Snelle interfaces voor morgen: usb 3.1, nvme en pci-express

Inleiding: de vraag naar bandbreedte

Inleiding: de vraag naar bandbreedte

De drang naar meer bandbreedte en snellere interfaces leidt steeds weer tot innovaties bij pci-express, usb en geheugen. Tijdens het Intel Developer Forum, beter bekend als het IDF, gaven Intel en diverse andere betrokkenen een update over de stand van zaken rond toekomstige methodes om solid state drives aan te sluiten. Ook de aanstaande versies van standaarden als ddr4, pci-express en usb passeerden de revue; allemaal moeten ze volgend jaar of het jaar erop de huidige bandbreedte verdubbelen.

Met sommige technieken zal in eerste instantie gepionierd worden in serveromgevingen. De nieuwe interface voor ssd's nvme zal eerst voor datacentra interessant zijn. Pci-express 4.0 en vooral usb 3.1 zijn echter ook voor consumenten interessant, waarbij die laatste standaard begin 2015 onder meer laptopdocks met slechts één kabeltje moet opleveren.

Hoewel op de expositieruimte van het IDF een ruimte voor thunderbolt was ingericht en Intel inmiddels versie 2 van de interface heeft uitgebracht, was er weinig aandacht voor. De aanloop naar brede adoptie van thunderbolt lijkt nog op zich te laten wachten.

Van de andere toekomstige technieken die zijn genoemd, volgt een korte uiteenzetting.

Ddr4: sneller en zuiniger

Een snellere en zuinigere geheugenstandaard die de huidige ddr3-repen moet opvolgen, is eigenlijk al klaar. Diverse geheugenfabrikanten hebben in de afgelopen maanden ddr4-producten aangekondigd en systemen met ddr4 werden volop getoond tijdens het IDF. De specificaties van de systemen waarin de modules werden geprikt, bleven echter nog afgeschermd. Gezien de eigenschappen van de nieuwe standaard, met lagere spanningen en meer bandbreedte als belangrijkste, zullen high-end systemen de eerste productgroep zijn waarin ddr4 wordt toegepast.

De toegenomen bandbreedte van ddr4 zal aanvankelijk ondersteund worden door Haswell E-processors, de opvolger van Intels snelste consumentenprocessors in de Ivy Bridge E-serie. Die Haswell E-cpu's worden, net als bijvoorbeeld de Core i7-4960X, in een lga2011-socket gestoken, maar het voetje is niet pin-compatible met de huidige 2011-socket. De chipset krijgt voor Haswell E eveneens een update naar de X99-chipset. Naast de snelle consumentenprocessors zullen ook servers ddr4 ondersteunen. De mainstream-consumentenmarkt moet vermoedelijk nog tot 2015 wachten op ddr4.

Een van de grootste voordelen van ddr4 is de bandbreedte. Standaardenorganisatie Jedec heeft snelheden van 2133MT/s, terwijl het maximum momenteel op het dubbele ligt. Ddr3 daarentegen is gespecificeerd op 800MT/s tot 2133MT/s. Ook de capaciteit van de geheugenchips is toegenomen tot maximaal 16Gb, met een verdubbeling van het aantal banken naar 16 stuks. De standaardspanning van ddr4-modules is verlaagd van 1,5 naar 1,2V, terwijl ook een zuinigere variant van 1,05V mogelijk is.

Naar verwachting gaan vooral servers en de genoemde Haswell E-generatie in 2014 ddr4 ondersteunen. Pas in 2015 gaan ook de 'gewone' computers en laptops over de zuinigere standaard beschikken, terwijl het omslagpunt pas aan het eind van dat jaar wordt verwacht.

Usb 3.1: twee keer zo snel

Usb blijft voor veel consumententoepassingen de belangrijkste interface om randapparatuur aan te sluiten. De snelheid van usb 2.0 is inmiddels wat achterhaald en zeker voor opslag niet toereikend meer. Voor usb-drives is usb 3.0 een goede opvolger, maar zeker met ultrabooks wordt de vraag naar multifunctionele aansluitingen steeds groter. Ultrabooks hebben immers niet veel ruimte voor connectors, dus een centrale hub of 'docking station' is geen slechte optie.

Als video over zo'n hub gestuurd moet worden om een groter beeldscherm aan te kunnen sluiten, is de bandbreedte van usb 3.0 al snel niet voldoende meer. Een 1080p-scherm met 60fps aansturen gaat nog wel, maar zeker met de opkomst van 4k-schermen is de 5Gbit/s van usb 3.0 al snel ontoereikend. Een verdubbeling van de snelheid met usb 3.1 was dus aan de orde, uiteraard met backward compatbility.

De specificatie voorziet in een bandbreedte van 10Gbit/s, tweemaal die van usb 3.0 en gelijk aan de huidige thunderbolt-versie. De nieuwe standaard is te herkennen aan het vernieuwde logo met Superspeed+, maar de kabels en connectors zijn uitwisselbaar. Om van de snelheid gebruik te maken, zijn echter wel betere connectors en kabels nodig; door de verhoogde signaalsnelheid is de interface iets storingsgevoeliger. De maximale kabellengte zonder actieve kabels bedraagt één meter; voor usb 3.0 is dat drie meter. Ook de shielding moet wat zorgvuldiger gebeuren.

Een groot voordeel van usb 3.1 is de overhead; die is met 3 procent van de bandbreedte een stuk kleiner dan de 20 procent voor usb 3.0. Dat komt onder meer door de verbeterde lijncodering, waarbij niet 8 bits per keer, maar 128 bits worden gecodeerd. In verhouding tot de 10 bits in de daadwerkelijk verstuurde datastroom van usb 3.0 en de 132 bits van usb 3.1 kan data in theorie dus effectiever verstuurd worden.

