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O que é SATA Express, SATA M.2, SSDs PCIe e NVMe?

1 de outubro de 2019, Escrito por 0 comment

SATA Express, M.2 e NVMe não são nomes tão intuitivos, além de não destacarem tanto quais são as vantagens desses novos formatos de armazenamento. Já faz algum tempo que abandonamos o padrão PATA, substituídos pelo SATA, formato mais comum atualmente e lançado inicialmente com velocidades máximas de 1,5 Gbps, em passando por revisões para aumentar a sua capacidade de transferência máxima (Gen2: 3,0 Gbps, Gen3: 6,0 Gbps), mas aproveitando o mesmo conector e protocolo.

Aliás, essa diferenciação entre conector e protocolo é o que acaba confundindo o usuário, já que o SATA M.2, por exemplo, usa um conector próprio, mas pode trabalhar tanto com SATA quanto PCI Express. NVMe, por outro lado, não é um conector, mas uma especificação de acesso criado especificamente para SSDs. Uma verdadeira sopa de letrinhas.

Mas antes de entendermos o que cada um significa, vamos entender o “problema”.

O “problema” do SATA

Quem já experimentou qualquer computador, seja PC ou notebook com um SSD, há uma boa chance que ele utilize o padrão SATA, de longe o mais popular do mercado. Comparado com qualquer modelo que use um disco rígido convencional, o ganho de desempenho é fantástico, mesmo que seja um SSD mais antigo, que ainda use o padrão SATA 2, limitado a 3,0 Gbps, já que, no mundo real, boa parte da carga de trabalho de um disco se dá de forma aleatória, e é aqui que os SSDs “destroem” os discos mecânicos.

O tempo de boot diminui, programas abrem mais rapidamente, jogos demoram muito menos tempo para carregar. Isso mesmo utilizando o mesmo processador, quantidade de memória RAM e placa de vídeo, já que o principal gargalo de qualquer computador é o armazenamento, mesmo que seja um disco rígido mais moderno. Ou seja, a superioridade dos SSDs é inquestionável. Então, por que o título é “o problema do SATA”?

Podemos fazer uma analogia aqui. A Fórmula 1, por exemplo, serve como um laboratório de testes para tecnologias que chegarão aos carros para o consumidor dentro de alguns poucos anos, e o mesmo acontece com novos padrões. Ainda que os SSDs SATA estejam bem longe de ser um motivo de reclamação para qualquer usuário, ele já não atende o segmento entusiasta, que já começou a enfrentar gargalos com o SATA III, em especial em modelos que podem facilmente ultrapassar a velocidade teórica máxima desse padrão.

Ou seja, a adoção de novos padrões pelo público entusiasta é meio caminho andado para a sua popularização e consequente adoção pelo consumidor final. Então, vamos conhecer essas novas tecnologias.

SATA Express (ou SATAe)

Basicamente, o SATA Express é conector híbrido que suporta implementações distintas em diferentes placas-mãe. De um lado, ele é perfeitamente retro compatível com o padrão SATA III. De outro, mais interessante, ele funciona como uma conexão para as conexões PCI Express da placa-mãe, as mesmas utilizadas para conectar placas de vídeo e periféricos mais rápidos, não limitados às velocidades de transferência do padrão SATA.

SATA

Com o mesmo conector, o usuário pode plugar dois HDs/SSDs SATA comuns ou usar um conector único SATAe que encaixa nas três entradas, acessando o conector de 4 pinos (localizado ao lado dos conectores SATA na imagem acima), passando a acessar as linhas PCI Expressa da placa-mãe. Usando o PCI Express 2.0, as velocidades máximas passam para cerca de 780 MB/s, chegando até 1580 MB/s com o PCIe 3.0 (contra cerca de 550 MB/s em SSDs SATA), mostrando o real benefício de usar o SATA Express.

SATA

Naturalmente, essa é a velocidade máxima teórica que o padrão suporta, já que a velocidade real de uso depende do SSD. Por exemplo, se um SSD for projetado para trabalhar com velocidades máximas de 500 MB/s, não faz diferença conectá-lo no SATA Express em relação ao SATA III, já que ele não sofre gargalos em nenhum dos padrões. Contudo, SSDs mais novos ultrapassam facilmente a banda máxima do SATA III, então o PCI Express passa a fazer sentido.

SATA

Basicamente, o conector SATA Express usa duas conexões SATA III.

Aqui cabe um questionamento interessante: em vez de usar o SATA Express, por que não criar uma quarta revisão do SATA (SATA IV, no caso), dobrando novamente a banda máxima para 1200 Mbps? Pois exigiria grandes mudanças no padrão SATA, que não foi projetado originalmente para chegar em valores tão altos (foi criado ainda em 2003), além de passar a consumir uma quantidade desproporcional de energia. Uma nova revisão não seria tão simples quanto as duas primeiras, em outras palavras.

SATA M.2

Assim como o SATA Express, o SATA M.2 é uma implementação híbrida, que pode usar tanto o PCI Express quanto o SATA, só que é ainda mais versátil. Para começar, não existe um tamanho específico para SSDs M.2 (antes conhecido como Next Generation Form Factor – NGFF), com larguras que variam de 16 mm até 110 mm (com o modelo de 22 mm sendo o mais comum), e comprimentos que variam de 30 mm até 110 mm, assim como as velocidades máximas de transferência.