Сравнение энергопотребеления: SATA AHCI против IDE

Из-за увеличивающихся затрат на электроэнергию и охлаждение для компьютерных систем и систем хранения данных, вопросу энергосбережения придается большое значения в мире. И беспокойство по этому поводу у конечных потребителей, заставляет производителей компьютерных компонентов включать в них различные протоколы управления питания, для снижения электропотребления. Не малое значение в этом плане, придается электромеханическим устройствам, такие как жесткие диски, CD\DVD приводы, которые потребляют значительно часть электроэнергии в системах. По этому, в современных интерфейсах обязательно есть протоколы и технологии управления питания и Serial Attached SCSI (SAS) и Serial ATA (SATA) тут не исключение.

За управление питанием в Serial ATA (SATA) отвечает Link Power Management (LPM). Но как и любая технология, эффективности ее должна проверяться практикой и тут интересно, повторяется судьба с технологий упорядочивания команд (Native Command Queuing (NCQ)), так же реализованная в SATA, или от LPM есть реальная польза.

Тут конечно можно задаться вопросом, а зачем выяснять, если толк это технологии управления питания или нету, ведь в нашей стране электроэнергия стоит копейки и нам куда важней быстродействие жесткого или твердотельного диска. Конечно, быстродействие жесткого диска имеет большое значение, если учитывать, что это обычно самый низко производительный компонент в системе, но стоит вспомнить, что в последнее время конечный потребитель предпочитает использовать именно мобильные устройства: ноутбуки, нетбуки, ультра мобильные устройства и интернет-планшеты, где продолжительность автономной работы стоит не на последнем месте.

Теперь попробуем проверить, насколько Link Power Management (LPM), позволяет снизить энергопотребление, для этого возьмем типичный ноутбук: Toshiba A300 в конфигурации: Core Duo T5850 2,160 ГГц/DDR2 3072 Мб/640Gb HDD (320Gb*2)/ATI Mobility Radeon HD3470/15,4'' 1280x800/ аккумулятор 4000 мАч. В данной модели установлены два SATA диска.

Да прежде, чем продолжить, хочу напомнить, что согласно спецификации SATA контроллеры, должен уметь работать в двух режимах: в родном - Advanced Host Controller Interface (AHCI) и в совместимом (Сompatible) со старым Parallel ATA (PATA), соответственно в BIOS-е большинства мобильных устройств и не только их, можно встретить возможность установить в каком режиме будет работать SATA контроллер, AHCI или Сompatible (порой этот режим обозначатся как IDE). Работа LPM, может быть только при включенном режиме AHCI, а сам LPM имеет три режима работы: Active, Partial, Slumber. Active, это когда контроллер постоянно готов к вводу\выводу и тут он не отличается от работы обычного PATA. Partial - это когда контроллер в отсутствие ввода\вывода, может переводить конечное устройство в энергосберегающий режим с последующим выходом из него, не более чем 10 микросекунд. Slumber, обладает более глубоким режимом энергосбережения, чем Partial но выход из энергосберегающего режима уже за 10 миллисекунд, кроме того в Slumber, возможен переход в энергосберегающий режим и самого контроллера.

Самое тестирование пройдет при использовании операционных систем Windows XP и Windows 7, при работе SATA контроллера в режиме AHCI и IDE. Программа для измерения продолжительности автономной работы от аккумулятора будет Battery Eater. Запуск ее будет осуществляться в классическом режиме и в режиме чтения.

Battery Eater - Toshiba Satellite A300 (Windows 7 (Classic, Reader), SATA: IDE mode)

Увеличить рисунок

Battery Eater - Toshiba Satellite A300 (Windows 7 (Classic, Reader), SATA: AHCI mode)

Увеличить рисунок

Battery Eater - Toshiba Satellite A300 (Windows XP (Classic, Reader), SATA: IDE mode)

Увеличить рисунок

Battery Eater - Toshiba Satellite A300 (Windows XP (Classic, Reader), SATA: AHCI mode)

Увеличить рисунок

Еще раз убеждаемся, что Windows 7, намного энергоэффективней Windows XP и дает существенное увеличение времени работы ноутбука от аккумулятора, при этом стоит обратить внимание, что при переходе с Windows XP на Windows 7, в режиме работы IDE SATA контролера достигается наибольший эффект (+28%). (аналогичный результат был получен при смене операционной системы Windows XP на Windows 7, на нетбуке Acer Aspire One 110, который оснащен SSD и работающий в IDE режиме.) С другой стороны, автономность работы ноутбука при использовании IDE режима все равно меньше, чем при работе в AHCI режиме, вне зависимости от использования операционная система.

Тут, на первый взгляд, система с Windows XP при смене режима работы SATA контролера получает более значительный прирост экономии электроэнергии, чем у Windows 7, но стоит вспомнить, что ядро Windows 7, в отличии от Windows XP, оптимизировано для минимизации потребления энергии при взаимодействии с Процессором, PCI Express, USB и SATA. Соответственно, при переходе с режима IDE на AHCI в Windows 7, эффект от включения только Link Power Management, заметно меньше, чем в Windows XP, у которой нет возможности задействовать другие технологии уменьшения энергопотребления.

Рассчитываю, что проведенное тестирование ответило на вопрос, а стоит использовать SATA контроллер в не "родном" ему режиме, на мобильных устройствах. И надеюсь, что очередной топик в форуме или блог на тему, как увеличить время автономной работы ноутбука, пополниться еще двумя пунктами: переход на энергоэффективную операционную систему и перевод SATA котроллера в родной режим - AHCI.

Особенно, это должно интересовать пользователей, которые беспокоятся по поводу максимализации автономной работы ноутбука от аккумулятора и эксплуатирующих на нем Windows XP и тех, кто производил даунгрейд (downgrade) с Windows Vista и переключал режим работы SATA контроллера на IDE, что бы поставить на свой ноутбук Windows XP, без интеграции AHCI драйвера.