Чем SATA 3 лучше SATA 2?

Разъёмы SATA на материнской плате SATA (англ. Serial ATA) последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса Содержание 1 SATA Revision 1.x (до 1.5 Гбит/с)

Описание[править | править код]

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 3560 дней]).

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

Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment)

  новый последовательный интерфейс подключения дисковых накопителей, идущий на смену параллельному интерфейсу UltraATA33/66/100/133, известном также как ATA (IDE) или PATA (Parallel ATA). Последовательный интерфейс передачи данных не требует многожильного шлейфа (7 контактов против 40), поэтому кабель, подключающий жесткие диски, SSD или оптические приводы к материнской плате, намного тоньше традиционного, что способствует лучшей вентиляции внутри корпуса. Другим достоинством является то, что максимальная длина кабеля достигает одного метра. Увеличена и пропускная способность  у самого быстрого параллельного интерфейса UltraDMA 133 она равна 133 Мбайт/с, в то время как по Serial ATA первой версии данные передаются со скоростью 150 Мбайт/с. Еще одним преимуществом нового интерфейса можно считать возможность горячей замены жестких дисков или SSD. Эта возможность по понятным причинам не распространяется на жесткий диск с установленной операционной системой, которая используется компьютером – можно подключать или отключать только дополнительные жесткие диски, при этом нужно соблюдать следующие правила: при добавлении накопителя сначала подключается шлейф, затем питание, а если накопитель нужно извлечь, то сначала необходимо отключить кабель питания, а затем шлейф.

   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.

Кабели UltraDMA 66 и Serial ATA

   Устройства с интерфейсом SATA используют два разъема – 7-контактный для передачи данных и 15-контактный для обеспечения устройства питанием. В некоторых винчестерах в качестве альтернативного разъема питания использовался 4-контактный разъем типа MOLEX. Существует также 13-контактный совмещенный разъем (7 контактов для передачи данных и 6 для питания устройства) – обычно таким разъемом оснащаются HDD и SSD, выполненные в форм-факторе 1.8″, предназначенные для портативных устройств типа малогабаритных ноутбуков или планшетов. Для подключения таких накопителей к стандартному разъему SATA обязательно нужен специальный переходник.

Контакт Назначение SATA
1 Заземление
2 A+ (Передача данных)
3 A− (Передача данных)
4 Заземление
5 B− (Прием данных)
6 B+ (Прием данных)
7 Заземление
Замок

Параллельные и последовательные порты

По способу обмена данными порты ввода-вывода делятся на два типа:

  • параллельные;
  • последовательные.

Как следует из названия, параллельный порт отправляет за раз машинное слово, состоящее из нескольких бит. Параллельный порт — самый простой способ обмена данными, так как не требует сложных схемотехнических решений. В самом простом случае каждый бит машинного слова отправляется по своей сигнальной линии, а для обратной связи используются две служебные сигнальные линии:

Данные готовы

и

Данные приняты

.

awvlx7u8hes2fu-ib5-w98dblnk.gif

Параллельные порты, на первый взгляд, отлично масштабируются: больше сигнальных линий — больше бит передается за раз и, следовательно, выше пропускная способность. Тем не менее, из-за увеличения количества сигнальных линий между ними возникает интерференционное взаимодействие, приводящее к искажению передаваемых сообщений.

Последовательные порты — противоположность параллельным. Отправка данных происходит по одному биту за раз, что сокращает общее количество сигнальных линий, но усложняет контроллер ввода-вывода. Контроллер передатчика получает машинное слово за раз и должен передавать по одному биту, а контроллер приемника в свою очередь должен получать биты и сохранять в том же порядке.

igs4ufoggnv0q-xklo0ijmnwgk0.gif

Малое количество сигнальных линий позволяет без помех увеличивать частоту передачи сообщения.

SATA Revision 1.0 (до 1,5 Гбит/с)[править | править код]

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 | править код]

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).

Совместимость SATA 2 и SATA 3

Спецификация SATA уже давно является мировым форматом, но все же возникает ряд вопросов, связанных с совместимостью более новых модификаций этого формата со старыми. Если взять конкретно SATA 3 и SATA 2, то обязательно нужно сказать о SSD-накопителях и о новейших жестких дисках, которые выпускаются к совсем новым материнским платам.

разъем сата

Эти форматы абсолютно совместимы, единственным нюансом является скорость передачи данных: у более старой версии пропускная способность до 3 ГБ/с, а у новой – до 6 ГБ/c соответственно. Так что у этих двух форматов устройств угроз и рисков для оборудования абсолютно нет, обе версии имеют семиконтактный разъем. Ситуация с HDD-дисками такова, что, имея пропускную способность до 3 ГБ/с, на самом деле выдают максимум 200 Мб/с. Так что с HDD ситуация довольно “веселая” – подключив новый ЖД к разъему SATA 2, вы не заметите никакой потери производительности.

SSD устроен иначе: твердотельный накопитель с разъемом SATA 3 хоть и может быть подключен к разъему SATA 2, но скорость чтения будет ниже в 2 раза, так что смысл в таком накопителе теряется. Удобнее и быстрее будет HDD. Совместимость SATA 2 и SATA 3 – это, пожалуй, главная особенность данной шины, поэтому она столь популярна при использовании периферии.

