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SATA规范的发展已经长达数十年了,随着SATA产品的性能逐渐挖掘殆尽、600MB/s的接口带宽限制,这似乎意味着机箱内部2.5英寸存储设备的寿终正寝。为此SATA—IO组织特别开发了借道PCI_E总线的SATAe物理接口。然而该接口设计复杂,在兼容性的表现上也不是很出色,因此直到现在,市面上也很难看到实际的产品。最终,一种全新、兼容性非常强大的U.2接口横空出世,将很有可能成为我们未来存储设备的主要传输接口,那么它到底有什么必杀技呢?
近日很多读者都在咨询一种最新的U.2 SSD,据说速度甚至可以达3000M B/s,并且整体性能极为强悍,还能够支持NVMe协议,那么这是一种什么技术规范呢?它对应的产品是什么样子的呢?实际上,所谓的U.2并不是一种传输规范,而是一种接口规范。也就是说,U12目前只是一种全新设计的物理接口,使用这种接口的设备,在有效规范的支持下,可以达到很高的传输速度。那么,现在的SATA和SATAe等接口规范不够用吗?为什么还要增加一种新的接口标准呢?且听我们慢慢道来。
众所周知,SATA接口的速度已经成为固态硬盘发展的瓶颈。不久之前,SATA-IO组织制定了下一代存储传输标准,被称为SATA—Express。顾名思义,SATA—Express中的“Express”,实际上源自于PCI-Express。因为SATA技术如果继续发展,在成本控制以及商业化方面已经不太合适,在这种情况下,SATA—IO组织希望借助PCI-E的高速总线继续提升存储系统的读写速度,这也就成为了SATA_Express标准的由来。
而借助PCI-E总线,SATA—Express标准可以轻松打破SATA6Gb/s的带宽限制,尤其是在PCI-E3.0技术得到应用后。同时为了充分发挥出固态硬盘的性能,SATA-EXpress标准除了保留AHCI工作模式外,还增加了NVMe工作模式。该模式可以减少存储设备的访问延迟,提升存储设备在高队列深度即多任务环境下的IOPS,并减少设备功耗(当然,这也需要存储设备支持NVMe技术)。为了发挥出SATA-Express中以上先进技术的实力,SATA-IO组织首先给出了他们设计的SATAe接口。
不过,虽然人们对SATA—Express标准表示看好,但是对于SATAe接口却不太乐观。原因也很简单,目前的SATAe接口本身比较复杂,在不同的设备上有多达五种设计规范,其中在主板上使用的规范为了确保兼容性和接口复用,竟然由PCI-E部分和两个SATA接口组成,无论是工程设计还是使用方便性都不够令人满意。尤其值得一提的是,目前的SATAe接口预留的线路只能满足PCI-E的两个通道使用,只能提供最高10Gb/s的带宽,发展空间极为有限。相比之下,更小巧玲珑的M.2接口都完全兼容PCI-E3.0,并能最多提供4个PCI-E通道,因此SATAe接口在市场层面上受欢迎程度不高也是可以预见的。
无独有偶,除了SATA-IO组织外,固态硬盘形态工作组织(SSDForm Factor WOrkinq GrouD)也在积极布局下一代硬盘的接口设计和规范制定。他们推出的硬盘接口规范被称为SFF-8639,听起来名字特别奇怪,不过没有关系,目前SFF-8639已经改名为“U.2”,也就是本文今天的主角。和SATAIO组织推出的SATAe接口相比,U.2接口不但支持SATA-Express规范,还能兼容SAS、SATA等各种规范。如此强大的U.2接口很快就得到了市场的青睐,并有望通过SATA—IO组织的认证,成为未来SATA-Express标准下的主流存储接口。
在谈论U.2接口的结构之前,我们不妨先来看看SATA接口的结构。SATA接口在硬盘端被分为两个部分,一部分是SATA数据线,一部分是SATA的电源和控制线。这两个接口都采用了“L”型防呆设计,并且长度存在显著差别,因此很容易使用。除了SATA接口外,市场上还有SAS硬盘,采用的接口外观和SATA非常相似,长度和尺寸都基本相同,不过去掉了SATA接口中间的分隔部分,转而布置了一组SASPortB触点。
从结构来看,U.2接口显然是从SAS接口那里得到了设计灵感。U.2接口长度和SATA接口的电源和数据接口的总和基本相当,不过它同样取消了SATA接口中央的分隔部分,并大幅度增加了数据传输触点。整个U.2接口的触点部分可以分为六组,包括通道0和参考时钟0、通道1~3(行业SAS第三、第四个端口共用,同时也提供参考时钟1和边带)、边带、SATA/SAS第一个端口、SAS第二个端口、控制和电源部分等六个部分。这六个部分不但包含了之前的SAS接口、SATA接口的特征以保证向下兼容,还加入了PCI-E通道确保高速传输。在供电方面,U.2接口同时满足3.3V和12V标准,其中12V标准是为PCI-E通道所使用的。此外,在物理外观设计上,由于取消了分隔部分,为了确保插口不会由于反向而损坏设备,U.2接口也仿照SAS设计了不对称的突起防呆口,甚至寸土寸金的在防呆口内部布置了多个数据触点,有效利用所有的空间。
从设计角度来看,U.2接口的物理部分还是很讨巧的,相比之前的SATA数据传输和电源而言并没有太大的改动,因此还是可以很方便地使用在目前的PC系统上。除此之外,U.2接口还有很多特性值得用户关注。比如它的允许功耗更大,最高可达25W左右,能满足更大容量SSD的需求,同时它在限制浪涌电流方面也做出了更好的设计,以保障用户的数据安全。
