SATA (Serial ATA) - последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации, как правило, с жёсткими дисками.
SATA является развитием интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБ/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 I (SATA/150) незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133).
Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной.

Стандарт SATA II (SATA/300) работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 2,4 Гбит/с (300 МБ/с).

Разъёмы SATA на материнской плате

Теоретически SATA I и SATA II устройства должны быть совместимы (как SATA/300 контроллер и SATA/150 устройство, так и SATA/150 контроллер и SATA/300 устройство) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на НЖМД фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300 для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).

В настоящий момент стандарт SATA-2.5, дополняющий предыдущие и объединяющий предыдущие стандарты в один документ, уже нет разделения на SATA I и SATA II.
Он предусматривает возможность увеличения скорости работы до 600 Мбит/с (6 ГГц).

Если быть предельно точным, то это плановое ступенчатое продвижение на рынок трех поколений интерфейса Serial ATA - второе должно обеспечить скорость до 300 Мбит/с, а третье, соответственно, - до 600 Мб/с.

Разъём данных SATA

SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA.
Стандарт SATA предусматривает «горячую замену» (Hot-plug) устройств и функцию очереди команд (NCQ).
Для передачи сигнала используется технология LVDS.

SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера и улучшается охлаждение системы.
За счёт своей формы он более устойчив к многократному подключению.

Разъём питания SATA

15-ти контактный питающий шнур SATA так же 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 4-х контактный Molex.
Использование одновременно обоих типов питающих разъёмов может привести к повреждению устройства.

Распиновка

G - заземление (Ground )
R - зарезервировано
D1+ , D1- - канал передачи данных от контроллера к устройству
D2+ , D2- - канал передачи данных от устройства к контроллеру
Провода каждой пары (D1+, D1- и D2+, D2-) являются экранированными витыми парами.

Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снижает задержки при одновременной работе двух устройств на одном кабеле, уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует).

Логотип eSATA

eSATA (External SATA) - интерфейс подключения внешних устройств.

Характеристики eSATA:

Требует для подключения два кабеля: шину данных и силовой кабель;
. Максимальная длина кабеля данных - 2 м;
. Средняя практическая скорость передачи данных выше, чем у USB или IEEE 1394;
. Существенно меньше нагружается центральный процессор;
. Назначение: внешнее и внутреннее подключение устройств;
. Обладает встроенными средствами контроля ошибок - ЕСС, так что целостность данных гарантируется;
. Поддерживает режим «горячего включения» (Hot-plug).

Существует еще стандарт SAS (Serial Attached SCSI), который обеспечивает подключение по шине SATA устройств, управляемых набором команд SCSI.
Обладая обратной совместимостью с SATA, он теоретически даёт возможность подключать по этому интерфейсу любые устройства, управляемые набором команд SCSI - не только винчестер, 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 шинам.
Так же поддерживаются расширители шины, позволяющие подключить несколько SAS устройств к одному порту.

Интерфейс SATA 1 почти забыт, но сменившие его поколения периодически заставляют задуматься о вопросе совместимости SATA 2 и SATA 3. Как правило, данный вопрос актуален для твердотельных накопителей SSD и последних моделей HDD, подключаемых к старым материнским платам. В этом случае идет вопрос об обратной совместимости компонентов, много пользователей желая сэкономить, как правило, не хотят обращать внимание на потери производительности. Такая же ситуация и с — разъем можно подключить и к SATA 2, и к SATA 3, а оборудование на это никак, образом не жалуется, поэтому подключаем — и все работает.

Отличие SATA 3 от SATA 2 в плане конструкции — отсутствуют. SATA 2 — это интерфейс обмена данными с максимальной скоростью до 3 Гбит/с, SATA 3 может вполне увеличить скорость в 2 раза — до 6 Гбит/с.

Если мы возьмем обычный жесткий диск HDD, то подключив его в материнскую плату SATA 3, большой разницы не будет по сравнению с SATA 2 . Все дело в механике винчестера — она не может обеспечить высокой скорости передачи данных, а фактическим максимумом можно считать скорость в 200-250 Мб/с — это учитывая, то, что максимум пропускной способности 300 Мб/с или 3 Гбит/с. Поэтому производство винчестеров с SATA 3 — это не более чем коммерческий ход. Такой накопитель можно подключить к порту сата 2 и не заметить потери скорости обмена данными.

Другая ситуация обстоит SSD-устройствами, которые как правило выпускаются только с интерфейсом SATA 3, но их также можно подключить к порту SATA 2 . В таком случае, скорость чтения и записи, существенно ниже заявленных производителем на 50-70% . Поэтому применение SSD на старых материнских платах с интерфейсом SATA 2, с точки зрения ускорения работы — не рационально. Положительным эффектом может быть механическая устойчивость и низкое энергопотребление, но эти 2 преимущества актуальны только для портативных устройств — ноутбуков, нетбуков, слимбуков или ультрабуков. Хотя с другой стороны, SSD в виду своей технологической особенности будет работать быстрее жесткого диска даже при подключении к медленному интерфейсу, потеряв больше половины от максимально возможной скорости передачи данных.

