SATA, гудбай
Інтерфейс SATA досяг своєї межі пропускної здатності ще понад десять років тому — близько 550 МБ/с на пристрій. Сучасний NVMe SSD здатний передавати через PCIe 5.0 x4 у 20–25 разів більше — 12–14 ГБ/с. Для серверних навантажень SATA давно став вузьким місцем на шляху інтенсивних потоків даних.
Сервери тяжіють до архітектури CPU → PCIe → NVMe, без проміжних контролерів і кабельних «чагарників». Відбувається не просто заміна накопичувачів SATA на NVMe, а перехід від традиційної моделі дискової підсистеми до PCIe-центричної архітектури. Універсальна магістраль обслуговує NVMe SSD, мережеві адаптери, GPU, HBA та RAID-контролери. Типовою конфігурацією для продуктивної дискової підсистеми стають 2 × M.2 NVMe для ОС і U.2/U.3 NVMe для даних. Закономірно, порти SATA поступово зникають із материнських плат.
Брак SATA на платах не є проявом жадібності виробників чи спробою нав'язати дорожчі компоненти. Це наслідок зміни ролі накопичувачів у сучасній інфраструктурі та витіснення застарілих інтерфейсів продуктивнішими. Виробники процесорів і чипсетів також «охололи» до SATA. Якщо раніше під SATA-контролери виділялися лінії вводу-виводу, то тепер ці ресурси спрямовуються на PCIe — для проєктувальника серверної платформи кожна лінія PCIe має значно більшу цінність, ніж ще один порт SATA.
Особливо помітно це в сегменті AI-серверів. У системі з кількома GPU сотні ліній PCIe можуть бути задіяні прискорювачами, мережевими адаптерами та високошвидкісними NVMe SSD. У такій конфігурації SATA виглядає як архітектурний анахронізм.
Говорити про повне зникнення SATA поки що зарано. Проте основні його «клієнти» — механічні диски великої ємності — дедалі рідше встановлюються безпосередньо в сервери застосунків. Місце SATA HDD — у спеціалізованих системах зберігання, зокрема NAS. А якщо файловому серверу чи серверу VMS потрібно зберігати десятки терабайт даних, ними керуватиме окремий SAS HBA або RAID-контролер у слоті PCIe.
У ніші бюджетних серверів та робочих станцій SATA поки що присутній радше за інерцією. У малих компаній обсяги даних невеликі, вони охоче й безболісно переходять на SSD. Для допоміжних потреб є недорогі NAS-сховища. Хоча швидкості серверних SATA SSD достатньо для офісних завдань, за зіставної вартості перемагає NVMe SSD. До того ж зі зростанням частки NVMe та масштабуванням виробництва такі накопичувачі стають доступнішими, тоді як скорочення попиту на SATA SSD не сприяє здешевленню.
Розглянемо як приклад сучасну однопроцесорну плату Mitac SC513G6M4NRE-2V під процесори Intel Xeon 6. Вона пропонує чимало варіантів підключення PCIe-пристроїв:
• 5 слотів PCIe 5.0 x16
• 3 конектори MCIO x8 NVMe
• 2 слоти M.2 22110/2280 NVMe
Розробники постаралися вичавити максимум із 88–136 процесорних ліній PCIe 5.0 платформи Xeon 6. Але пошкодували віддати бодай пару ліній під SATA — а заодно не стали витрачати місце на SATA-контролер і роз’єми. Зайвий клопіт.
Інший приклад – з економкласу. Мініатюрна плата AsRock Rack AM5D4ID2 під процесори AMD EPYC 4005/4004 та AMD Ryzen 9000/8000/7000 виглядає «попелюшкою» на тлі сучасних плат для ПК. Проте плата на KNOLL3 X300 - чипсеті / I/O-хабі AMD для платформи AM5 - цілком закриває потреби I/O невеликого сервера:
• Слот PCIe 5.0 x16
• 2 слоти M.2 PCIe 5.0 x4
SATA-портів на платі немає. Під малі обсяги зберігання даних HDD зазвичай не потрібні. Єдиний фізичний слот PCIe 5.0 x16 можна використати для SAS/SATA-контролера, GPU, мережевого адаптера. Або розділити його на чотири канали x4/x4/x4/x4 для підключення чотирьох NVMe-накопичувачів. Разом із двома M.2 на платі можна отримати до шести NVMe SSD - 2 × M.2 та 4 × U.2. Підтримка NVMe RAID утилітою AMD RAIDXpert2 є суттєвою перевагою серверних плат на сокеті AM5.
Вирок
Вибіркові приклади показують, що продуктивне зберігання даних не збільшує витрати власників серверів. Навпаки, бюджетні сервери є чи не найпершими кандидатами на відмову від SATA: кількох NVMe-накопичувачів цілком достатньо для ОС, віртуальних машин і робочих даних.
SATA перестав бути центром дискової підсистеми і відсувається на периферію серверної інфраструктури.