作为一个物理组件,U.2接口的兼容性可谓极为出色。它自身包含了SATA、PCI-E、SAS不同的总线方案,因此可以兼容SATA-E×press标准、SAS标准、以及SATA标准。换句话来说,U.2接口仅仅是物理设计上的接口,它的性能取决于背后采用何种技术标准。说到这里,有一个疑问就不得不提出来了。目前市场上的M.2接口非常引人注目,再加上体积小,性能也很不错,为什么未来的主流存储设备接口不使用M.2而考虑U.2呢?为什么原生PCI-E接口无法和U.2接口竞争呢?这里还需要仔细来分析。 首先,虽然原生PCI-E接口存储设备的高速度和高效能一直被玩家所称道。不过问题在于,原生PCI-E接口性能虽然非常出色,但PCI-ESSD的体积往往比较大,也没有统一的规范,无论从设备兼容性、还是成本价格,以及需要占据独立插糟的角度考虑,都使得PCI-E接口的存储设备只能被少数专业和高端玩家所使用,很难成为目前主流市场的选择。
其次,和M.2设备相比,U.2接口的优势在哪里呢?我们知道,M.2最大的优势在于其苗条的体积,很适合在对体积非常敏感的移动设备和小型设备内使用。但是成也萧何败也萧何,M.2的体积在一定程度上又成为制约其发展的桎梏。对SSD这种采用NAND闪存的设备来说,多通道读写是其性能提升的关键因素,M.2的小体积就天生注定它很难实现多通道、多芯片的设计方案,即使可以,成本也非常高,难以被市场广泛接受。再加上小体积无法使用更多芯片扩展容量,因此M.2设备的容量无法与传统的2.5英寸、PCI-E规格的存储设备相比。所以M.2接口也不太可能成为市场主流。
除了上述的PCI-E和M.2外,经过选择和比对,U.2接口是目前比较出色、有可能成为未来存储设备标准的接口。原因也很简单,U.2接口主要面向的是2.5英寸存储设备。2.5英寸的硬盘目前无论在移动市场还是在台式机市场,不但有极高的保有量,也是市场的绝对主流。2.5英寸设备相比M.2存储设备,体积足够大,能够承载更多的存储芯片,容量和速度都有保证。相比PCI-E存储设备,其板型、设计则更加小巧,成本更低,能在性能与价格
在介绍了这么多U.2接口的内容之后,肯定有读者担心了:现在的主板是不是都不能使用U.2接口呢?毕竟这是一个全新的物理接口标准啊!答案显然不是这样。一般来说,只要你的主板支持M.2接口,就可以通过转接设备转接成U.2接口。
华硕推出了一款名为Hyper Kit的转接器。该卡一端为M.2接口,一端为Mini-SAS HD接口。用户使用时,将该卡插入主板上的M.2接口,再将Mini-SAS HD转U.2连接线插入卡上的Mini-SAS HD接口,然后在连接线上连接U.2 SSD,这样普通主板也能使用U.2 SSD,且性能不低,英特尔U.2 750 SSD的随机4KB QD 32 IOPS数高达434K。不过需要注意的是,如果设备的U.2接口采用的是比较高的规格,比如PCI-E3.0x4,那么在使用时需要注意M.2接口的相应规格,否则可能会达不到原有的设计速度从而带来性能损失。获得一个更好的平衡点。因此,U.2接口很可能在SATAe接口不太受人欢迎之后,接棒市场成为未来最受用户青睐的存储设备接口。
在U.2接口成为标准之后,厂商可能根据不同的用户类型,在设备端采用不同的传输规范。对企业级用户和服务器用户来说,U.2接口的硬盘设备会使用SAS规范。那么对绝大部分普通用户来说,SATAExpress规范可能成为未来U.2接口硬盘的主流规范,能够实现最高PCI-E3.0 x4的速度,基本上可以满足未来很长一段时间SSD设备发展的需求了。而对一些机械硬盘来说,SATA接口可能依旧是不错的选择,U.2也完美支持SATA规范。这样一来,厂商只需要使用一个物理接口就可兼容所有的传输规范,用户也可以从中受益,实现双赢。
目前市场上已经采用U.2接口的存储产品不算很多,主要有英特尔的SSD 750系列中的2.5寸版本、三星XSl715、OCZ Z-D rive6000三款产品。三款产品都有一个共同的特点,均采用SATAExpress传输规范,支持NVMe工作模式,接口带宽达到PCI-E 3.0x4,这似乎意味着它们都具备非常强大的性能。下面就让我们通过摘录国外媒体THE SSDREVIEW对三星~S1 71 5的几个先行测试,来看看U,2 SSD具备怎样的性能。其测试平台如下:处理器:双英特尔Xeon E5-2690主板:英特尔$2600C04内存:DDR3-1333 16GB ECC操作系统:Windows 7 x64
从以下图表可以看到,三星XSl 71 5具备非常恐怖的性能,持续读取速度突破3000M B/s,随机4KB写入IOPS也达到了120K。同时英特尔也推出了采用U,2接口的SSD产品,型号是英特尔SSD 750400GB,这款SSD采用了英特尔20nm工艺,单颗容量为128Gb,采用M LC颗粒。英特尔这款产品的持续写入能力最高可达900M B/s,读取能力达到了2200M B/s,4K B随机读取也高达430K IOPS,写入能力达到了230K lOPS,在高端SSD中也算非常不错的性能了。而O CZ则推出了Z-Drive 6000和Z-Drive6300两款U_2 SS D,全部面向企业级用户,最大容量从800G B起跳,最高可达3200GB,堪称目前容量最大的SSD之一。相比之下,Z-D rive 6000系列采用的是M LC颗粒,Z-D rive 6300采用的企业级e M LC颗粒,颗粒来源都是东芝19nm、128Gb产品。在性能方面,这两个系列的产品标称的4K B随机读取性能最低都有600K lOPS,写入n生能除一款最低为75K lOPS外,其余都达到了115K IOPS以上。持续写入能力也高达1 G B/S,持续读取能力在2,2G B/S以上,性能表现-也非常不错。