Usb-versie	Usb 3.0	Usb 3.1
Snelheid	5Gbit/s	10Gbit/s
Naamgeving	Superspeed usb	Enhanced superspeed usb Superspeedplus usb
Lijncodering	8bit/10bit	128bit/132bit
Overhead	20 procent	3 procent

Usb-hubs moeten overigens wel iets intelligenter worden. Met usb 3.1 wordt informatie over de ontvanger in de header meegestuurd, waardoor routering mogelijk wordt. Usb 3.0-hubs sturen alle data nu nog naar alle aangesloten devices. Als echter een usb 3.1-host op een hub wordt aangesloten en die met een usb 3.0-device moet communiceren, moet data door de hub gebufferd worden.

Pci-express: interface voor 2014

Pci-express, voluit peripheral component interconnect express, gaat inmiddels al weer negen jaar mee als elektrische interconnect en fysieke interface voor kaarten. In 2004 werd de eerste versie van de standaard gecreëerd om de oude agp- en pci-interfaces op te volgen. Vanaf de eerste versie beschikte de pci-express 1.0-interface over een bandbreedte van 250MB/s per zogeheten lane. Met maximaal zestien van die lanes kan een moderne pci-express-interface inmiddels 15,75GB/s transporteren. Vooral de nieuwste videokaarten maken dankbaar gebruik van die bandbreedte als ze in een pci-express-slot van een moederbord gestoken worden.

Pci-express is echter bij lange na niet voorbehouden aan videokaarten en de kleurige interfaces op een moederbord. Ten eerste kunnen ook andere insteekkaarten, zoals geluidskaarten, netwerkkaarten, raid-controllers voor harde schijven of solid state drives in de slots gestoken worden. Als elektrische interface is de pci-express-bus nog veelzijdiger; de inmiddels in onbruik geraakte expresscards maken van de interconnect gebruik en ook thunderbolt maakt gebruik van pci-express-lanes.

In de nabije toekomst moet pci-express ook voor solid state drives een grotere rol gaan spelen. Momenteel worden sommige high-end kaarten met een speciale controller op hun pcb in pci-express-slots gestoken, maar ook in laptops wordt pci-express steeds belangrijker voor ssd's. Het compacte M.2-formaat moet daarbij leidend zijn, terwijl nvm-express de snelheid van ssd's voor desktops en servers moet ontsluiten.

Aan een nieuwe versie van pci-express wordt uiteraard gewerkt. Versie 4.0 is in de maak en zou in ieder geval mechanisch compatibel zijn met versie 3.0. De elektrische compatibiliteit is niet zeker; die mogelijkheid wordt nog onderzocht. Versie 4.0 zou de bandbreedte ten opzichte van 3.0 verdubbelen tot 16GT/s per lane, omgerekend bijna tweeduizend megabyte per seconde. Met zestien lanes zou pci-express dus 31,5GB/s danwel 256GT/s leveren.

Nvm-express: ssd's on steroids

De sata-interface heeft inmiddels zijn sporen verdiend, maar de standaard is ontworpen rond traditionele, draaiende harde schijven. Die drives zijn inherent traag, omdat de lees- en schrijfkoppen van harde schijven nu eenmaal maar op één plaats tegelijk kunnen zijn. Die beperkingen gelden niet voor solid state drives; het flashgeheugen kan zeer goed parallel worden uitgelezen of beschreven, maar vanwege de vrij trage sata-interface wordt het snelheidspotentieel van ssd's niet benut.

De beoogde opvolger voor de sata-bus is nvm-express, een afkorting voor non-volatile memory (host controller interface) express. Zoals het acronym al aangeeft, is nvme van meet af aan gebouwd voor solid state-geheugen. De standaard maakt gebruik van pci-express-interconnects, wat leidt tot schaalbaarheid. Met slechts een enkele pci-e-lane beschikt een met nvme aangesloten ssd al over bijna een gigabyte per seconde aan bandbreedte, tegenover de 600 megabyte per seconde van sata. Met verschillende lanes haalt nvme een veelvoud van de sata-interconnect aan bandbreedte.

Bovendien is nvme ontworpen met lage latencies en het parallelisme van solid state-geheugen. Zo wordt de software-latency onder Linux met ongeveer de helft gereduceerd en wordt de read latency van omstreeks 100 microseconden omlaag gebracht tot minder dan 20 microseconden. Bovendien is de commandoset gereduceerd tot dertien essentiële commando's en worden alle operaties in commando's van 64 bits verpakt. De queues kunnen daarbij extreem geschaald worden; per queue kunnen vierenzestigduizend commando's worden gegeven en er zijn vierenzestigduizend queues mogelijk. Daarbij stuurt één queue de overige queues aan, wat de schaalbaarheid weer ten goede komt.
Het energiebeheer van nvme moet, zeker voor gebruik in mobiele apparaten, nog worden herzien. Een volgende specificatie, die midden 2014 zou worden opgeleverd, zal echter verbeteringen in het energiebeheer bevatten. Nu worden de zogeheten power states gekozen na bepaalde periodes van inactiviteit. Na 50ms zonder activiteit wordt geschakeld van power state 0 naar 1 en na 500ms idle schakelt de controller naar power state 2. In de toekomst moet het besturingssysteem informatie over zijn activiteit terugkoppelen om zo de transities van power state naar power state sneller en efficiënter te maken. Dan zou idle 5mW mogelijk zijn.

M.2: hoge snelheid in kleine verpakking

De eerste toepassingsgebieden voor nvme zullen in servers te vinden zijn, maar pci-express als interface naar opslag moet op kortere termijn ook een belangrijke standaard voor consumenten worden. De M.2-formfactor, ook bekend als next generation form factor of ngff, moet daarbij een sleutelrol gaan spelen, maar alleen als pci-express of nvme als interconnect gebruikt wordt en als de juiste parameters gekozen worden.

