Открыть главное меню

SATA

(перенаправлено с «SerialATA»)

ОписаниеПравить

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[источник не указан 3036 дней]).

В отличие от PATA, стандарт SATA предусматривает горячее подключение устройства (используемого операционной системой) (начиная с SATA Revision 1.0)

Разъёмы SATAПравить

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 (при этом, использование одновременно обоих типов разъёмов питания может привести к повреждению устройства[1]).

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[источник не указан 3036 дней] совмещенный разъём SATA, применяемый в серверах, мобильных и портативных устройствах для тонких накопителей. Состоит совмещенный разъём из 7-контактного разъёма 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.

Slimline SATAПравить

Контакт # Порядок подключения Назначение
 — Выравнивающая выемка
1 3 Присутствие устройства
2 2 +5 В
3 2
4 2 Диагностический вывод
5 1 Земля
6 1

Начиная с ревизии SATA 2.6 был определен плоский (slimline) коннектор, предназначенный для малогабаритных устройств — оптических приводов для ноутбуков. Контакт #1 slimline указывает на присутствие устройства, что позволяет выполнять горячую замену устройства. Slimline signal коннектор идентичен стандартной версии. Slimline power connector имеет уменьшенную ширину и уменьшенный шаг контактов в нем, поэтому коннекторы питания SATA и slimline SATA полностью не совместимы между собой. Контакты slimline power connector питания обеспечивают только +5 В, не предоставляя +12 В и +3.3 В.[2]

Существуют дешевые адаптеры для преобразования между стандартами SATA и slimline SATA, разновидности Mobile Rack.

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

Спецификация SATA Revision 2.0 (SATA II или SATA 2.0[3], SATA/300) работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 3 Гбит/с брутто (300 Мбайт/с нетто для данных с учётом 8b/10b кодирования). Впервые был реализован в контроллере чипсета nForce 4 фирмы «NVIDIA». 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 2.5Править

Выпущенный в августе 2005 года, SATA revision 2.5 объединил спецификацию к одному документу.

SATA revision 2.6Править

Выпущенный в феврале 2007 года, SATA revision 2.6 включает описание Slimline connector, компактного разъёма для применения в портативных устройствах.

SATA Revision 3.0 (до 6 Гбит/с)Править

 
Официальный логотип SATA rev. 3.0

Спецификация SATA Revision 3.0 (SATA III или SATA 3.0) представлена в июле 2008 и предусматривает пропускную способность до 6 Гбит/с брутто (600 Мбайт/с нетто 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 3.1Править

Новшества[4]:

  • mSATA (SATA для SSD-накопителей в мобильных устройствах), PCI Express Mini Card-подобный разъём, который электрически несовместим[5].
  • 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 ExpressПравить

  • 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 разъёма и 16 Гбит/с, в случае если задействованы оба разъёма SATA Express.
  • Предполагается, что на замену SATA Express придет разъём U.2 (SFF-8639), в котором предоставляется 4 линии PCI Express 3.0[6]
  • µSSD (micro SSD) — представляет собой BGA-интерфейс для подключения миниатюрных встроенных накопителей.

eSATAПравить

 
Официальный логотип eSATA
 
Разъёмы SATA (слева) и eSATA (справа)

eSATA (External SATA) — интерфейс подключения внешних устройств, поддерживающий режим «горячей замены». Был создан несколько позже SATA (в середине 2004).[7]

Основные особенностиПравить

  • Разъёмы — менее хрупкие, и конструктивно рассчитаны на большее число подключений, чем SATA, но физически несовместимы с обычными SATA, добавлено экранирование разъёма.
  • Требует для подключения два провода: шину данных и кабель питания (в комбинированных USB/eSATA портах, eSATAp (англ.), отдельный кабель питания для выносных eSATA-устройств был упразднён).
  • 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.

ПоддержкаПравить

Windows

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. После включения режима в BIOS необходимо в начале установки Windows XP установить драйвер контроллера 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»).[8]

В Windows 7 и выше режим AHCI выбирается с помощью параметра реестра. Чтобы включить его, нужно в значении параметра «start» по адресу HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\services\msahci выставить значение 0 вместо 3 или 4. Затем перезагрузиться в BIOS и включить AHCI там.

Linux

Практически все дистрибутивы поддерживают eSATA без каких-либо настроек. Для поддержки ядро должно быть сконфигурировано с поддержкой AHCI.

