完全看懂 Intel 新介面：10Gbps 超高速 Thunderbolt

儲存裝置跳槽PCI-E

礙於SATA傳輸介面頻寬限制，高速固態硬碟所採用介面，開始出現轉向PCI-E匯流排發展的趨勢。

PCI-E介面不卡速

這項轉變透露出，現今各式傳輸介面規格發展，未必能跟上相關應用裝置的頻寬需求。除了儲存裝置，包含Thunderbolt、USB 3.0等傳輸介面，也紛紛轉進採納PCI-E底層技術。某程度上來說，PCI-E 2.0、1.0的實際可用資料傳輸頻寬，其實和SATA之類介面相當。但是基於可合併多條資料通道，倍增傳輸頻寬的優點，因而成為熱門解決方案。

儲存裝置出現這樣的轉變，一點也不令人感到意外。畢竟固態硬碟已經成功打入企業市場，透過多顆儲存裝置建構RAID，雖然能提升存取效率，卻佔空間且增加維護管理的不便。這時候善用PCI-E匯流排頻寬與通道配置彈性，改為介面卡式設計（PCI Express based Solid-State Drives），反而更加簡單俐落。這些介面卡式固態硬碟，普遍採用4∼8條PCI-E 2.0通道設計，理論可用頻寬在2GB/s∼4GB/s之間。

傳輸速度破GB/s

如開頭提過的OCZ這類產品，早先大多是以標準型固態硬碟控制器，搭配磁碟陣列控制器組成。由於磁碟陣列控制器可能是PCI-X之類介面，必要時還得加上PCI-E橋接晶片，以構成完整的方案。

即便這樣設計是合併2至4組固態硬碟，透過RAID 0壓榨出傳輸效率，對使用者而言，它都只是「1」個實體硬體裝置。通常只會佔用1個匯流排插槽空間，且可以堆疊子卡擴增容量，最小從50GB起跳，最高可達TB等級。

省空間且不需要額外的磁碟陣列控制器，也不會佔用多組SATA連接埠，還有一堆煩雜擾人的線材，是這類介面卡式固態硬碟最大優點。使用上唯一不同處，就是得安裝驅動程式，以便讓系統認得磁碟陣列控制器。

企業應用主導發展

為滿足企業用戶的需求， 這項趨勢轉變， 已經引起各大廠的注目。Micron推出更為進化的架構設計，將固態硬碟與磁碟陣列控制器全整合在一起，取代那些經過多層晶片轉換，可能存在效能瓶頸的設計架構。首款產品命名為RealSSD P320h，雖然容量只有350GB和700GB選擇，但是標榜存取速度亦可達到2∼3GB/s水準。

至於相當容易取得的OCZ產品，包含消費端的RevoDrive，以及RevoDrive 3、Z-Drive、 VeloDrive等商業級產品線，也進化成採用自家原生PCI-E介面磁碟陣列控制器，只是並未包含固態硬碟控制器。OCZ普遍採用SandForce固態硬碟控制器，在VCA 2.0虛擬化控制器架構（Proprietary Virtualized Controller Architecture）下，最高能達到3GB/s的傳輸速度。

▲ OCZ新架構設計的RevoDrive 3，120GB參考價格為16,900元，存取速度可達讀取975MB/s、寫入875MB/s。但是以標準2.5吋機種，經RAID 0組合出120GB容量，只要8,000∼10,000元的花費。因此介面卡式固態硬碟是否值得，得視平台硬體配備狀況，以及應用需求而定。

NVM Express一統江湖

如你所見，有越來越多高速固態硬碟，改採用PCI-E匯流排介面設計，而且並非廠商土砲自爽。由數十家相關廠商組合而成的NVMHCI （Non-Volatile Memory Host Controller Interface，非揮發記憶體主機控制器介面）工作小組，在年初頒佈NVMExpress 1.0版本規範，讓PCI-E固態硬碟有統一設計規範可以遵循。

NVM Express規範定義了最佳化暫存器介面（register interface）、指令集，以及功能集，讓PCI-E固態硬碟能夠支援64個I/O佇列，且每個佇列可執行64K指令。此架構意在最佳化多核心系統設計，讓每個核心能夠執行佇列與中斷指令，達到多線程同時運作的能力，確保固態硬碟發揮出最佳執行效能。

▲ NVM Express組織logo。該組織由Intel領導，包含SandForce、Marvell、Micron、 Dell、EMC、STEC等廠商，皆為主要成員。

面對目前五花八門的PCI-E固態硬碟設計，包含硬體元件開發、系統設計，以及驅動程式開發人員，未來在NVM Express規範底下，可以縮短產品研發時程與成本。理論上，作業系統廠商也只需要撰寫1套驅動程式，就可以支援各式符合規範的產品。

mSATA通吃雙訊號

Intel除了投入制定NVM Express規範，口袋裡還有針對行動平台最佳化設計的mSATA方案，SSD 311系列固態硬碟就是採用這樣的規格。mSATA相容於SATA訊號，但是改採用PCI-E Mini Card尺寸與接腳設計，相較於2.5吋機種可減少約80％體積，特別適合輕薄型筆電、小筆電、手持裝置等行動平台採用。

值得注意的是，mSATA連接器和PCI-E Mini Card完全相容，電路實做除了連接至SATA控制器外，也能透過PCI-E匯流排介面與系統連結。可同時兼容2種訊號的mSATA，取用SATA 6Gb/s、SATA 3Gb/s或是PCI-E 2.0 x1（傳輸頻寬500MB/s）頻寬，能帶來新的應用方式。

行動平台標準化

在行動裝置與超輕薄筆電上，可採用full size或half size的mSATA固態硬碟模組，做為儲存裝置。常規筆電則是更好的發揮平台，以容量小但效能高的固態硬碟當系統開機碟，另搭配標準2.5吋傳統硬碟機，提供充裕的資料儲存空間。相較於裝置廠商以往的設計方式，mSATA能夠減少產品設計開發時程，並且降低成本。

但如果你認為Intel的規劃藍圖僅只於此，可就小看他了！事實上，Intel也將mSATA納入桌上型電腦平台參考設計中，Mini-ITX主機板與工業控制用電腦，都是首選發展舞台。

mSATA搭ISRT加速

相信大家都注意到，技嘉率先跟進風潮，將mSATA整合進主機板產品線。GA-Z68XP-UD3-iSSD這款焦點產品，採用Intel Z68晶片組設計，出廠已經預設配置20GB容量的Intel SSD 311系列固態硬碟。現階段應用除了當系統開機碟外，主要是能搭配Z68晶片組內建的Intel Smart Response Technology功能，為傳統硬碟提供Hybrid混合磁碟加速效果，理論上能提升3∼4倍的執行效率。

▲ 技嘉GA-Z68XP-UD3-iSSD採用Z68晶片組，出貨預設配置20GB容量mSATA固態硬碟，可單純使用或搭配ISRT為傳統硬碟加速。

不過稍嫌可惜的是，這組合只能以SATA 3Gb/s訊號和系統連結，因此當mSATA啟用時，將無法使用第5組SATA連接埠。而且目前的BIOS版本也無法選擇開啟或關閉mSATA模組，等於是強迫買了就得使用它，注定少1組SATA連接埠可用。

筆者認為，無論Intel將mSATA導入個人電腦主機板，是否存在更遠大的目的。假使能完整同時兼容SATA與PCI-E訊號，可望帶來更多的應用彈性。

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