Основным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины в отличие от параллельной, что приводит к значительному увеличению пропускной способности соединения. Это стало возможным благодаря использованию более высоких частот и хорошему допуску кабеля, используемого для соединения.
Технология Serial ATA
Спустя несколько лет теоретическая дискуссия о необходимости нового интерфейса наконец-то переросла в нечто конкретное и, что более важно, широко доступное. Я уже упоминал Serial ATA в своей статье о критериях выбора жесткого диска, не вдаваясь в механизм его работы. Судя по вопросам, поступающим от заинтересованных лиц, настало время это сделать.
Традиционный параллельный интерфейс ATA выдержал испытание временем благодаря своей простоте и низкой стоимости реализации (хотя он предлагал гораздо меньше удобств и преимуществ и имел более низкую производительность, чем другие, но все же удовлетворял потребности большинства стандартных компьютеров), но его дальнейший рост создал множество технологических проблем, поэтому для его замены пришлось разработать новый интерфейс. В статьях часто упоминается ограничение в 133 Мбайт/с для параллельного интерфейса как одна из причин перехода на новый стандарт, но это ограничение конкретной версии, а не ее типа (а Serial ATA имеет не намного больше 150 Мбайт/с).
Дальнейшее увеличение пропускной способности также возможно при использовании параллельной шины, и более высокая скорость для нее более естественна, чем для последовательной шины, но такая модернизация стоит дорого (см. устройства SCSI) и просто экономически нецелесообразна при скоростях, достигаемых на последовательной шине. Это. Старый интерфейс использовал сигналы высокого уровня 5 В, а при современных технологических процессах получить их на выходе микросхем очень сложно и вообще невозможно. Это два. Вот основные причины. Так называемая улучшенная возможность вентиляции, уменьшение количества проводов, упрощение технологии петли и снижение производственных затрат — это лишь результаты. Но давайте не будем забегать вперед.
Как все начиналось
Работа над проектом SerialATA началась четыре года назад. Версия 0.9 спецификации была представлена на Форуме разработчиков Intel в 2000 году, а окончательная версия 1.0 — в конце того же года. Первые продукты появились в 2001 году, а массовое производство началось, как рассказал инженер компании Seagate Стив Коллинз Андрею Кузину в интервью на выставке Cebit 2001, через полтора года, в 2002-2003 годах, то есть сейчас.
В разработке стандарта принимали и принимают участие многие авторитетные компании. Первоначально в рабочую группу входили компании APT Technologies, Dell, IBM, Intel, Maxtor, Quantum и Seagate Technologies. Новые игроки присоединялись очень быстро, и список участников длинный. Стандарт в основном продвигается компаниями VITESSE, Dell, Intel, Maxtor и Seagate — так называемой Serial ATA Promotion Group.
И что мы имеем сегодня
Как легко понять из имен разработчиков и названия самого стандарта, Serial ATA — это высокоскоростной последовательный интерфейс для устройств хранения данных. Его внутренняя организационная структура, четырехслойная модель, очень похожа на другие стандарты, такие как USB или SCSI-3, которые, в свою очередь, всегда напоминали мне модель сети передачи данных OSI. При использовании последовательного ATA разбивка выглядит следующим образом:
Нет необходимости объяснять, что использование многоуровневой модели обеспечивает гибкость в эволюции стандарта, изменяя только необходимые уровни, а не устанавливая все стандарты сразу.
Для компьютера с установленным Serial ATA ничего принципиально не меняется, взаимодействие операционной системы через драйвер контроллера для обеспечения совместимости с предыдущими версиями ATA остается прежним. Вы можете представить себе сходства и различия следующим образом:
В привычном параллельном ATA два устройства соединяются последовательно и подключаются к одному порту контроллера. Взаимодействие между приложением и устройством происходит через операционную систему и драйвер контроллера.
В этой схеме блоки определенного цвета функционально идентичны блокам соответствующего цвета из предыдущей схемы. Понятно, что функциональность приложения, операционной системы и драйвера остается неизменной. Интерфейс между контроллером нового стандарта и драйвером (левая часть блока «контроллер») остается прежним: новый Serial ATA полностью эмулирует Parallel ATA: он использует те же регистры и команды для обмена. Единственное изменение — это связь между ним и самими дисками. Что сразу бросается в глаза, так это то, что контроллер уже имеет два разъема для тех же двух устройств, и каждый диск подключен своим кабелем.