从前文的技术介绍以及后文的产品介绍、性能分析都可以看出,U,2接口潜力无限。尤其是在使用PCI—E 3,0×4的情况下,读取速度最高可达3G B/s左右,极大地拓展了2,5英寸存储设备未来的发展空间,使得目前限制在600M B/s以内的2,5英寸存储设备传输速度将获得质的飞跃。不仅如此,U,2接口独特的设计、全兼容的特性,都使得它可能成为未来P C存储的主力接口。目前,U,2接口还处于商品化的早期,只有寥寥几个厂商推出相关产品,并且定位主要在企业级,不过随着技术发展和用户对速度的渴求,相信在不远的将来U,2接口也会很快走入千千万万用户的电脑中,成为我们日常使用的产品。据业内人士估计,U,2接口的相关民用产品可能在今年年底就会出现,在201 7年左右可能在市场上大规模出现,并最终迈入主流市场。四音频技术的发展一直在朝着更多声道、更多细节、更精确的方向迈进。从双声道到多声道,音频技术一步一个脚印,让观众在听觉感受上不断提升。在此前《微型计算机》曾介绍过杜比全景声,没错,就是那个能让声音变得更立体的技术。而现在,杜比的竞争对手DTS也推出了自家全新一代音频技术,它被称为DTS:X,瞄准的正是杜比全景声。下面,我们就来了解DTS:X的情况。 在目前看来,多声道音频技术的发展已经非常成熟了。如今很多厂商和影院都宣称自己在产品或影厅中采用了诸如7,1声道、5,1声道等多声道技术。本刊曾在2015年2月上的《听,电影声音也“3D”解读杜比全景声》一文中,为各位读者详细介绍了多声道技术发展的历史。简而言之,多声道技术的目的是利用更多的声道辅助实现人耳对声音位置的定位,并将这种定位结果和电影、音乐等实际的场景结合起来,最终让观众获得出色的听觉享受。这里的核心问题在于对声音的“定位”——如何定位,如何准确的定位,一直是贯穿音频技术发展的一个核心问题。
在之前,人们使用双声道、5,1声道甚至7一声道所呈现出来的音频效果是在2D平面上带来的方向感。也就是说,这些技术可以很不错地表现出声音的环绕感,或者表现出声音在左边、右边、左前、右后等方位上的感觉,但是对上方、中上、右上等增加了一个方向的声音就无能为力了。比如电影中直升飞机在头顶盘旋,就没有办法通过多声道技术完美呈现。用数据来说的话,那就是传统的多声道技术形成了一个平面,使得用户在感受XY轴平面上的声音时不存在任何问题,可是声音是在空间中呈现的,存在XYZ三个轴,这个时候,传统的多声道技术就存在缺憾了。
为了增加空间定位感,必须引入Z轴。在这一点上,之前介绍的杜比全景声利用遍布整个声场的扬声器,来实现Z轴的定位,最终成功地带来了声音在空中精确的结像点,进而实现了3D立体化的声音,让观众获得了更具空间感的听音感受。不过作为音频业界另一家“大牛”厂商的DTS,其最新成果DTS:X却有着和杜比全景声完全不同的排布方式。
DTS:X是一种专门为商业影院和家庭用户设计的音频解决方案,这个系统的优势在于它允许声音对象在一个半球形的空间内移动。相比杜比的相关解决方案,DTS希望DTS:X能够更为简单方便地在目前已有的设备上使用。因此,DTS:X在向下兼容上做得很不错,可以完全兼容DTS H D Master Audio。也就是说DTS:X能够支持无损编码方式,采样精度和采样频率最高能到24bit、192kHz,最大支持的声道数量达到32甚至以上等等DTS H DMaster Audio的基本特性。也就是说,DTS H D Master Audio相当于DTS:X的“子集”。
所以DTS:X相比此前标准的最大提升,还是在于它的多维特质。在不同的场合,DTS:X可以为不同的用户给出适宜的配置方案。比如在影院中,DTS:X几乎可以无限地扩大声场范围,主要的约束在于更大的环境需要更多的扬声器和功放设备。虽然改装一个标准剧场的花费比较高,但是DTS声称如果剧场已经支持杜比全景声的话,改装DTS:X的费用可能只需要5000美元~6000美元左右,这个价格相比重置传统剧院的整个音响系统而言,简直是九牛一毛,甚至只需要在软件和功放设备上做出调整即可达到效果。
对家庭用户而言,DTS:X也可以得到有效布置。DTS:X可以支持1 1个扬声器和2个低音炮的配置,当然环境比较大的话,最多也可以布置32个不同位置的扬声器——更多不同位置的扬声器意味着声音定位将会更为精准。并且DTS:X对扬声器位置并没有太严格的规定(其原因我们随后再说),这就意味着家庭用户可以自由地将扬声器摆放在任何心仪的位置,不会影响到房间的装修和布置。尤其是对已经有了多声道环绕声家庭影院的用户来说,DTS:X可以省下不少银子。
在扬声器布置方面,DTS:X官方给出了一些参考方案。从这些方案中可以看出,和杜比全景声的声场类似长方形不同的是,DTS:X的音响系统空间位置连接起来类似一个半球形。球顶上有扬声器负责顶部,半球形的中部环上布置的扬声器带来声音Z轴的高度感,下方半球形和地面的截面则布置了传统的环绕扬声器。按照DTS:X官方推荐的音箱布置——顶部1个扬声器、中部5个扬声器、下方7个扬声器来看,DTS:X组成的是13一声道系统。不过这13,1声道的位置独特,算法特殊,因此才能形成如此强大的声音效果。
DTS:×的独特优势
上文说了很多关于DTS:X的扬声器位置、成本以及视听效果等内容,那么,DTS:X有哪些独特的优势呢?
