SATA
SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).
SATA Revision 1.0 (до 1,5 Гбит/с) [править]
Спецификация SATA Revision 1.0 была представлена 7 января 2003 года. Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБайт/с). (20%-я потеря производительности объясняется использованием системы кодирования 8b/10b, при которой на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита). Пропускная способность SATA/150 незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133). Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной. Несмотря на то, что последовательный способ обмена принципиально медленнее параллельного, в данном случае это компенсируется возможностью работы на более высоких частотах за счёт отсутствия необходимости синхронизации каналов и большей помехоустойчивостью кабеля. Это достигается применением принципиально иного способа передачи данных (см. LVDS).
SATA Revision 2.0 (до 3 Гбит/с) [править]
Стандарт SATA/300 работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 3 Гбит/с (300 МБайт/с для данных с учётом 8b/10b кодирования). Впервые был реализован в контроллере чипсета nForce 4 фирмы «NVIDIA». Часто стандарт SATA/300 называют SATA II или SATA 2.0.[1] Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 должны быть совместимы (как контроллер SATA/300 с устройством SATA/150, так и контроллер SATA/150 с устройством SATA/300) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на жёстких дисках фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300, для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).
SATA Revision 3.0 (до 6 Гбит/с) [править]
.jpg)
Спецификация SATA Revision 3.0 представлена в июле 2008 и предусматривает пропускную способность до 6 Гбит/с (600 МБайт/с для данных с учётом 8b/10b кодирования). В числе улучшений SATA Revision 3.0 по сравнению с предыдущей версией спецификации, помимо более высокой скорости, можно отметить улучшенное управление питанием. Также сохранена совместимость, как на уровне разъёмов и кабелей SATA, так и на уровне протоколов обмена.
SATA Revision 3.1 [править]
Новшества:[2]
- mSATA, SATA для SSD накопителей в мобильных устройствах, PCI Express Mini Card-подобный разъем, который электрически несовместим[3]
- Zero-power оптического привода. В режиме ожидания оптический привод SATA не потребляет энергию
- Queued TRIM Command улучшает производительность SSD накопителей
- Required Link Power Management снижает общее энергопотребление системы из нескольких устройств SATA
- Hardware Control Features позволяет хост-идентификацию возможностей устройства
SATA Revision 3.2 - SATA Express [править]
- SATA Express программно совместим с SATA, но в качестве несущего интерфейса используется PCI Express. Конструктивно представляет собой два рядом расположенных в длину SATA порта, что позволяет использовать как накопители с интерфейсом SATA, так и непосредственно накопители, изначально поддерживающие SATA Express. Скорость передачи данных при этом достигает 8 Гбит/с в случае использования одного разъема и 16 Гбит/с в случае если задействованы оба разъема SATA Express.
- µSSD (micro SSD) - представляет из себя BGA интерфейс для подключения миниатюрных, встроенных накопителей.
Описание SATA [править]
SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока.
SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.
Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.
Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA Revision 1.0a).
В отличие от PATA, стандарт SATA предусматривает горячую замену активного устройства (используемого операционной системой) (начиная с SATA Revision 1.0)
Разъёмы SATA [править]
SATA-устройства используют два разъёма: 7-контактный (подключение шины данных) и 15-контактный (подключение питания). Стандарт SATA предусматривает возможность использовать вместо 15-контактного разъёма питания стандартный 4-контактный разъём Molex.
Использование одновременно обоих типов силовых разъёмов может привести к повреждению устройства.[4]
Интерфейс SATA имеет два канала передачи данных, от контроллера к устройству и от устройства к контроллеру. Для передачи сигнала используется технология LVDS, провода каждой пары являются экранированными витыми парами.
