В современных персональных компьютерах использование интерфейса SATA 3 является общепринятым стандартом. Высокая скорость работы (до 600 мегабайт в секунду), низкое энергопотребление и удобная модель управления питанием инспирировали разработчиков материнских плат сделать выбор в пользу данного интерфейса. При этом прогресс не стоит на месте, и на смену общепринятому SATA 3 идут ещё более быстрые спецификации, обещая существенные улучшения в скорости приёма и передачи данных. В этом материале я подробно расскажу, что такое SATA, поясню, в чем разница между SATA 2 и SATA 3, и что приходит на замену популярному SATA 3.
Данный термин SATA, является сокращением от словосочетания «Serial ATA » и обозначает последовательный интерфейс обмена данными с каким-либо накопителем информации.
Если читатель не знаком с аббревиатурой «ATA», то она является производной от сокращения слов «Advanced Technology Attachment» (в переводе «соединение по передовой технологии» ).
SATA является следующей ступенью развития всем нам знакомого (и уже устаревшего) параллельного интерфейса IDE, который ныне известен под именем «PATA» (Parallel ATA). Далее в статье, я расскажу разницу SATA два от SATA три.
Основное преимущество SATA перед PATA состоит в использовании последовательной шины по сравнению с параллельной, что позволило существенно поднять пропускную способность интерфейса. Этому поспособствовало использование более высоких частот и хорошая помехоустойчивость применяющегося в подключении кабеля.
Для своей работы САТА использует 7-контактный разъём для обмена данными и 15-контактный для питания.
При этом шлейфы САТА имеют меньшую площадь по сравнению со шлейфами ПАТА, оказывают меньшую сопротивляемость воздуху, устойчивы к многократным подключениям, компактны и удобны в работе. В их реализации было решено отказаться от практики подключений двух устройств на один шлейф (известная практика IDE), что позволило избавиться от различных задержек, связанных с невозможностью одновременной работы подключенных устройств.
К достоинствам SATA также можно отнести то, что данный интерфейс производит значительно меньше тепла, нежели IDE.
Обычно интерфейс САТА используется для подключения к компьютеру жёстких дисков (HDD), твердотельных накопителей (SDD), а также устройства чтения компакт дисков (СД, ДВД и др.).
История развития SATA
Интерфейс САТА пришёл на смену IDE в 2003 году, пережив по ходу своего развития ряд существенных улучшений. Самая первая версия SATA позволяла получать данные на пропускной способности 150 мегабайт в секунду (для сравнения, интерфейс IDE обеспечивал всего около 130 Мбайт/c). При этом введение SATA позволило отказаться от практики переключения джамперов (перемычек) на жёстком диске, о которой хорошо помнят пользователи со стажем. Скоро вы поймёте в чем кардинальные отличия SATA 3 от SATA 2.
Следующей ступенью в развитии интерфейса САТА стал интерфейс SATA 2 (SATA revision 2.0), выпущенный в апреле 2004 года. Его пропускная способность по сравнению с первой спецификацией возросла вдвое – до 300 Мбайт/с . Особенностью второй версии Serial ATA стало включение в неё специальной технологии для увеличения быстродействия (NCQ), позволившую поднять скорость и количество обработки одновременных запросов.
Современной (и доминирующей сегодня) является спецификация САТА 3 (SATA revision 3.0), обеспечивающая скорость до 600 мегабайт в секунду . Данный вариант интерфейса появился в 2008 году, и ныне, фактически, является доминирующим на рынке. При этом указанный интерфейс обратно совместим с интерфейсом SATA 2 (к SATA 3 можно подключать устройства, работавшие с САТА 2 и наоборот).
Чем отличается SATA 2 от SATA 3
Так в чем разница SATA 2 и SATA 3? Основное их различие – в пропускной скорости, интерфейса САТА3 вдвое быстрее САТА 2 (6 Гбит/с и 3 Гбит/с соответственно).
При этом стремительно набирающие популярность твердотельные накопители (SSD) работают только с интерфейсом САТА 3, подключение их к САТА 2 снижает скорость работы с устройством в два раза (но даже в таком состоянии SSD оказывается быстрее HDD).
