Имя пользователя:
Пароль:  
Помощь | Регистрация | Забыли пароль?  | Правила  

Компьютерный форум OSzone.net » Железо » Накопители (SSD, HDD, USB Flash) » HDD - AHCI, или как использовать преимущества Serial ATA

Ответить
Настройки темы
HDD - AHCI, или как использовать преимущества Serial ATA

Ушел из жизни


Сообщения: 26925
Благодарности: 3924

Профиль | Сайт | Отправить PM | Цитировать


AHCI, или как использовать преимущества Serial ATA

Автор: Макс КУРМАЗ
Источник: http://www.kv.by/

Вы купили новый винчестер. Конечно, с интерфейсом Serial ATA. И, конечно, много слышали о новой интересной функции, реализованной в последних моделях - NCQ. Предвкушая заметный прирост скорости загрузки Windows и программ, а также снижение шума винчестера, вы подключаете винчестер, устанавливаете операционку и... Теперь вам потребуется проделать дополнительные манипуляции, чтобы включить поддержку AHCI и установить подходящие драйверы. Иначе технология NCQ, равно как и другие интересные функции, останется незадействованной.


Ради чего

Идея, лежащая в основе технологии NCQ (Native Command Queuing), уже не раз была реализована в жестких дисках и контроллерах, но не в тех, что применяются в обычных персоналках.

Итак, вот какой принцип лежит в основе NCQ. Как известно, жесткий диск работает довольно медленно, по сравнению с другими устройствами ПК ввиду его механической природы. Особенно много времени тратится на перемещение головок между дорожками, на которых расположены запрошенные системой сектора с данными. Чтобы эти перемещения минимизировать, можно применить хорошо известный в информатике метод переупорядочивания очереди команд. В данном случае в качестве критерия перестройки используется расстояние между дорожками, к которым будет производиться доступ. Команды на чтение, поступающие к жесткому диску со стороны системы, выполняются не по порядку, а накапливаются в очереди. Там они меняются местами таким образом, чтобы головка при выполнении соседних запросов смещалась как можно меньше. За счет этого и достигается ускорение.

Обычно для иллюстрации эффекта от переупорядочивания приводится классический пример - лифт в здании. Представьте, что он перемещается по этажам в том порядке, в каком были нажаты кнопки на панели. Но лифт работает гораздо эффективнее - он открывает двери на этажах по ходу движения. Да, некоторым из пассажиров приходится ожидать дольше, но другие попадают на нужный этаж намного быстрее.

Собственно, некоторые минусы после приведения примера с лифтом вам стали очевидны. Не все запросы будут выполнены быстрее - некоторые могут "застрять" в очереди, пропуская другие запросы. А появление запроса на запись вообще осложняет обработку очереди команд, так как возможна ситуация нарушения целостности данных.

Кроме того, подобная технология даст выгоду только в том случае, если команды винчестеру поступают плотным потоком и намного быстрее, чем он успевает их выполнить. В условиях современных ПК такая ситуация происходит не очень часто - в основном в момент загрузки ОС и больших программных пакетов. Поэтому за реализацию технологии NCQ взялись только в последнее время, хотя в серверной среде интеллектуальное переупорядочивание команд применяется давно и успешно.

Следует заметить, что возможность изменения порядка команд и обработки очередей заложена и в протоколе интерфейса ATA (технология TCQ). И даже есть примеры вполне успешной ее реализации. Но сделано это не очень красиво и удобно. Дело в том, что протокол интерфейса ATA, по которому работают жесткие диски с обычным, "параллельным" интерфейсом, основан на протоколе работы шины ISA. Процедура инициализации и передачи команды, а также слежение за состоянием и ошибками - довольно длительная и сложная процедура, требующая анализа нескольких регистров. Поэтому разработчики решили реализовать поддержку данной технологии в винчестерах, использующих новый интерфейс - Serial ATA.


Протокол AHCI

Контроллер Serial ATA, согласно требованиям этого стандарта, должен поддерживать, как минимум, два режима работы. Первый - режим эмуляции стандартного контроллера ATA. В этом режиме контроллер полностью повторяет протокол обращения к жесткому диску ATA и, с точки зрения операционной системы и драйверов, не отличается от контроллера "параллельного" интерфейса. При этом подключенные к нему винчестеры эмулируются либо как устройства Master на отдельном канале, либо, если операционная система "не понимает" более двух каналов - как пары устройств Master и Slave. Этот режим включен по умолчанию, он полностью поддерживается всеми операционными системами и BIOS.

