USB-C è un sostituto tecnicamente valido per i connettori SATA Express?


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SATA Express, il successore di SATA, è troppo nuovo per essere ancora ampiamente utilizzato, ma la velocità di avanzamento degli SSD sembra renderlo inevitabile, lo stesso di SATA ha sostituito l'IDE parallelo. Nonostante il nome, non è affatto SATA; è il protocollo AHCI o NVMe su PCIe, simile a quello che fa SOP (SCSI su PCIe). Il connettore SATA Express passa direttamente due corsie PCIe bidirezionali a piena velocità tramite quattro coppie di segnali, senza incapsulamento o traduzione del protocollo, e il controller AHCI o NVMe è integrato in HD o SSD piuttosto che il controller AHCI si trova sulla scheda madre come per SATA tradizionale .

Quest'estate è stata finalizzata la specifica USB-C *, con una funzione chiamata Alt Mode, che consente l'uso di protocolli non USB attraverso una porta USB-C. In particolare, consente di passare due corsie PCIe bidirezionali a piena velocità tramite quattro coppie di segnali, senza incapsulamento o traduzione del protocollo (a differenza di Thunderbolt, che incapsula PCIe). A differenza del grande e specializzato connettore SATA Express, utilizzato solo per il protocollo SATA Express, USB-C è piccolo e generale e si prevede che presto diventerà onnipresente e sostituirà tutti gli altri tipi di connettori USB (tutte le combinazioni di dimensioni standard, mini e micro connettori di tipo A e di tipo B per USB 2 e USB 3) su tutti i tipi di dispositivi e host, e persino sostituire i connettori Displayport poiché la modalità Alt USB-C consente di passare il protocollo Displayport.

My question is for an engineer who works with these kinds of interfaces, and it's this: would it be technically feasible and cost effective to use USB-C instead of the specialized SATA Express connector for connecting SATA Express devices (i.e. devices that use AHCI or NVMe over PCIe) to motherboards? It appears that the SATA Express connector was created simply due to lack of better options at the time, but since USB-C can directly pass PCIe (and power too, including an option for the 12V commonly used by 3.5" HDs), it looks like it would be a technically feasible substitute and maybe even cheaper since it's smaller and consumes less PCB space. But since I don't engineer these kinds of things, I want to ask somebody who does, to see if my analysis is accurate.

Naturalmente, la fattibilità tecnica e l'efficacia in termini di costi sono necessarie ma non sufficienti per i produttori di HD e SSD per utilizzare l'USB-C in questo modo, ma gli altri fattori (in particolare la politica interaziendale) non rientrano nell'ambito della mia domanda. Se i produttori dovessero utilizzare i connettori USB-C sui loro nuovi HD e SSD SATA Express, allora ci sarebbe un periodo di transizione in cui le schede madri includerebbero entrambi i connettori USB-C e SATA, lo stesso delle schede madri includevano entrambi i connettori SATA e IDE paralleli durante quella transizione.

* Vedi http://www.usb.org/developers/docs/usb_31_102214.zip


Non sono sicuro che la parte "economica" sia ancora responsabile ..
user2813274

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Divulgazione completa: l'ho chiesto a superuser.com ma sembra che la gente abbia frainteso la mia domanda in merito alla politica o al fatto che i produttori lo farebbero, piuttosto che sui problemi di ingegneria (fattibilità tecnica ed efficacia dei costi), e non ho ottenuto un rispondi alla mia domanda lì.
Porthem,

@Porthem Per riferimento futuro: non effettuare il cross-post. La politica di StackExchange è contraria al cross-posting. Se lo desideri, puoi creare un flag per i moderatori per migrare una domanda su un altro stack.
Nick Alexeev

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Scusa, non ne ero a conoscenza. Prima di ri-chiedere qui, ho chiesto al superutente se sarebbe stato bene ri-chiedere qui, ma non ho ricevuto risposta.
Porthem,

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Né vedo una domanda reale, o se la domanda è "tecnicamente possibile x", la risposta è sì.
Passante dal

Risposte:


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  • Sata-Express utilizza 4 coppie differenziali per la segnalazione, componendo due corsie PCI-e.
    Richiede anche alcune connessioni ausiliarie (terra, ecc.), Ma la segnalazione primaria viene effettuata utilizzando le 4 coppie differenziali.
  • Le specifiche USB-3.1 definiscono un numero di connettori diversi: Tuttavia, tutti tranne il connettore USB-c hanno chiaramente pin inadeguati da applicare.

  • Pinout del connettore USB-c: inserisci qui la descrizione dell'immagine

Il connettore ha ha coppie differenziali sufficienti per svolgere correttamente due PCI-e corsie (e per gli effetti, si potrebbe probabilmente teoricamente portare Sata-espresso Tuttavia.:

  • Questo connettore, in base alla progettazione , non è "codificato". Ciò significa che può essere inserito in due diversi orientamenti. Quando viene utilizzato per USB-3, le coppie corrispondenti vengono collegate insieme (ad es. A1-B1, A2-B2, ecc ...), quindi invertire il connettore è innocuo. Per PCI-e, questo potrebbe essere un problema, poiché invertirebbe completamente il cablaggio o (con un design intelligente) cambierebbe l'ordinamento delle corsie nel bus PCI-e.
    Confesso di non conoscere abbastanza PCI-e per dirti se lo scambio di corsie fisiche sarebbe un problema qui.
  • Dal punto di vista di un realizzatore, utilizzando il connettore USB-c per qualcosa di altro , allora USB-c è una terribile idea, in quanto sarà portare a persone di collegare dispositivi USB-3 nella loro ipotetica scheda madre PCI-e-over-USB-c, e collegando Dispositivi PCI-e-over-USB-c in porte USB-3. C'è una ragione per cui abbiamo connettori diversi per cose diverse.