首先,DTS:X拥有极为出色的向下兼容能力。DTS:X本身是建立在现有的DTS HD Master Audio技术的基础上的,因此完全兼容目前所有的DTS技术,包括DTS-H D解码器、蓝光文件、DVD文件以及流媒体内容。此外,目前传统的5,1或者71立体声也可以从DTS:X中获益,部分符合一定规范的音频甚至可以直接转为DTS:X格式,实现音频的3D化。
其次,DTS:X拥有独立控制对象音频的功能。由于DTS:X是针对对象的音频技术,因此可以单独调节某些对象的声音,使它们放大或者降低、以满足不同场合的需求。举例来说,在电影中,如果你很喜欢影NA的声音,那么可以使用DTS:X的技术只将A的声音放大,其他人的声音以及背景音乐维持不变。这是之前的技术很难达到的效果。
第三,无论是家庭用户还是专业的影院用户,DTS:X都不会像杜比杜比全景声那样严格要求扬声器的位置。之前我们曾说过DTS:X采用半球形的声场结构,这种特殊的结构使得DTS:X支持扬声器的灵活配置和重映射技术,用户几乎可训每扬声器放置在DTS:X音场半球中任何方便的地方,接下来DTS:X会根据软件算法,来自动优化现有的扬声器布局和不同数量的扬声器之间协作工作的问题。DTS:X之所以有这样的优势,是因为DTS:X属于声音对象技术,它从录制开始就记录了声音的空间位置,因此在播放时只要针对扬声器位置对声音进行微调就可以了,这是DTS:X最大的核心优势之一。
第四,DTS:X支持无损音频技术。它支持无损音频编码格式,同时它也支持常见的有损音频编码格式。从规格上来看,其最高可以支持1 92bit立体声和多声道混合技术,从3D音频市场的发展来看,显然杜比全景声凭借先人一步抢占了不少市场份额,但是这也并非说DTS:X就处于劣势,DTS:X虽然是后来者,但是凭借更灵活的布置方式,更简易的升级方案以及完全开放的MDA音频标准,还是很有可能扳回一城的。尤其是DTS:X可以由杜比全景声改造而来,改造费用也相当便宜,这一点或许会让DTS:X在市场上后来居上也说不定。 目前在国内市场上,杜比全景声已经开始有顶级影院采用,效果非常出色。DTS:X依旧还是空白。考虑到国内影片播放市场如此庞大,DTS:X和杜比全景声没有理由不重视中国市场。激烈的竞争正在展开,鹿死谁手还未可知。
采用DTS:X技术的影院目前尚未在国内铺开,不过在今年的C ES展会上已经有了DTS:X的试听展位。从DTS:X的试听效果来说,新一代的3D音频解决方案几乎可以秒杀前代任何产品,在声音位置的结像能力方面令人惊讶。
CES上DTS:X的试听部分由两个环节组成。首先是传统7_1声道的试听环节,所播放的试听片中包含了一些方向性极强的内容,比如在左耳或者右耳出现的飞鸟,物体从左侧移动到右侧发出的声音等等。在传统的7一声道中,人们可以明显地感觉到声音位置的变化,一般来说,这已经很不错To
不过在使用了DTS:X后,由于加入了源自头顶的扬声器,再加上DTS:×丰目关算法的处理,整个声音的感受就彻底不同To传统的71声道只能告诉你,声音大概在这一片区域完成,剩下的内容需要和视频结合起来脑补,这样才能带来声音位置的感觉。但是DTS:X完全不是这样,其强大的声音结像能力在声音一开始的瞬间,就能让观众精确捕捉到音源位置,无论是左下、右上、左后还是正前,DTS:X都能给出准确的方位和高度,这种感觉是之前完全没有出现过的。比如一只鸟儿在耳朵处扇动翅膀,在DTS:X中你闭上眼睛除了能精确感觉到声音位置外,甚至都在期待翅膀扇动时的凉风。这种丝丝入扣的感觉和精确的声音定位感,大幅度提升了整个音频效果的临场感和真实性。
目前国内各大院线集团正在积极推广杜比全景声和DTS:X的应用,想必在Tg,的将--来,观众就可以在电影院或者自己家中真正感受到3D音频效果的真实魅力了’
~倾心绝不是吹牛的。
一个好的技术最终还是要落在实物上才真正有用。在这一点上,DTS:X还是做得比较快的。目前支持DTS:X的设备已经有多款,包括天龙、马兰士、Steinwav等厂商,都推出或者升级了他们的设备使其支持DTS:X。除此之外,还有诸如安桥、先锋、雅马哈等厂商准备在201 5年积极跟进,推出支持DTS:X的相关产品。总的来看,到201 5年下半年,DTS:X的设备将越来越多,这个时候也会有更,多的厂商加入进来。
近日很多读者都在咨询一种最新的U.2 SSD,据说速度甚至可以达3000M B/s,并且整体性能极为强悍,还能够支持NVMe协议,那么这是一种什么技术规范呢?它对应的产品是什么样子的呢?实际上,所谓的U.2并不是一种传输规范,而是一种接口规范。也就是说,U12目前只是一种全新设计的物理接口,使用这种接口的设备,在有效规范的支持下,可以达到很高的传输速度。那么,现在的SATA和SATAe等接口规范不够用吗?为什么还要增加一种新的接口标准呢?且听我们慢慢道来。
