高级主机控制器接口

历史/发展

2004年，Intel发布了AHCI规范，定义了AHCI的功能行为和软件接口。该规范还提供了编写SATA-AHCI适配器的标准方法。

该规范是由AHCI贡献者小组开发的，该小组由硬件、软件和OEM供应商组成，并由英特尔担任主席。这些公司包括AMD、戴尔、Marvell、Maxtor、微软、红帽、希捷和StorageGear。

AHCI是SATA II技术发展势头的重要组成部分，它提供了一个标准控制器接口，优化了旧的集成驱动电子(Integrated Drive Electronics)无法提供的高级SATA功能。IDE)标准接口。版本1.3.1是AHCI规范的最新版本。

AHCI是如何工作的

默认情况下，大多数主板在统一可扩展固件接口(UEFI)或BIOS。旧的主板可能默认启用IDE模式，在安装操作系统(OS)之前需要切换到AHCI。

AHCI在Windows Vista和更高版本的Windows上支持;从2.6.19版本开始的Linux;OS X;以及各种开源操作系统，如OpenBSD、NetBSD和FreeBSD。虽然Windows Vista和Windows 7包含AHCI驱动程序，但如果启动驱动器的控制器没有启用AHCI，这些操作系统将不会安装AHCI。

SATA硬盘和固态硬盘(ssd)提供几种操作模式:IDE、AHCI或突袭，通常启用了AHCI。然而，一旦安装了操作系统，将BIOS设置从IDE模式切换到AHCI并不容易。Windows有一个注册表工作区，将允许在操作系统安装后启用AHCI。较老的操作系统版本需要硬件特定的驱动程序来支持AHCI。

作为一种为硬盘和磁带开发的传统存储协议，AHCI被设计用于管理单个存储请求队列。对于AHCI,这队列有深度——在端口队列中可以一直等待服务的I/O请求的数量——32个命令。

AHCI的优点和缺点

AHCI支持高级SATA特性，例如热插拔本机命令队列(NCQ)。热插拔可以在不关闭计算机的情况下，将SATA硬盘切换出来。

NCQ优化了ssd和硬盘同时处理数据请求的方式，最大限度地减少读写头的移动，并使用AHCI加速硬盘的访问时间。在ssd硬盘上，NCQ可以提高大文件传输性能。

AHCI的一个缺点是与ssd一起使用时的高延迟，因为该规范是为旋转存储介质而开发的闪光．此外，AHCI有限的队列深度意味着I/O请求的数量很容易成为瓶颈。为了避免I/O请求因为超过队列深度而失败，需要进行额外的管理。

AHCI与NVMe

非易失性内存表达式(NVMe)是为NAND闪存和高性能ssd开发的通信接口，使用PCI Express (作为PCIe)卡槽技术。

因为NVMe是专门为ssd开发的，所以它比AHCI快得多，减少了延迟并提供了更好的IOPS。具体来说，NVMe显著增加了I/O队列的数量，队列深度可达65,000。