PCIe in plaats van SATA als interface voor harde schijven

Jason Adrian, hardware-architect bij Microsoft, stelt voor om de sata-interface van harde schijven te vervangen voor PCI Express, inclusief het NVMe-protocol.

Bij ssd’s heeft PCI Express zich inmiddels gevestigd als de interface, zij het in de vorm van een PCIe-plug-in kaart, een M.2-slot of een U.2-poort, die voornamelijk in servers wordt gebruikt. Voor harde schijven zijn SATA en – vooral in grotere installaties – SAS-harddisks echter nog steeds gangbaar. Op de Open Compute Summit heeft Microsoft-manager Jason Adrian nu voorgesteld dat harde schijven ook een PCIe-verbinding moeten hebben.

De snelheid van harde schijven speelt waarschijnlijk slechts een ondergeschikte rol. Hoewel het mogelijk is dat toekomstige hdd’s ooit de SATA-limiet van ongeveer 560 MB/s zullen bereiken, zal dat waarschijnlijk nog wel een tijdje duren. Daar zijn nieuwe technologieën voor nodig, zoals HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording) en MAMR (Microwave Assisted Magnetic Recording), die niet alleen meer opslagcapaciteit beloven, maar ook hogere snelheden kunnen bereiken dankzij veel hogere bit-dichtheid.

Volgens Adrian vormt PCIe feitelijk de native interface naar de cpu. NVMe maakt niet alleen de vertaalslag van het AHCI-protocol overbodig, maar vereenvoudigt ook het ontwerp, met name voor servers. In plaats van te zorgen dat de PCIe-controllers in processors ook SATA 6G spreken of tussen de harde schijf en de processor SAS-controllers te hangen, zou je dan PCIe HDD’s flexibel direct aan de cpu kunnen koppelen.

De overdrachtssnelheid van een enkele PCIe 3.0 lane (bijna 1 GB/s) per harde schijf zou de komende jaren nog voldoende zijn zonder zaken af te remmen. Bovendien zouden ontwikkelaars dan gemakkelijker dan nu het geval is een mix van ssd’s en harde schijven kunnen toepassen. Meer details zijn te vinden in de storage-sectie van het Open Compute Project.

Op dit moment ziet de industrie de noodzaak hiervan niet in, vervolgde Adrian. Hij verwacht dat het idee uiteindelijk wel zal worden overgenomen, ook al zal dat de komende vijf jaar nog niet het geval zijn.

Het idee is overigens niet geheel nieuw: op de Computex in 2014 toonde Western Digital al een harde schijf met PCIe-verbinding. Alleen was toen de reden voor de snellere interface het extra flash-geheugen dat op de printplaat in de schijf was geïnstalleerd.

(Lutz Labs/Daniel Dupré)