Технология NCQ. Стоит ли включать AHCI

Технология NCQ. Стоит ли включать AHCI?

Сейчас в подавляющем большинстве ноутбуков, настольных ПК и серверов устанавливаются жесткие диски с интерфейсом SATA и материнские платы с поддержкой этого интерфейса. SATA-контроллеры в качестве стандартного интерфейса используют AHCI (Advanced Host Controller Interface), который позволяет реализовать возможность «горячего подключения» и NCQ (Native Command Queuing)

SATA-контроллеры также позволяют работать в режиме эмуляции IDE для совместимости с операционными системами и программами, которые не поддерживают AHCI. С точки зрения программ и операционной системы SATA-контроллер, который работает в режиме эмуляции IDE, ничем не отличается от обычного IDE-контроллера. Естественно, в этом случае никаких проблем с совместимостью нет, но технология NCQ в этом случае работать не будет

Windows XP в стандартной комплектации не содержит драйверов для работы с некоторыми SATA-контроллерами в режиме AHCI. Чтобы это исправить можно интегрировать SATA-драйвера в дистрибутив или интегрировать в уже установленную Windows XP SATA драйвера. Для SATA-контроллеров от nVidia и от AMD (кроме чипсетов 7 серии) это делать не надо, они и так работают в режиме AHCI и нужные драйвера уже есть в дистрибутиве Windows XP.
Если у вас Windows Vista и вы желаете включить AHCI, то почитайте этот материал

В этом материале я постараюсь выяснить каков прирост производительности обеспечивает работа технологии NCQ, стоит ли вообще интегрировать SATA-драйвера, чтобы поставить Windows XP.

Сравнительная таблица

AHCI (Advanced Host Controller Interface AHCI в переводе с англ. Расширенный Интерфейс Хост-Контроллера) — режим подключения накопителей по протоколу Serial ATA. Данный режим позволяет компьютеру воспользоваться расширенными возможностями и функциями при подключении жестких дисков, что приводит к повышению их производительности.
Современные накопители (HDD и SSD) подключаются к материнской плате компьютера через интерфейс (разъём) SATA (Serial ATA), который вытеснил устаревший интерфейс PATA (Parallel ATA). На картинке №1 слева изображен разъём PATA, а справа SATA. отображение в диспетчере устройств IDE режима и AHCI режима
SATA интерфейс умеет работать в 2-х режимах:

1. IDE (Integrated Development Environment с англ параллельный интерфейс подключения накопителей) — старый режим, который используется для совместимости со старым ПО и оборудованием.
2. AHCI (Advanced Host Controller Interface) — новый режим, который расширяет возможности подключения и позволяет задействовать все преимущества интерфейса SATA. Например:
   • Горячая замена жесткого диска, то есть накопитель можно поменять не выключая компьютер. Данная особенность в основном ценна для администраторов обслуживающих сервера.
   • NCQ (Native Command Queuing с англ. — встроенная очерёдность команд) — функция, которая позволяет сократить количество перемещений считывающей головки HDD, что приводит к оптимизации скорости считывания данных при использовании накопителя несколькими программами одновременно.

Включение AHCI приводит к ускорению считывания и доступа к данным на накопителе и соответственно повышает общую производительность компьютера.

Как узнать включён ли режим AHCI в Windows

Теперь, когда мы узнали что это за режим AHCI, то пора задуматься о том, как его включить. Возможно он у Вас уже включён. Проверить можно так:

1. Нажмите на клавиатуре нашу любимую комбинацию кнопок Win+R и введите команду mmc devmgmt.msc . Потом нажмите кнопку Enter . Запустится Диспетчер устройств Windows.
2. В Диспетчере устройств Windows раскройте раздел IDE ATA/ATAPI контроллеры. Если увидели устройство, у которого в наименовании есть слово AHCI, значит нужный нам режим активирован.

Если не увидели слово AHCI, то значит он отключен. Включить его можно в BIOS’е. Но его включение может сопровождаться некоторыми проблемами, о которых расскажу ниже.

Включение AHCI. Особенности активации и возможные проблемы.