Power Over eSATA (eSATAp)Править

 
Розетка eSATAp
 
Розетка eSATApd. Красные точки показывают расположение контактов 12В

Изначально eSATA передаёт только данные. Для питания должен использоваться отдельный кабель. В 2008 году Serial ATA International Organization заявила разработку нового вида eSATA гнезда, совмещающего гнездо eSATA с гнездом USB 2.0 Type A.[9] Новый вид разъёма получил название Power Over eSATA (eSATAp). В 2009 году появилась первая продукция с использованием нового разъема.[10][11][12] Данный разъём позволял при использовании кабеля Power Over eSATA подключать SATA накопители без каких-либо дополнительных переходников для питания накопителя.

Конструктивно разъем выполнен как комбинация гнезд USB 2.0 Type A и eSATA. Питание 5В подавалось с контактов разъема USB. Некоторым жёстким дискам требуется не только питание +5В, но и +12В. Потому позже разъему добавили дополнительные контакты с питанием 12В. Некоторые производители называют его eSATApd (то есть dual power).

Однако конструктив разъема так и остался никем не стандартизированным. И USB IF и Serial ATA International Organization не выпустили никаких нормативных документов, касающихся этого варианта разъема. Потому, несмотря на техническую совместимость гнезда eSATAp с ответными штеккерами USB и eSATA формально он не является стандартным.

mSATAПравить

 
Сравнение разъёов SSD mSATA (сверху) и HDD SATA (снизу)

Mini-SATA — это форм-фактор твердотельных накопителей, имеющий размер 50,95 х 30×3 мм, был объявлен Serial ATA International Organization 21 сентября 2009 года[13]. Поддерживает нетбуки и другие устройства, которые требуют небольшие SSD-диски. Разъём mSATA похож на интерфейс PCI Express Mini Card[14], они электрически совместимы, но требуют переключения некоторых сигналов на соответствующий контроллер.

SASПравить

Основная статья: Serial Attached SCSI

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.

Цветовое обозначение разъёмов SATAПравить

Производители материнских плат используют цветовое обозначение разъёмов SATA, которое не стандартизировано и используется ими произвольно для облегчения подключения дисковых накопителей пользователем. В частности, отдельным цветом может выделяться разъём SATA0, используемый преимущественно для загрузки ОС. Цветами разъёма могут отличаться порты SATA, работающие от встроенного в чипсет контроллера от тех, которые используют отдельный контроллер SATA. На платах с поддержкой SATA разных поколений цвета разъёмов используются для обозначения портов с разной пропускной способностью. Также отдельным цветом может обозначаться порт, предназначенный для работы в режиме eSATA. Как правило, для портов SATA на материнских платах используется тёмно-синий, голубой, серо-белый, красный, оранжевый и чёрный цвета, значение которых следует смотреть в руководстве по эксплуатации материнской платы или персонального компьютера[15][16][17][18]. Аналогичное цветовое кодирование ранее использовалось и для разъёмов IDE в конце жизненного цикла этого стандарта, где голубой цвет разъёма обычно обозначал первичный канал IDE, чёрный – вторичный[19][20].

«Переходники» с SATA на IDE и c IDE на SATAПравить

 
Пример контроллера SATA -> IDE

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 шинамиПравить

Название Пропускная способность шины (Mbit/s) Скорость передачи (MB/s) Макс. длина кабеля (m) Передаёт энергию Устройств на канал
eSATA 3 000 300 2 с eSATA HBA (1 с пассивным адаптером) Нет 1 (15 с мультипликатором портов)
eSATAp 2,5 Вт, 5 В

?? Вт, 12 В[21]

SATA revision 3.0 6000 600[22] 1 Нет
SATA revision 2.0 3000 300
SATA revision 1.0 1500 150[23] 1 на канал
PATA 133 1064 133,5 0,46 (18 дюймов) Нет 2
SAS 600 6000 600 10 Нет 1 (> 65 тыс. с применением расширителей)
SAS 300 3000 300
SAS 150 1500 150
IEEE 1394 3200 3144 393 100 (или более со специальным кабелем) 15 Вт, 12–25 В 63 (с концентратором)
IEEE 1394 800 786 98,25 100[24]
IEEE 1394 400 393 49,13 4,5[24][25]
USB 3.1 10 000 1200 1 до 10 Gbit/s

2 до 5 Gbit/s

4.5 Вт, 5 В 127 (с концентратором)[26]
USB 3.0 5000 400[27] 3[26] 4.5 Вт, 5 В
USB 2.0 480 около 40[28][29] 5[30] 2.5 Вт, 5 В
USB 1.0 12 около 1 3 ?? Вт, 5 В
SCSI Ultra-640 5120 640 12 Нет 15 (плюс HBA)
SCSI Ultra-320 2560 320
Fibre Channel
по оптоволокну
21 040 3200 2-50 000 Нет 126 (FC-AL)
(16.777.216 при использовании коммутаторов)
Fibre Channel
по меди
4000 400 12
InfiniBand
Quad Rate
10 000 1000 5 (по меди)[31][32]

<10,000 (по оптоволокну)

Нет 1 при соединении точка-точка
Много при применении switched fabric
Thunderbolt 10 000 1250 3 (по меди) 10 Вт, 18 В 7
Thunderbolt 2 20 000 2500 3 (по меди) 10 Вт, 18 В 7

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

  • Мюллер C. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs / Скотт Мюллер. — 17-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — С. 595—605. — ISBN 0-7897-3404-4.

