Sata interrupt selection что это
Вступление, участники тестирования, сводная таблица технических характеристик, тестовый стенд и методика тестирования, тестирование в классических бенчмарках: Crystal Disk Mark
Файловые системы: вы уже готовы к ReFS, а она к вам — нет
Не форматируйте системный диск под Windows XP в FAT32! Если в ОС GNU/Linux файловые системы «цветут и пахнут» и внедряются без особой бюрократии, то монополии NTFS в накопителях под управлением Windows ничего не грозит. Но за прошедшие годы (без малого четверть века, если брать за отсчёт первую версию ФС) недостатки NTFS успели «набить оскомину» даже самой Microsoft, поэтому редмондцы разработали и, частично, внедрили преемника своего детища — ReFS (Resilient File System).
Файловая структура в ReFS
Дебютная версия «отказоустойчивой файловой системы» вышла в свет в бета-версиях Windows 8 и её серверных аналогах. Её будущее в домашних ПК пока туманно, тем более, в роли системного раздела, но ключевые наработки Microsoft в этом направлении известны уже сегодня. Среди них:
• Поддержка длинных имен. До 32768 символов в пути вместо 255, как это было в NTFS
• Устойчивость к перебоям в питании устройства. Данные и результаты изменений не будут повреждены, потому что файловая система оперирует метаданными и восстанавливает информацию в случае их повреждения. При любых операциях файловая система сначала создаёт новую копию метаданных в свободном пространстве, и только потом, в случае успеха, переводит ссылку со старой области метаданных на новую. Вот вам и сохранность файлов без журналирования.
• Избыточность хранения данных для большего ресурса накопителя.
• Более высокая скорость работы за счёт пониженной фрагментации.
ReFS ещё недостаточно отполирована для повсеместного внедрения, но если откуда-то и стоит ждать новшеств в методе хранения и оперирования файлами в Windows, то только отсюда.
Устаревший и более медленный интерфейс по соображениям «кабы чего не вышло»
В списке устаревших технологий, которые гнездятся в новых матплатах ради совместимости со стандартами былых лет, неизменно фигурирует IDE (Integrated Drive Electronics) — режим контроллера накопителей, который не «ампутировали» из новых чипсетов только ради совместимости со старыми накопителями и ПО. В таком режиме накопители SATA 3.0 работают с быстродействием уровня своих PATA-предшественников.
А режим расширенного хост-контроллера (AHCI) даже в самых современных чипсетах отключен «до востребования». И напрасно, потому что только он сможет раскрыть потенциал современных накопителей при высокой нагрузке.
В былые времена загвоздка с использованием режима AHCI заключалась в том, что в операционных системах (Windows XP и Vista, по большей части) попросту не было драйверов для большинства AHCI-контроллеров в новых чипсетах, поэтому системы «падали в BSOD» сразу же после установки. Сегодня кулибины внедряют поддержку AHCI даже в эти две устаревшие системы, а уж Windows 7/8 и 10 поддерживают расширенный хост-контроллер в полной мере.
Накопитель в режиме последовательного чтения (IDE). Накопитель — Kingston SSD Now V+
Накопитель в режиме последовательного чтения (AHCI) (источник: dobreprogramy.pl)
От режима IDE AHCI отличает поддержка горячей замены накопителя (малополезно в домашнем ПК) и, что гораздо важнее, NQC. Native Command Queuing или «аппаратную установку очерёдности команд» часто считают новой разработкой для повышения быстродействия SSD, хотя на самом деле её разрабатывали ещё с учётом потенциала механических накопителей.
Поддержка NQC в режиме AHCI минимизирует движение головки в механических накопителях
NCQ «сортирует» команды при обращении к накопителю таким образом, чтобы минимизировать движения головки в HDD и как можно эффективнее использовать ячейки NAND в твердотельных накопителях. В случае с SSD режим AHCI важен ещё и для корректной работы TRIM и быстродействии на предельных для SATA-III скоростях (а в «потолок» SATA упираются даже недорогие накопители. Такие как Kingston UV400, например).
Режим AHCI жизненно важен для новых SATA-накопителей
Переключать режим работы контроллера желательно до установки операционной системы. Можно и после, но тогда придётся «заводить» AHCI с помощью нетрадиционной, понимаете ли, медицины. В любом случае, убедитесь, что ваши накопители используют для передачи данных современный интерфейс. Ведь гарантия того, что, например, Windows 98 сможет взаимодействовать с накопителем гораздо менее полезна, чем более высокое быстродействие в современных ОС и программах каждый день.
UEFI — не «альтернативно одарённый BIOS», а лучший метод инициализации оборудования
На «железном» уровне новшества во взаимодействии платформы ПК с накопителями предельно понятны: жёсткие диски наращивали плотность записи и увеличили количество пластин в 3,5-дюймовом форм-факторе и наполнили особо ёмкие модели гелием, чтобы диски стали работать стабильнее. Будущее HDD отныне зависит от темпов внедрения технологии черепичной магнитной записи или более радикальным изменениям (рывку в объёме накопителей) с термоассистируемой магнитной записью.
SSD? Сменили несколько типов памяти, перестали быть роскошью в домашних компьютерах, нарастили объём до сотен гигабайт. Выжали все соки из SATA-III, заполучили скорости PCI-E и наконец заимели компактный форм-фактор.
Накопитель Kingston DCP-1000 — до 1 100 000 IOPS на чтение и 200 000 IOPS на запись, например
Но быстродействие накопителей зависит не только от «железа», но и программной составляющей. И здесь самое время вспомнить о BIOS, который задержался на сцене, словно закостеневшие на старости лет эстрадные кумиры.