Realisticamente, il connettore USB-c potrebbe essere facilmente modificato per renderlo incompatibile con i connettori USB-3, a quel punto avresti praticamente solo un altro connettore PCI-e. Considerando che una delle principali decisioni di progettazione per l'attuale connettore Sata-Express è la retrocompatibilità con il normale SATA , non è probabile che accada.

Inoltre, la definizione dell'interfaccia SATA-express fornisce molta ulteriore connettività destinata all'uso aziendale (date un'occhiata a SFF-8639 ). Esistono versioni specializzate con quattro corsie PCI-e e un ulteriore canale SATA opzionale opzionale. Questo è fisicamente compatibile con il normale connettore SATA-express di fine dispositivo (se si collega un dispositivo SFF-8639 a un'interfaccia SATA-express, si ricorre semplicemente a SATA-express). Non è possibile in alcun modo instradare tutta la connettività richiesta per un'interfaccia SFF-8639 su un connettore USB-c.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

L'attuale standard SATA contiene molte cose per uso aziendale che potresti non aver visto. In particolare, ci sono unità SAS, che utilizzano il connettore SFF 8482 , che è, di nuovo, fisicamente compatibile con gli attuali connettori SATA (e interoperherà in modo sicuro alla velocità di trasferimento del dispositivo più lento se interconnessi, proprio come SFF-8639).

Le decisioni di progettazione per il connettore SATA-express sono chiaramente in linea con le decisioni di progettazione per i connettori SATA e SAS.

TL; DR - Teoricamente, potrebbe funzionare. Realisticamente, è probabile che nessuno lo faccia.


Non vedo perché dici che usare USB-C per qualcosa di diverso dal protocollo USB sia un'idea terribile. È l'intero punto della funzione Alt Mode e sia Displayport che PCIe sono già programmati per l'uso tramite USB-C. La segnalazione fuori banda viene effettuata al momento della connessione (tramite la linea CC) per negoziare quale protocollo utilizzare su TX / RX-1/2, progettato per prevenire danni quando sono collegati dispositivi / host incompatibili e la classe di billboard USB informa gli utenti quando sono collegati dispositivi incompatibili. Le corsie extra di SFF-8639 sono un vantaggio, tuttavia, e questo sembra il motivo principale per cui USB-C non è adatto.
Porthem,

@Porthem - Se ci sono disposizioni per segnalare l'uso del connettore per sistemi di segnalazione alternativi, diventa semplicemente una cattiva idea, piuttosto che una terribile idea. Avere più sistemi di segnalazione non compatibili che utilizzano lo stesso connettore causerà confusione per l'utente finale. Significa anche che ogni dispositivo SATA-Express che utilizza il connettore USB-c dovrà avere l'hardware aggiuntivo incorporato per consentirgli di gestire il processo di negoziazione quando è collegato in qualche luogo sbagliato.
Connor Wolf,

Davvero, penso che la domanda qui sia "perché"? Abbiamo un connettore appositamente progettato per SATA-Express. Perché dovresti usare un connettore diverso? La differenza di costo è trascurabile, i vantaggi sono altamente discutibili e, quasi inevitabilmente, si crea confusione. Non è come se lo spazio sulle schede madri dei computer fosse un premio.
Connor Wolf,

Inoltre, USB-c normalmente (vale a dire quando viene utilizzato per l'USB reale) utilizza solo metà delle coppie, il che significa che è quasi garantito che il 95% dei cavi USB-c avrà solo il numero di conduttori necessari per supportare tale utilizzo -Astuccio. Sarebbe come cercare di spiegare perché è necessario uno speciale cavo DVI dual-link per alcuni monitor, solo 100 volte peggio perché sarebbe un cavo fortemente pesante, piuttosto che il cavo DVI occasionale.
Connor Wolf,

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Ho chiesto informazioni sulla fattibilità tecnica, che hai spiegato è "sì" per l'attuale SATA Express ma "no" per le versioni successive (SFF-8639) a causa delle corsie aggiuntive di quest'ultima, e sull'efficacia dei costi, che sembra essere ancora sconosciuta e dipenderà dal costo dell'hardware di negoziazione del protocollo. Hai anche sostenuto che è una cattiva idea e hai chiesto "perché", quindi ho risposto a queste cose. Segnerò la tua risposta come accettata; puoi dividere la parte fattuale ("sì" per l'attuale SATA Express ma "no" per le versioni a 8 coppie di segnali) e la parte opinione in sezioni separate?
Porthem,

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Ciò dovrebbe essere possibile perché il Tipo C può trasportare una connessione Pcie3 x4 e può fornire fino a 100 watt di potenza. Ma probabilmente non sarebbe alimentato dalla scheda madre.

E per il problema che è stato sottolineato dalla connessione PCIe errato: lì puoi usare mux ad alta velocità per.

Inoltre, non credo che questo sarebbe ancora usato per la semplice ragione della latenza: prima la connessione determina l'orientamento, quindi negozia Poserdilivery e quindi negozia il protocollo di comunicazione. E poi l'ahci / nvme può iniziare.

inserisci qui la descrizione dell'immagine fonte: http://www.ti.com/lit/wp/slly021/slly021.pdf


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Io non la penso così. SATA Express utilizza due corsie PCIe. USB 3.1 ne fornisce solo uno.


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USB-C fornisce quattro coppie di segnalazione, sufficienti per due corsie PCIe bidirezionali.
Porthem,
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