Кроме того, SATA 3 работает на высокой, нежели SATA 2, частоте, при этом обеспечивая меньшее энергопотребление и более совершенную систему управления питанием.
Дальнейшее развитие SATA
При разборе вопросов о том, что это такое SATA и в чём различие между SATA 2 и SATA 3 нельзя обойти вниманием дальнейшее развитие стандарта САТА 3 под именем «SATA revision 3.1» (2011 г.) , «SATA revision 3.2» (2013 г.) и «SATA revision 3.3» (2016 г.), позволившие увеличить скорость передачи данных до 8-16 Гбит/с , ещё более снизить энергопотребление, а также способствовать улучшению производительности SSD накопителей. При этом в качестве несущего интерфейса здесь используется PCI Express.
Заключение
При разборе темы различий между SATA 2 и SATA 3 важно, прежде всего, упомянуть разницу в скорости передачи данных, ведь она различается более чем вдвое. При этом более современный стандарт САТА 3 обеспечивает меньшее энергопотребление и улучшенную модель управления питанием, а дальнейшее развитие Serial ATA 3 (3.1, 3.2 и 3.3) существенно поднимает планку скорости передачи данных, при этом используя PCI Express (или его вариации) в качестве несущего интерфейса.
Вконтакте
Многим пользователям компьютеров не однократно встречалось слово SATA, но не многие знают, что этого такое. Стоит ли обращать на него внимание при выборе жесткого диска, системной платны или уже готового компьютера? Ведь в характеристиках данных устройств слово SATA сейчас часто упоминается.
Даем определение
SATA это последовательный интерфейс передачи данных между различными накопителями информации, который пришел на смену параллельному интерфейсу АТА.
Начало работ по созданию данного интерфейса было организованно с 2000 года.
В феврале 2000 года, по инициативе компании Intel была создана специальная рабочая группа, в которую вошли лидеры IT технологий тех и теперешних времен: компания Dell, Maxtor, Seagate, APT Technologies, Quantum и много других не менее значимых компаний.
В результате двух годичной совместной работы, первые разъемы SATA появились на системных платах в конце 2002года. Они использовались для передачи данных через сетевые устройства.
А с 2003 года последовательный интерфейс был интегрирован уже во все современные системные платы.
Чтобы визуально ощутить разницу между АТА и SATA посмотрите фото ниже.
Последовательный интерфейс Serial ATA .
Новый интерфейс на программной уровне, совместим со всеми существующими аппаратными устройствами и обеспечиваем более высокую скорость передачи данных.
Как видно из фото выше 7 контактный провод имеет меньшую толщину, что обеспечивает более удобное соединение между собой различных устройств, а также позволяет увеличить количество разъемов Serial ATA на системной плате.
В некоторых моделях материнских плат их количество может достигать аж 6.
Более низкое рабочего напряжение, меньшее количество контактов и микросхем уменьшило тепловыделение устройствами. Поэтому контроллеры портов SATA не перегреваются, а это обеспечивают еще большую надежную передачу данных.
Однако к интерфейсу Serial ATA еще проблематично подключить большинство современных дисководов, поэтому все производили современных системных плат еще не отказались от интерфейса АТА (IDE).
Кабеля и разъемы
Для полноценной передачи данных через интерфейс SATA используются два кабеля.
Один, 7 контактный, непосредственно для передачи данных, и второй, 15 контактный, силовой, для подачи дополнительного напряжения.
При этом, 15 контактный, силовой кабель подключается к блоку питания, через обычный, 4-х контактный разъем выдающий два разных напряжения, 5 и 12 В.
Силовой кабель SATA выдает рабочее напряжение 3,3, 5 и 12 В, при силе тока в 4,5 А.
Ширина кабеля 2, 4 см.
Чтобы обеспечить плавный переход от АТА к SATA, в плане подключения питания, на некоторых моделях жестких дисков еще можно увидеть старые 4-х контактные разъемы.
Но как правило, современные винчестеры уже идут только с 15 контактным новым разъемом.
Кабель передачи данных Serial ATA можно подключать к винчестеру и системной плате даже при включенных последних, что нельзя было сделать в старом интерфейсе АТА.
