Функції AHCI, як включити їх підтримку в Windows 7

1. Основні функції AHCI
2. NCQ (Native Command Queuing) - організація черги команд
3. команда TRIM
4. Проблема з AHCI в Windows 7
5. Як включити AHCI в Windows 7
6. Перевірка включення режиму AHCI в Windows 7
7. Установка драйверів AHCI

Наша взаимовыгодная связь https://banwar.org/

Advanced Host Controller Interface (AHCI) - це сучасний режим роботи контролерів жорстких дисків, що дозволяє пристроям SATA використовувати ряд розширених функції. Розглянемо основні і найбільш актуальні з них.

Основні функції AHCI

Гаряче підключення SATA дисків - Hot Swap, Hot Plug

(Hot Swap - гаряча заміна, Hot Plug - гаряче підключення), тобто, безпосередньо в процесі роботи без виключення або перезавантаження комп'ютера.

Стосовно до настільних комп'ютерів ця опція буде вкрай корисною тим, хто працює з накопичувачами, що підключаються по інтерфейсу eSATA, або SATA дисками, що встановлюються в мобілрек.

До установки AHCI драйверів Intel в Windows це може виглядати так:

Через значок «Безпечне вилучення пристроїв і дисків» можна відключати SATA диски.

Після установки AHCI драйверів Intel для гарячого відключення і підключення раніше відключених дисків потрібно буде скористатися диспетчером пристроїв в «Керування комп'ютером»:

У разі більш поширеного підключення зовнішніх накопичувачів - до портів USB через адаптер SATA-USB, гаряче підключення / відключення є без AHCI.

NCQ (Native Command Queuing) - організація черги команд

У двох словах можна сказати, що NCQ - це логістика переміщення головок диска. Якщо в конкретний момент часу до контролера жорсткого диска надійшло кілька запитів на читання / запис даних, то черговість їх обробки AHCI змінить так, щоб за рахунок оптимізації послідовності переміщень головок обробити всі запити за мінімальну кількість оборотів пластин диска, тобто, за менший час.

Уявімо собі таку аналогію NCQ. Кур'єр (головки HDD) обслуговує якесь офісна будівля, на декількох поверхах якого розміщуються різні організації. Кожен день кур'єр приносить і забирає кореспонденцію. Особливістю функціонування цих численних організацій є те, що їх канцелярії працюють на прийом і видачу в строго певні, причому різні, годинник і прийти треба обов'язково до самого початку, інакше віконце закриється. У кур'єра є список організацій, які він повинен обслужити найближчим часом.

Тепер уявімо собі, що кур'єр відвідує організації строго за списком в порядку їх черговості. Припустимо, що першою в переліку значиться організація, розташована на n-му поверсі будівлі. Рано вранці кур'єр піднімається на цей поверх, підходить до вікна канцелярії і з'ясовує, що воно відкриється ближче до вечора (Поверхи, в нашому випадку, це треки, або циліндри, жорсткого диска, а години роботи - його сектора). Якщо кур'єр повинен обходити організації строго за списком, то він прождет без діла до вечора, забере документи і піде в другу за списком організацію на інший поверх. Імовірність того, що прийомні години в цій організації вже закінчилися, досить висока і значить, в цей день кур'єр може вже нічого не забрати / передати, а буде чекати наступного дня (обороту диска HDD). Ну і так далі. Чи не занадто продуктивно.

Однак якщо змінити порядок обходу, то за один день (оборот диска) можна відвідати значно більше число організацій. Для цього треба розставити їх по часу початку роботи канцелярій але з урахуванням того, що ліфт, що переміщає кур'єра в нашому гіпотетичному будівлі, сам по собі не дуже швидкий (час переміщення головок на потрібний трек). Якщо часи (сектора) близькі, то почавши рух на обраний поверх до відкриття вікна можна і не встигнути.

З іншого боку, очевидно, що якщо в списку на день буде всього одна організація, то ніякого виграшу не вийде.