Проблема в том, что в режиме эмуляции реализация дополнительных функций Serial ATA частично или полностью невозможна, иначе совместимость с классической реализацией ATA будет нарушена. Поэтому контроллер имеет возможность переключиться в "родной" (Native) режим Serial ATA, который не имеет сковывающих его "родственных обязательств" по отношению к ATA.

Протокол AHCI (Advanced Host Controller Interface) как раз описывает поведение контроллера в режиме Native с точки зрения системы. Он описывает, каким образом контроллер обрабатывает очередь команд, где и как они хранятся, как программист должен помещать команды в очередь и где получать результаты их выполнения. Все условности протокола ATA отброшены, все сложности с манипулированием регистрами и флагами упразднены за ненадобностью. Реализация всех дополнительных функций Serial ATA, включая NCQ, Hot Swap, Port Multiplier, Staggered Spin-Up и т.д., теперь ничем не ограничивается.

Данный протокол был разработан специальной инициативной группой во главе с Intel. Он является дополнением к стандарту Serial ATA, который, в общем-то, не описывает требования к хост-контроллерам (контроллерам со стороны вычислительной системы, к которой подключен винчестер). Вместе с AHCI стандарт Serial ATA является законченным решением для организации дисковой подсистемы в ПК нового поколения.

Вместе с тем теряется совместимость с программным обеспечением, не поддерживающим Serial ATA изначально. Работать в двух режимах одновременно контроллер не может. Переключаясь в режим Native, он теряет возможность принимать команды от программного обеспечения, не "понимающего" протокол AHCI.


Опять эта Windows

Таким программным обеспечением, как ни странно (или что неудивительно), является операционная система Windows. Как признаются разработчики этой операционной системы в специальном документе (http://www.microsoft.com/whdc/device...alATA_FAQ.mspx), дисковая подсистема всех версий Windows, вышедших до версии Vista, поддерживать AHCI не будет. Объясняют они это наличием особенностей в реализации AHCI производителями разных контроллеров. В будущем в ядре Windows будет реализован новый механизм подключения драйверов - Ataport, и в составе драйверов будет идти стандартный минипорт для Native-режима контроллера Serial ATA. А пока, увы, нужно устанавливать специальный драйвер или SCSI-минипорт непосредственно от производителя контроллера.

Эта проблема сложнее, чем кажется на первый взгляд. Операционная система Windows устроена таким образом, что при старте она должна обязательно "подхватить" правильный драйвер для контроллера жестких дисков. Иначе старт прерывается пресловутым "синим экраном", избавиться от которого можно только переустановкой системы. Мало того, процесс установки тоже прервется этим же "синим экраном", если вовремя не предоставить Windows дискету с нужным драйвером. Владельцам ноутбуков вообще не позавидуешь - им и дискету-то вставить некуда, а другие носители Windows в данном случае не принимает.


Как включить AHCI

Способ первый, классический. Как и при создании RAID, вы используете установочную дискету, идущую в комплекте с материнской платой или созданную самостоятельно. Начинаете установку Windows, доходите до первой перезагрузки, а когда появляется надпись "Press F6..." внизу синего экрана, нажимаете F6 и предлагаете дискету. Следует выбрать правильный вариант драйвера и продолжить установку Windows. Впоследствии, когда установка успешно завершится, будет нелишним еще раз установить драйверы и утилиты - они позволят проделать некоторые настройки и убедиться, что NCQ включена.

Второй способ сложнее, но он позволяет обойтись и без дискеты, и без переустановки Windows. Для этого в BIOS вашего компьютера должна быть возможность отключения AHCI (или Native Mode, что в данном случае синонимы). При включенном режиме эмуляции вы проводите установку Windows, а потом устанавливаете драйверы от производителя контроллера (чипсета материнской платы). Если они не ставятся автоматически, делаете это вручную. Потом включаете AHCI в BIOS, и система начинает использовать преимущества NCQ.


На примере Intel

В чипсетах Intel поддержка AHCI появилась еще в серии 915. Правда, только в южных мостах с суффиксами "R", "M" и "DH":

* ICH6R, ICH6M - чипсеты серии 915/925;
* ICH7R, ICH7M, ICH7DH, ICH7MDH - чипсеты серии 945/955/975;
* ICH8R - чипсеты серии 965.

