Armazenamentos

28/11/2013 15h06 - Atualizado em 28/11/2013 15h20

SSD: A Especificação SATA 3.2

B. Piropo
por
Para o TechTudo

Agora que sabemos (quase) tudo o que precisamos saber sobre os conectores SATAe, vamos ver quais são as características funcionais do novo padrão.

Mas antes convém rever as razões que levaram a seu desenvolvimento.

Unidades SDD permitem que os dados nelas armazenados possam ser acessados muito mais rapidamente que os discos magnéticos. O que não deve causar surpresa a ninguém, posto que para ler ou gravar um dado em um dispositivo SSD basta que seu módulo de controle acione os devidos circuitos elétricos que fazem parte dos módulos de memória não volátil que armazenam estes dados, enquanto fazer o mesmo em um disco magnético envolve a movimentação de diversas partes mecânicas, como o disco propriamente dito e as cabeças de leitura / gravação. E comparar a rapidez de um fenômeno eminentemente elétrico com a de outro que depende da movimentação de elementos mecânicos é quase como comparar os movimentos exibidos em um filme comum com os mostrados em outro em câmara lenta. A diferença é brutal.

Dispositivos SSD, assim como discos rígidos magnéticos, são unidades de armazenamento externas, ou secundárias. E os dados nelas armazenados somente serão úteis após processados na UCP (Unidade Central de Processamento, ou microprocessador). O que significa que deverão ser transportados desde a unidade de memória externa até a UCP. E este transporte, que deve ser feito por um barramento, também consome tempo (não, não se preocupe que desta vez vou poupá-los da analogia da caixa d’água e da mangueira; mas, para quem ainda lembra, ela continua válida).

No caso dos discos magnéticos, mesmo os que permitem leitura / escrita mais rápida, o barramento SATA convencional, cujo padrão está na versão 3 e é conhecido por SATA 6 porque permite um tráfego de dados de 6 Gb/s (Gigabits por segundo, que no caso do barramento SATA corresponde a 0,6 GB/s ou GigaBytes por segundo) é mais que suficiente, pois os discos magnéticos não conseguem suprir este fluxo de dados. Mas os novos discos SSD, com os aperfeiçoamentos que lhes têm sido agregados recentemente e sobre os quais falaremos adiante, fornecem muito mais que isto. E portanto precisam de um barramento mais rápido.

O barramento mais rápido existente nos micros da linha PC é o PCIe (PCI Express). Um barramento avançado, composto por “pistas” (“lanes”) que transportam os bits serialmente, mas que podem ser combinadas em paralelo. Na sua revisão atual, PCI 3.0, uma de suas pistas consegue transportar até 1 GB/s. Duas pistas combinadas podem chegar até 2 GB/s. O que corresponde a pouco mais de três vezes os 0,6 GB/s do SATA 6.

Pois bem: a característica fundamental das unidades SATAe consiste no abandono do barramento SATA convencional e transportar os dados por duas pistas do barramento PCIe. Com isto, unidades SATAe podem alimentar a UCP com um fluxo de até 2 GB/s de dados.

Estes pontos já foram abordados nesta série de colunas, mas achei conveniente resumi-los aqui porque penso que agora nosso conhecimento sobre os SSD e os barramentos por eles usados já está sedimentado e permite uma compreensão mais abrangente do assunto.

É claro que, como também já foi mencionado na série, considerando que os barramentos SATA e PCIe usam protocolos de comunicação diferentes, foi necessário alterar o protocolo adotado pelo controlador contido no interior do SSD para fazê-lo “entender-se” com o barramento PCIe em vez do SATA com o qual estava “acostumado”. Por isto foi preciso rever a especificação do protocolo SATA, o que resultou na Especificação SATA 3.2 (segundo o artigo de Koen Crijns citado na coluna anterior, a futura Especificação SATA 4.0 aumentará o fluxo de dados oriundos de unidades SATAe para até 4 GB/s).

Ora, já que uma revisão tinha que ser feita para as necessárias adaptações no protocolo de comunicação, porque não torná-la mais abrangente e acrescentar algumas novas funcionalidades?

E assim foi feito.

Então vamos ver sucintamente quais foram estas mudanças.

Algumas foram meramente alterações físicas, mas que nem por isto deixam de ser importantes. Por exemplo: a Especificação SATA 3.2 é compatível com os fatores de forma microSD (ou SATA µSSD), miniSATA (ou mSATA) e M.2 (ver coluna “SSD: o padrão NGFF ou M.2”. Isto permite que o padrão SATAe seja adotado para as pequeníssimas unidades SSD utilizadas no interior de computadores portáteis de pequena espessura, tipo “Ultrabook”, e até mesmo nos finíssimos tabletes que estão se tornando cada vez mais populares.

Mas não é só isto. A especificação SATA 3.2 também é compatível com o padrão denominado USM (Universal Storage Module), uma especificação de invólucro ou “cartucho” (“cartridge”) universal, ou seja, um formato para dispositivos de armazenamento de massa externos que podem ser usados indiferentemente em computadores, televisões de alta definição, conversores (“set-top boxes”), consoles de jogos, etc. Veja, na figura abaixo, uma unidade externa SSD da Seagate padrão USM e seu cabo (se estiver interessado nesta tentativa – que espero venha a frutificar – de padronizar este tipo de dispositivo, veja mais detalhes no artigo de Melissa J. Perenson, na  PCWorld “New Universal Storage Module Promises to Evolve Portable Data”).

GPC20131128_1Figura 1: SSD USM

























Mas as melhorias não ficaram apenas no que toca ao formato das unidades. Algumas afetam seu funcionamento e de maneira bastante positiva.

Uma delas é o “DevSleep”, uma técnica que permite a um dispositivo tipo SSD entrar em um estado de “letargia” em que o consumo de energia é mínimo, praticamente desprezível, apenas o suficiente para “despertá-lo” quando necessário. Mas a unidade está ligada e, assim que “despertada” entra em ação com a rapidez típica das unidades de memória. O DevSleep, conjugado com outras técnicas de economia de energia, permitirá a tão sonhada “inicialização instantânea” (“instant boot”), inclusive em dispositivos portáteis (mais sobre o assunto no artigo de Kent Smith para o TechSpot, “SATA DevSleep: Getting us closer to instant-on laptops”).

Finalmente, a Especificação SATA 3.2 contempla ainda o suporte a unidades híbridas (unidades de armazenamento externa que usam módulos de memória RAM em operação normal mas, quando o sistema é desligado, gravam todas as informações em discos magnéticos contidos nas próprias unidades para repô-las nos módulos de memória quando religado) e a tecnologia Rebuild Assist, que otimiza procedimentos de recuperação de dados em sistemas configurados em RAID.

Pronto. Quase tudo o que se tinha a comentar sobre SSDs foi comentado. Para fechar a série falta apenas abordar um ponto: a utilização das células de memória capazes de armazenar mais de um bit.

Parece impossível?

De fato. Mas na próxima coluna veremos como materializar o impossível.

Até lá

B. Piropo


 



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