Для включения режима AHCI зайдите в Биос и найдите там пункт SATA Mode или что то на него очень похожее. Название пункта в разных версиях Биоса может чуть отличаться. В данном разделе можно переключать режим SATA из IDE в AHCI и наоборот. Если у вас стоит IDE, то не спешите переключаться в режим AHCI, так как для его корректной работы нужен специальный драйвер Windows AHCI. В Windows 7/8/10 и Vista этот драйвер встроен в саму ОС. При установке Windows этот драйвер автоматически устанавливается в систему. Если же система уже установлена и вы хотите переключить режим SATA из IDE в AHCI, то придётся поковыряться в системном реестре. Но об этом я напишу в других статьях, отдельно для Windows 7 Windows 8 и Windows 10. Рекомендую вам дождаться этих публикаций. Здесь вам достаточно знать, что просто так включать его нельзя. Если просто переключить в Биосе режим на AHCI, то получите нерабочую ОС.
На Windows XP вообще не рекомендую даже пытаться его включать, потому что драйвер AHCI для этой ОС отличается в зависимости от каждой материнской платы компьютера.

Выводы

Если произвести подключение жесткого диска к материнской плате и блоку питания, можно увидеть разницу межу новым и устаревшим протоколами. В режиме SATA новое устройство определится системой быстро, на это уходит всего несколько секунд. После настройки (автоматической) с устройством уже можно работать. Используется функция, когда необходимо перекинуть данные или проверить работает ли или нет сторонний диск. Интерфейс PATA или его эмуляция, требуют перед установкой компонентов, чтобы компьютер был полностью выключен (режим «сон» не подходит). Если это требование проигнорировать, может произойти сбой в работе, как элемента, так и самой системы. Еще один важный момент: в режиме IDE невозможна установка операционных систем (ни новых, ни старых версий), если для этого используются SSD-диски. Твердотельные накопители требуют включения только варианта AHCI.

Detect attached SATA devices

1) Which port is device attached

As specified in the AHCI specification, firmware (BIOS) should initialize the AHCI controller into a minimal workable state. OS usually needn’t reinitialize it from the bottom. Much information is already there when the OS boots.

The Port Implemented register (HBA_MEM.pi) is a 32 bit value and each bit represents a port. If the bit is set, the according port has a device attached, otherwise the port is free.

2) What kind of device is attached

There are four kinds of SATA devices, and their signatures are defined as below. The Port Signature register (HBA_PORT.sig) contains the device signature, just read this register to find which kind of device is attached at the port. Some buggy AHCI controllers may not set the Signature register correctly. The most reliable way is to judge from the Identify data read back from the device.

Какой режим задать в настройках BIOS

Несмотря на то что режим IDE давно устарел, его поддержка все еще осуществляется производителями материнских плат. Даже в самых новых моделях присутствует возможность использовать этот интерфейс. В настройках BIOS в соответствующем разделе можно сменить один режим на другой. По умолчанию обычно устанавливается механизм AHCI. Можно нарваться на исключение, однако это бывает крайне редко.

Если взять типичную ситуацию, когда пользователь пытается установить на компьютер операционную систему Windows 7, то ему даже не придется вносить никаких изменений в BIOS, чтобы использовать новую схему. Возможно, кому-то покажется привычным работать со старым интерфейсом. Так все же, IDE или AHCI – что лучше? Windows 7 ведь позволяет использовать оба режима.

Если жесткий диск или другой накопитель подключен к материнской плате через интерфейс SATA, то следует оставить режим AHCI, заданный по умолчанию. Полная поддержка данного механизма обеспечивается в операционных системах Windows 7, 8, 10, Ubuntu 16.04 и других. Только с новым режимом возможна стабильная работа данных ОС.

UEFI или BIOS

UEFI (красивый с мышкой) это BIOS (синий из 90х) следующего поколения, встроенная программа в материнскую плату для инициализации/диагностики железа (Power-on self-test — POST, издает одиночный звук при включении, если всё ок), разгона ПК, редактирования порядка загрузки и других настроек.

Для перехода в UEFI/BIOS на ПК во время загрузки жмется клавиша DELETE, на ноутбуках F2, F9, DELETE (там много вариаций, лучше гуглить под конкретную модель).

Также в BIOS можно перейти из ОС, если Windows 8 или 10. Жмем Пуск > Настройки > Обновление и безопасность > Особые варианты загрузки > Перезагрузить сейчас > Поиск и устранение неисправностей > Дополнительные параметры > Параметры встроенного ПО UEFI > Перезагрузить.

UEFI может мешать загрузке старых ОС, для этого надо отключить Secure Boot (безопасную загрузку) и переключить режим Boot в Legacy Only и Launch CSM (режим совместимости).

Если Вам было полезно или есть вопросы, оставляйте комментарии, всем удачи