Такими мостами комплектуются только ноутбуки на платформе Centrino, начиная со второго поколения, и дорогие материнские платы на старших чипсетах серии - 925, 955, 975. Как правило, если AHCI поддерживается, то в BIOS будет соответствующая строчка. В крайнем случае, можно заглянуть в руководство к материнской плате.

Вам понадобятся драйверы Intel Matrix Storage, бывшие Intel Application Accelerator, а также установочная дискета к ним. Ее образ можно скачать с сайта Intel. Драйверы с этой дискеты пригодятся и для установки Windows, и для включения AHCI уже после установки. В последнем случае не забудьте обязательно установить Intel INF Update перед тем, как начинать манипуляции с другими драйверами. После того, как драйверы стандартного контроллера Serial ATA будут заменены на драйверы с установочной дискеты Intel, можно включать AHCI. Windows сможет загрузиться, и дальше можно продолжить установку комплекта Matrix Storage - без включения AHCI он запускаться откажется. Для контроллеров других производителей процедура аналогичная - сначала установка драйверов, потом включение AHCI.

Винчестер в данном случае не затрагивается - форматировать, перешивать и т.п. ничего не нужно.

-------
ВНИМАНИЕ ознакомьтесь, прежде чем создать тему! Процессор - мозг компьютера, блок питания - сердце и печень.


Отправлено: 09:21, 29-06-2007

 

Ветеран


Сообщения: 8052
Благодарности: 1095

Профиль | Отправить PM | Цитировать


YikxX, 1. если пользователь не хочет "втыкать" какое-либо устройство и у него есть время на интеграцию драйверов в дистрибутив, суть способа не меняется. Меняются вариации. Способ же остаётся прежним - включение AHCI на этапе установки OS. Второй же - включение AHCI на установленной OS. Т.е. Вы сфокусировались на детали - дискета. В принципе, можно уже ничего не писать, но отвечу по пунктам Только условимся, я не противник интеграции , совсем даже наоборот. Только по существу Ваших аргументов.
2. т.к. непонятно про какой способ интеграции говорите, скажу в общем - с проверкой других файлов, необходимых для правильной установки OS времени потратите больше чем при использовании файла txtsetup.oem. Да и здесь уже оговариваете какие-то условности: "если по-нормальному интегрировать" ;
3. про время, вроде бы, достаточно написал ;
4.
Цитата YikxX:
это именно интеграция, а никак не добавление нужного драйвера во время установки системы. А это уже 2 большие разницы и уж никак не могут быть реализациями одного и того же способа. »
- а интеграция не есть - добавление нужного драйвера в дистрибутив. Какое существенное различие в добавление драйвера на лету от добавление драйвера во время создания дистрибутива для самого процесса установки в контексте нашего разговора?
Подытожу, если сделаете несколько телодвижений до установки или во время установки - суть способа не меняется.
С натяжкой можно сказать, что есть 3-ий способ - развёртывание образа HDD с установленной системой на примерно идентичном железе: SATA-контроллёр, HDD и т.д. И то только потому, что включение AHCI в оригинале могло быть произведено как 1-ым, так и 2-ым способом

-------
Из двух зол, не выбирают ни одного!


Отправлено: 03:20, 03-09-2010 | #261



Для отключения данного рекламного блока вам необходимо зарегистрироваться или войти с учетной записью социальной сети.

Если же вы забыли свой пароль на форуме, то воспользуйтесь данной ссылкой для восстановления пароля.


Ушел из жизни


Сообщения: 26925
Благодарности: 3924

Профиль | Сайт | Отправить PM | Цитировать


YikxX, Вы не внимательно читали тему, большинству из спрашивающих хочется включить AHCI не переустанавливая систему.

-------
ВНИМАНИЕ ознакомьтесь, прежде чем создать тему! Процессор - мозг компьютера, блок питания - сердце и печень.


Отправлено: 05:24, 03-09-2010 | #262


Аватара для Полосатый 777

Пользователь


Сообщения: 75
Благодарности: 0

Профиль | Отправить PM | Цитировать


Все мысли по поводу этой темы иссякли?