SATA 3 работает на более высоких частотах , чем 2-ая версия, поэтому задержки уменьшаются , и даже подключенный к порту SATA 2 твердотельный накопитель с SATA 3 будет работать быстрее, чем винчестер с SATA 2. Но заметить разницу обычному пользователю удастся только при тестировании или запуске Windows, в процессе обычной работы с приложениями разница практически незаметна.

Не критичным, но значимым отличием SATA 3 от SATA 2 можно считать улучшенное управление питанием устройства. Данное улучшение особенно актуально для портативных устройств.

Разница между SATA 2 и SATA 3 заключается в следующем:

• Пропускная способность интерфейса SATA 3 достигает 6 Гбит/с, а SATA 2 достигает 3 Гбит/с.
• Для жестких дисков SATA 3 можно считать бесполезным.
• В работе с SSD SATA 3 обеспечивает высокие скорости обмена данными.
• Интерфейс SATA 3 работает на более высокой частоте.
• Интерфейс SATA 3 теоретически обеспечивает улучшенное управление питанием устройства.

SATA (Serial — ATA , Serial Advanced Technology Attachment ) – разновидность интерфейса компьютерной шины, предназначенный для подключения к шине устройств, оптических приводов, и других.

Был разработан и представлен в 2003 году, как замена ныне устаревшему интерфейсу ATA (AT Attachment ), также известный как IDE . Позже, ATA был переименован в PATA (Parallel ATA , для лучшей узнаваемости и избегания путаницы.

Была создана организация под названием SATA —IO (Sata International Organization ), которая отвечает за развитие, поддержку, и публикацию новых спецификаций как для SATA , так и для SAS (Serial Attached SCSI ).

Преимущества нового интерфейса в сравнении со старым были как физические :уменьшенные габариты разъёмов, шлейфов и меньшее количество контактных ножек (7 против 40 ); так и технические : нативная поддержка «горячей замены » (замена не активного устройства), более быстрая передача данных на более высоких скоростях , увеличенная эффективность очереди команд вводавывода (I O ). Позже, с приходом режима , появилась поддержка технологии .

Теоретически, последовательный порт медленнее параллельного, но повышения скорости удалось добиться благодаря высокой частоте функционирования . Частоту удалось поднять благодаря отсутствию необходимости синхронизации данных, а также большей защищённости кабеля от помех (толще проводник, меньше помех).

В 2008 году, более 90% новых настольных компьютеров использовали для подключения периферии SATA разъём. PATA всё ещё можно приобрести, но продаются они лишь для сохранения совместимости со старыми дисками и материнскими платами.

Ревизии SATA :

SATA 1. x

Первая ревизияинтерфейса предусматривает частоту функционирования 1.5 Ггц , что обеспечивает полосу пропускания 1.5 Гбит/с . Около 20% отнимается на нужды системы кодирования типа 8 b 10 b , где в каждые 10 бит вкладывается ещё 2 бита служебной информации. Таким образом, максимальная скорость равняется 1.2 Гбит/с (150 Мб/с ). Это совсем немного быстрее самой быстрой PATA /133 , но намного лучшее быстродействие достигается в режиме AHCI , где работает поддержка NCQ (Native Command Queuing ). Это значительно улучшает производительность в много-поточных задачах, но не все контроллёры поддерживают AHCI на первой версии SATA .

SATA 2. x

Частота функционирования была увеличена до 3.0 Ггц , что увеличило пропускную способность до 3.0 Гбит/с . Эффективная пропускная способность равняется 2.4Гбит/с (300Мб/ c ), то есть в 2 раза выше чем у SATA 1 . Совместимость между первой и второй ревизией сохранилась. Интерфейсные кабели тоже были сохранены прежние и полностью совместимы между собой.

SATA 3.0

В июле 2008 года, SATA — IO представила спецификации SATA 3.0 , с пропускной способностью 6 Гбит / с . Полный 3.0 стандарт был выпущен в Мае 2009 года.

Эффективная пропускная способность составила 600Мб/с , а частота функционирования 6.0Ггц (то есть поднята только частота). Совместимость сохранилась как в методе передачи данных, так и в разъёмах и проводах; улучшено управление питанием.

Основной сферой применения, где требовалась такая пропускная способность – SSD (твёрдотельные) накопители. Для жёстких дисков, такая пропускная способность не требовалась. Выигрыш для них был в более высокой скорости передачи данных из кэш (DRAM — cache ) памяти диска.

SATA 3.1

Изменения:

• · Появился mSATA , подобный (и совместимый) разъём для твёрдотельных накопителей и устройств ноутбуков, совмещённый с питающей линией малой мощности.
• · Оптические приводы, поддерживающие стандарт, больше не потребляют энергии (совсем) в режиме простоя .
• · Добавлена аппаратная команда очереди , улучшающая производительность и долговечность SSD .
• · Аппаратные функции идентификации , определяющие возможности устройства.
• · Расширенный менеджмент питания , позволяющий устройствам подключенным через SATA 3.1 потреблять меньше энергии .