Существует также 13-контактный совмещенный разъем SATA, применяемый в серверах, мобильных и портативных устройствах для тонких накопителей. Состоит совмещенный разъем из 7-контактного разъема для подключения шины данных и 6-контактного разъёма для подключения питания устройства. Для подключения к данным устройствам в серверах может применяться специальный переходник.
| Контакт # | Назначение |
|---|---|
| 1 | GND |
| 2 | A+ (Передача данных) |
| 3 | A− (Передача данных) |
| 4 | GND |
| 5 | B− (Прием данных) |
| 6 | B+ (Прием данных) |
| 7 | GND |
| — | Замок |
 |
|
| 7-контактный кабель передачи данных Serial ATA. | |
| Контакт # | Порядок подключения | Назначение | |
|---|---|---|---|
| — | Замок | ||
| 1 | 3 | +3,3 В | |
| 2 | 3 | ||
| 3 | 2 | ||
| 4 | 1 | GND | |
| 5 | 2 | ||
| 6 | 2 | ||
| 7 | 2 | +5 В | |
| 8 | 3 | ||
| 9 | 3 | ||
| 10 | 2 | GND | |
| 11 | 3 | Activity indication and/or staggered spin-up | |
| 12 | 1 | GND | |
| 13 | 2 | +12 В | |
| 14 | 3 | ||
| 15 | 3 | ||
 |
|||
| 15-контактный кабель питания Serial ATA. | |||
eSATA [править]
 |
Проверить информацию.
Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.
На странице обсуждения должны быть пояснения. |
eSATA (External SATA) — интерфейс подключения внешних устройств, поддерживающий режим «горячей замены». Был создан несколько позже SATA (в середине 2004).
Основные особенности eSATA [править]
- Разъёмы — менее хрупкие, и конструктивно рассчитаны на большее число подключений чем SATA, но физически несовместимы с обычными SATA, добавлено экранирование разъема.
- Требует для подключения два провода: шину данных и кабель питания. В новых спецификациях планируется[5] отказаться от отдельного кабеля питания для выносных eSATA-устройств.
- Длина кабеля увеличена до 2 м (по сравнению с 1 метровым у SATA), для компенсации потерь изменены уровни сигналов (повышен уровень передачи и уменьшен уровень порога приемника).
- Средняя практическая скорость передачи данных выше, чем у USB 2.0 или IEEE 1394.
- Сигнально SATA и eSATA совместимы, но используют разные уровни сигнала.
Windows [править]
Для поддержки режима горячей замены нужно включить в BIOS режим AHCI. В случае, если загрузочный диск Windows XP подключен к контроллеру, которому переключают режим с IDE на AHCI, Windows перестанет загружаться — активировать этот режим в BIOS возможно только до установки Windows XP. После включения режима в BIOS необходимо в начале инсталляции Windows XP установить драйвер контроллер AHCI с дискеты «по методу F6».
Можно на установленную Windows XP без AHCI поставить AHCI драйвер вручную (выбором inf-файла), после этого перезагрузиться в BIOS и выставить SATA mode режим во вкл. ("ON").[6]
Linux [править]
Практически все дистрибутивы поддерживают eSATA без каких-либо настроек. Для поддержки ядро должно быть сконфигурировано с поддержкой AHCI.
Power eSATA (eSATAp) [править]
Изначально eSATA передаёт только данные. Для питания должен использоваться отдельный кабель. Компания MicroStar создала новый вид eSATA-разъёма, совместив eSATA (для данных) с USB (для питания). Новый вид разъёма имеет название Power eSATA.[7]. Данный разъём позволяет при использовании кабеля Power Over eSATA подключать SATA накопители без каких-либо дополнительных переходников.
mSATA [править]
Mini-SATA это форм-фактор твердотельных жестких дисков, имеющий размер 50,95 х 30 х 3 мм, был объявлен Serial ATA International Organization 21 сентября 2009 года[8]. Поддерживает нетбуки и другие устройства, которые требуют небольшие SSD диски. Разъем mSATA похож на интерфейс PCI Express Mini Card[9], они электрически совместимы, но требуют переключения некоторых сигналов на соответствующий контроллер.
SAS [править]
Интерфейс SAS (англ. Serial Attached SCSI) обеспечивает подключение по физическому интерфейсу, аналогичному SATA, устройств, управляемых набором команд SCSI. Обладая обратной совместимостью с SATA, он даёт возможность подключать по этому интерфейсу любые устройства, управляемые набором команд SCSI — не только НЖМД, но и сканеры, принтеры и др. По сравнению с SATA, SAS обеспечивает более развитую топологию, позволяя осуществлять параллельное подключение одного устройства по двум или более каналам. Также поддерживаются расширители шины, позволяющие подключить несколько SAS-устройств к одному порту.