De M.2-interface kreeg voor het eerst bekendheid met Apples MacBook Air, waarin een M.2-ssd zit. Die lijkt wat op een verlengde msata-ssd, maar heeft een andere aansluiting. De M.2-ssd van Apple illustreert direct de diversiteit van de M.2-interface. Apple koos ervoor sata als interface te gebruiken, wat niet leidde tot een optimale snelheid en latencies. M.2-ssd's zijn 22mm breed en kunnen, afhankelijk van het aantal nand-chips onder elkaar, 42mm tot 102mm lang zijn.

De M.2-interface kan echter ook met pci-express-interconnects overweg (en met usb, voor de volledigheid), wat in theorie tot hogere snelheden en lagere latencies leidt, net als bij de nvme. Daarvoor zijn twee socket-types mogelijk: 2 en 3, en een combinatie die beide ondersteunt. De socket 2 heeft flexibiliteit als voordeel; hij kan voor zowel ssd's als andere insteekkaarten, zoals netwerkkaarten, gebruikt worden. De snelheid is echter beperkt tot een pci-express x2-interface. Socket 3 kan niet voor netwerkkaarten gebruikt worden, maar biedt met een x4-interface betere prestaties en zou de primaire keus voor ssd's moeten zijn.

In desktops, waar afmetingen van minder belang zijn, kan een pci-express-ssd ook met een kabeltje worden aangesloten. Dan is er keus tussen een sata express-kabel en een zogeheten sff-8639-kabel. De sata express-kabel biedt sata en pci-express x2 en is de goedkoopste oplossing, maar biedt net als socket 2 beperkte prestaties. Sff-8639-kabels zijn wat duurder omdat ze shielding en een kloksignaal nodig hebben, maar bieden daarentegen wel pci express x4-snelheden. De beste keus voor goedkopere implementaties lijkt dan ook een sata express-kabel met pcie x2-interface, terwijl voor de hoogste prestaties het best een socket 3-connector gebruikt kan worden, zonder kabel.

De energiebehoefte van een pcie-ssd kan gereduceerd worden tot ongeveer 5mW in slaapstand. Tijdens intensieve sequentiële schrijfacties kan een ssd via pcie echter flink meer energie verstoken. Met een x2-interface kan dat oplopen tot ongeveer 7W, terwijl een x4-interface zelfs 15W kan leveren. Alle negen 3,3V-voedingspinnen van de socket 3 van de M.2-connector kunnen 0,5A leveren. Met 15W energiebudget kan een pcie-ssd dus flink warmer worden dan een sata-ssd, die ongeveer 3,5W kan verstoken. Zowel interne als externe ssd's moeten dus ontworpen worden om die warmte te kunnen dissiperen.

Implementatie

Afhankelijk van de beoogde toepassing zijn er diverse opties om een van de nieuwe, in ontwikkeling zijnde interfaces te implementeren. De makkelijkse daarvan is usb 3.1. Dat wordt de logische opvolger van de huidige usb 3.0-standaard en kan al vrij snel geïmplementeerd worden. De standaard heeft imiddels zijn 1.0-specificatie gekregen en tests om hardware te valideren zijn voor 2014 gepland. Eind 2014 moet dat deels afgerond zijn, zodat begin 2015 met de verkoop en uitrol van usb 3.1 gestart kan worden.

Voor de toekomst van ssd's ligt het iets genuanceerder. Daarbij speelt niet alleen de form factor van het apparaat een grote rol, maar ook kosten en gewenste prestaties. We beginnen met de consumentenmarkt, zoals laptops, desktops, all-in-ones en convertibles. De goedkoopste uitvoeringen worden waarschijnlijk met een sata-expresskabel van een ssd voorzien. Dat levert niet de beste prestaties, maar kan op korte termijn gerealiseerd worden. In eerste instantie kan als interconnect weliswaar pci-express gebruikt worden, maar met sata-drivers. Als snelheid en prestaties belangrijker zijn, kan beter voor een M.2-uitvoering gekozen worden, waarbij socket 3 dankzij vier pci-express-lanes de beste prestaties geeft.

Servers zouden het meest profiteren van nvme, waarbij de ssd's bij voorkeur direct op de pci-express 3.0-lanes van de processor worden aangesloten. Dat geeft per processor 40 lanes, met ongekende bandbreedte in multisocket-opstellingen. Ook hier kan een sata- of ahci-driver gebruikt worden. Vanaf Windows 8.1 wordt nvme echter standaard ondersteund en ook voor diverse andere besturingssystemen, zoals Linux, Solaris en FreeBSD, zijn nvme-drivers beschikbaar.

Bios-opvolger uefi moet in de loop van 2014 nvme gaan ondersteunen, zo heeft het hoofd bios-ontwikkeling bij AMI onlangs bekendgemaakt.

Reacties (94)

[Verwijderd]

De sata-interface heeft inmiddels zijn sporen verdiend, maar de standaard is ontworpen rond traditionele, draaiende harde schijven. De 's' uit sata staat voor serieel, omdat harde schijven grotendeels serieel werken; de koppen kunnen nu eenmaal maar op één plaats tegelijk zijn.

Tenenkrommend fout! De S in SATA staat welliswaar voor serieel, maar dat heeft te maken met de verbinding, waar data geserialiseerd overheen gestuurd wordt. De eerste SATA specificatie was qua data compatible met zijn voorganger PATA (wat een retroniem is voor ATA), waarin de P voor parallel staat.
Het grote voordeel van serieel is dat er veel minder draden nodig zijn en (bij echte seriele verbindingen) er meerdere parallel genomen kunnen worden (zoals de 16 parallele lanes in pci-express 16x) zonder dat er een harde eis is dat de data op de lanes synchroon loopt.

[willemdemoor]

Heb het iets aangepast.

[Verwijderd]

Ben nu wel benieuwd waarom Thunderbolt niet zo populair is (gaat worden) en men bij USB blijft. Los van het feit dat het nu al een standaard is want dat hoeft voor nieuwe technologie geen reden te zijn.