Ще в зв'язку з цим мимоволі пригадується давня сінклерная іграшка, яка, якщо не помиляюся, називалася «Тапер». У ній офіціант пивного бару повинен був не тільки наливати пиво відвідувачам, але і, переходячи від столу до столу, збирати порожні гуртки, які невблаганно рухалися до краю. Правда, забаритися було не можна зовсім - якщо гуртка падала на підлогу, то гра тут же припинялася. Дуже схоже, логістика в чистому вигляді - видати / зібрати якомога більше в одиницю часу за рахунок оптимізації переміщень.

NCQ здебільшого актуальна для навантажених серверів і систем зберігання з SATA дисками. Очікувати нікого драматичного збільшення швидкості роботи звичайного настільного комп'ютера або ноутбука від включення цієї опції не варто. Але гірше не буде точно.

Тема AHCI стала знову актуальною в зв'язку з широким розповсюдженням твердотільних накопичувачів (SSD-дисків). Режим роботи Advanced Host Controller Interface включає в себе ряд функцій, необхідних для швидкої і правильної роботи SATA SSD-дисків. Дуже важливою є команда TRIM.

команда TRIM

Команда TRIM була включена в AHCI після появи твердотільних накопичувачів і спеціально для них. Справа в тому, що логіка процесу запису в SSD-дисках значно відрізняється від такої в традиційних механічних жорстких дисках.

Напевно багатьом знайомі утиліти, типу Undelete Plus, що дозволяють відновити недавно стерті файли. Їх робота заснована на тому, що файл тільки позначається в каталозі як віддалений, але фізично з жорсткого диска не стирається. Більш того, сам накопичувач нічого не знає про статус записаної на ньому інформацією. Позначений як віддалений файл може залишатися на диску як завгодно довго, до тих пір, поки він, або його частині, що не будуть перезаписані новими даними.

Для звичайних HDD такий стан речей не несло в собі ніякої небезпеки, в зв'язку з тим, що стирання або перезапис за своєю суттю були однією і тією ж операцією і займали однаковий час.

У твердотільних накопичувачах це не так. Внутрішня логіка їх роботи не допускає простий перезапису даних в комірці пам'яті. Для того щоб в раніше вже задіяну осередок пам'яті можна було б щось записати повторно, її вміст має бути попередньо «обнулити». А ця операція вимагає додаткового часу. Таким чином, у міру експлуатації SSD-диска в складі комп'ютера з плином часу все більше і більше місця на ньому буде порушено і потрібно все більше операцій «обнулення» осередків.

Насправді все ще гірше, так як «обнулити можна» тільки блок пам'яті цілком. Щоб не втратити записану на ньому інформацію вона попередньо зчитується в кеш, видалить блоку, дані в кеші модифікуються з урахуванням нових і тільки потім записуються на накопичувач. У загальному випадку потрібно чотири операції. Все це призводить до серйозної деградації швидкості запису на твердотільний накопичувач.

Команда TRIM служить сполучною ланкою між контролером SSD-диска і операційною системою. Вона повідомляє контролеру, які блоки на диску дійсно можна вважати вільними, і допомагає таким чином заздалегідь фізично стерти їх у фоновому режимі і реально звільнити місце на диску. Це дозволяє не допустити падіння продуктивності операцій записи на SSD.

В контексті команди TRIM доречним буде згадати про динамічні віртуальних дисках. Такий диск являє собою файл, який безпосередньо після створення має невеликий фізичний розмір, який визначається розміщеної на ньому системної і службовою інформацією.

Після першої операції запису даних на такий диск його розмір збільшиться рівно на стільки, скільки займають записані дані. При кожній наступній записи фізичний розмір віртуального жорсткого диска буде збільшуватися до тих пір, поки не досягне свого граничного значення, зазначеного при його створенні.

Для SSD-диска цей момент буде означати початок деградації швидкості.

Збільшення розміру диска буде відбуватися навіть у тому випадку, якщо перед записом частина даних з нього видалити. Справа в тому, що всі нові блоки інформації завжди записуються в кінець диска.

Для того, щоб привести розмір динамічного віртуального диска у відповідність з обсягом записаних на нього даних, системи віртуалізації передбачають процедуру стиснення. У різних системах віртуалізації ці процедури дещо відрізняються, але суть при цьому не змінюється - якщо спробувати стиснути динамічний віртуальний диск без його попередньої підготовки, то нічого не станеться. Фізичний розмір диска не зміниться.