众所周知,SATA接口的速度已经成为固态硬盘发展的瓶颈。不久之前,SATA-IO组织制定了下一代存储传输标准,被称为SATA—Express。顾名思义,SATA—Express中的“Express”,实际上源自于PCI-Express。因为SATA技术如果继续发展,在成本控制以及商业化方面已经不太合适,在这种情况下,SATA—IO组织希望借助PCI-E的高速总线继续提升存储系统的读写速度,这也就成为了SATA_Express标准的由来。
而借助PCI-E总线,SATA—Express标准可以轻松打破SATA6Gb/s的带宽限制,尤其是在PCI-E3.0技术得到应用后。同时为了充分发挥出固态硬盘的性能,SATA-EXpress标准除了保留AHCI工作模式外,还增加了NVMe工作模式。该模式可以减少存储设备的访问延迟,提升存储设备在高队列深度即多任务环境下的IOPS,并减少设备功耗(当然,这也需要存储设备支持NVMe技术)。为了发挥出SATA-Express中以上先进技术的实力,SATA-IO组织首先给出了他们设计的SATAe接口。
不过,虽然人们对SATA—Express标准表示看好,但是对于SATAe接口却不太乐观。原因也很简单,目前的SATAe接口本身比较复杂,在不同的设备上有多达五种设计规范,其中在主板上使用的规范为了确保兼容性和接口复用,竟然由PCI-E部分和两个SATA接口组成,无论是工程设计还是使用方便性都不够令人满意。尤其值得一提的是,目前的SATAe接口预留的线路只能满足PCI-E的两个通道使用,只能提供最高10Gb/s的带宽,发展空间极为有限。相比之下,更小巧玲珑的M.2接口都完全兼容PCI-E3.0,并能最多提供4个PCI-E通道,因此SATAe接口在市场层面上受欢迎程度不高也是可以预见的。
无独有偶,除了SATA-IO组织外,固态硬盘形态工作组织(SSDForm Factor WOrkinq GrouD)也在积极布局下一代硬盘的接口设计和规范制定。他们推出的硬盘接口规范被称为SFF-8639,听起来名字特别奇怪,不过没有关系,目前SFF-8639已经改名为“U.2”,也就是本文今天的主角。和SATAIO组织推出的SATAe接口相比,U.2接口不但支持SATA-Express规范,还能兼容SAS、SATA等各种规范。如此强大的U.2接口很快就得到了市场的青睐,并有望通过SATA—IO组织的认证,成为未来SATA-Express标准下的主流存储接口。
在谈论U.2接口的结构之前,我们不妨先来看看SATA接口的结构。SATA接口在硬盘端被分为两个部分,一部分是SATA数据线,一部分是SATA的电源和控制线。这两个接口都采用了“L”型防呆设计,并且长度存在显著差别,因此很容易使用。除了SATA接口外,市场上还有SAS硬盘,采用的接口外观和SATA非常相似,长度和尺寸都基本相同,不过去掉了SATA接口中间的分隔部分,转而布置了一组SASPortB触点。
从结构来看,U.2接口显然是从SAS接口那里得到了设计灵感。U.2接口长度和SATA接口的电源和数据接口的总和基本相当,不过它同样取消了SATA接口中央的分隔部分,并大幅度增加了数据传输触点。整个U.2接口的触点部分可以分为六组,包括通道0和参考时钟0、通道1~3(行业SAS第三、第四个端口共用,同时也提供参考时钟1和边带)、边带、SATA/SAS第一个端口、SAS第二个端口、控制和电源部分等六个部分。这六个部分不但包含了之前的SAS接口、SATA接口的特征以保证向下兼容,还加入了PCI-E通道确保高速传输。在供电方面,U.2接口同时满足3.3V和12V标准,其中12V标准是为PCI-E通道所使用的。此外,在物理外观设计上,由于取消了分隔部分,为了确保插口不会由于反向而损坏设备,U.2接口也仿照SAS设计了不对称的突起防呆口,甚至寸土寸金的在防呆口内部布置了多个数据触点,有效利用所有的空间。
从设计角度来看,U.2接口的物理部分还是很讨巧的,相比之前的SATA数据传输和电源而言并没有太大的改动,因此还是可以很方便地使用在目前的PC系统上。除此之外,U.2接口还有很多特性值得用户关注。比如它的允许功耗更大,最高可达25W左右,能满足更大容量SSD的需求,同时它在限制浪涌电流方面也做出了更好的设计,以保障用户的数据安全。
作为一个物理组件,U.2接口的兼容性可谓极为出色。它自身包含了SATA、PCI-E、SAS不同的总线方案,因此可以兼容SATA-E×press标准、SAS标准、以及SATA标准。换句话来说,U.2接口仅仅是物理设计上的接口,它的性能取决于背后采用何种技术标准。说到这里,有一个疑问就不得不提出来了。目前市场上的M.2接口非常引人注目,再加上体积小,性能也很不错,为什么未来的主流存储设备接口不使用M.2而考虑U.2呢?为什么原生PCI-E接口无法和U.2接口竞争呢?这里还需要仔细来分析。 首先,虽然原生PCI-E接口存储设备的高速度和高效能一直被玩家所称道。不过问题在于,原生PCI-E接口性能虽然非常出色,但PCI-ESSD的体积往往比较大,也没有统一的规范,无论从设备兼容性、还是成本价格,以及需要占据独立插糟的角度考虑,都使得PCI-E接口的存储设备只能被少数专业和高端玩家所使用,很难成为目前主流市场的选择。