В новом Serial ATA отсутствует понятие ведомого и ведущего устройства (master/slave). Наконец-то пришло время перестать вытаскивать перемычки из жестких дисков. Все подключенные жесткие диски являются независимыми устройствами, и их работа похожа на Master without Slave Present в смысле старого стандарта (но не стоит сейчас беспокоиться о возможных проблемах со старым ПО: по соображениям совместимости можно эмулировать устройства в режиме Master+Slave: в зависимости от бита, используемого для определения назначения шины, запросы просто распределяются между портами SATA, хотя многие новые функции шины в этом режиме недоступны). На этом чисто внешние различия заканчиваются. Остальное — внутреннее.
На физическом уровне биты передаются по физическим каналам связи. Здесь определяются основные свойства среды, используемой для передачи данных, и свойства электрических сигналов.
Сигналы Мы уже вскользь касались этой темы. При современных технологиях использование 5-вольтовых сигналов стало очень сложным, кроме того, с увеличением скорости возникают дополнительные трудности при переходе из одного состояния в другое. SCSI решил эту проблему раньше, а теперь Serial ATA использует тот же подход. Уровень сигнала снизился до 250 мВ.
Однако одним из недостатков внешних жестких дисков SATA является то, что по кабелю не передается питание, только данные. Это означает, что накопители eSATA, в отличие от некоторых внешних USB-накопителей, требуют адаптера питания, который подключается к передней панели системного диска.
Что такое SATA
Этот термин является сокращением от «Serial ATA» и обозначает последовательный интерфейс для связи с устройством хранения данных.
Если вы не знакомы с аббревиатурой «ATA», то она является производной от «Advanced Technology Attachment».
SATA — это следующий шаг в эволюции известного (и уже устаревшего) параллельного интерфейса IDE, известного сейчас как «PATA» (Parallel ATA). В следующей статье я объясню разницу между SATA два и SATA три.
Основным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины в отличие от параллельной, что приводит к значительному увеличению пропускной способности соединения. Это стало возможным благодаря использованию более высоких частот и хорошему допуску кабеля, используемого для соединения.
Для работы SATA использует 7-контактный разъем данных и 15-контактный разъем питания.
В то же время шлейфы SATA имеют меньшую площадь поверхности, чем шлейфы PATA, обеспечивают меньшее сопротивление ветру, устойчивы к многочисленным соединениям, компактны и просты в использовании. В процессе внедрения было решено отказаться от практики подключения двух устройств в одном шлейфе (хорошо известная практика IDE), что позволило избежать различных задержек, вызванных неспособностью подключенных устройств работать одновременно.
Еще одним преимуществом CATA является то, что он выделяет гораздо меньше тепла, чем IDE.
Обычно интерфейс SATA используется для подключения к компьютеру жестких дисков (HDD), твердотельных накопителей (SDD) и устройств чтения CD-ROM (CD, DVD и т.д.).
История развития САТА
Интерфейс SATA пришел на смену интерфейсу IDE в 2003 году и претерпел ряд важных усовершенствований. Первая версия SATA позволяла передавать данные с пропускной способностью 150 мегабайт в секунду (для сравнения, интерфейс IDE обеспечивал только около 130 мегабайт в секунду). Внедрение SATA означало, что перемычки на жестких дисках больше нельзя менять — практика, которую старые пользователи еще хорошо помнят.
Следующим шагом в эволюции интерфейса SATA стал SATA 2 (SATA Revision 2.0), который был выпущен в апреле 2004 года. Пропускная способность удвоилась до 300 МБайт/с по сравнению с первой спецификацией. Особенности второй ревизии Serial ATA включали специальную технологию повышения производительности (NCQ), которая позволяла увеличить скорость и количество одновременных запросов.
Текущей (и преобладающей) спецификацией является ревизия SATA 3.0, которая обеспечивает скорость до 600 мегабайт в секунду. Эта версия интерфейса была представлена в 2008 году и в настоящее время является доминирующей на рынке. Однако интерфейс совместим с интерфейсом CATA 2 (вы можете подключать устройства CATA 3, работающие с CATA 2, и наоборот).
Чем отличается SATA 2 от SATA 3
Так в чем же разница? Основное различие между ними заключается в пропускной способности: интерфейс SATA 3 в два раза быстрее интерфейса SATA 2 (6 Гбит/с и 3 Гбит/с соответственно).
Однако быстро набирающие популярность твердотельные накопители (SSD) работают только с интерфейсом CATA 3, а подключение к CATA 2 вдвое снижает скорость устройства (но даже в этом случае SSD-накопитель все равно вдвое быстрее жесткого диска).
Кроме того, SATA 3 работает на более высокой частоте, чем SATA 2, обеспечивая при этом более низкое энергопотребление и лучшее управление питанием.