[MenN]

Thunderbolt is niet populair geworden omdat spul om aan je Thundebolt poort te hangen extreem prijzig is.

Een simpele enclosure voor een 2,5" ssd is al amper te vinden, en als je ze vind zijn ze ziekelijk duur. Zeker als je een usb 3 variant al voor een paar tientjes kunt krijgen of een usb 2 variant die echt geen drol meer kost.

Ook het hele docking station idee via thunderbolt is fantastisch, maar als je dock dan 250 a 300 euro kost dan gaan de meeste mensen toch gewoon weer hun kabeltjes inprikken.

Kortom, Thunderbolt mag dan wel technisch beter of sneller zijn, als het spul wat je ermee moet aansturen niet te betalen is houd het snel op.

[haarbal]

Alles aan thunderbolt is duur, de chip op het apparaat, de chip op het moederbord en de kabel.

usb3 is goed genoeg voor bijna alles en kost bijna niks, voor de rest zal er wel thunderbolt spul komen, maar dat blijven niche toepassingen.

eerst dacht ik dat thunderbolt een mooi alternatief voor dockingstations kon worden, maar er zijn ook al displayport+usb3 kabels in ontwikkeling die ook de laptop kunnen voeden.

[Adam_2.0]

Maar in alle eerlijkheid worden op mijn werk ook port replicators gebruikt met USB 2.0 zonder al teveel problemen, als je maar de Displaylink drivers goed update...

[Maxustiti]

Thunderbolt is ook prijziger omdat het haast niet gebruikt wordt buiten apple apparaten om. Dit zorgt ook dat de prijs hoger blijft.

Omdat er weinig markt voor is, zijn er ook minder producten voor te vinden.

[johnkeates]

In de pricewatch staan anders genoeg apparaten als je Apple uitvinkt hoor... vergis je je daar niet?

[johnkeates]

Niet te betalen valt wel mee. Kijk bijv. naar die Promise Pegasus, als je dat nodig hebt, dan is Thunderbolt goedkoper dan alle andere alternatieven.

Thunderbolt heeft daarnaast PCIe en dus DMA in een draadje, iets wat USB nooit zal hebben.

Je kan in principe alles wat je normaal in je kast hebt aan een Thunderbolt draadje knopen en dan werkt het gewoon. Daarnaast zal USB nooit 'net zo universeel' of 'net zo snel' kunnen zijn als Thunderbolt, om dat thunderbolt PCIe is, en daarmee de bus is waar USB zelf langs moet voordat het bij je CPU komt. Dat betekent dat er altijd een processor/vertaalslag nodig is, wat bij Thunderbolt niet zo is.

Aan het eind van de rit maakt het natuurlijk niet uit, want consumenten zullen alleen maar naar de prijs kijken, en op zoek gaan naar stickertjes die zeggen "dit is snel". Waarschijnlijk zullen ze die 10Gb/s ook niet voltrekken, om dat ze het materiaal er niet voor hebben.

Stellen dat Thunderbolt ondanks dat het beter/sneller is niet net zo leuk is als USB is een beetje als zeggen dat niemand een Ferrari wil, om dat ze duur zijn veel mensen zullen het niet kunnen gebruiken omdat hun taken zich doorgaans beperken tot huis-tuin-keuken gebruik.

[Reactie gewijzigd door johnkeates op 23 juli 2024 06:57]

[Adam_2.0]

Voor de duidelijkheid: die nieuwe, dubbel zo snelle USB3.1 waar men zo blij mee is haalt dan eindelijk de snelheid die Thunderbolt al een paar jaar levert. En van Thunderbolt komt ook een nieuwe, dubbel zo snelle versie, maar blijkbaar vond men dat niet de moeite waard om aandacht aan te besteden...

[Vayra]

Thunderbolt is niet universeel, en faalt dus net zo hard als het ooit geroemde Firewire. Ik ken werkelijk niemand die die aansluiting ooit echt kon benutten.

(Backwards) compatibility is bij technologie zo enorm belangrijk, kijk naar de adoption rate van USB voor het bewijs. Er is gewoon maar ruimte voor 1 standaard - anders is het ook geen standaard meer. Aan fragmentatie heeft eigenlijk niemand iets.

[Reactie gewijzigd door Vayra op 23 juli 2024 06:57]

[Maurits van Baerle]

Dat is natuurlijk een beetje vreemde opmerking. Ik ken niemand die het in z'n hoofd zou halen om een harddisk met USB aan te sluiten, dat wil nog niet zeggen dat die mensen (of apparaten) niet bestaan. Het zegt hooguit iets over de omgeving, kennelijk is de mijne anders dan de jouwe.

Voor professionele toepassingen haalt USB 3 het nou eenmaal niet bij Firewire (en al helemaal niet bij Thunderbolt) omdat het teveel overhead en latency heeft. Waarom denk je dat miljoenen professionals dagelijks Firewire storage, geluidskaarten, mengpanelen, videoeditors, camera's etc. gebruiken?

Langzamerhand is Thunderbolt de plaats van Firewire aan het overnemen en je ziet dat veel fabrikanten inmiddels professionele apparatuur met Thunderbolt hebben uitgebracht.

Zoals Firewire en USB al jaren naast elkaar bestaan zullen USB en Thunderbolt ook de komende jaren naast elkaar bestaan. Omdat de één nou eenmaal op consumenten is gericht en de ander op professionals...

[Countess]

met de juiste controller is de overhead van USB3.0 bij het aansturen van een snelle SSD maar 0.5% hoger als die van SATA. dat is dus compleet verwaarloosbaar.

daarbij is de latency bij usb3.0 enorm verbeterd ten opzichte van usb2.0 waardoor de meeste dingen die je noemt nu zonder nadelige gevolgen over usb3.0 zouden kunnen.

[Reactie gewijzigd door Countess op 23 juli 2024 06:57]

[Vayra]

Het originele comment ging toch ook over de consumentenmarkt?