其次,和M.2设备相比,U.2接口的优势在哪里呢?我们知道,M.2最大的优势在于其苗条的体积,很适合在对体积非常敏感的移动设备和小型设备内使用。但是成也萧何败也萧何,M.2的体积在一定程度上又成为制约其发展的桎梏。对SSD这种采用NAND闪存的设备来说,多通道读写是其性能提升的关键因素,M.2的小体积就天生注定它很难实现多通道、多芯片的设计方案,即使可以,成本也非常高,难以被市场广泛接受。再加上小体积无法使用更多芯片扩展容量,因此M.2设备的容量无法与传统的2.5英寸、PCI-E规格的存储设备相比。所以M.2接口也不太可能成为市场主流。
除了上述的PCI-E和M.2外,经过选择和比对,U.2接口是目前比较出色、有可能成为未来存储设备标准的接口。原因也很简单,U.2接口主要面向的是2.5英寸存储设备。2.5英寸的硬盘目前无论在移动市场还是在台式机市场,不但有极高的保有量,也是市场的绝对主流。2.5英寸设备相比M.2存储设备,体积足够大,能够承载更多的存储芯片,容量和速度都有保证。相比PCI-E存储设备,其板型、设计则更加小巧,成本更低,能在性能与价格
在介绍了这么多U.2接口的内容之后,肯定有读者担心了:现在的主板是不是都不能使用U.2接口呢?毕竟这是一个全新的物理接口标准啊!答案显然不是这样。一般来说,只要你的主板支持M.2接口,就可以通过转接设备转接成U.2接口。
华硕推出了一款名为Hyper Kit的转接器。该卡一端为M.2接口,一端为Mini-SAS HD接口。用户使用时,将该卡插入主板上的M.2接口,再将Mini-SAS HD转U.2连接线插入卡上的Mini-SAS HD接口,然后在连接线上连接U.2 SSD,这样普通主板也能使用U.2 SSD,且性能不低,英特尔U.2 750 SSD的随机4KB QD 32 IOPS数高达434K。不过需要注意的是,如果设备的U.2接口采用的是比较高的规格,比如PCI-E3.0x4,那么在使用时需要注意M.2接口的相应规格,否则可能会达不到原有的设计速度从而带来性能损失。获得一个更好的平衡点。因此,U.2接口很可能在SATAe接口不太受人欢迎之后,接棒市场成为未来最受用户青睐的存储设备接口。
在U.2接口成为标准之后,厂商可能根据不同的用户类型,在设备端采用不同的传输规范。对企业级用户和服务器用户来说,U.2接口的硬盘设备会使用SAS规范。那么对绝大部分普通用户来说,SATAExpress规范可能成为未来U.2接口硬盘的主流规范,能够实现最高PCI-E3.0 x4的速度,基本上可以满足未来很长一段时间SSD设备发展的需求了。而对一些机械硬盘来说,SATA接口可能依旧是不错的选择,U.2也完美支持SATA规范。这样一来,厂商只需要使用一个物理接口就可兼容所有的传输规范,用户也可以从中受益,实现双赢。
目前市场上已经采用U.2接口的存储产品不算很多,主要有英特尔的SSD 750系列中的2.5寸版本、三星XSl715、OCZ Z-D rive6000三款产品。三款产品都有一个共同的特点,均采用SATAExpress传输规范,支持NVMe工作模式,接口带宽达到PCI-E 3.0x4,这似乎意味着它们都具备非常强大的性能。下面就让我们通过摘录国外媒体THE SSDREVIEW对三星~S1 71 5的几个先行测试,来看看U,2 SSD具备怎样的性能。其测试平台如下:处理器:双英特尔Xeon E5-2690主板:英特尔$2600C04内存:DDR3-1333 16GB ECC操作系统:Windows 7 x64
从以下图表可以看到,三星XSl 71 5具备非常恐怖的性能,持续读取速度突破3000M B/s,随机4KB写入IOPS也达到了120K。同时英特尔也推出了采用U,2接口的SSD产品,型号是英特尔SSD 750400GB,这款SSD采用了英特尔20nm工艺,单颗容量为128Gb,采用M LC颗粒。英特尔这款产品的持续写入能力最高可达900M B/s,读取能力达到了2200M B/s,4K B随机读取也高达430K IOPS,写入能力达到了230K lOPS,在高端SSD中也算非常不错的性能了。而O CZ则推出了Z-Drive 6000和Z-Drive6300两款U_2 SS D,全部面向企业级用户,最大容量从800G B起跳,最高可达3200GB,堪称目前容量最大的SSD之一。相比之下,Z-D rive 6000系列采用的是M LC颗粒,Z-D rive 6300采用的企业级e M LC颗粒,颗粒来源都是东芝19nm、128Gb产品。在性能方面,这两个系列的产品标称的4K B随机读取性能最低都有600K lOPS,写入n生能除一款最低为75K lOPS外,其余都达到了115K IOPS以上。持续写入能力也高达1 G B/S,持续读取能力在2,2G B/S以上,性能表现-也非常不错。
