Raskere datatilgang med smartere disker

En ny teknikk for S-ATA-harddisker kan være mer effektiv enn økning i rotasjonshastigheten.

Rotasjonshastigheten til en harddisk har svært mye å si for hastigheten harddisken kan skrive og lese data. Men snart vil det komme Serial ATA-harddisker som tar i bruk en ny og rimeligere teknologi, Native Command Queuing (NCQ), som også skal gi harddiskene bedre ytelse. NCQ er en del av Serial ATA II: Extensions to Serial ATA 1.0-spesifikasjonen.

NCQ er en kommandoprotokoll i Serial ATA som kun kan implementeres i ekte Serial ATA-harddisker. Mange av harddiskene på markedet i dag er vanlige parallell-ATA-harddisker med et S-ATA-grensesnitt.

NCQ tillater at en harddisk har flere kommandoer utestående på samme tid. Harddiskene med NCQ-støtte har en intern kø med 32 plasser, hvor rekkefølgen på de utestående kommandoene kan omorganiseres dynamisk, og nødvendige sporingsmekanismer for utestående og avsluttede deler av arbeidsmengden. NCQ har også mekanismer som tillater verten å utstede ytterligere kommandoer til harddisken mens harddisken søker etter data for en annen kommando.

Seagate demonstrerte tidlig i mai en kommende Barracuda 7200.1 S-ATA-harddisk, som skal bli den første på markedet som støtter NCQ, når den kommer på markedet i juni. Denne harddisken har en rotasjonshastighet på 7200 rpm. Ifølge Seagate, ga den NCQ-baserte harddisken under demonstrasjonen tilsvarende eller høyere båndbredde enn en moderne harddisk med rotasjonshastighet på 10.000 rpm med Intels testverktøy IOMeter.

Ifølge Seagate vil NCQ-teknologien kunne utnyttes spesielt godt systemer med støtte for Hyper-Threadinng, det vil si maskiner utstyrt med nyere Pentium 4-prosessorer fra Intel. Dette skyldes at denne teknologien tillater flere applikasjoner å sende I/O-forespørsler på samme tid. Derimot er de fleste av dagens applikasjoner laget slik at de kun sender én I/O-forespørsel om gangen. Dette er selvfølgelig en ulempe, men ifølge Seagate skal det være relativt enkelt for utviklere av programvare å gjøre noe med dette, gjennom å ta i bruk såkalt asynkron I/O.

Til sammen betyr dette at harddiskene kan velge først å utføre de kommandoene som krever minst mulig flytting av lesehodet og harddiskplatene, i forhold til der lesehodet befinner seg for øyeblikket. På denne måten vil behovet for å flytte hodet over store avstander mellom hver kommando, reduseres. I tillegg til kortere søketid, skal dette også føre til mindre slitasje på mekanikken i harddiskene.

I tillegg tillater NCQ harddiskene å sette i gang DMA-operasjoner (Direct Memory Access) for en dataoverføring uten innblanding av vertsprogramvaren. Dette kalles ifølge Seagate for førsteparts DMA. Dette betyr at diskenheten er i stand til å utføre komplekse operasjonssekvenser uten å ta i bruk CPU-en til vertssystemet. Diskenheten vet selv den nåværende posisjonen for hodet i forhold til lagringsplatene, Enheten velger da den neste dataoverføringen for å minimalisere både søke- og rotasjonsforsinkelsene.

Problemet med NCQ i dag, er at det er få eller ingen S-ATA-kontrollere som støtter dette. Dette er selvfølgelig ting som kommer, men for alle som allerede har kjøpt inn hovedkort med S-ATA-støtte, betyr dette at de også må investere i en tilleggskort, eventuelt bytte ut hovedkortet, for å kunne utnytte NCQ.

Flere detaljer om NCQ er tilgjengelig blant annet i denne dokumentet (PDF).

Til toppen