Отправлено: 07:26, 08-09-2010 | #263


Ушел из жизни


Сообщения: 26925
Благодарности: 3924

Профиль | Сайт | Отправить PM | Цитировать


Цитата Полосатый 777:
Все мысли по поводу этой темы иссякли? »
Вы ленивы, все мысли изложены на 7 страницах темы.

-------
ВНИМАНИЕ ознакомьтесь, прежде чем создать тему! Процессор - мозг компьютера, блок питания - сердце и печень.


Отправлено: 07:51, 08-09-2010 | #264


Новый участник


Сообщения: 12
Благодарности: 1

Профиль | Отправить PM | Цитировать


Всем болшой привет. Есть такой вопрос. Материнка ASUS Maximus II Gene на чипсете P-45/ICH-10R. Установлена Вин-7 Максимальная (лицензия), в качестве системного диска - WD Veloceraptor (WDC WD3000HLFS-01G6U1). Систему ставил с включенным в БИОСе SATA as ACHI. В свойствах кнала (в диспетчере устройств) смотрю режим DMA и вижу, что стотит галочка на Задействовать DMA и режим описывается как Multi Word режим 2, притом, что в свойствах каналов, где стоят обычные диски их режим описан как Ультра DMA 6. Насколько я знаю, Multi Word обеспечивает очень низкую скорость передачи данных. Несмотря на это, оценка производительности системы, показывет 5,9 единиц на основном жестком диске. Переустановил Винду с параметром Enhanced IDE. Оценка производительности не изменилась - осталось 5,9 но в свойствах канала системного диска, теперь описывается режим ультра DMA 5. На глаз, изменений не заметил, но никак не возьму в толк, как понимать все эти несостыковки. Пожалуйста, растолкуйте, что тут к чему.

Добавлю следующую информацию. Почитав эту ветку, решил поэксперементировать с предложенным тут вариантом изменения режима контроллера в БИОСе на ACHI. Руками поправил в реестре значения, которые Майкрософт советует изменить перед редактированием значений в БИОС и инициировал перезагрузку. В БИОСе выставил режим ACHI и загрузил систему. Прошла установка драйверов и теперь, как ни странно, режим Велоцераптора описывается как ультра DMA5. Вот и думай, почему при полной установке Вин-7 на режим ACHI получается Multi Word режим 2, а после таких манипуляций все отображается правильно. Может быть, это всего-лишь проблема правильного отображения, а может - проблема реально некорректной работы системы в данном случае...

Последний раз редактировалось Warranty, 06-11-2010 в 04:29.


Отправлено: 03:37, 06-11-2010 | #265


Забанен


Сообщения: 6158
Благодарности: 1300

Профиль | Цитировать


Обожаю людей, отыскивающих проблемы там, где их нет. Warranty, добрый вам совет, оставьте в покое скамейку, евпочя.

Отправлено: 09:21, 06-11-2010 | #266


Аватара для Казбек

Ветеран


Сообщения: 5380
Благодарности: 1874

Профиль | Отправить PM | Цитировать


Цитата Warranty:
Оценка производительности не изменилась - осталось 5 »
И не должна была изменится.
Цитата Warranty:
На глаз, изменений не заметил »
И не заметишь.
Цитата Warranty:
Добавлю следующую информацию. Почитав эту ветку, решил поэксперементировать с предложенным тут вариантом изменения режима контроллера в БИОСе на ACHI. Руками поправил в реестре значения, которые Майкрософт советует изменить перед редактированием значений в БИОС и инициировал перезагрузку. В БИОСе выставил режим ACHI и загрузил систему. Прошла установка драйверов и теперь, как ни странно, режим Велоцераптора описывается как ультра DMA5. Вот и думай, почему при полной установке Вин-7 на режим ACHI получается Multi Word режим 2, а после таких манипуляций все отображается правильно. Может быть, это всего-лишь проблема правильного отображения, а может - проблема реально некорректной работы системы в данном случае »
Проблем у тебя нет и быть не должно.А для експеремента можешь почитать конфигурации здесь на форуме и посмтотреть у большинства, от чего у них такой "малый" индекс производительности 5.9?От винта!
И еще трудно искать темную кошку в темной комнате,особенно? если ее там нет.Ее и не надо искать,а то геморой от переохлаждения может вылезти.Оставь в покое свою машину и не ищи проблем там где их нет.