Met Firewire werd juist ook geprobeerd om voet aan de grond te krijgen ten koste van USB maar dat is jammerlijk mislukt. Daar ging dit draadje over, niet over de professionele markt...

[pietjuhhh1990]

De reden dat thunderbolt geen voet aan grond krijgt in de consumentenmarkt kun je samenstellen uit de volgende 2 punten:
-Prijs
-Compatabillity

Alle p&p apparaten werken met USB van printers, sticks, wifi adapters, e.d.

Thunderbolt kan in de highend markt audiobewerking e.d. de firewire vervangen.

[Parlor_Inventor]

Je moet als technologie van hele goede huize komen om de bestaande technologie te verdringen. USB was een verademing in een wereld die aan elkaar hing van RS232, bidirectionele paralelle poorten en externe SCSI-aansluitingen met terminators.

Thunderbolt was absoluut beter dan USB2, maar door de compatibiliteit van USB3 was het voor fabrikanten een no-brainer om pc's uit te rusten met USB3. Een extra 'nieuwer en sneller' stickertje en de klant kan zijn oude hardware gewoon blijven gebruiken.

Vervolgens heeft men in USB3.1 alles ingebouwd wat Thunderbolt nog een beetje interessant maakte en nu is Thunderbolt een 'also-ran'. Misschien dat het nog een beetje succes heeft in een paar niches (zoals Firewire zich in de videowereld nog staande heeft gehouden), maar voor de consument heeft het simpelweg te weinig meerwaarde.

[Adam_2.0]

Ah, daar heb je een punt, maar als je je als vakblad/site alleen zou richten op de consumentenmarkt wordt het al snel een karig maal.

Bovendien zijn er tegenwoordig volgens mij alleen maar meer kleine zelfstandige A/V-professionals, dus die "niche" is nog vrij breed.

[GORby]

De voordelen van NVM-express qua bandbreedte worden hier wel een beetje overdreven... SATA biedt namelijk 6Gbit/s in zijn snelste vorm en niet 600Mbit/s. De lage latencies zijn natuurlijk wel zeer mooi...

[leonbong]

SATA 600 = 6 Gbit/s => 750 Mbyte.
1 Kanaal PCI-e v3.0 = 985 MByte/s

[knirfie244]

@FireStarter/leonbong:

Nee, 750MByte/s is niet de theoretische max.

Die 6 Gbps is namelijk de link speed. Over deze link loopt een protocol met een 8b/10b codering. Deze codering zorgt ervoor dat voor elke 8 bits die er verstuurd moeten worden er 10 over de link heen moeten. Dit zorgt ervoor dat je ongecodeerde transferrate van 4.8Gbps haalt, oftewel, 600MB/s. 600MB/s is dus gewoon de maximale snelheid die je ooit zal halen op SATA 3.0.

Eigenlijk is 6 Gbps hier eigenlijk ook gewoon een verwarrende aanduiding, beter was geweest als ze 6 GT/s hadden gebruikt (zoals PCI-e bijvoorbeeld doet).


PCI-e gebruikte voor versie 1.0 en 2.0 ook nog een 8b/10b codering, bij 3.0 zijn ze overgegaan naar 128b/130b. Waardoor je bij 3.0 met een transferrate van 8Gbps een ongecodeerde transfer haalt van 7.88Gbps, oftewel, 985MB/s


Het is dus 600MB/s vs 985MB/s. Daarnaast heeft PCI-e ook nog wat latency voordelen en heeft het minder CPU cycles nodig om data te verwerken.


Wat betreft het artikel:
Ik mis in het stuk over DDR4 eigenlijk een groot nadeel van DDR4. DDR4 laat namelijk nog maar één geheugenslot toe per kanaal. Op "goedkopere" moederborden, waarvan de processor een dual-channel geheugencontroller heeft, zitten straks dus nog maar 2 geheugenslots.

[Reactie gewijzigd door knirfie244 op 23 juli 2024 06:57]

[Eldunari]

Wat de DDR4 betreft, denk ik niet dat dit echt problemen op gaat leveren. Want systemen die goedkoper zijn, worden voortaan ook zo klein mogelijk gemaakt, omdat dit meestal over een huis, tuin en keuken PC gaat. Dus zitten er ook nu al vaak op goedkope (kleine) borden maar 2 slots.
Bovendien zijn de goedkope borden niet gemaakt om snelle processoren in te zetten die veel voordeel hebben van grote hoeveelheden RAM. Als je dat ziet dat de kleinste beschikbare module 2GB is, komt dat overeen met 4GB RAM voor een budget systeem, wat helemaal niet onaardig is.

[FireStarter]

Je leest verkeerd. Over een bussnelheid van 6 Gbit haal je idd zo rond de 600 Megabyte/s.
Theoretisch 750 MB/s max, maar dat zullen we wel niet in de praktijk ervaren.

[H!GHGuY]

Hier staat trouwens een paper van Linux developers over hoe ze denken NVMe optimaal te benutten en I/O op Linux veel sneller te maken:
http://kernel.dk/blk-mq.pdf

[Rigs]

heel leuk artikel om te lezen, veel nieuws over de te komen dingen ! heb echt geluk dat men volgende pc pas in 2015 zal in elkaar gestoken worden.

[LopendeVogel]

Wowa, dat heb je snel gelezen, 7 pagina's in 5 minuten

Maar voor wie is dit nu precies interessant, en met dit doel ik dan op de snelheden?
Ik neem aan dat grote bedrijven die veel met data doen er uiteraard veel profijt uit kunnen halen, hun hebben immers ook het budget voor grotere SSD's en daar gelijk tientallen tot honderen van aan te schaffen.
Maar voor thuis is de SSD icm een sata600 toch al snel qua reactie snelheden en etc, of loop ik zover achter?
De USB 3.1 is uiteraard wel leuk voor thuis gebruik, mits je veel met externe ssd's werkt.