从前文的技术介绍以及后文的产品介绍、性能分析都可以看出,U,2接口潜力无限。尤其是在使用PCI—E 3,0×4的情况下,读取速度最高可达3G B/s左右,极大地拓展了2,5英寸存储设备未来的发展空间,使得目前限制在600M B/s以内的2,5英寸存储设备传输速度将获得质的飞跃。不仅如此,U,2接口独特的设计、全兼容的特性,都使得它可能成为未来P C存储的主力接口。目前,U,2接口还处于商品化的早期,只有寥寥几个厂商推出相关产品,并且定位主要在企业级,不过随着技术发展和用户对速度的渴求,相信在不远的将来U,2接口也会很快走入千千万万用户的电脑中,成为我们日常使用的产品。据业内人士估计,U,2接口的相关民用产品可能在今年年底就会出现,在201 7年左右可能在市场上大规模出现,并最终迈入主流市场。四音频技术的发展一直在朝着更多声道、更多细节、更精确的方向迈进。从双声道到多声道,音频技术一步一个脚印,让观众在听觉感受上不断提升。在此前《微型计算机》曾介绍过杜比全景声,没错,就是那个能让声音变得更立体的技术。而现在,杜比的竞争对手DTS也推出了自家全新一代音频技术,它被称为DTS:X,瞄准的正是杜比全景声。下面,我们就来了解DTS:X的情况。 在目前看来,多声道音频技术的发展已经非常成熟了。如今很多厂商和影院都宣称自己在产品或影厅中采用了诸如7,1声道、5,1声道等多声道技术。本刊曾在2015年2月上的《听,电影声音也“3D”解读杜比全景声》一文中,为各位读者详细介绍了多声道技术发展的历史。简而言之,多声道技术的目的是利用更多的声道辅助实现人耳对声音位置的定位,并将这种定位结果和电影、音乐等实际的场景结合起来,最终让观众获得出色的听觉享受。这里的核心问题在于对声音的“定位”——如何定位,如何准确的定位,一直是贯穿音频技术发展的一个核心问题。
在之前,人们使用双声道、5,1声道甚至7一声道所呈现出来的音频效果是在2D平面上带来的方向感。也就是说,这些技术可以很不错地表现出声音的环绕感,或者表现出声音在左边、右边、左前、右后等方位上的感觉,但是对上方、中上、右上等增加了一个方向的声音就无能为力了。比如电影中直升飞机在头顶盘旋,就没有办法通过多声道技术完美呈现。用数据来说的话,那就是传统的多声道技术形成了一个平面,使得用户在感受XY轴平面上的声音时不存在任何问题,可是声音是在空间中呈现的,存在XYZ三个轴,这个时候,传统的多声道技术就存在缺憾了。
为了增加空间定位感,必须引入Z轴。在这一点上,之前介绍的杜比全景声利用遍布整个声场的扬声器,来实现Z轴的定位,最终成功地带来了声音在空中精确的结像点,进而实现了3D立体化的声音,让观众获得了更具空间感的听音感受。不过作为音频业界另一家“大牛”厂商的DTS,其最新成果DTS:X却有着和杜比全景声完全不同的排布方式。
DTS:X是一种专门为商业影院和家庭用户设计的音频解决方案,这个系统的优势在于它允许声音对象在一个半球形的空间内移动。相比杜比的相关解决方案,DTS希望DTS:X能够更为简单方便地在目前已有的设备上使用。因此,DTS:X在向下兼容上做得很不错,可以完全兼容DTS H D Master Audio。也就是说DTS:X能够支持无损编码方式,采样精度和采样频率最高能到24bit、192kHz,最大支持的声道数量达到32甚至以上等等DTS H DMaster Audio的基本特性。也就是说,DTS H D Master Audio相当于DTS:X的“子集”。
所以DTS:X相比此前标准的最大提升,还是在于它的多维特质。在不同的场合,DTS:X可以为不同的用户给出适宜的配置方案。比如在影院中,DTS:X几乎可以无限地扩大声场范围,主要的约束在于更大的环境需要更多的扬声器和功放设备。虽然改装一个标准剧场的花费比较高,但是DTS声称如果剧场已经支持杜比全景声的话,改装DTS:X的费用可能只需要5000美元~6000美元左右,这个价格相比重置传统剧院的整个音响系统而言,简直是九牛一毛,甚至只需要在软件和功放设备上做出调整即可达到效果。
对家庭用户而言,DTS:X也可以得到有效布置。DTS:X可以支持1 1个扬声器和2个低音炮的配置,当然环境比较大的话,最多也可以布置32个不同位置的扬声器——更多不同位置的扬声器意味着声音定位将会更为精准。并且DTS:X对扬声器位置并没有太严格的规定(其原因我们随后再说),这就意味着家庭用户可以自由地将扬声器摆放在任何心仪的位置,不会影响到房间的装修和布置。尤其是对已经有了多声道环绕声家庭影院的用户来说,DTS:X可以省下不少银子。
在扬声器布置方面,DTS:X官方给出了一些参考方案。从这些方案中可以看出,和杜比全景声的声场类似长方形不同的是,DTS:X的音响系统空间位置连接起来类似一个半球形。球顶上有扬声器负责顶部,半球形的中部环上布置的扬声器带来声音Z轴的高度感,下方半球形和地面的截面则布置了传统的环绕扬声器。按照DTS:X官方推荐的音箱布置——顶部1个扬声器、中部5个扬声器、下方7个扬声器来看,DTS:X组成的是13一声道系统。不过这13,1声道的位置独特,算法特殊,因此才能形成如此强大的声音效果。
DTS:×的独特优势
上文说了很多关于DTS:X的扬声器位置、成本以及视听效果等内容,那么,DTS:X有哪些独特的优势呢?