Для того, щоб процедура стиснення відпрацювала коректно, незайняті на диску блоки повинні бути попередньо обнулені. У Windows для цієї мети можна використовувати Precompact.iso або sdelete -c, в Linux - zerofree. Утиліти обнулення запускаються в середовищі віртуальної машини. Ось і аналогія з TRIM - та ж позначка незайнятих областей диска, без якої фізичне видалення стертих блоків неможливо.

Так як TRIM повністю стирає вміст комірок диска, відновлення видалених даних стає неможливим.

У Windows вбудована підтримка TRIM з'явилася в 2009 році починаючи з Windows 7. У Linux трохи пізніше - на початку 2010 року.

Проблема з AHCI в Windows 7

Насправді ніякої проблеми немає. Однак якщо операційна система була встановлена ​​на диск, який працював з контролером в режимі класичного IDE, то просто взяти і перемкнути в BIOS режим роботи контролера дисків на AHCI, не вийде. Якщо це зробити, то при наступній же завантаженні робота Windows аварійно завершиться з демонстрацією «синього екрану смерті» BSoD через те, що вона не знайде завантажувальний диск .

У Windows 8 цю ситуацію підправили. Після включення AHCI в BIOS тепер досить один раз завантажити систему в безпечному режимі.

Як включити AHCI в Windows 7

Для того, щоб включити AHCI в Windows 7, потрібно зробити наступне:

• Запустити з командного рядка з правами адміністратора редактор реєстру RegEdit і відкрити гілку:

HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ services \ msahci
Знайти на правій панелі ключ Start. Якщо у вас не включений AHCI, то значення ключа дорівнюватиме 3. Його треба поміняти на 0, як показано на малюнку:

• Закрити редактор реєстру і перезавантажити комп'ютер. Під час перезапуску зайти в BIOS і поміняти режим роботи контролера жорстких дисків на AHCI.

Windows 7 при старті знайде нове обладнання, встановить драйвери і попросить ще раз перезапуститися. Після перезавантаження комп'ютера жорсткі диски будуть працювати в режимі AHCI.

Перевірка включення режиму AHCI в Windows 7

Відкриваємо IDE ATA / ATAPI контролери в Диспетчер пристроїв. Переконуємося, що там з'явився контролер AHCI.

Установка драйверів AHCI

Залежно від різновиду контролера і материнської плати шукаємо і встановлюємо відповідні драйвери для AHCI. Робити це не обов'язково, але бажано.

Для власників материнських плат на чіпсеті від Intel найсвіжіший драйвер AHCI найкраще пошукати на офіційному сайті за запитом "Intel Rapid Storage Technology". Для моєї материнської плати Intel на момент написання цієї статті найбільш придатною виявилася версія 11.7.0 1013 . Завантажити з сайту і встановити потрібно програму iata_cd.exe.

Після інсталяції та двох перезавантажень комп'ютера інформація про контролерах IDE ATA / ATAPI в диспетчері пристроїв стала такою>

Для того, щоб визначити чи був у цьому сенс, я скористався безкоштовною утилітою AS SSD Benchmark . Повністю покладатися на її об'єктивність я б не став, але деяке уявлення отримати можна. Ось так виглядають отримані результати для 60-гігабайтного твердотільного накопичувача Intel 520-ої серії>

Найбільший виграш вийшов на операціях запису, а сумарний приріст швидкості SSD-диска склав близько 10%. Істотно.

Все повинно вийти. Якщо з якоїсь причини система завантажуватися відмовилася, повертаємося до вихідної точки і розбираємося з материнською платою, вірніше, з контролером жорстких дисків.

Якщо категорично щось не виходить, то ще один можливий варіант зміни режиму роботи контролера жорстких дисків, правда, більш довгий, це використання програми підготовки системи (Sysprep). Але про це іншим разом.

Опубліковано - 12 березень, 2013 рубриці - Microsoft Windows Теги: AHCI , Microsoft , SATA , SSD , Windows 7 , твердотільний накопичувач