Сегодня в сознании трудящихся UEFI — это такая красочная альтернатива «биосу», с градиентами, красивыми меню, поддержкой мыши и, иногда, русифицированным интерфейсов. Тем удивительнее, что пёстрый EFI (Extensible Firmware Interface, тогда ещё без Unified в аббревиатуре) изначальном варианте был разработан Intel ещё в далёком 2003 году. И изначально его предлагали для серверных Itanium как более гибкий и быстрый интерфейс для загрузки ОС и инициализации/диагностики комплектующих. Уж больно много слабых мест было в древнем 16-битном BIOS с 1 Мбайт адресуемой памяти, поэтому замена напрашивалась сама собой. Как это обычно бывает в соревновании слоев абстракции и производительности железа, UEFI стал «тяжелее» и превратился в мини-операционную систему с драйверами и службами, но быстродействие и стабильность того стоили.
В массовые компьютеры UEFI пришёл в 2012-2013 гг., а вместе с ним в «предзагрузочном» интерфейсе появились приятные и не очень, нововведения. Начнём с функции-«защитницы» Windows 8, Secure Boot.
Включение AHCI в BIOS
В некоторых компьютерах по умолчанию может быть установлен режим IDE, который, как вы уже поняли, давно морально и физически перестал быть актуальным. Как правило, это встречается на старых компьютерах, где производители сами включали IDE для предотвращения возможных проблем совместимости аппаратной и программной части. Таким образом, более современный САТА будет работать в медленном ИДЕ полностью корректно, но вот обратное переключение при уже установленной ОС вызывает затруднения, в том числе и в виде BSOD.
На этом статья подходит к концу. Надеемся, вам удалось разобраться с возможностями опции «SATA Mode» и вы смогли настроить BIOS под свою конфигурацию ПК и установленную операционную систему.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.
Иногда встречающаяся в BIOS опция Compatible относится к категории опций, предназначенных для конфигурации установленных в системе накопителей. Она во многом напоминает опцию Configure SATA As. Опция позволяет установить варианты работы контроллера SATA, включить поддержку режима AHCI и выбрать режим совместимости со старыми операционными системами.
Оглавление
Принцип работы SATA Mode
Во всех относительно современных материнских платах присутствует контроллер, обеспечивающий работу жестких дисков через интерфейс SATA (Serial ATA). Но не только SATA-накопители находятся у пользователей в обиходе: до сих пор актуально подключение IDE (оно также носит название ATA либо PATA). В связи с этим хост-контроллер системной платы нуждается в поддержке работы с устаревшим режимом.
BIOS позволяет пользователю настроить режим работы контроллера в соответствии с имеющимся на руках оборудованием и операционной системой. В зависимости от версии БИОС значения «SATA Mode» могут быть как базовыми, так и расширенными. Чуть ниже мы разберем и те, и другие.
Название опции:
Возможные значения:
nolapic
Отключает LAPIC. MSI прерывания не могут работать без LAPIC, I/O APIC не может работать без LAPIC. Поэтому все прерывания от устройств будут идти на PIC, а он работает только с CPU0. И без LAPIC остальные CPU даже работать в системе не будут.
Комбинации:
На самом деле всего одна для нового варианта: «noapic pci=nomsi». Все прерывания от устройств смогут идти только на CPU0 через PIC. Но LAPIC работает и другие CPU могут работать и обрабатывать прерывания.
Одна, потому что с «nolapic» можно ничего не комбинировать, т.к. эта опция и так сделает недоступным I/O APIC и MSI. Так что если вы когда-то прописывали опции загрузки «noapic nolapic» (или самый распространённый вариант «acpi=off noapic nolapic»), то судя по всему вы набирали лишние буквы.
Итак, что будет от опций «noapic pci=nomsi»:
Новое — значит лучшее?
Рекомендация выбирать самые новые протоколы и технологии из доступных была бы слишком наивной — всегда стоит взвешивать за и против, прежде чем расставлять галочки в UEFI или операционной системе. Но всё же стоит помнить о том, что в апгрейд старого компьютера — дело рук самих владельцев этого компьютера. ПК с многолетней выдержкой очень редко способен сконфигурировать новое железо правильным образом. А это значит, что после модернизации будет не лишним проверить, в каком режиме работает новая «железка» — хотя бы среди тех вариантов, о которых мы говорили сегодня. Заставляйте ваши SSD работать «на все деньги» при любом удобном случае!
Всякую новую вещь нужно уметь правильно использовать
Правильная конфигурация BIOS/UEFI и операционной системы — это хорошо, а когда она управляет новым быстрым железом — ещё лучше! Для всех любителей совмещать программную прокачку комплектующих с непосредственно апгрейдом мы дарим скидку 10% на SSD HyperX и память DDR4 в магазинах DNS и 10% скидки на накопители HyperX Fury и память DDR3 в Ситилинк! Акция действует с 21 марта по 4 апреля, это отличная возможность сделать свой компьютер быстрее и сэкономить.
А ещё мы рады сообщить, что вскоре обладателем нашей новейшей флагманской гарнитуры с объёмным звуком станет подписчик Kingston. Поэтому, если вы ещё не подписаны, нужно скорее исправлять ситуацию. :) Мы выберем победителя случайным образом и огласим имя никнейм счастливчика 7 апреля. Не упустите шанс заполучить звучание кинематографического уровня для своего компьютера!
Подписывайтесь и оставайтесь с нами — будет интересно!
Для получения дополнительной информации о продукции Kingston и HyperX обращайтесь на официальный сайт компании. В выборе своего комплекта HyperX поможет страничка с наглядным пособием.
