L'USB-C est-il un substitut techniquement viable aux connecteurs SATA Express?

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SATA Express, le successeur de SATA, est trop nouveau pour être largement utilisé, mais la vitesse croissante des SSD semble le rendre inévitable, tout comme SATA a remplacé l'IDE parallèle. Malgré son nom, ce n'est pas du tout SATA; c'est le protocole AHCI ou NVMe sur PCIe, similaire à ce que fait SOP (SCSI sur PCIe). Le connecteur SATA Express passe directement deux voies PCIe bidirectionnelles pleine vitesse via quatre paires de signalisation, sans encapsulation ni traduction de protocole, et le contrôleur AHCI ou NVMe est intégré dans le HD ou SSD plutôt que le contrôleur AHCI étant sur la carte mère comme pour le SATA traditionnel .

Cet été, la spécification USB-C a été finalisée *, avec une fonctionnalité appelée Alt Mode, qui permet d'utiliser des protocoles non USB via un port USB-C. En particulier, il permet de passer deux voies PCIe bidirectionnelles à pleine vitesse via quatre paires de signalisation, sans encapsulation ni traduction de protocole (contrairement à Thunderbolt, qui encapsule PCIe). Contrairement au connecteur SATA Express grand et spécialisé, qui n'est utilisé que pour le protocole SATA Express, USB-C est petit et général, et devrait largement devenir omniprésent et remplacer tous les autres types de connecteurs USB (toutes les combinaisons de taille normale, connecteurs mini et micro de type A et de type B pour USB 2 et USB 3) sur tous les types d'appareils et d'hôtes, et même de remplacer les connecteurs Displayport car le mode Alt d'USB-C permet de passer le protocole Displayport.

Ma question s'adresse à un ingénieur qui travaille avec ce type d'interfaces, et c'est la suivante: serait-il techniquement faisable et rentable d'utiliser l'USB-C au lieu du connecteur SATA Express spécialisé pour connecter des appareils SATA Express (c'est-à-dire des appareils qui utilisent AHCI ou NVMe sur PCIe) aux cartes mères? Il semble que le connecteur SATA Express ait été créé simplement en raison du manque de meilleures options à l'époque, mais comme l'USB-C peut passer directement le PCIe (et l'alimentation aussi, y compris une option pour le 12V couramment utilisé par les HD 3,5 "), il semble comme si ce serait un substitut techniquement réalisable et peut-être même moins cher car il est plus petit et consomme moins d'espace PCB. Mais comme je ne conçois pas ce genre de choses, je veux demander à quelqu'un qui le fait, pour voir si mon analyse est exacte.

Bien sûr, la faisabilité technique et la rentabilité sont nécessaires mais pas suffisantes pour que les fabricants de HD et de SSD utilisent USB-C de cette manière, mais les autres facteurs (en particulier la politique inter-entreprises) sont en dehors de la portée de ma question. Si les fabricants devaient utiliser des connecteurs USB-C sur leurs nouveaux disques durs et SSD SATA Express, il y aurait une période de transition pendant laquelle les cartes mères incluraient à la fois des connecteurs USB-C et SATA, de la même manière que les cartes mères incluaient des connecteurs SATA et IDE parallèles pendant cette transition.

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

Porthem
la source
Je ne suis pas sûr que la partie "rentable" soit encore disponible.
user2813274
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Divulgation complète: j'ai demandé à superuser.com mais il semble que les gens aient mal compris ma question concernant la politique ou si les fabricants feraient cela, plutôt que les problèmes d'ingénierie (faisabilité technique et rentabilité), et je n'ai pas reçu de répondre à ma question là-bas.
Porthem
@Porthem Pour référence future: veuillez ne pas effectuer de publication croisée. La politique StackExchange est contre la publication croisée. Si vous le souhaitez, vous pouvez faire un indicateur aux modérateurs pour migrer une question vers une autre pile.
Nick Alexeev
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Désolé, je n'étais pas au courant de ça. Avant de demander à nouveau ici, j'ai demandé au super-utilisateur si ce serait correct de demander à nouveau ici, mais je n'ai pas reçu de réponse.
Porthem
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Je ne vois aucune question réelle, ou si la question est "est x techniquement possible", la réponse est oui.
Passerby