СсылкиПравить

ПримечанияПравить

  1. Hard Disk Drives, Solid-State Drives & External Storage Products Архивная копия от 15 февраля 2011 на Wayback Machine // HGST Solutions
  2. Serial ATA Revision 2.6. Serial ATA International Organization.
  3. Именно так называется режим SATA II на наклейке на жёстких дисках Hitachi
  4. SATA 3.1 specifications have been published. SATA-IO (18 июля 2011). Дата обращения 19 июля 2011. Архивировано 2 февраля 2013 года.
  5. Msata Faq. Forum.notebookreview.com. Дата обращения 30 октября 2011. Архивировано 10 февраля 2012 года.
  6. Breaking the SATA Barrier: SATA Express and SFF-8639 Connectors
  7. Первое знакомство с Power eSATA Архивировано 26 июня 2011 года.
  8. Интеграция драйверов SATA для ноутбуков в уже установленную ОС Windows XP Архивировано 17 июля 2011 года.
  9. SATA-IO organisation brochure
  10. MSI представила новый стандарт Power Over eSATA
  11. MSI «Power eSATA» eSATA with USB combination Архивировано 30 сентября 2009 года.
  12. Что такое eSATAp и с чем его едят?
  13. mSATA Press Release. Архивировано 26 июля 2011 года. Дата обращения 11 марта 2011.
  14. Intel 310 SSD (недоступная ссылка). Intel 310 SSD. Intel. Дата обращения 11 марта 2011. Архивировано 4 июля 2011 года.
  15. Any info on the SATA port controllers and port color code (англ.). www.dell.com (29 May 2009). Дата обращения 17 июля 2019.
  16. Identifying the SATA Ports on Your Desktop Board (англ.). Intel. Дата обращения 17 июля 2019.
  17. motherboard sata socket identification (англ.). community.hp.com (15 July 2016). Дата обращения 17 июля 2019.
  18. To Levovo users - what does color coding mean on the SATA connections> (англ.). forums.lenovo.com (18 August 2013). Дата обращения 17 июля 2019.
  19. Scott Mueller. Upgrading and Repairing PCs: The ATA/IDE Interface. — 2013-05-23.
  20. Mikes Hardware | How To | Connecting IDE Hard Drives. www.mikeshardware.com. Дата обращения 17 июля 2019.
  21. eSATAp Application. Delock.de. Дата обращения 26 января 2010. Архивировано 10 февраля 2012 года.
  22. Fast Just Got Faster: SATA 6Gb/s. sata-io.org (May 27, 2009). Дата обращения 25 октября 2011. Архивировано 10 февраля 2012 года.
  23. アーカイブされたコピー. Дата обращения 25 октября 2011. Архивировано 1 ноября 2011 года.
  24. 1 2 FireWire Developer Note: FireWire Concepts (недоступная ссылка). Apple Developer Connection. Дата обращения 13 июля 2009. Архивировано 10 октября 2008 года.
  25. 16 кабелей могут быть включены последовательно до 72 м
  26. 1 2 Frenzel, Louis E. USB 3.0 Protocol Analyzer Jumpstarts 4.8-Gbit/s I/O Projects. Electronic Design (September 25, 2008). Дата обращения 3 июля 2009. Архивировано 10 февраля 2012 года.
  27. Universal Serial Bus Specification Revision 3.0 (12 November 2008). Дата обращения 13 февраля 2012. Архивировано 1 июня 2012 года.
  28. Why Storage Drive Speeds Don’t Hit Their Theoretical Limits, 2013 «USB 2.0 has a theoretical maximum bandwidth of 480MB/s (60MB/s), but in practice you’ll never get above 40MB/s.»
  29. USB 3.0 speed: real and imagined, PCWorld, 2014 «It’s rare that a 2.0 flash drive can achieve a read speed over 40MBps.»
  30. USB-концентраторы могут быть включены последовательно до 25 метров
  31. Minich, Makia Infiniband Based Cable Comparison (PDF) (недоступная ссылка) (25 June 2007). Дата обращения 11 февраля 2008. Архивировано 10 февраля 2012 года.
  32. Feldman, Michael. Optical Cables Light Up InfiniBand, HPCwire, Tabor Publications & Events (17 July 2007), С. 1. Дата обращения 11 февраля 2008. (недоступная ссылка)