Решение принято: начиная с чипсета 9-й серии жесткие диски подключаются напрямую к шине PCI Express, минуя SATA-контроллер. В итоге, производительность дисковой подсистемы увеличивается в полтора-два раза с соблюдением всех требований AHCI-стандарта, т.е. без потери программной совместимости:
Такова надводная часть айсберга. Каковы отдаленные последствия, связанные с нововведением? Обратимся к спецификации NVM Express, регламентирующей логику работы твердотельного диска на PCIe-шине.
Несколько слов о Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification
Место интерфейса NVMe отлично иллюстрирует статья Дейла Ландсмена из SanDisk «AHCI and NVMe as Interfaces for SATA».
Из нее всем интересующимся полезно будет узнать, что «AHCI was developed at a time when the purpose of the HBA in a system was to connect the CPU/Memory subsystem with the much slower rotating media-based storage subsystem. Such an interface has some inherent inefficiency when applied to SSD devices, which behave much more like DRAM than spinning media».
Иными словами, контроллер AHCI разработан во времена господства электромеханических накопителей с целью оптимизации их взаимодействия с системой. В частности, изменения очередности команд передачи данных для минимизации механических перемещений блока магнитных головок, а также оптимальной синхронизации процессов чтения и записи с вращением диска. Очевидно, для твердотельных накопителей, применяющих иные принципы хранения информации, и работающих на больших скоростях, использование архитектуры AHCI является временным выходом, продиктованным требованиями совместимости. Полное раскрытие скоростного потенциала SSD дисков, а также поддержка современных технологий виртуализации станут возможными только при использовании контроллера, оптимизированного для данного типа накопителей.
- Legacy SATA – традиционный SATA накопитель;
- SATA Express / AHCI – накопитель с физическим интерфейсом SATA Express и интегрированным контроллером, совместимым со стандартом AHCI;
- SATA Express / NVMe – накопитель с физическим интерфейсом SATA Express и интегрированным контроллером с архитектурой NVMe.
SR-IOV как зеркало хардверной революции
Вернемся к спецификации NVMe. При ее разработке изначально учитывалась возможность поддержки Single-Root Input-Output Virtualization:
Тем, кто незнаком с концепцией SR-IOV, в двух словах сообщим, что сие суть дальнейшее развитие идеи виртуализации, пришедшей на периферию. Физический девайс с помощью SR-IOV представляется как совокупность виртуальных устройств со всеми вытекающими последствиями: разграничение доступа, повышение производительности etc. В настоящее время используется виртуализация центрального процессора VT-x, виртуализация адресного пространства для bus-master устройств VT-d, но продвижение в сторону виртуализации периферийных устройств пока затруднено. Вернее так: на рынке уже полно сетевых адаптеров, которые поддерживают SR-IOV, но слишком далеки они от народа дороги они. Массового психоза, связанного с раздвоением и прочим клонированием девайсов не наблюдается. Пока нет виртуализируемых USB-контроллеров (а жаль, кстати!), как следствие – флеш-дисков и других накопителей, в т.ч. SATA. Так вот – будут.
Есть, правда, одно «но». В силу того, что NVMe-контроллер становится частью жесткого диска, а сам накопитель подключается как PCI Express устройство, поддержка SR-IOV будет зависеть не только от чипсета и платформы, но и от накопителя. Это означает дальнейшую дивергенцию любительского (офисного) и профессионального (серверного) оборудования. Таковы перспективы будущего, на наш взгляд.
В предыдущей части мы рассмотрели эволюцию доставки прерываний от устройств в x86 системах (PIC → APIC → MSI), общую теорию и все необходимые термины.
В этой практической части мы рассмотрим как откатиться к использованию устаревших методов доставки прерываний в Linux, а именно рассмотрим опции загрузки ядра:
- pci=noacpi
- acpi=noirq
- acpi=off
Описание:
Обычно эта опция позволяет указать режим работы современного IDE/SATA-контроллера чипсета. При значении IDE для обращения к SATA-накопителям будет использоваться механизм, аналогичный обычному IDE-контроллеру. Конечно, это несколько ограничивает быстродействие дисковой подсистемы, зато вам не потребуется установка дополнительных драйверов — все необходимое уже имеется в составе любой операционной системы.
Значение RAID встречается только на материнских платах, поддерживающих RAID-массивы из накопителей, подключенных к стандартному IDE/SATA-контроллеру чипсета. Его выбор дает возможность объединять жесткие диски в RAID-массивы с целью повышения надежности хранения информации или для увеличения скорости работы. Учтите только, при установке операционной системы Windows 2000 или Windows XP вам обязательно потребуется дискета с драйверами (если в вашем компьютере нет дисковода, это может привести к неразрешимой проблеме, поскольку другие накопители не поддерживаются). Драйвера необходимы и для Windows Vista, но в этом случае помимо дискеты они могут быть записаны и на компакт-диск или Flash-накопитель.
Естественно, говорить о RAID-массиве можно только, если у вас в системе установлено два и более жестких диска. Причем, желательно, чтобы они были одной марки и объема, в идеале — с одинаковым firmware и из одной партии.
Значение AHCI присутствует только на достаточно новых материнских платах, IDE/SATA-контроллер которых поддерживает интерфейс SATA II. Выбор этого варианта позволяет воспользоваться всеми преимуществами расширенного хост-контроллера SATA II (AHCI расшифровывается Advanced Host Controller Interface) — очередью команд, горячим подключением и т.д. Не следует забывать и о более высоком быстродействии дисковой подсистемы в этом режиме. Если ваши жесткие диски поддерживают SATA II, имеет смысл остановиться именно на этом значении. Только имейте в виду, для установки Windows 2000 или Windows XP вам потребуется дискета с драйверами.
Для более старых операционных систем (семейства Windows 9x) использование RAID-массивов и AHCI-контроллера вряд ли возможно — необходимых драйверов просто не существует.
