SATA Express

SATA Express

Revisi 3.2 dari spesifikasi Serial ATA menstandardisasi SATA Express[1]
Tahun diperkenalkan	2013
Kecepatan maksimal	Hingga 16 Gbit/s (2 GB/s)
Jenis antarmuka	Serial
Pasang-lepas saat menyala	Ya[1]

SATA Express (kadang disingkat secara tidak resmi sebagai SATAe) adalah antarmuka bus komputer yang mendukung peranti penyimpanan berbasis Serial ATA (SATA) maupun PCI Express (PCIe), yang pertama kali distandardisasi dalam spesifikasi SATA 3.2.^[1] Konektor SATA Express pada sisi inang (host) memiliki kompatibilitas mundur dengan konektor data SATA standar,^[2] sekaligus menyediakan dua jalur PCI Express sebagai koneksi PCIe murni ke peranti penyimpanan.^[3]

Alih-alih melanjutkan pendekatan antarmuka SATA konvensional yang menggandakan kecepatan dasarnya pada setiap revisi utama, spesifikasi SATA 3.2 mengadopsi bus PCI Express untuk mencapai laju transfer data yang melampaui batas kecepatan SATA 3.0 sebesar 6 Gbit/s. Para perancang antarmuka SATA menyimpulkan bahwa penggandaan kecepatan bawaan SATA memerlukan waktu terlalu lama untuk mengejar kemajuan teknologi solid-state drive (SSD),^[4] menuntut terlalu banyak perubahan pada standar SATA, serta menghasilkan konsumsi daya yang jauh lebih tinggi dibandingkan memanfaatkan bus PCI Express yang sudah tersedia.^[5][6] Sebagai bus komputer yang digunakan secara luas, PCI Express menyediakan lebar pita yang memadai dan memudahkan peningkatan performa melalui pemanfaatan jalur (lanes) yang lebih cepat atau lebih banyak.^[7]

Selain mendukung antarmuka logis warisan AHCI, SATA Express juga mendukung NVM Express (NVMe) sebagai antarmuka peranti logis untuk media penyimpanan PCI Express yang terpasang. Dukungan AHCI memastikan kompatibilitas mundur di tingkat perangkat lunak dengan peranti SATA lama dan sistem operasi terdahulu, sedangkan NVM Express dirancang untuk memaksimalkan pemrosesan I/O berkecepatan tinggi secara paralel pada media penyimpanan berbasis PCI Express.^[8]

Sejarah

Antarmuka Serial ATA (SATA) awalnya dirancang terutama untuk melayani diska keras mekanis (HDD), dengan melipatgandakan laju transfer bawaannya pada setiap revisi utama: mulai dari 1,5 Gbit/s pada SATA 1.0 (2003), 3 Gbit/s pada SATA 2.0 (2004), hingga 6 Gbit/s pada SATA 3.0 (2009).^[9] SATA juga sempat dijadikan antarmuka umum bagi SSD generasi awal. Namun, lonjakan kecepatan baca-tulis SSD membuat antarmuka SATA segera menjadi leher botol (bottleneck) performa.^[5] Pada paruh kedua tahun 2013, SSD konsumen kelas atas telah mencapai batas fisik SATA 3.0 (sekitar 550–600 MB/s), sehingga menuntut antarmuka transmisi baru yang jauh lebih kencang.^[10]

Saat mengevaluasi rancangan, konsorsium SATA-IO menyimpulkan bahwa pengembangan arsitektur dasar SATA menjadi 12 Gbit/s memerlukan waktu lebih dari dua tahun dan membutuhkan perubahan sirkuit fisik yang boros daya serta berbiaya tinggi.^[4] Sebagai gantinya, SATA-IO memutuskan untuk mengintegrasikan bus PCI Express ke dalam spesifikasi SATA 3.2 pada tahun 2013 dengan merancang konektor fisik gabungan yang mempertahankan kompatibilitas colokan kabel SATA lama.^[6][11]

Ketersediaan pasar dan penerimaan

Dukungan awal untuk SATA Express diperkenalkan pada platform cip Intel Seri 9 (chipset Z97 dan H97) pada Mei 2014 untuk mendukung prosesor Haswell Refresh.^[12] Papan induk berbasis Z97 menyediakan konektor SATA Express yang memanfaatkan dua jalur PCI Express 2.0 (menghasilkan lebar pita sekitar 1 GB/s). Platform antusias Intel X99 menyusul pada akhir 2014, dan AMD kemudian menyertakan dukungan bawaan untuk SATA Express pada soket AM4 (chipset seri 300) saat peluncuran prosesor Ryzen pada awal 2017.^[13]

Meskipun banyak papan induk komputer meja menyertakan porta fisik SATA Express antara tahun 2014 dan 2017, SATA Express dianggap sebagai standar yang gagal di pasaran. Hal ini terjadi karena kemunculannya bersamaan dengan adopsi pesat faktor bentuk M.2 dan protokol NVM Express (NVMe). Sangat sedikit pabrikan peranti penyimpanan yang merilis SSD ritel berbasis kabel SATA Express karena faktor bentuk M.2 jauh lebih ringkas, hemat tempat, dan langsung memanfaatkan hingga empat jalur PCIe tanpa kabel eksternal yang rumit. Akibatnya, porta SATA Express secara bertahap menghilang dari papan induk generasi berikutnya.