Réponses:

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  • Utilisations de Sata-Express 4 paires différentielles pour la signalisation, composant deux voies PCI-e.
    Il nécessite également quelques connexions auxiliaires (masse, etc.), mais la signalisation primaire se fait à l'aide des 4 paires différentielles.
  • La spécification USB-3.1 définit un certain nombre de connecteurs différents: Cependant, tous, sauf le connecteur USB-c, ont clairement des broches insuffisantes pour être applicables.

  • Brochage du connecteur USB-c: entrez la description de l'image ici

Le connecteur n'ont des paires différentielles suffisantes pour mener à bien deux voies PCI-e (et par effet, il pourrait probablement porter théoriquement Sata-Express Cependant.:

  • Ce connecteur est, par conception , pas "à clé". Cela signifie qu'il peut être inséré dans deux orientations différentes. Lorsqu'il est utilisé pour USB-3, les paires correspondantes sont connectées ensemble (par exemple A1-B1, A2-B2, etc ...), donc inverser le connecteur est sans danger. Pour PCI-e, cela pourrait être un problème, car cela inverserait complètement le câblage ou (avec une conception intelligente) inverserait l'ordre des voies dans le bus PCI-e.
    J'avoue que je ne connais pas suffisamment le PCI-e pour vous dire si l'échange des voies physiques serait un problème ici.
  • D'un point de vue de implémenteur, en utilisant le connecteur USB-c pour quelque chose d' autre alors USB-c est une horrible idée, car il sera conduire à des gens de brancher des périphériques USB-3 dans leur hypothétique carte mère PCI-e-over-USB-c, et brancher Périphériques PCI-e-over-USB-c dans les ports USB-3. Il y a une raison pour laquelle nous avons différents connecteurs pour différentes choses.

De façon réaliste, le connecteur USB-c pourrait être assez facilement modifié pour le rendre incompatible avec les connecteurs USB-3, à quel point vous auriez simplement un autre connecteur PCI-e. Considérant que l'une des principales décisions de conception pour le connecteur Sata-Express actuel est la rétrocompatibilité avec le SATA normal , il est peu probable que cela se produise.

De plus, la définition d'interface SATA-express offre de nombreuses autres connectivités destinées à une utilisation en entreprise (jetez un œil au SFF-8639 ). Il existe des versions spécialisées qui ont quatre voies PCI-e et un canal SATA ordinaire en option supplémentaire. Ceci est physiquement compatible avec le connecteur SATA-express normal côté appareil (si vous connectez un appareil SFF-8639 à une interface SATA-express, il retombe simplement sur SATA-express). Il n'existe aucun moyen physique d'acheminer toute la connectivité requise pour une interface SFF-8639 via un connecteur USB-c.

entrez la description de l'image ici

La norme SATA actuelle contient beaucoup de choses pour une utilisation en entreprise que vous n'avez peut-être pas vues. En particulier, il existe des disques SAS, qui utilisent le SFF 8482 connecteur , qui est, encore une fois, physiquement compatible avec les connecteurs SATA actuels (et interagiront en toute sécurité à la vitesse de transfert de l'appareil plus lent s'ils sont interconnectés, tout comme SFF-8639).

Les décisions de conception pour le connecteur SATA-express sont très clairement en ligne avec les décisions de conception pour les connecteurs SATA et SAS.

TL; DR - Théoriquement, cela pourrait fonctionner. De façon réaliste, personne n'est susceptible de le faire.