SAS и SATA2 в первых редакциях были синонимами. Но позже производители посчитали, что реализовывать SCSI полностью в настольных компьютерах нецелесообразно, поэтому мы сейчас наблюдаем такое разделение. К слову, такие высокие скорости, заложенные в стандарте SATA, на первый взгляд могут показаться излишними — обычный SATA HDD использует, в лучшем случае, 40-45% пропускной способности шины. Однако работа с буфером винчестера происходит на полной скорости интерфейса.
«Переходники» с SATA на IDE и c IDE на SATA [править]
Существуют платы, позволяющие подключать устройства SATA к разъёмам IDE и наоборот. Это — активные устройства (которые, по сути, имитируют устройство и контроллер в одной микросхеме). Такие устройства требуют питания (обычно 5 или 12 вольт), и подключаются к разъёмам Molex серии 8981.
Сравнение с другими шинами [править]
| Название | Пропускная способность шины (Mbit/s) | Скорость передачи (MB/s) | Макс. длина кабеля (m) | Передаёт энергию | Устройств на канал |
|---|---|---|---|---|---|
| eSATA | 3 000 | 300 | 2 with eSATA HBA (1 с пассивным адаптером) | Нет | 1 (15 with port multiplier) |
| eSATAp | 5 V/12 V[10] | ||||
| SATA revision 3.0 | 6 000 | 600[11] | 1 | Нет | |
| SATA revision 2.0 | 3 000 | 300 | |||
| SATA revision 1.0 | 1 500 | 150[12] | 1 на канал | ||
| PATA 133 | 1 064 | 133.5 | 0.46 (18 дюймов) | Нет | 2 |
| SAS 600 | 6 000 | 600 | 10 | Нет | 1 (>65k с применением экспандеров) |
| SAS 300 | 3 000 | 300 | |||
| SAS 150 | 1 500 | 150 | |||
| IEEE 1394 3200 | 3 144 | 393 | 100 (или более со специальным кабелем) | 15 W, 12–25 V | 63 (with hub) |
| IEEE 1394 800 | 786 | 98.25 | 100[13] | ||
| IEEE 1394 400 | 393 | 49.13 | 4.5[13][14] | ||
| USB 3.0 | 5 000 | 400[15] | 3[16] | 4.5 W, 5 V | 127 (with hub)[16] |
| USB 2.0 | 480 | 60 | 5[17] | 2.5 W, 5 V | |
| USB 1.0 | 12 | 1.5 | 3 | Да | |
| SCSI Ultra-640 | 5 120 | 640 | 12 | Нет | 15 (plus the HBA) |
| SCSI Ultra-320 | 2 560 | 320 | |||
| Fibre Channel по оптоволокну |
10 520 | 1 000 | 2–50 000 | Нет | 126 (FC-AL) (16,777,216 при использовании коммутаторов) |
| Fibre Channel по меди |
4 000 | 400 | 12 | ||
| InfiniBand Quad Rate |
10 000 | 1 000 | 5 (по меди)[18][19]
<10,000 (по оптоволокну) |
Нет | 1 with point to point Many with switched fabric |
| Thunderbolt | 10 000 | 1 250 | 3 (по меди) | 10 W | 7 |
Источники [править]
- ↑ Именно так называется режим SATA II на наклейке на жёстких дисках Hitachi.
- ↑ SATA 3.1 specifications have been published. SATA-IO (18 июля 2011). Архивировано из первоисточника 2 февраля 2013. Проверено 19 июля 2011.
- ↑ Msata Faq. Forum.notebookreview.com. Архивировано из первоисточника 10 февраля 2012. Проверено 30 октября 2011.
- ↑ http://www.hitachigst.com/tech/techlib.nsf/techdocs/486B05E9B853CE718625713A007D0619/$file/T7K500_SATA_ig.pdf
- ↑ Serial ATA: Meeting Storage Needs Today and Tomorrow — www.sata-io.org
- ↑ Интеграция драйверов SATA для ноутбуков в уже установленную ОС Windows XP
- ↑ MSI «Power eSATA» eSATA with USB combination
- ↑ mSATA Press Release. Проверено 11 марта 2011.