A dvanced H ost C ontroller I nterface

Открытый хост-интерфейс, предложенный Intel , ставший стандартом. Является более предпочтительным интерфейсом для устройств SATA . Позволяет использовать такие команды SATA как Hot plug (горячая замена), NCQ (Native Command Queuing ). Если в настройках материнской платы не выставлен режим AHCI , то используется «эмуляция IDE » и не поддерживаются новые функции SATA . Версии Windows (практически все) установленные в режиме IDE , не смогут запуститься, если запустить систему с установками AHCI . Для этого потребуются специальные драйвера AHCI , установленные в системе.

e — SATA

Портативная разновидность интерфейса Sata , скорость передачи которого выше чем у 2.0 и IEEE 1394 .

Основные изменения в сравнении с SATA :

• · Разъёмы экранированы и более стойкие для многоразового подключения.
• · Изменена компенсация потерь сигналов, что позволило увеличить максимальную длину кабеля до 2-х метров.
• · Требует подключения 2-х разъёмов, один питания , второй интерфейсный .

eSATAp

– усовершенствованный разъём e — Sata , но с питанием от разъёма. Благодаря этому, e — Sata становится полноценным портативным и универсальным интерфейсом. С выходом USB 3.0 , оказался обделён вниманием, так как USB предлагает более простую реализацию .

mSATA

– PCI — e подобный интерфейс, представленный в Сентябре 2009 года. Предназначен для миниатюрных устройств (твёрдотельных накопителей, портативных жёстких дисков). Также планируется использование в таких портативных устройствах как ноутбуки, и других . Устройства с данным интерфейсом, могут иметь очень миниатюрные размеры , сходные с картами расширения для ноутбуков (к примеру).

Существуют переходники Pata — Sata , Sata — Pata .

Они позволяют подключать устройства с разными интерфейсами, которые эмулируются специальным контроллёром на переходнике. Абсолютное большинство переходников требуют дополнительного питания с блока питания (обычно типа «molex » или 5V разъём для дисководов).

Про интерфейс SATA (англ. Serial ATA) уже практически забыли, однако преемственность поколений заставляет время от времени поднимать вопрос о совместимости SATA 2 и SATA 3. Сегодня это касается преимущественно использования новых твердотельных накопителей SSD, а также последних моделей жестких дисков, подключаемых к материнским платам, выпущенным пару лет назад. Как правило, когда речь идет об обратной совместимости устройств, большинство пользователей предпочитает не замечать потерь производительности, желая сэкономить. Так же происходит и с интерфейсами sata: конструкция разъема позволяет подключение и SATA 2, и SATA 3, угрозы оборудованию при несоответствии подключаемого устройства разъему не имеется, так что “ставим, что есть – работает”.

Конструктивных различий между SATA 2 и SATA 3 не имеется. По определению, SATA 2 представляет собой интерфейс обмена данными с пропускной способностью до 3 Гбит/с, SATA 3 же обеспечивает скорость обмена данными до 6 Гбит/с. Обе спецификации имеют семиконтактный разъем.

Когда речь идет о жестких дисках, разницы при обычной работе между подключением устройства по интерфейсу SATA 3 и SATA 2 мы не заметим. Механика харда не обеспечивает высоких скоростей, практически пределом можно считать 200 Мб/с (при 3 Гбит/с максимальной пропускной способности). Выпуск жестких дисков с интерфейсом SATA 3 можно считать данью апгрейду. Такие накопители подключаются к портам второй ревизии без потери в скорости обмена данными.

Совсем иное дело твердотельные накопители. SSD-устройства выпускаются только с интерфейсом SATA 3. Хотя подключить их к порту SATA 2 и можно без угрозы системе, однако высокие скорости чтения и записи при этом теряются. Показатели падают примерно в два раза, так что само применение недешевых устройств себя не оправдывает. С другой стороны, SSD в силу технологических особенностей будет работать быстрее жесткого диска даже при подключении к медленному интерфейсу, потеряв половину скорости.

Интерфейс SATA 3 работает на более высокой частоте, чем предыдущая спецификация, так что задержки минимизируются, а подключенный к порту SATA 2 твердотельный накопитель с SATA 3 покажет производительность выше, чем жесткий диск с SATA 2. Правда, заметно это рядовому пользователю будет исключительно при тестировании, а не в процессе обычной работы с приложениями.

Не критичным, но значимым отличием SATA 3 от SATA 2 можно считать улучшенное управление питанием устройства.

Разница между SATA 2 и SATA 3 заключается в следующем:

1. Пропускная способность интерфейса SATA 3 достигает 6 Гбит/с.
2. Пропускная способность интерфейса SATA 2 достигает 3 Гбит/с.
3. Для жестких дисков SATA 3 можно считать бесполезным.
4. В работе с SSD SATA 3 обеспечивает высокие скорости обмена данными.
5. Интерфейс SATA 3 работает на более высокой частоте.
6. Интерфейс SATA 3 теоретически обеспечивает улучшенное управление питанием устройства.

При создании статьи использованы материалы http://thedifference.ru/

2 года назад