AHCI - maximální výkon SATA disku

17. 10. 2007 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Nejeden z uživatelů notebooku se při instalaci operačního systému musel potýkat s problémovou detekcí pevného disku a narazil tak na problematiku různých modů SATA řadičů - především AHCI (Advenced Host Controler Interface). Co to vlastně je, k čemu slouží a proč je to na první pohled tak problematické zařízení? Pojďme nahlédnout za oponu.

AHCI (Advenced Host Controler Interface) je v podstatě hardwarová vrstva mezi čipsetem a SATA zařízením, nachází se na úrovni PCI rozhraní. Jeho hlavním účelem je umožnit komunikaci mezi software a SATA disky či mechanikami na úrovni, kterou PATA řadiče již nedokáží. Jedná se zejména o pokročilé funkce jako je hot-plugging (připojování disků za chodu) nebo NCQ (Native Command Queuing – optimalizace dráhy čtecí hlavy). V podstatě působí jako „urychlovač a překladač datových požadavků, v anglickém originále specifikací používá Intel krásné vyjádření „data movement engine“.

Mezi další schopnosti AHCI rozhraní patří eliminace rozdělení disků na Master a Slave, 64bitové adresování, SATA nadregistry, ale také třeba ovládání stavových LED a power managing. Specialitou je pak možnost vytvoření Port Multiplieru, který umožní na jednu linku „zavěsit“ více SATA zařízení, zde už ovšem za cenu určitého zpomalení. Přesto to může být, zejména při používání eSATA portu, obrovská výhoda. A nesmíme zapomenout na architekturu, jenž díky nezávislé výstavbě, která ovšem komplementuje i specifikace PCI-X sběrnice, umožňuje bez velkých obtíží umístit AHCI HBA (Host Bus Controler, řekněme tedy hardwarový AHCI čip) téměř kamkoli v počítači. Přímo do čipsetu, na sběrnici a nebo třeba jako samostatný řadič:

Možnosti použití AHCI controleru v architektuře PC.

Ovšem nejmodernější „vychytávky“ nejsou všechno, tímto způsobem je možné řešit i přenosovou rychlost, možnost připojení velkých disků, které by jinak mohly mít potíže s adresováním, což jsou věci, které na první zamyšlení každého nenapadnou. A krom toho zbývá ještě jedna věc, která sice v oblasti notebooků není zrovna častá, ale v desktopech na významu nabývá rychle – RAID (diskové pole).

Většina nativních SATA řadičů umožňuje práci ve třech režimech – legacy, čili IDE kompatibilní, druhým je povolení AHCI, které při osazení počítače jediným diskem umožní nejsnazší využívání hot-plugu nebo NCQ, a nakonec možnost zapojení do RAID (nejčastěji 1,0 se dvěma nebo 5 se čtyřmi disky). Nejvýznamnější podporovatel technologie AHCI, firma Intel, doporučuje bez závislosti na osazení disky používat RAID mód, který v případě detekce jediného disku nijak nezasahuje do práce systému, ale váš počítač je kdykoli připraven na další rozšíření.

Urychlení při práci s AHCI se projeví především na sekvenčním čtení, kdy zrychlení především díky mnohem vyšší plynulosti může dosáhnout hodnot kolem 5 %.

Nahoře disk bez povoleného AHCI, dole s povoleným.

Hlavním problémem, se kterým se uživatelé setkávají, je zpětná nekompatibilita AHCI (a vůbec SATA zařízení) se staršími operačními systémy, navíc je tato situace shodná jak pro MS Windows, tak pro Linux. U Linuxu je třeba upgradeovat na nejnovější jádra, u Windows je situace složitější. Visty sice AHCI podporují, ale obecně jsou schopny běžet pouze v módu, ve kterém byly nainstalovány, v případě, že se vám do nové instalace nechce, lze toto obejít pouze úpravou registrů, ale výsledky nejsou stoprocentní. Zásadní výhodou je ale fakt, že i během (re)instalace v případě potíží lze dodat správný ovladač například přes USB flashdisk.

A u XP je to ještě složitější, neboť ty vůbec neobsahují nativní ovladače, proto je třeba je dodat z diskety (!) ještě během instalace systému, jinak se při přepnutí v BIOSu na AHCI mód disky vůbec nezobrazí. A který z dnešních notebooků má disketovou mechaniku… a kolik z nás by si bylo ochotno kvůli jednomu použití kupovat externí. Jednodušším řešením tak může být spíše integrace SATA/AHCI ovladače přímo do instalačního CD Windows XP, což lze poměrně jednoduše provést například v nástroji nLite.

Myslím, že AHCI je jednoznačně krokem kupředu pro uživatele Windows Vista a nebo lidi, kteří si rádi „hrají“ se svým Linuxem. Pro většinu majitelů Win XP jsou spíš znepříjemněním práce s nutností nové (resp. složitější) instalace, navíc technologie jako NCQ využijí především velmi vytížené stroje, původ této technologie koneckonců spadá do serverových SCSI disků. Do budoucna to ale nejspíše bez této technologie nepůjde, stejně jako se bez ni neobejdou lidé ždímající ze svého notebooku každou kapku výkonu ;-).