Это достигается за счет того, что выводы заземления в районе контактов интерфейса сделаны немного длиннее, чем сигнальные и силовые.
Поэтому при подсоединении в первую очередь контактируют провода заземления, и только потом все остальные.
Тоже самое можно сказать и про силовой 15 контактный кабель.
Таблица, силовой разъем Serial ATA .
Конфигурация SATA
Основное отличие конфигурации SATA от АТА это отсутствие специальных переключателей и фишек типа Master/Slave.
А также нет необходимости выбирать место подключения устройства к кабелю, ведь на кабеле АТА два таких места, и устройство, которое подключено в конце кабеля считается в BIOS главным.
Отсутствие настроек Master/Slave не только значительно упрощает аппаратную конфигурацию, но и позволяет более быстро устанавливать операционные системы, к примеру, .
Кстати про BIOS, настройки в нем тоже не займут много времени. Вы там быстро все найдете и настроите.
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 :
- 1.0 – время дебюта 7.01.2003 года – максимальная теоретическая скорость передачи данных 150 Мбайт/с.
- 2.0 – появлюсь в 2004 году, полностью совместима с версией 1.0, максимальная теоретическая скорость передачи данных 300 Мбайт/с или 3 Гбит/с.
- 3.0 – время дебюта июль 2008 года, начало выпуска май 2009 года. Теоретическая максимальная скорость 600 Мбайт/с или 6 Гбит/с.
- 3.1 – время дебюта июль 2011 года, скорость — 600 Мбайт/с или 6 Гбит/с. Более усовершенствованная версия чем в п. 3.
- 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.
В данном интерфейсе передача данных осуществляется на скорости 16 Гбит/с или 1969 Мбайт/с за счет взаимодействия двух линий PCIe Express и SATA.
Интерфейс SATA Express начал внедрятся в чипсетах Intel 9-й серии и в начале 2014 года был мало еще известен.
Если не внедрятся в дебри ИТ технологий, то в двух словах можно сказать так.
Serial ATA Express, это своеобразный переходной мост, который переводит обычный режим передачи сигналов в режиме SATA на более скоростной, который возможен благодаря интерфейсу PCI Express.
eSATA
eSATA используется для подключения внешних устройств, что еще раз подтверждает универсальность интерфейса SATA.
Здесь уже используется более надежный разъемы подключения и порты.
Недостатком является то, что для работы внешнего устройства нужен отдельный специальный кабель.
Но разработчики интерфейса в скором времени решили эту проблему внедрив систему питания сразу в основной кабель в интерфейсе eSATAp.
eSATAp, это доработанный интерфейс eSATA в реализации которого была использована технология USB 2.0. Основное преимущество данного интерфейса, это передача по проводам напряжения 5 и 12 Вольт.
Соответственно встречаются eSATAp 5 V и eSATAp 12 V.
Существуют и другие названия интерфейса, все зависит от производителя. Вы можете встретить аналогичные названия: Power eSATA, Power over eSATA, eSATA USB Hybrid Port (EUHP), eSATApd и SATA/USB Combo.
Как выглядит интерфейс смотрите ниже.
Также для ноутбуков и нетбуков разработан интерфейс Mini eSATAp.
mSATA
mSATA – внедрен с сентября 2009 года. Разработан для использования в ноутбуках, нетбуков и других не больших ПК.
На фото выше, как пример, представлено два диска, один обычный SATA, он внизу. Выше диск с интерфейсом mSATA.
Кому интересно, можете ознакомится с характеристиками mSATA-накопителей.
Такие накопители установлены практически в каждом ультрабуке.
Интерфейс mSATA в обычных компьютерах применяется редко.
Переходник mSATA to Serial ATA Convertor .
Вывод
Из выше сказанного понятно, что интерфейс последовательной передачи данных SATA еще не исчерпал себя полностью.
SATA (еще называют Serial ATA) – это последовательный интерфейс для обмена данными из накопителя (жесткий диск, ) в материнскую плату. Впервые она была представлена в 2000 году компанией . Продаваться они начали с 2001 года, а в массовое производство вступили в 2002 году. Этот последовательный интерфейс SATA был полностью совместим с параллельным, поэтому новые материнские платы не потребовались. Также имеется отдельно другой провод – для питания. Они могут быть 15-контактными или 4-контактными. Последовательный способ передачи данных имеет свои преимущества на защите передачи данных от внешних помех и на возможности работы при высоких частотах.