首先,DTS:X拥有极为出色的向下兼容能力。DTS:X本身是建立在现有的DTS HD Master Audio技术的基础上的,因此完全兼容目前所有的DTS技术,包括DTS-H D解码器、蓝光文件、DVD文件以及流媒体内容。此外,目前传统的5,1或者71立体声也可以从DTS:X中获益,部分符合一定规范的音频甚至可以直接转为DTS:X格式,实现音频的3D化。
其次,DTS:X拥有独立控制对象音频的功能。由于DTS:X是针对对象的音频技术,因此可以单独调节某些对象的声音,使它们放大或者降低、以满足不同场合的需求。举例来说,在电影中,如果你很喜欢影NA的声音,那么可以使用DTS:X的技术只将A的声音放大,其他人的声音以及背景音乐维持不变。这是之前的技术很难达到的效果。
第三,无论是家庭用户还是专业的影院用户,DTS:X都不会像杜比杜比全景声那样严格要求扬声器的位置。之前我们曾说过DTS:X采用半球形的声场结构,这种特殊的结构使得DTS:X支持扬声器的灵活配置和重映射技术,用户几乎可训每扬声器放置在DTS:X音场半球中任何方便的地方,接下来DTS:X会根据软件算法,来自动优化现有的扬声器布局和不同数量的扬声器之间协作工作的问题。DTS:X之所以有这样的优势,是因为DTS:X属于声音对象技术,它从录制开始就记录了声音的空间位置,因此在播放时只要针对扬声器位置对声音进行微调就可以了,这是DTS:X最大的核心优势之一。
第四,DTS:X支持无损音频技术。它支持无损音频编码格式,同时它也支持常见的有损音频编码格式。从规格上来看,其最高可以支持1 92bit立体声和多声道混合技术,从3D音频市场的发展来看,显然杜比全景声凭借先人一步抢占了不少市场份额,但是这也并非说DTS:X就处于劣势,DTS:X虽然是后来者,但是凭借更灵活的布置方式,更简易的升级方案以及完全开放的MDA音频标准,还是很有可能扳回一城的。尤其是DTS:X可以由杜比全景声改造而来,改造费用也相当便宜,这一点或许会让DTS:X在市场上后来居上也说不定。 目前在国内市场上,杜比全景声已经开始有顶级影院采用,效果非常出色。DTS:X依旧还是空白。考虑到国内影片播放市场如此庞大,DTS:X和杜比全景声没有理由不重视中国市场。激烈的竞争正在展开,鹿死谁手还未可知。
采用DTS:X技术的影院目前尚未在国内铺开,不过在今年的C ES展会上已经有了DTS:X的试听展位。从DTS:X的试听效果来说,新一代的3D音频解决方案几乎可以秒杀前代任何产品,在声音位置的结像能力方面令人惊讶。
CES上DTS:X的试听部分由两个环节组成。首先是传统7_1声道的试听环节,所播放的试听片中包含了一些方向性极强的内容,比如在左耳或者右耳出现的飞鸟,物体从左侧移动到右侧发出的声音等等。在传统的7一声道中,人们可以明显地感觉到声音位置的变化,一般来说,这已经很不错To
不过在使用了DTS:X后,由于加入了源自头顶的扬声器,再加上DTS:×丰目关算法的处理,整个声音的感受就彻底不同To传统的71声道只能告诉你,声音大概在这一片区域完成,剩下的内容需要和视频结合起来脑补,这样才能带来声音位置的感觉。但是DTS:X完全不是这样,其强大的声音结像能力在声音一开始的瞬间,就能让观众精确捕捉到音源位置,无论是左下、右上、左后还是正前,DTS:X都能给出准确的方位和高度,这种感觉是之前完全没有出现过的。比如一只鸟儿在耳朵处扇动翅膀,在DTS:X中你闭上眼睛除了能精确感觉到声音位置外,甚至都在期待翅膀扇动时的凉风。这种丝丝入扣的感觉和精确的声音定位感,大幅度提升了整个音频效果的临场感和真实性。
目前国内各大院线集团正在积极推广杜比全景声和DTS:X的应用,想必在Tg,的将--来,观众就可以在电影院或者自己家中真正感受到3D音频效果的真实魅力了’
~倾心绝不是吹牛的。
一个好的技术最终还是要落在实物上才真正有用。在这一点上,DTS:X还是做得比较快的。目前支持DTS:X的设备已经有多款,包括天龙、马兰士、Steinwav等厂商,都推出或者升级了他们的设备使其支持DTS:X。除此之外,还有诸如安桥、先锋、雅马哈等厂商准备在201 5年积极跟进,推出支持DTS:X的相关产品。总的来看,到201 5年下半年,DTS:X的设备将越来越多,这个时候也会有更,多的厂商加入进来。