- ↑ Intel 310 SSD. Intel 310 SSD. Intel. Проверено 11 марта 2011.(недоступная ссылка)
- ↑ eSATAp Application. Delock.de. Архивировано из первоисточника 10 февраля 2012. Проверено 26 января 2010.
- ↑ Fast Just Got Faster: SATA 6Gb/s. sata-io.org (May 27, 2009). Архивировано из первоисточника 10 февраля 2012. Проверено 25 октября 2011.
- ↑ http://www.sata-io.org/documents/SATA-IO-English-Brochure-May-2009.pdf
- ↑ 1 2 FireWire Developer Note: FireWire Concepts(недоступная ссылка — история). Apple Developer Connection. Проверено 13 июля 2009.(недоступная ссылка)
- ↑ 16 cables can be daisy chained up to 72 m
- ↑ Universal Serial Bus Specification Revision 3.0 (12 November 2008). Архивировано из первоисточника 1 июня 2012. Проверено 13 февраля 2012.
- ↑ 1 2 Frenzel, Louis E. USB 3.0 Protocol Analyzer Jumpstarts 4.8-Gbit/s I/O Projects. Electronic Design (September 25, 2008). Архивировано из первоисточника 10 февраля 2012. Проверено 3 июля 2009.
- ↑ USB hubs can be daisy chained up to 25 m
- ↑ Minich, Makia Infiniband Based Cable Comparison (PDF) (25 June 2007). Архивировано из первоисточника 10 февраля 2012. Проверено 11 февраля 2008.(недоступная ссылка)
- ↑ Feldman, Michael. Optical Cables Light Up InfiniBand, HPCwire, Tabor Publications & Events (17 July 2007), стр. 1. Проверено 11 февраля 2008.
Ссылки [править]
- Serial ATA International Organization
- Dispelling the Confusion: SATA II does not mean 3Gb/s
- SATA-IO White Paper — External SATA (eSATA)
- SATA motherboard connector pinout
- SATA on Linux
- SATA Linux status report
- Serial ATA (SATA) pinout
- Интерфейс SATA 3.0 близок к завершению
- Третье поколение SATA стучится в дверь — скорость увеличена до 6 Гбит/с
- Распайка разъёмов SATA
- - AHCI или IDE в вопросе энергопотребления.
- Подключение стандартных запоминающих устройств в качестве внешних накопителей // 23.09.2010
- Описание и тестирование одного из первых mSATA накопителей серии Bullet Proof // 17.05.2011
- Отличие SATA 2 от SATA 3 с точки зрения рядового пользователя // 23.11.2011
См. также [править]
- ATA
- Advanced Host Controller Interface
- Serial ATA International Organization
- Thunderbolt
- libATA
- UniATA
Литература [править]
- Скотт Мюллер Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17 изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 595-605. — ISBN 0-7897-3404-4
| Компьютерные шины | |
|---|---|
| Основные понятия | Шина адреса • Шина данных • Шина управления • Пропускные способности |
| Процессоры | BSB • FSB • DMI • HyperTransport • QPI |
| Внутренние | AGP • ASUS Media Bus • EISA • InfiniBand • ISA • LPC • MBus • MCA • NuBus • PCI • PCIe • PCI-X • Q-Bus • SBus • SMBus • VLB • VMEbus • Zorro III |
| Ноутбуки | ExpressCard • MXM • PC Card |
| Накопители | ST-506 • ESDI • ATA • eSATA • Fibre Channel • HIPPI • iSCSI • SAS • SATA • SCSI |
| Периферия | 1-Wire • ADB • I²C • IEEE 1284 (LPT) • IEEE 1394 (FireWire) • Multibus • PS/2 • RS-232 • RS-485 • SPI • USB • Игровой порт |
| Универсальные | Futurebus • InfiniBand • QuickRing • SCI • RapidIO • IEEE-488 • Thunderbolt (Light Peak) |