Менять режим работы стандартного IDE/SATA-контроллера чипсета необходимо до установки операционной системы. Если система установлена, простая смена режима в BIOS приведет к появлению «синего экрана смерти». Если вы все же хотите включить AHCI на установленной системе, перед изменением значения этой опции принудительно смените драйвер IDE/SATA-контроллера на нужный.
В отдельных реализациях BIOS назначение этой опции совсем другое — она отвечает за режим работы стандартного IDE/SATA-контроллера чипсета (аналогично опции Onboard IDE Operate Mode): расширенный (Enhanced) или совместимый (Compatible). Первый вы можете использовать в Windows 2000, Windows XP и Windows Vista, второй необходим для Windows 95, Windows 98 и Windows Me. За более подробной информацией обращайтесь к описанию опции Onboard IDE Operate Mode.
SATA Controller Mode
Secure Boot — многострадальная защита от «посредников» между ОС и UEFI
В инициативе по внедрению функции Secure Boot в UEFI версии 2.2 и выше разработчики руководствовалась благими намерениями, если вы понимаете, о чём мы. То, что первыми на вооружение эту функцию взяли Microsoft (чтобы обезопасить запуск Windows 8 и «придушить» активиторы-бутлоадеры) — другой разговор.
Некоторое время только Windows 8 и умела загружаться в режиме Secure Boot, а пользователям всех других ОС приходилось отключать функцию в BIOS UEFI, потому что интерфейс отказывался исполнять неподписанные файлы не подготовленных соответствующим образом систем.
Принцип работы Secure Boot
«Мякотка» заключалась в том, что все новые компьютеры по требованию Microsoft поставлялись с включенным Secure Boot, поэтому о новой функции (в не очень приятных обстоятельствах «падающей» системы) вскоре узнали все любители отличных от Win 8 операционных систем. А в некоторых случаях обновление Microsoft просто «по приколу» активировало Secure Boot в UEFI даже в Windows 7, которая после такой имплантации благополучно «падала» при следующей загрузке. Это ещё одна разновидность «романтических» обстоятельств знакомства с новой функцией в былые годы.
«Я те покажу, что такое безопасная загрузка!», — как бы говорит нам обновление KB3133977 и включает неподдерживаемый на Windows 7 Secure Boot в материнских платах ASUS
Справедливости ради, стоит отметить, что современные дистрибутивы GNU/Linux (Ubuntu, Fedora, Red Hat и openSUSE в числе первых) достаточно быстро обзавелись подписью для загрузки в Secure Boot, но в 2016 году с подачи Microsoft индустрии этот стандарт дважды, скажем так, аукнулся.
Первый раз — когда редмондцы «потеряли» мастер-ключ от Secure Boot и скомпрометировали защиту, за внедрение которой так активно выступали. Не штатный ключ, а именно мастер-ключ, с которым во всех выпущенных устройствах при активном Secure Boot загрузчик становится «голым и беззащитным», а злоумышленники могут легко и просто подменить операционную систему на этапе первоначальной загрузки. Нет повести печальнее на свете, чем повесть о «золотых ключах» и дебагерских инструментах в широком доступе.
А второй раз Microsoft наделала шума, когда упомянутый выше бэкдор начали было применять во благо как средство «джейлбрейка» планшетов под управлением Windows RT. Дело в том, что эксперимент Microsoft с ARM-системами закончился провалом, а крутые и дорогие (когда-то) планшеты Surface не получили даже поддержки UWP-приложений. То есть, неплохие с конструктивной точки зрения устройства стали заложниками «мёртвой» операционной системы. А другой операционной системы в планшете быть не могло, ведь Secure Boot на планшетах, по требованию Microsoft, был неотключаемым. После того, как упомянутый выше бэкдор оказался общественным достоянием, пользователи ARM-версий Surface получили на некоторое время возможность запустить неавторизованный загрузчик и установить альтернативную ОС. Но патч-латка за авторством Microsoft подоспел до того, как «еретики» успели что-то предпринять.
У Microsoft Surface RT был шанс заполучить альтернативную ОС. К сожалению, не сбылось.
Словом, Secure Boot уже подводила производителей и пользователей ПК, и, есть риск, что это произойдёт снова, поэтому тех, кто сомневается в её полезности, можно понять. Использовать ли «защищённую загрузку» или нет — вопрос открытый, как и в случае с подходом «паранойя vs установленный антивирус», если речь идёт о Windows. По умолчанию в старых матплатах не-брендовых ПК эта опция отключена, однако слабая защита всё же лучше, чем никакая.
Но бог с ними, с фичами безопасности, мы ведь здесь собрались ради настроек, которые ликвидируют «костыли» в работе накопителя? К ним и перейдём.
Возможные значения SATA Mode
Сейчас все реже можно встретить БИОС с расширенной функциональностью опции «SATA Mode». Причина этому объяснена немного позднее, а пока разберем основные значения, которые есть в любой вариации «SATA Mode».
- IDE — режим совместимости с устаревшими жестким диском и Windows. Переключившись в этот режим, вы получите все особенности IDE-контроллера материнской платы. В целом это влияет на быстродействие работы HDD, понижая его скорость. Пользователю не нужно устанавливать дополнительные драйверы, поскольку они уже встроены в операционную систему.
- AHCI — современный режим, дающий пользователю повышенную скорость работы с жестким диском (как следствие, всей ОС), возможность подключения SSD, технологию «Hot Swap» («горячая» замена накопителя без остановки работы системы). Для его работы может потребоваться SATA-драйвер, скачивается который на сайте производителя материнской платы.