Ik ben benieuwd hoe mijn pc er over een paar jaar uit zal zien, want als er merkbare verschillen zitten in het algemene gebruik dan komt dat natuurlijk wel mijn kast in!

Vanavond even het artikel begrijpend lezen, want met 25 minuten ben ik er snel doorheen gegaan en zal ik mijn antwoorden dus niet gelezen hebben..

[dubbi3]

Wowa, dat heb je snel gelezen, 7 pagina's in 5 minuten

Maar voor wie is dit nu precies interessant, en met dit doel ik dan op de snelheden?

Zoals je zegt vooral voor bedrijven, maar ook voor mij als consument is het prettig. Ik vind het handig dat als ik data wil nemen naar een andere plek, ik niet een half uur hoef te wachten terwijl 5-10 minuten ook had gekund!

[CH4OS]

Zoals je zegt vooral voor bedrijven, maar ook voor mij als consument is het prettig. Ik vind het handig dat als ik data wil nemen naar een andere plek, ik niet een half uur hoef te wachten terwijl 5-10 minuten ook had gekund!

Het is ook maar de vraag of je dan de early bird wil zijn en dan veel geld ervoor wil uitgeven, of dat je wat langer wacht en een paar jaar later al vele malen minder betaald ervoor.

[MeltedForest]

Voor het echt allemaal mainstream en betaalbaar gaat zijn ben je alleen weer 3 jaar verder. Als je USB3.0 als voorbeeld neemt: in 2008 was de standaard geintroduceerd, maar in 2011 had AMD het in pas hun chipset zitten en in de zomer van 2012 kwam Apple met de eerste producten met USB3.0 _(bron).

Dus je kan nu nog wel een nieuwe PC kopen en over 5 jaar weer, en dan heb je waarschijnlijk wel USB3.1, PCI-E 4.0 en NVME op je moederbord voor een betaalbare prijs.

[Razwer]

Dat USB 3 zo lang heeft geduurd is mede door Intel die dit tegenwerkte en het pas sinds 2 generaties default integrated heeft in hun chipsets. Alle intel borden die usb3 support daar voor hadden waren voorzien van de NEC usb 3 chip.
Intel werkte dit tegen ivm hun eigen standaard, Thunderbolt. Deze willen ze maar wat graag als USB vervanger hebben... Het lijkt ze alleen niet zo te lukken.

[Reactie gewijzigd door Razwer op 23 juli 2024 06:57]

[Com. Hunter]

Ja dat geluk is niet voor iedereen weggelegd

OT:
Ook ik heb met plezier zitten lezen En heb ik het nou goed begrepen, met een snel rekensommetje dat PCI-E 4.0 op een x16 lane 32GB/s kan gaan leveren? o0

[KiD_KRiool]

dan bouw je er toch een in 2018 met dan de nieuwste technieken

[Com. Hunter]

Dat duurt nog zo lang!

[skatebiker]

Wat ontbreekt in het verhaal zijn twee belangrijke zaken:

Slimmere tekstinvoer:
Waarom moeten we nog steeds op een toetsenbord met een layout van 150 jaar geleden ontworpen voor mechanische typemachines teksten letter voor letter intypen ?
Zelfs onder Android heb je bijv. Swiftkey en nog anderen leyboard apps die weliswaar met (bijna) dezelfde layout werken maar wel predictief werken dus je hoeft veel minder te typen.
Of handschriftherkenning erbij ? Stemherkenning is er al wel maar zie je op je kantoor iedereen tegen zijn computer praten ?

Sneller opstarten.

Waarom doet een computer anno 2014 nog steeds een paar minuten over om op te starten als die niet meer 'schoon' is maar er eigen apps op staan. Niks sneller dan de honderd maal tragere PC's van 1984. Zelfs smartphones en tabletten starten al een stuk sneller op als je ze reboot.

[Sissors]

Het opstarten is al door andere behandelt. Koop een SSD en hij doet er echt niet een paar minuten over om op te starten. Als hij dat wel bij jou doet dan heb je hem gewoon vol met troep gezet. Dat is echt de enige verklaring, bij normaal gebruik zou dat absoluut niet het geval moeten zijn.

Qua toetsenbord, ik gok zo dat er ook gewoon programmas voor de PC te krijgen zijn met tekstvoorspelling, dat je de eerste letters tikt en hij gaat aanvullen ofzo. Maar het probleem is dat dat simpelweg de moeite en mogelijke fouten niet waard is. Op je telefoon is het heel makkelijk net op de verkeerde toets te drukken, dat gebeurd met bij een toetsenbord echt niet vaak, en voor de kleine dingen kan je autocorrect aanzetten. De vraag dan als je leuke dingen met tekstvoorspelling doet, is dat daadwerkelijk sneller dan gewoon het intikken? Vooral als je ook nog weleens wat tikt dat niet in tekstvoorspelling voorkomt. Ik heb mijn twijfels.

Stemherkenning: Wil je echt tegen je PC gaan praten? Handschriftherkenning kan je al lang gewoon gebruiken als je wilt. Maar ik tik liever dan dat ik schrijf.

[proatjeboksem]

een hele stam radiologen doet al jaren niets anders, voor hun onderzoeken tenminste, geen bediening a la "muis in linkerbovenhoek"

[Snuffel]

Waarom doet een computer anno 2014 nog steeds een paar minuten over om op te starten als die niet meer 'schoon' is maar er eigen apps op staan. Niks sneller dan de honderd maal tragere PC's van 1984. Zelfs smartphones en tabletten starten al een stuk sneller op als je ze reboot.

Niet waar wat je hier stelt.
Als ik kijk naar mijn hudige PC (build 2013) t.o.v. mijn vorige PC (build 2010) start de huidige binnen 15 seconden op. Volledig alles geladen en opgestart. In vergelijking met mijn vorige PC is dat een significante verbetering, dat kostte nl. rond de 60 seconden

[skatebiker]

Dat is inderdaad als je hem net ingericht hebt.
Wacht maar 2 jaar hoe langzaam die dan wordt.
Maar gelukkig bestaat er nu Hibernate: ik zet mijn Macbook op Hibernate (Deepsleep app) en dan is die binnen 20 seconden weer aan en alles in dezelfde staat.

