volatile Memory express” usado para designar um padrão desenvolvido por um grupo de trabalho criado especificamente para permitir a conexão direta de SSDs ao barramento PCI. Este grupo de trabalho, instituído por um poderoso grupo de empresas que inclui Cisco, Dell, EMC, IDT, Intel, NetApp e Oracle entre outras, vem desenvolvendo a interface MVMHCI, que parece vir a complicar ainda mais a sopa de letrinhas mencionada na coluna anterior mas que na verdade é apenas o acrônimo do que veio a ser o fruto de seu trabalho: “Non-Volatile Memory Host Controller Interface” (interface de controle do “host” de memória não volátil, onde “host”, ou hospedeiro, se refere à máquina que recebe o dispositivo conectado a seu barramento PCIe).

Eu escrevi “veio a ser o fruto de seu trabalho” porque a versão 1.0 da especificação do padrão foi liberada pelo grupo em março de 2011 e sua primeira revisão, a 1.1, em outubro de 2012 (mais detalhes no sítio do grupo de trabalho).

A vantagem de se dispor de um padrão é imensa. Pois, em princípio, nada impediria que uma empresa produzisse um SSD capaz de ser conectado diretamente ao barramento PCIe desde que, naturalmente, desenvolvesse um controlador (que faz parte de todo dispositivo tipo SDD e é responsável pela interconexão entre ele e o barramento que o liga à UCP) capaz de arcar com as exigências desta conexão (como os primeiros SSD eram originalmente dispositivos SATA, seus controladores são unicamente capazes de se ligar a barramentos SATA). E, tendo desenvolvido este controlador, criar também um gerenciador de dispositivo (“driver”) capaz de fazer seu SSD ligado ao barramento PCIe se entender com o sistema operacional. Para ser exato, haveria que desenvolver um gerenciador para cada sistema operacional que pretendesse usar o dispositivo (Windows, Linux, MacOS, etc.).

Ora, havendo um padrão de interconexão criado por um grupo de trabalho do qual fazem parte as indústrias interessadas, a única preocupação do o fabricante do SSD é se assegurar que seu controlador obedece às especificações do padrão. O desenvolvimento do “driver” correrá por conta do próprio grupo de trabalho. Que, para cada sistema operacional, criará um gerenciador de dispositivos genérico capaz de aceitar qualquer dispositivo desenvolvido seja lá por quem for, desde que aderente ao padrão aprovado.

Com isto, se o usuário comprar um SSD padrão NVMe de qualquer fabricante, poderá conectá-lo sem medo ao barramento PCI de seu computador com a certeza de que eles se comunicarão sem a necessidade de instalar qualquer gerenciador de dispositivos de terceiros, já que o próprio sistema operacional se encarregará de instalar o “driver” correspondente ao padrão.

Muito bem, com isto se resolve a maior parte dos problemas de compatibilidade referentes à conexão com o barramento PCIe de um SSD criado para ser usado com o barramento SATA.

Mas por que não “todos”? Por que só “a maior parte”?

Bem, porque quando se trata de conexão, há um elemento essencial que sequer foi mencionado até agora. E se você é observador, já descobriu qual é. Pois não há conexão (física) sem um conector.

Pois muito bem. Vocês lembram daqueles conectores PCIe que eu mostrei em uma das colunas anteriores? Se não lembram mostro aqui embaixo algo equivalente.

Os três primeiros conectores de cima para baixo engastados na placa-mãe ASRock são PCIe, os primeiro e terceiro com 8 pistas e o segundo com duas. O de baixo é um conector PCI simples apenas para comparação.

Mas o que se conecta nestes conectores?

Bem, conectores como estes, situados próximos da borda de trás de uma placa-mãe (que não aparece na foto mas, acreditem na minha palavra, está logo ali) geralmente recebem diretamente placas de circuitos aparafusadas na traseira do gabinete.

GPC20131010_3Placa controladora PCI e conectores fêmea (Foto: Reprodução/Internet)

Veja acima, na figura 3 (obtida no sítio “Ring of Saturn Internetworking”), uma dessas placas (no caso, uma placa controladora de rede) e os quatro tipos de conectores (“slots”) PCIe atualmente padronizados, de uma, quatro, oito e dezesseis pistas (este último, como indicado na foto, usado exclusivamente para placas gráficas).

Mas é só assim que se conectam dispositivos PCIe? Afinal, estamos falando de SSDs, dispositivos de memória externa. Eles não são usualmente conectados à placa mãe por meio de cabos?

Bem, aqui temos dois pontos a considerar.

O primeiro é que, sim, nada impede que se conecte um SSD NVMe a um conector (“slot”) PCIe usando um cabo. Para isto basta usar um cabo como o da figura 4, abaixo.

GPC20131010_4Cabo de extensão PCIe (Foto: Reprodução/Internet)

Neste caso basta adquirir um SDD como o modelo XS1715 da Samsung mostrado na figura abaixo (e prepare seu bolso…), prendê-lo no chassis do computador e usar o cabo para ligá-lo a um dos conectores PCIe da placa-mãe.

GPC20131010_5Modelo XS1715 da Samsung em duas capacidades
(Foto: Reprodução/Internet)

Mas pense bem: isto é realmente necessário?

No caso dos velhos discos magnéticos, com sua caixa de metal e seu disco propriamente dito girando a milhares de rotações por minuto acionado por um motor elétrico, movimentando hastes metálicas e o diabo a quatro, não há dúvida que sim. O bicho é pesado e fazer com que um conector funcione como elemento de sustentação é, literalmente, jogar muito peso nas costas do pobre conector.

Mas dispositivos SSD são constituídos apenas de circuitos impressos mantidos no interior de uma caixa plástica levíssima (e, como já veremos, desnecessária). Então por que não conectá-los diretamente à placa-mãe e aparafusá-los no gabinete como este RAIDR Express PCIe SSD da Asus mostrado na Figura 6?

GPC20131010_6RAIDR Express da Asus (Foto: Reprodução/Internet)

Ou então fazer o mesmo com este SSD mostrado na Figura 7, o P320h da Micron, que sequer se deu ao trabalho de metê-lo em uma caixa, o que permitiu instalar um dissipador de calor passivo sobre o controlador.

GPC20131010_7O SSD P320h da Micron (Foto: Reprodução/Internet)

Então é isso.

Ou quase isso. Porque ainda existe o fator de forma padrão NGFF para os SSD PCIe, concebido para micros portáteis e que, levando em conta que meu primeiro dispositivo de armazenamento de massa para ser usado como memória secundária era do tamanho de um tijolo e pesava alguns quilos, é absolutamente revolucionário.

Mas esta coluna já está grande demais.

Deixemos para falar disso mais adiante.

Até lá

B.Piropo

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