Менее популярны другие 3 режима. Они есть в некоторых BIOS (находятся в «SATA Configuration») в целях устранения каких-либо проблем при использовании старых ОС:
- Enhanced Mode (Native) — активирует расширенный режим САТА-контроллера. С его помощью становится возможным подключение HDD в количестве, равном числе соответствующих разъемов на материнской плате. Такой вариант не поддерживается операционными системами Windows ME и ниже и предназначен для более-менее современных версий этой линейки ОС.
- Compatible Mode (Combined) — совместимый режим с ограничениями. При его включении становятся видимыми до четырех накопителей. Используется он в случаях с установленными Windows 95/98/ME, которые не умеют взаимодействовать с HDD обоих интерфейсов в общем количестве более двух. Включая такой режим, вы заставляете видеть операционную систему один из следующих вариантов:
- два обычных IDE-подключения;
- один IDE и один псевдо-IDE, состоящий их двух SATA-дисков;
- два псевдо-IDE, составленные из четырех SATA-подключений (этот вариант потребует выбора режима «Non-Combined», если такой есть в BIOS.).
Совместимый режим может быть включен и для Windows 2000, XP, Vista, если, допустим, второй операционной системой установлена ОС Windows 95/98/ME. Это позволяет видеть SATA-подключение в обеих Виндовс.
Принцип работы
Опция Compatible может встречаться исключительно на современных компьютерах, материнские платы которых поддерживают интерфейс SATA и технологию AHCI.
Технология AHCI(Advanced Host Controller Interface, расширенный интерфейс хост-контроллера) является новым интерфейсом контроллера жестких дисков, который пришел на смену стандартному контроллеру ATA/IDE, существовавшему почти в неизменном виде еще с начала 1980-х гг. По сравнению с контроллером ATA/IDE контроллер AHCI имеет ряд преимуществ, в частности, поддержку горячего подключения устройств, а также поддержку технологии NCQ, аналог которой давно использовался в интерфейсе SCSI. Использование технологии NCQ позволяет оптимизировать работу жесткого диска и повысить его быстродействие путем упорядочивания операций чтения-записи. Наибольший эффект включение поддержки NCQ дает в случае многопоточных дисковых операций чтения/записи.
Большинство современных контроллеров SATA могут работать как в режиме AHCI, так и в режиме эмуляции традиционного контроллера параллельного ATA/IDE. Следует иметь в виду, что для работы контроллера SATA в режиме AHCI требуется поддержка данного режима со стороны операционной системы.
Опция Compatible может принимать следующие пять вариантов значений:
- Enhanced Non-AHCI
- Enhanced AHCI
- Parallel ATA Only
- Serial ATA Only
- Combined
Вариант Enhanced Non-AHCI подразумевает работу контроллера SATA в режиме, поддерживающем расширенные возможности контроллера SATA. Однако в этом режиме поддержка интерфейса AHCI будет отключена. Этот вариант предпочтителен для таких операционных систем, как Windows 2000 и Windows XP, которые используют как устаревшие, так и современные режимы работы. Накопители SATA, подключенные к системе, будут распределены по логическим каналам Parallel ATA (Параллельный ATA) и будут восприниматься в качестве традиционных накопителей PATA.
Вариант Enhanced AHCI позволяет включить поддержку режима совместимости с новым интерфейсом контроллера. Этот режим также поддерживает работу со старыми накопителями PATA. Кроме того, режим Enhanced AHCI позволяет использовать дисковые массивы RAID.
При включении режима поддержки AHCI следует иметь в виду, что технология AHCI работает в операционных системах линейки Windows лишь после установки специального драйвера. Попытка переключить в BIOS значение опции Compatible на вариант, поддерживающий AHCI, в операционной системе, установленной при выключенной функции AHCI, как правило, приведет к зависанию системы при загрузке и появлению «экрана смерти».
Вариант Parallel ATA Only позволяет контроллеру работать лишь с дисками c интерфейсом PATA. Диски SATA при этом являются недоступными. Вариант Serial ATA Only, наоборот, позволяет системе видеть только накопители SATA, а диски PATA при этом становятся недоступными. Опция Combined объединяет эти опции, однако при этом системе может быть доступно лишь два логических канала IDE, на одном из которых могут располагаться лишь накопители PATA, а на другом – накопители SATA.
NTLDR is missing, если не используешь разметку GPT
Поддержка разметки GPT — ещё одна фича, которая стала повсеместно использоваться с приходом UEFI. Важная составляющая современных накопителей, и вот почему.
До прихода GUID Partition Table пользователям ПК приходилось довольствоваться архаичным методом размещения таблиц разделов — MBR или master boot record (главная загрузочная запись), стандарт образца 1983 года, ровесник DOS 2.0.
MBR — это такой сектор с загрузчиком операционной системы и информацией о логических дисках. Поддерживает работу с дисками объёмом до 2 Тбайт и только до четырёх основных разделов. Если 2-терабайтные HDD стали «бутылочным горлышком» в домашних ПК только недавно, то второй фактор породил трюки наподобие «расширенных разделов» ещё со стародавних времён.
GPT работает гораздо более гибко и присваивает каждому разделу глобальный идентификатор, поэтому разделов может быть неограниченное количество, а проблема взаимодействия с ёмкими накопителями перестаёт быть актуальной.
Загрузчик — всё
А главное — GPT гораздо более отказоустойчив, потому что загрузчик и информация о разделах больше не хранятся «в одной корзине». Если MBR повреждён — ваш накопитель впадает в «беспамятство», а информацию с него придётся восстанавливать долго и нудно. GPT хранит копии этой информации в разных секторах диска и восстанавливает информацию, если она повреждена.