[oliveroms]

Heft voornamelijk met OS te maken. Sommige OS-en worden niet echt trager.

Wat betreft toetsenbord indeling, dat is al LANG opgelost.

DVORAK.

[Dooxed]

Of zelfs nog betere layouts, gebaseerd op simulaties.
Carpalx

[BlackOwl]

Dvorak is leuk als je veel Engelse teksten typt. Voor andere talen redelijk nutteloos.

[sfranken]

Ik draai op een laptop van 6 (!) jaar oud Ubuntu, dat start nog steeds in < 30 seconden op!

[rodebest]

Je kan gerust een mordernere layout kopen als je dat graag wilt. Er zijn er volgens mij genoeg.

En als je een goede ssd in je computer zet en je uefie op ultra fast boot dan kan je pc aanstaan binnen 15 a 20 seconden hoor. Ookal heb je je eiven programmas erop staan.

[Malfoi]

Slimmere tekstinvoer:

[...]

De vraag is, waar begin je? Consumenten en bedrijven wereldwijd moeten zich de nieuwe layout aanleren. Dat kost tijd, en voor bedrijven geldt 'tijd is geld'. Je zou het dus in één keer in de hele wereld moeten implementeren. Als je het langzaam gaat uitrollen werkt het niet omdat mensen dan moeten schakelen tussen verschillende layouts (thuis qwerty, op de zaak dvorak oid). Dat gaat niet smooth.

Tekstvoorspelling zou inderdaad wel een uitkomst zijn. Als het op je portable device kan, waaorm dan niet op een pc zou je zeggen hè.

[Dracyn]

Met veel mensen spraak herkening gebruiken in 1 ruimte kan wel degelijk al!
Ik loop stage in een ziekenhuis en de verslag ruimte van radiologen waar spraak herkening wordt gebruik (15 pc's tegelijk!) worden tegelijk gebruikt maar er is een truuk zachte bekleding in de ruimte, de muren zitten grote dikke stof, vloerbedeking en "cubes" van zacht materiaal als je echo en het dragen van geluid vermindert kan het dus wel zeker maar je moet ruimtes er geschikt voor maken. In de verslag ruimtes kan als er niet te hard wordt gesproken overleg plaats vinden terwijl er ook verslagen worden gemaakt, je moet natuurlijk niet gaan schreeuwen.
Waarom wordt het niet gebruikt? de software is heel duur, vraagt goed ingeprogrameerde spraak-profielen, en de hardware is ook erg duur (je moet tuurlijk wel goed materiaal hebben een standaard muis-en-toetsenbord setje is tientjes werk een microfoon (om het zo maar even te noemen) die hier worden gebruikt is meer een paar honderd euro werk) ook vraagt het nog speciale servers voor verwerking ed.
Voor veel bedrijven, zeker kleinere bedrijven is dit niet te betalen en ook heel veel werk om per persoon een profiel te programeren en er moet woord herkening inkomen wat ook geprogrameerd enzo moet worden.


En systemen doen er geen paar minuten meer over om op te starten, mijn pc start binnen 5 seconde op (windows 8 ).

[Reactie gewijzigd door Dracyn op 23 juli 2024 06:57]

[Kapiteiniglo]

Volgens mij moet je is een SSD gaan kopen... mijn pc start vele malen sneller op dan mjn iPhone.

[preske]

Omdat het waanzinnig veel geld kost om mensen te heropleiden om een nieuwe layout aan te leren.

Handschrift herkenning? die systemen plegen zelfmoord als ze door dokters worden gebruikt voor voorschriften.

[Verwijderd]

Mijn pc na een half jaar met een hoop zooi geinstalleerd onder windows 8 start nog steeds binnen 20 seconden op, normal boot. Heb dan wel een SSD waarvan ik opstart, zou niet anders willen meer.

[djjeanb]

Maar hij heeft wel gelijk, hoe meer programma's je installeert hoe langer het duurt. dat is in al die jaren onveranderd gebleven.

[woekele]

Omdat sommige van die programma's (vooral security-programmas zijn berucht) vaak gebruik maken van inefficiente code, system calls, drivers etc, waardoor je systeem extreem veel harder moet werken om andere programma's te laden, bijvoorbeeld omdat elke bewerking van programma X eerst gecheckt wordt door de 'security' van programma Y. En als Y dan weer gecheckt wordt door Z, wordt het helemaal leuk. Een andere optie is programma's die dingen op je netwerk willen doen en blijven 'hangen' totdat die bewerkingen voltooid zijn. Ergste is als vervolgens andere programma's ook eerst moeten wachten op dit programma.

In principe hoeven veel geinstalleerde programmas geen probleem te zijn, als je CPU en SSD snel genoeg zijn en de programma's geen gekke dingen doen.

[skatebiker]

Vreemd waarom (in ieder geval high-end) smartphones en tabletten dat wel snel kunnen. Een app is op mijn Note 2 in het allersloomste geval binnen een paar seconden gestart en voor iPhone en iPad ligt dat doorgaans niet anders.
Op een computer is dat veel trager soms oplopend tot een paar minuten (bijv. Outlook).

[woekele]

Onder andere omdat apps op smartphones geen rechten hebben om zich zo diep in je systeem te nestelen om de boel zodanig te kunnen vertragen en Outlook is nou typisch zo'n wanproduct dat regelmatig compleet vast kan slaan tijdens netwerkcommunicatie.

[Reactie gewijzigd door woekele op 23 juli 2024 06:57]

[CH4OS]

Onder andere omdat apps op smartphones geen rechten hebben om zich zo diep in je systeem te nestelen om de boel zodanig te kunnen vertragen en Outlook is nou typisch zo'n wanproduct dat regelmatig compleet vast kan slaan tijdens netwerkcommunicatie.