SATA является независимым кабелем передачи информации. Состоит он из 7 контактов и столько же тонких и круглых проводов (Отмечу, что в ранее существующем PATA кабеле использовались 40-контактные разъемы и 40 проводов), в которых 2 провода используются для передачи, другие 2 – для приема информации, а оставшиеся 3 бездействуют. Ниже перечислены и рассказаны про различные интерфейсы SATA:
Serial ATA Revision 1 (передача данных – до 1,2 Гбит/с)
В этом стандарте шина SATA работает на частоте 1,5 ГГц и имеет максимальную пропускную способность в 150 Мб/с (это 1,2Гбит/с). Эта скорость перебила существующих в свое время конкурентов – ATA100 и ATA133 (у последнего пропускная способность 133 Мб/с).
External SATA
External SATA (можно назвать eSATA) появился немного позже, чем SATA 1, работает с такой же скоростью (150 Мб/с), но имеет одну интересную вещь – поддержка «горячего» подключения (Hot-plug). Если в остальных интерфейсах SATA нельзя отсоединять винчестеры и накопители от компьютера, то eSATA позволяет соединять и отсоединять накопители. Подойдет для обладателей внешних накопителей.
Serial ATA Revision 2 (передача данных – до 2,4 Гбит/с)
SATA 2 еще называют SATA/300. Стандарт SATA 2 появился в 2005 году, а работает на частоте 3 ГГц, обеспечивая передачу данных до 2,4 Гбит/с (300 Мбайт/с). Он впервые использовался в контроллере чипсета nForce4 от компании NVIDIA. SATA/300 и SATA/150 (это SATA 1) во многих случаях совместимы между собой. Появилась новая особенность у этого интерфейса – работа нескольких жестких дисков одновременно, используя один порт SATA 2. Это можно сделать, подключив специальный расширитель в порт, а в расширитель – несколько дисков. Но учтите, что максимальная пропускная способность SATA 2 – 2,4 Гбит/с, так что расшириться можно только на 2 или 3 жестких диска (зависит от их мощности).
Serial ATA Revision 3 (передача данных – до 6 Гбит/с)
SATA 3 – это тоже самое, что и SATA/600. Появился не так уж и давно – в 2009 году и имеет уже довольно высокую пропускную способность по сравнению с прошлыми интерфейсами, а также SATA 3 совместим с прошлыми интерфейсами. Здесь, как и в SATA/300, можно подключить сразу несколько жестких дисков, при этом имея более высокую суммарную скорость до 6 Гбит/с. Позже вышедшая SATA Revision 3.1 имеет новые новшества: в режиме ожидания привод SATA не «кушает» энергию, улучшается производительность накопителей.
Теперь перейдем о выборе интерфейса для своего компьютера. Как уже говорилось, они совместимы друг с другом (в некоторых случаях используют переходники), но отличаются по скорости передачи данных. Современные жесткие диски и SSD накопители остановились на скорости, равном скорости интерфейса SATA/300. С сегодняшнего дня HDD накопители уже перестают набирать скорости, а SSD являются новинками на рынке и набирают объемы и скорости. Хотя SSD накопители и дорогие, но новейшие модели сегодняшнего дня могут разогнаться до 550 Мегабайт в секунду! Так что следует учесть, что в дальнейшем SSD накопители подешевеют, и можно будет позволить купить его себе. Так что следует выбрать SATA 3. А если вы не нуждаетесь в быстрых накопителях, то тогда покупайте SATA 2. Если вы уже определились с выбором, то обязательно узнайте, какая SATA стоит на материнской плате. Главное, чтобы порт и кабель SATA совпадали по скоростям, иначе пропускная способность будет направлена в меньшую сторону (если, конечно, вам не хотелось этого).
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:
- Пропускная способность интерфейса SATA 3 достигает 6 Гбит/с.
- Пропускная способность интерфейса 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.
При создании статьи использованы материалы http://thedifference.ru/
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.