В ёмких HDD разметка GPT стала суровой необходимостью, а новые операционные системы используют её даже для накопителей ёмкостью много меньше 2 Тбайт. Разумный принцип организации и надёжность GPT однозначно перевешивают её недостатки, да и с поддержкой проблем нет ещё со времён Windows 8 (GNU/Linux тоже не обделены поддержкой), поэтому конвертировать диски из формата MBR в его последователя будет не лишним.
Тестирование в классических бенчмарках
Загрузка без дополнительных опций
Смотреть прерывания в данной статье мы будем на кастомной плате с Intel Haswell i7 с чипсетом lynxPoint-LP на которой запущен coreboot.
Информацию о прерываниях мы будем выводить через команду
Вывод при загрузке без дополнительных опций:
Файл /proc/interrupts предоставляет таблицу о количестве прерываний на каждом из процессоров в следующем виде:
- Первая колонка: номер прерывания
- Колонки CPUx: счётчики прерываний на каждом из процессоров
- Следующая колонка: вид прерывания:
- IO-APIC-edge — прерывание по фронту на контроллер I/O APIC
- IO-APIC-fasteoi — прерывание по уровню на контроллер I/O APIC
- PCI-MSI-edge — MSI прерывание
- XT-PIC-XT-PIC — прерывание на PIC контроллер (увидим позже)
Упрощённо схему роутинга прерываний можно нарисовать так (красным помечены активные пути, чёрным неиспользуемые).
Поддержка MSI/MSI-X устройством должна быть обозначена как соответствующая Capability в его конфигурационном пространстве PCI.
В подтверждении приведём небольшой фрагмент вывода lspci для устройств, для которых обозначено, что они используют MSI/MSI-X. В нашем случае это SATA контроллер (прерывание ahci), 2 ethernet контроллера (прерывания eth58* и eth59*), графический контроллер (i915) и 2 контроллера HD Audio (snd_hda_intel).
Как мы видим, у этих устройств присутствует строка либо «MSI: Enable+», либо «MSI-X: Enable+»
Начнём деградировать систему. Для начала загрузимся с опцией pci=nomsi.
Вступление
- Насколько велико падение производительности относительно номинала, если SATA контроллер на материнской плате не поддерживает SATA 6 Гбит/c? Возможно, пропускная способность второй версии этого интерфейса уравнивает все твердотельные накопители между собой? В отличие от компании AMD, которая еще в начале 2010 года выпустила южный мост SB850, поддерживающий шесть портов SATA 6 Гбит/с, Intel внедрила высокоскоростной стандарт на год позже и лишь в чипсетах для Sandy Bridge, и до сих пор лишь два порта из шести могут похвастаться скоростью 6 Гбит/сек. Наверняка владельцы систем с сокетами LGA 1366 и LGA 1156 переживали, что они не могут полноценно работать с современными SSD. Стоит проверить, так ли много они потеряли.
- Влияет ли на производительность режим работы SATA контроллера, AHCI и RAID? Теоретически они оба полноценно поддерживают SATA накопители (в отличие от IDE), а именно обеспечивают поддержку NCQ и TRIM. Но RAID вдобавок позволяет создавать массивы (правда, TRIM для такой конфигурации до сих пор поддерживается не полностью). Так является ли AHCI режим частным случаем RAID или же он обладает какими-то другими преимуществами?
- Будет ли прирост в скорости после обновления драйвера Intel Rapid Storage Technology (RST)? В случае с видеокартами все ждут от новой версии +100500% производительности в большом числе актуальных приложений. Может быть, и драйвер SATA контроллера даст некое ускорение?
Именно это и предстоит изучить в данном материале.
реклама
pci=nomsi
Благодаря этой опции MSI прерывания станут IO-APIC/XT-PIC в зависимости от используемого контроллера прерываний
В данном случае у нас всё ещё приоритетный контроллер прерываний APIC, так что картина будет такая:
Все прерывания MSI/MSI-X ожидаемо исчезли. Вместо них устройства теперь используют прерывания вида IO-APIC-fasteoi.Обратим внимание на то, что раньше до включения этой опции у eth58 и eth59 было по 9 прерываний! А сейчас только по одному. Ведь как мы помним, без MSI одной функции PCI доступно только одно прерывание!
Немного информации из dmesg по инициализации ethernet контроллеров:
— загрузка без опции pci=nomsi:
— загрузка с опцией pci=nomsi
Из-за уменьшения количества прерываний на устройство, включение данной опции может приводить к существенному ограничению производительности работы драйвера (это без учёта того, что согласно исследованию Intel Reducing Interrupt Latency Through the Use of Message Signaled Interrupts прерывания через MSI в 3 раза быстрее чем через IO-APIC и в 5 раз быстрее чем через PIC).Какое значение выбрать?
Ответ на этот вопрос зависит во многом от того, какая ОС установлена на вашем компьютере. Если это старая операционная система, не поддерживающая SATA, то лучше всего выбрать один из вариантов Parallel ATA Only, Serial ATA Only или Combined. В этом случае жесткие диски будут работать в режиме совместимости с IDE- контроллером и никаких проблем возникнуть не должно. Если у вас установлена современная операционная система, начиная с Windows 2000, то в опции Compatible вы можете включить Enhanced Non-AHCI, чтобы воспользоваться преимуществами контроллера последовательного интерфейса SATA. Если у вас операционная система с установленным драйвером AHCI, то есть смысл установить в опции Compatible режим Enhanced AHCI, чтобы получить доступ к расширенным функциям, предоставляемым Advanced Host Controller Interface, таким, как горячее подключение накопителей и технология NCQ, позволяющая повысить производительность работы жестких дисков путем оптимизации операций чтения/записи.
Сводная таблица технических характеристик
Участники тестирования
Работы и так получается много, поэтому участников всего два. Выбирались они как представители топовых и бюджетных SSD.