Connor Wolf
la source
Je ne vois pas pourquoi vous dites que l'utilisation de l'USB-C pour autre chose que le protocole USB est une idée terrible. C'est tout l'intérêt de la fonction Alt Mode, et Displayport et PCIe sont déjà prévus pour une utilisation via USB-C. La signalisation hors bande est effectuée lors de la connexion (via la ligne CC) pour négocier le protocole à utiliser sur TX / RX-1/2, conçu pour éviter les dommages lorsque des appareils / hôtes incompatibles sont connectés, et la classe de panneau d'affichage USB informe les utilisateurs lorsque des appareils incompatibles sont connectés. Les voies supplémentaires du SFF-8639 sont cependant un avantage, et cela semble être la principale raison pour laquelle l'USB-C ne convient pas.
Porthem
@Porthem - S'il existe des dispositions pour signaler l'utilisation du connecteur pour des systèmes de signalisation alternatifs, cela devient simplement une idée plutôt mauvaise, plutôt qu'une idée terrible. Avoir de multiples systèmes de signalisation non compatibles utilisant le même connecteur va conduire à la confusion de l' utilisateur final. Cela signifie également que chaque périphérique SATA-Express utilisant le connecteur USB-c devra avoir le matériel supplémentaire intégré pour lui permettre de gérer le processus de négociation lorsqu'il est branché quelque part mal.
Connor Wolf
Vraiment, je pense que la question ici est "pourquoi"? Nous avons un connecteur spécialement conçu pour SATA-Express. Pourquoi utiliseriez-vous un connecteur différent? La différence de coût est négligeable, les avantages sont très discutables et cela conduira presque inévitablement à la confusion. Ce n'est pas comme si l'espace sur les cartes mères d'ordinateurs était si précieux.
Connor Wolf
De plus, l'USB-c normalement (c'est-à-dire lorsqu'il est utilisé pour l'USB réel) n'utilise que la moitié des paires, ce qui signifie qu'il est presque garanti que 95% des câbles USB-c n'auront que le nombre de conducteurs nécessaires pour prendre en charge cette utilisation. -Cas. Ce serait comme essayer d'expliquer pourquoi vous avez besoin d'un câble DVI double liaison spécial pour certains moniteurs, seulement 100 fois pire car ce serait un câble très banalisé, plutôt que le câble DVI occasionnel.
Connor Wolf
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J'ai posé des questions sur la viabilité technique, dont vous avez expliqué qu'il était "oui" pour le SATA Express actuel mais "non" pour les versions ultérieures (SFF-8639) en raison des voies supplémentaires de ce dernier, et sur la rentabilité, qui semble encore inconnue et dépendra du coût du matériel de négociation de protocole. Vous avez également estimé que c'était une mauvaise idée et vous avez demandé "pourquoi", alors j'ai répondu à ce sujet. Je marquerai votre réponse comme acceptée; pouvez-vous diviser la partie factuelle («oui» pour le SATA Express actuel mais «non» pour les versions à 8 paires de signaux) et la partie opinion en sections distinctes?
Porthem
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Cela devrait être possible à coup sûr, car le type C peut transporter une connexion Pcie3 x4 et peut fournir jusqu'à 100 watts de puissance. Mais il ne serait probablement pas alimenté par la carte mère.

Et pour le problème qui a été signalé lors de la mauvaise connexion PCIe: vous pouvez utiliser le multiplexeur à grande vitesse pour.

De plus, je ne pense pas que cela serait encore utilisé pour la simple raison de la latence: d'abord, la connexion détermine l'orientation, puis elle négocie Poserdilivery et ensuite il négocie le protocole de communication. Et puis l'ahci / nvme peut démarrer.

entrez la description de l'image ici source: http://www.ti.com/lit/wp/slly021/slly021.pdf

Skyper100MC
la source
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Je ne pense pas. SATA Express utilise deux voies PCIe. L'USB 3.1 n'en fournit qu'un.

Jay Carlson
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L'USB-C fournit quatre paires de signalisation, ce qui est suffisant pour deux voies PCIe bidirectionnelles.
Porthem