AHCI

📌 Кратко

AHCI (Advanced Host Controller Interface) — стандарт интерфейса между SATA-контроллером и операционной системой, обеспечивающий эффективный доступ к накопителям через команды и DMA.

🧠 Как работает

AHCI определяет регистры, структуру команд и поведение контроллера SATA. Является мостом между Disk Controller и OS kernel, позволяя ОС взаимодействовать с дисками через стандартные драйверы.

Ключевые возможности:

• NCQ (Native Command Queuing)
• Hot plug (горячее подключение SATA-устройств)
• DMA-ориентированная передача данных
• Упрощение архитектуры драйверов и BIOS

Работает поверх PCI/PCIe и управляется через HBA (Host Bus Adapter).

⚙️ Где применяется

Устройство	Назначение
SSD	Интерфейс взаимодействия с ОС
UEFI	Инициализация устройств в режиме AHCI
Windows	Универсальные драйверы дисков
Desktops	Поддержка горячей замены и NCQ

💻 Пример (псевдокод на уровне OS/driver)

// Инициализация порта AHCI
ahci_port->cmd = 0x1; // запускаем передачу
ahci_port->ci |= (1 << slot); // указываем слот команды

🧩 Внутренние структуры

Структура	Назначение
HBA Memory Registers	Управление портами, статусами, буферами
Command List	Очередь команд (NCQ)
Command Table	Аргументы команд, дескрипторы DMA
Received FIS	Ответы от диска (Frame Information Structure)
Ports (0–31)	До 32 подключённых устройств

📐 Схема взаимодействия

+-----------+       +---------+       +------------+
|   OS      | ↔ DMA |  HBA    | ↔ FIS |  SATA Disk |
|  Driver   |       | (AHCI)  |       | (HDD/SSD)  |
+-----------+       +---------+       +------------+

✅ Преимущества

• Стандартизированный доступ к SATA-дискам

• Поддержка очередей (NCQ), DMA, горячей замены

• Универсальная совместимость с ОС и BIOS

❌ Недостатки

• Не оптимизирован для SSD: высокие задержки и узкая очередь

• Устаревание: заменяется NVMe в современных системах

• Зависимость от качества реализации контроллера (особенно в ноутбуках)