К первой категории относится OCZ Vector. Один из самых дорогих твердотельных накопителей потребительского класса в формате 2.5". По производительности с ним могут соперничать разве что Plextor M5 Pro и Samsung 840 Pro.
OCZ Agility 4 – один из самых доступных по цене SSD. Было бы интересно протестировать старенький и при этом всё еще актуальный Crucial M4, но его всё никак не удается получить. Agility 4 отличается от собратьев тем, что у него высокая скорость записи даже несжимаемых данных, но относительно низкая скорость чтения. В общем, приемлемый вариант для бюджетного SSD, не абсолютный low-end.
Не вижу смысла повторно расписывать все подробности об устройствах, их вы можете изучить по ссылкам, представленным выше. Перейдем к делу.
Таблицы роутинга прерываний и опции «acpi=noirq», «pci=noacpi», «acpi=off»
Как операционная система получает информацию о роутинге прерываний от устройств? BIOS подготавливает информацию для ОС в виде:
- ACPI таблиц (методы _PIC/_PRT)
- _MP_ таблицы (MPtable)
- $PIR таблицы
- Регистров 0x3C/0x3D конфигурационного пространства PCI устройств
Таблицы в списке выше обозначены в порядке приоритета. Рассмотрим это подробней.
Допустим BIOS предоставил все эти данные и мы грузимся без каких-либо дополнительных опций:
- ОС находит таблицы ACPI
- ОС выполняет метод ACPI "_PIC", передаёт ему аргумент, что нужно грузиться в режиме APIC. Тут код метода обычно сохраняет выбранный режим в переменной (допустим PICM=1)
- Для получения данных о прерываниях ОС вызывает метод ACPI "_PRT". Он внутри себя проверяет переменную PICM и возвращает роутинг для APIC случая
- ОС находит таблицы ACPI
- ОС выполняет метод ACPI "_PIC", передаёт ему аргумент, что нужно грузиться в режиме PIC. Тут код метода обычно сохраняет выбранный режим в переменной (допустим PICM=0)
- Для получения данных о прерываниях ОС вызывает метод ACPI "_PRT". Он внутри себя проверяет переменную PICM и возвращает роутинг для PIC случая
- ОС не находит/не смотрит таблицы ACPI
- ОС находит таблицу MPtable (_MP_)
- ОС не находит/не смотрит таблицу ACPI
- ОС не находит/не смотрит таблицу MPtable (_MP_)
- ОС находит таблицу $PIR
Суммируем всё вышеизложенное следующей картинкой:
Следует помнить, что не каждый BIOS предоставляет все 3 таблицы (ACPI/MPtable/$PIR), так что если вы передали опцию загрузчику отказаться от использования ACPI или ACPI и MPtable для роутинга прерываний, далеко не факт, что ваша система загрузится.
Замечание 1: в случае если мы попытаемся загрузиться в режиме APIC с опцией acpi=noirq и без наличия MPtable, то картина прерываний будет как и в случае обычной загрузки с единственной опцией noapic. Операционная система сама перейдёт в режим PIC прерываний.
В случае если мы попытаемся загрузиться вообще без таблиц ACPI (acpi=off) и не предоставив MPtable, то картина будет такая:Это проиcходит из-за того, что без ACPI таблицы MADT (Multiple APIC Description Table) и необходимой информации из MPtable, операционная система не знает APIC идентификаторы (APIC ID) для других процессоров и не может с ними работать, но LAPIC основного процессора работает, так как мы это не запрещали, и MSI прерывания могут на него приходить. То есть будет так:
Замечание 2: в целом роутинг прерываний при использовании ACPI в случае APIC совпадает с роутингом прерываний через MPtable. А роутинг прерываний через ACPI в случае использования PIC совпадает с роутингом прерываний через $PIR. Так что и выводы /proc/interrupts отличаться не должны. Однако в процессе исследований заметил одну странность. При роутинге через MPtable в выводе почему-то присутствует каскадное прерывание «XT-PIC-XT-PIC cascade».
Немного странно, что так происходит, но в документации ядра вроде говорится, что это нормально.Одной из настроек BIOS является опция «SATA Mode» или «On-Chip SATA Mode». С ее помощью регулируются параметры SATA-контроллера материнской платы. Далее мы разберем, зачем может понадобиться переключать режимы и какой из них подходит старым и новым конфигурациям ПК.
noapic
Данная опция отключает I/O APIC. MSI прерывания всё ещё могут идти на все CPU, но прерывания от устройств смогут идти только на CPU0, так как PIC связан только с CPU0. Но LAPIC работает и другие CPU могут работать и обрабатывать прерывания.
Как видим, все прерывания IO-APIC-* превратились в XT-PIC-XT-PIC, причём эти прерывания роутятся только на CPU0. Прерывания MSI остались без изменений и идут на все CPU0-3.вторник, 19 апреля 2011 г.
SATA Controller Mode
Оглавление
Тестовый стенд и методика тестирования
Тестовый стенд:
реклама
Системное ПО:
- Операционная система: Windows 7 x64 SP1 Ultimate RUS;
- Обновления операционной системы: все на 08.03.2012, включая DirectX;
- Драйвер для видеокарты: NVIDIA GeForce 295.73 WHQL.
Методика тестирования
- В ОС не установлен никакой антивирус, способный влиять на результаты замеров, Windows Defender отключен.
- По той же причине отключены служба индексирования файлов, служба обновлений и плановая дефрагментация.
- Отключен Windows UAC, который делал невозможным работу некоторых тестовых программ.
- Отключены System Restore и гибернация – экономия места на диске.
- Отключен Superfetch.
- Файл подкачки – 1 Гбайт.
- Профиль электропитания – высокая производительность. Отключать диски – никогда.