Karakteristik dan fitur

Antarmuka SATA Express mendukung media penyimpanan PCI Express maupun SATA konvensional melalui satu blok konektor terpadu pada papan induk. Blok ini mengekspos dua jalur PCI Express (2.0 atau 3.0) serta dua porta SATA 3.0 (6 Gbit/s), kendati keduanya tidak dapat digunakan bersamaan pada satu kabel SATA Express yang sama.^[3]

Pemanfaatan jalur PCI Express menghasilkan lebar pita yang melampaui batas SATA biasa:

• Dua jalur PCI Express 2.0 menghantarkan lebar pita efektif sebesar 1.000 MB/s (1 GB/s, dengan pengodean 8b/10b).
• Dua jalur PCI Express 3.0 menghantarkan lebar pita efektif sebesar 1.969 MB/s (~1,97 GB/s, dengan pengodean 128b/130b).^[7]

Terdapat tiga opsi antarmuka peranti logis yang didukung oleh pengontrol SATA Express:^[6][8]

• SATA Warisan (Legacy SATA): Beroperasi menggunakan pengontrol AHCI dan memanfaatkan dua porta SATA 3.0 konvensional untuk mempertahankan kompatibilitas penuh dengan kabel dan peranti SATA lama.
• PCI Express berbasis AHCI: Menggunakan jalur transmisi data PCIe berkecepatan tinggi, namun tetap berkomunikasi melalui tumpukan driver AHCI di sistem operasi. Mode ini mempermudah instalasi tanpa driver tambahan pada sistem operasi lawas, tetapi membatasi potensi performa SSD karena arsitektur AHCI dirancang dengan antrean tunggal.
• PCI Express berbasis NVMe: Menggunakan jalur PCIe dan berkomunikasi melalui protokol NVM Express. Mode ini memberikan performa optimal dengan latensi sangat rendah, antrean perintah paralel bertingkat (multi-queue), dan pengurangan beban kerja prosesor induk secara drastis.

Konektor fisik

Konektor SATA Express dirancang khusus untuk mempertahankan kompatibilitas colokan kabel SATA tanpa memerlukan adaptor tambahan.^[2] Konektor pada sisi papan induk (host plug) dibentuk dengan menggabungkan dua porta data SATA standar berdampingan dengan satu porta konektor tambahan berisi sinyal jalur PCI Express.

Jenis konektor pada ekosistem SATA Express meliputi:^[2]

• Host plug: Konektor jantan pada papan induk atau kartu kontroler. Konektor ini kompatibel mundur penuh dan dapat dipasangi dua kabel data SATA biasa secara berdampingan.
• Host cable receptacle: Kepala colokan kabel di sisi papan induk.
• Device cable receptacle: Kepala colokan kabel di sisi peranti penyimpanan, mendukung colokan peranti SATA Express atau SATA biasa.
• Device plug: Konektor pada bodi peranti penyimpanan SATA Express. Konektor ini secara mekanis serupa dengan konektor U.2 (SFF-8639) dan MultiLink SAS, tetapi terbatas pada dua jalur PCIe.
• Host receptacle: Konektor pada bidang belakang (backplane) peladen untuk pemasangan peranti secara langsung tanpa kabel.

Matriks kecocokan konektor fisik SATA Express^[2]

Konektor fisik	Colokan kabel inang SATAe	Colokan kabel peranti SATAe	Reseptakel inang SATAe	Reseptakel kabel SATA	Reseptakel backplane U.2	Reseptakel SAS MultiLink
Host plug SATA Express	Ya	Tidak	Tidak	Ya	Tidak	Tidak
Device plug SATA Express	Tidak	Ya	Ya	Tidak	Ya	Ya
Device plug SATA biasa	Tidak	Ya	Ya	Ya	Ya	Ya

Lihat pula

• Serial ATA (SATA)
• NVM Express (NVMe)
• M.2
• PCI Express
• Solid-state drive
• U.2

Referensi

Pranala luar

• Situs web resmi (Situs resmi SATA-IO)
• Pengujian Performa SATA Express pada Papan Induk Asus, AnandTech