Vergeet de grootte van de mailbox niet. Oudere versies van Outlook kennen immers hun limieten, spijtig genoeg...

[DLGandalf]

Jouw outlook heeft een complete database van 'x' aantal jaar aan emails -- een gmail applicatie daarentegen (als voorbeeld) haalt slechts relatief kleine stukjes database binnen van een google server, die google server is snel zat en staat uiteraard netjes te wachten totdat jouw app een aanvraag doet.

[xFeverr]

in feite niet mogelijk. het maakt niet uit hoeveel programma's er op je pc geïnstalleerd staan, het gaat er om hoeveel er op dat moment geladen zijn. Als elk programma een start-up entry maakt, dan duurt het wat langer, maar niet alle programma's doen dat hoor.

[Dracyn]

Het tegendeel is waar, ik heb meer als 100 games geinstalleerd staan zon 50 programma's op mijn pc en hij start binnen 5 seconde compleet op, waarom? er zit zo goed als niks in mijn opstart cyclus lijstje van wat er in zit:
skype
origin
steam
antivirus (nod32)
logitech gaming software

Zon beetje wat niks wat remt dus een snelle opstart, hou je opstart schoon en je start snel en een ssd doet altijd wonderen!

[Vayra]

Daar heb je het msconfig commando voor / opstartmenu.

Die opstartlijst moet gewoon lekker leeg blijven, dan blijft je boot ook snel, simpel zat.

Ik start alleen op met:
Panda Cloud Antivirus
Precision X + Rivatuner
F.lux
Samsung Magician
OpenOffice

En van dit lijstje is 80% gewoon convenience, alles behalve Panda kan er in principe gewoon uit... En services die online moeten met een login, zet ik er never nooit in.

[Reactie gewijzigd door Vayra op 23 juli 2024 06:57]

[Termy]

Mijn systeem is nog van 2009 (Nehalem) en dus zit ik nog met SATA 2. Om voor dat alleen alles te upgraden vind ik onzinnig (het is nog steeds erg snel etc), dus ik hoop op een goede native PCIe SSD om m'n huidige SSD te vervangen. Nu er laptops uitkomen met zulke SSDs had ik de hoop dat die ook beschikbaar zouden zijn/worden voor desktop, maar dat lijkt tegen te vallen.

Helaas werd het in dit artikel niet echt duidelijker. Zijn er nu al native PCIe SSDs waar je vanaf kunt booten voor consumenten of komen die er nog lang niet/binnenkort/ooit? Voor de duidelijkheid: ik vraag dus niet om iets als de OCZ RevoDrive.

[N8w8]

In de kern is NGFF/m.2 gewoon PCIe (+SATA), wat je desktop ook heeft. Alleen de form factor is anders.
Dus ook al heb je in je desktop niet zo'n aansluiting, een NGFF SSD aansluiten op een "gewoon" PCIe slot met een converter is theoretisch niet zo moeilijk.
Hiermee bijvoorbeeld:
http://www.tomshardware.com/reviews/a110-m.2-ssd,3594-2.html
Weliswaar is dat geen consumenten kaart maar meer een devkit ofzo, maar het toont wel aan hoe simpel zoiets kan werken, en als m.2 wat meer ingeburgerd is komen er wel meer van zulke kaarten.

[Termy]

Ok, dank voor de link. Zo te zien is zo'n native PCIe nog niet helemaal klaar voor consumenten (gezien de speciale kaart), maar zou het niet heel lang meer mogen duren.

[samvanbrussel]

De 's' uit sata staat voor serieel, omdat harde schijven grotendeels serieel werken; de koppen kunnen nu eenmaal maar op één plaats tegelijk zijn.

Het seriële slaat op de manier waarom de kabel en aansluiting werkt en dus data verstuurd wordt over de kabel, niet op de werking van het apparaat zelf.

Die beperkingen gelden niet voor solid state drives; het flashgeheugen kan zeer goed parallel worden uitgelezen of beschreven, maar vanwege de seriële interface wordt het snelheidspotentieel van ssd's niet benut.

Waar slaat dit nu op? De beperkte bandbreedte is de oorzaak. Jij denkt dus dat het imaginaire PATA aan 6Gbps sneller SSDs zou bedienen?

[Bauknecht]

PATA heeft wel degelijk bestaan hoor Debiel traag naar hedendaagse normen (maximum was ATA mode 4, 133MB/s) en moeilijk in te stellen (master/slave) en lompe, afzichtelijke flat cables.
De reden waarom dit soort parallelle interfaces (quasi) niet meer gebruikt wordt, is timing: je moet pakweg 16 of 32 bits op krak hetzelfde moment versturen, en die moeten op krak hetzelfde moment aankomen. Dat bleek na een tijd zeer moeilijk, zo niet onmogelijk, te worden bij hogere kloksnelheden. Om nog maar te zwijgen van wat voor een lompe ondingen die oude PATA-kabels waren omdat er maar liefst 16 datalijnen nodig waren...
Dit terzijde

[Reactie gewijzigd door Bauknecht op 23 juli 2024 06:57]

[samvanbrussel]

Inderdaad, dat weet ik wel. Met imaginair doelde ik op de snelheid, nl. aan 6Gbps

[Verwijderd]

Net een nieuwe pc gebouwd. Als ik dit zo lees heb ik al weer zin om te gaan benchen etc en de nieuwe standaarden toch eens even ervanlangs te gaan geven

Moet alleen nog wel even wachten

[Origin64]

Met slechts een enkele pci-e-lane beschikt een met nvme aangesloten ssd al over bijna een gigabit per seconde aan bandbreedte, tegenover de 600Mbit/s van sata.

Ik weet redelijk zeker dat SATA 600MB/s doet, niet 600Mbit/s.Dus is PCIE dan 1gbit of 1GB?