- В момент снятия замеров не используются программы фонового мониторинга типа Crystal Disk info, HWMonitor, счетчиков perfmon и прочих.
- Кэш записи дисков включен (в диспетчере устройств в свойствах диска на вкладке «политика» поставлена галка «разрешить кэширование записей для этого устройства»). «Повышенная производительность» не активирована. Обычно диск по умолчанию настроен так, но все же нужно удостовериться.
Набор тестовых приложений следующий:
- Crystal Disk Mark 3.0.1 x64. Завоевавший популярность тест, который позволяет измерить скорость диска в восьми режимах: чтение и запись при последовательном доступе, в случайном режиме крупными блоками по 512 Кбайт, мелкими блоками по 4 Кбайта и те же 4-Кбайтные запросы при длине очереди к диску в 32 запроса (проверка эффективности работы NCQ и механизмов распараллеливания нагрузки). Использовались настройки по умолчанию, а именно трёхкратный прогон несжимаемых данных на участке 1000 Мбайт.
- AS SSD Benchmark 1.6.4237.30508. Бенчмарк, похожий на Crystal Disk Mark, но разработанный специально для SSD. Позволяет проводить дополнительные тесты, например, измерение скорости копирования и выявление зависимости от степени сжимаемости данных.
- PCMark 7 x64 1.0.4. Известный тестовый пакет Futuremark.
- Intel NAS Performance Toolkit 1.7.1. NASPT – очень мощный тест, сопоставимый по функционалу с IOMeter и разработанный прежде всего для тестирования сетевых накопителей. Вполне пригоден и для тестирования локальных дисков.
- FC-test 1.0 build 11. Программа работала над двумя NTFS разделами, представляющими собой всё доступное для форматирования пространство, разделенное пополам. Перед началом каждого замера компьютер перезагружался, весь процесс полностью автоматизирован.
Тесты производились в порядке их перечисления на одних и тех же накопителях. Перед началом следующей серии выполнялась полная очистка SSD (Secure Erase средствами OCZ Toolbox).
- SATA контроллер работает в режиме RAID, драйвер Intel RST 11.1.0.1006, порт SATA 6 Гбит/с (используются полученные ранее результаты, вот уже год как конфигурация по умолчанию для моих статей).
- Всё то же самое, но порт SATA 3 Гбит/с.
- Всё как в первом случае, но контроллер в режиме AHCI.
- Режим RAID, порт SATA 6 Гбит/с, но драйвер версии 11.7.0.1013.
Crystal Disk Mark
Для каждого участника выполнялось два прогона: несжимаемые данные и все нули.
Скорость линейного чтения, Мбайт/с
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Отклонения от теории в первом же тесте: Agility 4 в режиме AHCI на сжимаемых данных был такой же медленный, как и на случайных. Микросхема Everest 2 не использует компрессию, но на чтении разница между сжимаемыми и несжимаемыми данными очевидна. Кроме того, заметно падение при использовании нового драйвера.
Скорость линейной записи, Мбайт/с
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Скорость записи у Agility 4 высокая, хотя до топового SSD не дотягивает. SATA-II уравнивает всех. Влияния драйверов и режимов работы контроллера не замечено.
Скорость случайного чтения (блок 512 Кбайт), Мбайт/с
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
На этот раз «выстрелил» новый драйвер вкупе с Agility 4, и это не опечатка: скорость оказалась даже выше, чем при последовательном чтении, причем только на несжимаемых данных. Аномалия.
Скорость случайной записи (блок 512 Кбайт), Мбайт/с
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
реклама
Расстановка сил аналогична линейной записи.
Скорость случайного чтения (блок 4 Кбайт), Мбайт/с
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Медленный SATA порт лишь немного замедляет участников. Разница между ними во всех случаях остается существенной.
Скорость случайной записи (блок 4 Кбайт), Мбайт/с
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
А тут конкуренты «расплылись». Напомню, в данном случае особенности Vector и Agility 4 как готовых изделий не столь важны, они выступают как представители категорий «быстрый SSD» и «медленный SSD». В первую очередь нужно обращать внимание на отличия между ними в разных режимах тестирования. Если посмотреть внимательно, можно выделить SATA-II режим и новый драйвер, с которым соперники стали чуть медленнее обычного.
Скорость случайного чтения (блок 4 Кбайт, длина очереди 32), Мбайт/с
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
Алгоритмы упорядочивания и параллельной обработки запросов во всех случаях работают одинаково хорошо.
Скорость случайной записи (блок 4 Кбайт, длина очереди 32), Мбайт/с
Включите JavaScript, чтобы видеть графики
С кэшированием тоже всё в порядке.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Привет, %username%! Ты наверняка давно знаешь, почему в UEFI нужно предпочесть AHCI, в чём подвох Secure Boot и почему MBR намного хуже, чем GPT. Если нет — самое время разобраться в вопросе, как выжать максимум скорости и стабильности из накопителя программными средствами.
Обратная совместимость технологий в ПК — безусловное благо. С её помощью пожилой процессор можно заставить работать в паре с оперативной памятью из «далёкого будущего», а новый накопитель без проблем приживается в древнем компьютере и делает его значительно быстрее даже с использованием старых версий интерфейса SATA.И, если к legacy-коду можно относиться по-разному, то устаревшие протоколы и интерфейсы практически всегда уступают новым разработкам. Только вы об этом не узнаете, потому что новое железо в новом компьютере по умолчанию будет замедлено установками в пользу максимальной совместимости. Выясняем, какие настройки следует предпочесть, чтобы
хорошему танцоруновому накопителю не мешали устаревшие стандарты, и зачем в новых компьютерах «путаются под ногами» опции для устаревшего оборудования.Читайте также: