AHCI — технология повышения производительности дисковой подсистемы компьютера.
Возможно, многим пользователям известен термин AHCI, и, наверное, многие знают, что он связан с современным интерфейсом для подключения жестких дисков – SATA. Однако, возможно, не все читатели точно знают, что такое AHCI. AHCI – это новая технология, которая представляет собой надстройку над интерфейсом SATA и позволяет ему реализовать ряд дополнительных возможностей, улучшающих производительность дисковой подсистемы компьютера.
Назначение и преимущества
Стандарт SATA существует уже больше десятилетия, и за это время он получил заслуженное признание, как со стороны компьютерных специалистов, так и со стороны простых пользователей ПК. Данная технология позволяет подключать к материнской плате гораздо большее количество устройств по сравнению со стандартом IDE, а также позволяет жестким дискам обмениваться данными с материнской платой на большой скорости. Однако на многих материнских платах для реализации SATA используется контроллер IDE (ATA) традиционного типа, что делает недоступным ряд полезных функций, описанных в стандарте интерфейса. К подобным функциям относится возможность горячей замены устройств, а также поддержка механизма упорядочивания операций чтения-записи NCQ.
В первых материнских платах с поддержкой SATA реализацию дополнительных функций брал на себя специальный хост-контроллер. Однако устройство подобных контроллеров было различным у всех производителей. Стандарт AHCI (Advanced Host Controller Interface, расширенный интерфейс хост-контроллера), по сути, ввел единый стандарт для подобного контроллера.
Итак, что же получил пользователь в результате внедрения нового интерфейса? Прежде всего, стала возможной горячая замена накопителей, то есть замена накопителей без выключения питания. Таким образом, внутренний жесткий диск стал подобен съемному носителю информации вроде флэшки. Подобная возможность была немыслима для стандарта IDE, в котором «горячее» подключение и выключение накопителя было не только невозможно, но и чревато фатальными последствиями, как для самого IDE-винчестера, так и для материнской платы.
Также включение режима поддержки улучшенного хост-контролллера может позволить шине SATA работать на максимальной скорости. Эта возможность будет особенно полезна владельцам накопителей типа SSD.
NCQ
Кроме того, благодаря новой технологии накопители получили возможность поддерживать режим NCQ, позволяющий использовать очередь команд при одновременном обращении к накопителю со стороны сразу нескольких процессов. Суть этой технологии кратко можно описать следующим образом. В обычном режиме к жесткому диску обращается лишь один-единственный процесс операционной системы, который считывает информацию с определенного места диска. Если таких процессов оказывается много, то контроллер жесткого диска вынужден перемещать считывающие головки так, чтобы получить информацию из нескольких областей. Как только выполнена задача по обслуживанию одного из процессов, то жесткий диск переключается на выполнение запросов от других процессов. Однако перемещение головок жесткого диска при этом может быть далеко не всегда оптимальным, а это приводит к потерям времени, и, как следствие, снижает производительность жесткого диска.
Технология NCQ позволяет переформировать очередь команд, поступающих от разных процессов, таким образом, чтобы сначала выполнялись бы команды, требующие нахождения головок в одной области диска, а затем в другой. Такое перераспределение порядка команд уменьшает общее количество времени, требуемое жесткому диску для позиционирования головок.
Хотя технология NCQ позволяет в ряде случаев заметно повысить производительность работы накопителя типа HDD или SSD, тем не менее, она дает значительный эффект лишь при существенной многозадачной нагрузке на диск. При таких операциях, как, например, копирование больших файлов, выгоды от технологии практически не наблюдается.
Включение технологии в BIOS и OC
Для работы контроллера необходима его поддержка со стороны следующих программных и аппаратных компонентов:
- BIOS компьютера.
- Материнской платы.
- Операционной системы.
Большинство современных операционных систем семейства Windows и BIOS большинства системных плат поддерживает технологию AHCI. Однако тут необходимо учитывать ряд нюансов.
Для работы контроллера в ОС Windows XP необходимо предварительно скачать и установить специальный драйвер. Такие операционные системы, как Windows Vista и Windows 7 уже имеют в своем составе необходимый драйвер, однако для того, чтобы он функционировал, пользователю необходимо предварительно активировать драйвер вручную.
После установки драйвера в операционных системах Windows XP/Vista/7 AHCI mode необходимо включить в BIOS компьютера. Опция, которая включает режим поддержки улучшенного контроллера, в разных версиях BIOS может носить разные названия, например Configure SATA as или Compatible. Также в этих опциях пользователь имеет возможность отключить поддержку нового контроллера и установить режим поддержки старого контроллера типа IDE.
Иногда может случиться так, что в БИОСе отсутствует необходимая опция, хотя вы точно знаете, что ваша материнская плата поддерживает технологию. Эту проблему часто может решить обновление BIOS. Иногда встречается и такая ситуация, когда некоторые SSD контроллеры не поддерживают режим AHCI. В подобном случае лучше всего переключить режим контроллера обратно на значение IDE в BIOS.
После установки необходимого режима в БИОСе вы должны перезагрузить компьютер. Следует помнить, что установка режима AHCI в BIOS без установленного в Windows драйвера не позволит вам загрузить Windows, поскольку ОС останется настроенной для работы со старым контроллером ATA. Если после перезагрузки компьютера операционная система выдает ошибку, то необходимо заново перезагрузиться и отключить режим поддержки старого контроллера IDE, а потом переключить контроллер в режим поддержки расширенного контроллера.
Режим AHCI для Windows 8 устанавливается намного проще. Достаточно включить необходимую опцию в BIOS, после чего драйвер должен установиться автоматически при загрузке Windows. Однако при этом пользователь должен загрузить Windows в безопасном режиме.
Заключение
Технология AHCI представляет собой улучшенный хост-адаптер для подключения накопителей на жестких дисках, который пришел на смену проверенному временем, но морально устаревшему контроллеру IDE. Поддержку AHCI можно легко включить при помощи средств BIOS и операционной системы компьютера. Хотя далеко не всегда эта технология помогает решить все проблемы, связанные с низкой производительностью жесткого диска компьютера, однако в ряде случаев использование этой технологии может быть полезным помогая улучшить скорость работы накопителей типа HDD и SSD.