-------
Кто реку перешел, тому росы бояться ни к чему


Отправлено: 10:19, 06-11-2010 | #267


Новый участник


Сообщения: 12
Благодарности: 1

Профиль | Отправить PM | Цитировать


Спасибо за быструю реакцию на мой вопрос. Я обожаю ответы в стиле психотерапевтического гпноза - У тебя всеооо в пооряяядкеее, но только ответов в них нет. Мне известно, от чего индекс произврдительности такой "малый". От винта. Вопрос не в том - почему так, ибо при пропускной способности интерфейса винта в 300 Мб/сек, другой цифры и быть не может, а в том, что система говорит мне, что винт работает в режиме Multi Word режим 2, который, как мне известно ограничивается скоростью в 16,6 Мб/сек, грузит проц и устарел лет 7 назад. Все это происходит на Windows-7, которая, вроде бы заточена под режим ACHI и именно с системным винтом, а два остальных работают в uDMA-6. Сегодня, после того, как комп выключался на ночь, в свойствах этого канала опять показывает режим Multi Word режим 2. То есть, после перезагрузки режим отображался нормально, а после выключения - такая фигня. Мне это нормальным не кажется.

Отправлено: 16:03, 06-11-2010 | #268


Аватара для Tau_0

Ветеран


Сообщения: 6211
Благодарности: 1393

Профиль | Отправить PM | Цитировать


Цитата Warranty:
Все это происходит на Windows-7, которая, вроде бы заточена под режим ACHI и именно с системным винтом, а два остальных работают в uDMA-6. »
Где-то раньше краем глаза видел --- дурят нашего брата. Все эти uDMA-6 не имеют никакого смысла для SATA AHCI хардов и контроллеров с NCQ… У них даже набор команд другой.
А насчёт того, что показывает Windows --- у меня здоровый скептицизм. У меня, например под XP --- показывается SCSI и UDMA6… Так это софтинка из фирварей контроллера выжватывает и своебразно показывает. А SCSI у меня отродясь не было… Харды новые WD со всеми наворотами, а контроллеры --- совсем старенькие перепрошитые силиконы.

А работает ли на моём старом железе NCQ не знаю, и как реально это проверить тоже не знаю. Мало ли что на сарае написано… Работает и ладно, а что у нея внутре творится --- загадка великая.

В Seven – там чуть иначе показывало. И работать, исходя из теории, тоже по другому должно... Только я запамятовал, а семёрку временно снёс --- негде посмотреть..
Это сообщение посчитали полезным следующие участники:

Отправлено: 17:13, 06-11-2010 | #269


Забанен


Сообщения: 6158
Благодарности: 1300

Профиль | Цитировать


Да в любой ОС есть такое "дурилово", например у меня на линуксе хард работает в режиме AHCI, а репортится ещё до кучи как UDMA/66. Просто репортятся все доступные режимы работы. Windows под рукой нет, так что почему там репортится
Цитата Warranty:
Multi Word режим 2 »
просто не знаю.
Warranty, чтобы рассеять ваши сомнения, возьмите нормальную писькомерку для хардов, HD Tune, например, словом, где показываются реальные цифры, а не невнятные попугаи как в фуфеле от Microsoft. Если там покажет пресловутые
Цитата Warranty:
16,6 Мб/сек »
, то тогда есть повод для беспокойства. Иначе - нет.
Это сообщение посчитали полезным следующие участники:

Отправлено: 17:33, 06-11-2010 | #270



Компьютерный форум OSzone.net » Железо » Накопители (SSD, HDD, USB Flash) » HDD - AHCI, или как использовать преимущества Serial ATA

Участник сейчас на форуме Участник сейчас на форуме Участник вне форума Участник вне форума Автор темы Автор темы Шапка темы Сообщение прикреплено

Похожие темы
Название темы Автор Информация о форуме Ответов Последнее сообщение
Разное - контролер PCI 2.1 - Serial-ATA + Parallel-ATA J7BXA Прочее железо 9 11-10-2009 11:56
Возможно ли сделать зеркало на дисках serial ATA? serpan Microsoft Windows NT/2000/2003 9 18-10-2006 03:17
ХР и Serial ATA ZhenKZ Microsoft Windows 2000/XP 10 12-03-2005 22:23
Serial ATA TheoS Непонятные проблемы с Железом 14 28-01-2005 23:09
Serial ATA ligv Непонятные проблемы с Железом 15 09-01-2005 20:14




 
Переход