Стоит сказать пару слов о программном обеспечении, так как многое зависит от актуальности вашей ОС. В Windows 7 и младше система будет в состоянии самостоятельно оптимизировать работу SSD с помощью хаотичной, а не последовательной записи информации.

Скорость передачи данных

Скорость передачи данных это один из важных параметров, для улучшение которого и был разработан интерфейс SATA.

Но этот показатель в данном интерфейсе постоянно увеличивался и сейчас скорость передачи данных может достигать до 1969 Мбайт /с. Многое зависит от поколения интерфейса SATA, а их уже 5.

Первые поколения последовательного интерфейса, версии «0», могли передать до 50 Мбайт/с, но они не прижились, так как сразу же были заменены на SATA 1.0. скорость передачи данных которых уже тогда достигала 150 Мбайт/с.

Время появления серий SATA и их возможности.

Серии:

  1. 1.0 – время дебюта 7.01.2003 года – максимальная теоретическая скорость передачи данных 150 Мбайт/с.
  2. 2.0 – появлюсь в 2004 году, полностью совместима с версией 1.0, максимальная теоретическая скорость передачи данных 300 Мбайт/с или 3 Гбит/с.
  3. 3.0 – время дебюта июль 2008 года, начало выпуска май 2009 года. Теоретическая максимальная скорость 600 Мбайт/с или 6 Гбит/с.
  4. 3.1 – время дебюта июль 2011 года, скорость – 600 Мбайт/с или 6 Гбит/с. Более усовершенствованная версия чем в п. 3.
  5. 3.2, а также входящая в него спецификация SATA Express – время выхода 2013 год. В данной версии произошло слияние SATA и PCIe устройств. Скорость передачи данных выросла до 1969 Мбайт/с.

SATA revision 2.0 (SATA 3 Gbit/s)

– второе поколение интерфейса, пропускная способность которого выросла приблизительно в два раза до 2.4 Гбит/с (300 МБ/с). Популяризированными названиями этого интерфейса стали SATA II и SATA 2.0. Новая ревизия интерфейса SATA стала актуальна с появлением первых SSD накопителей, скорость чтения которых превысила значение пропускной способности интерфейса SATA/150.

SATA Revision 3.0 (до 6 Гбит/с)[править | править код]

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 3.1[править | править код]

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 Express[править | править код]

  • 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.

Micro и Mini SATA

В недавнем времени некоммерческая компания под названием SATA-IO (что расшифровывается как Serial ATA International Organization ) сообщила о завершении разработки новой спецификации mini-SATA, или, сокращенно, mSATA. В разработке приняли участие специалисты ведущих компаний мира, таких как Samsung, Dell, Lenovo и другие. Если разобрать ее характеристики, то выяснится, что это печатная плата с распаянными на ней чипами флеш-памяти, размер которых равен обычной кредитной карте. Та модель, которая оснащена 62 ГБ памяти в сравнении с 2.5-дюймовым устройством хранения составляет всего 0,15 от его объема, половину размера энергопотребления и 12,5 % от веса.

ссд на фоне жесткого диска

Кстати, компания Toshiba первой стала производить флеш-памяти. Новые устройства Toshiba в себя включают накопители с разъемом mSATA, а представители семейства SG2 Half-Slim оснащены именно разъемом SATA. Объем, который они могут вместить, равен 30 и 62 ГБ. Новый формат имеет ту же пропускную способность, что и SATA 2, и в целом отличается от нее только миниатюрным размером. Максимальная скорость последовательного чтения с этих накопителей составляет 0,180 Гб/с, а самая высокая зафиксированная скорость – это 0,070 Гб/с. Вес этих устройств одинаков и не превышает 9 г.

eSATA[править | править код]

Не следует путать с

SATAe

.

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 особенности[править | править код]

  • 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.)русск., 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.

Поддержка[править | править код]

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_MACHINESYSTEMCurrentControlSetservicesmsahci 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 | править код]

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)[10]. В 2009 году появилась первая продукция с использованием нового разъема.[11][12][13] 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 штекерами USB и eSATA формально он не является стандартным.

SAS[править | править код]

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.

Литература

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

Ссылки[править | править код]

  • Serial ATA International Organization
  • Dispelling the Confusion: SATA II does not mean 3Gb/s
  • SATA-IO White Paper — External SATA (eSATA) /вебархив/
  • SATA motherboard connector pinout
  • Serial ATA (SATA) pinout
  • Интерфейс SATA 3.0 близок к завершению /вебархив/
  • Третье поколение SATA стучится в дверь — скорость увеличена до 6 Гбит/с /вебархив/
  • Распайка разъёмов SATA
  • AHCI или IDE в вопросе энергопотребления /вебархив/
  • Подключение стандартных запоминающих устройств в качестве внешних накопителей. // 23.09.2010 /вебархив/
  • Описание и тестирование одного из первых mSATA накопителей серии Bullet Proof. // pc-hard.ru, 17.05.2011
  • Отличие SATA 2 от SATA 3 с точки зрения рядового пользователя. — 23.11.2011
  • UniATA – Universal ATA driver for Windows
  • SATA on Linux
  • SATA Linux status report /вебархив/
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...