Serial ATA

Technologia i prędkości przesyłu danych

Sygnały elektryczne przesyłane na magistrali równoległej zbudowanej z kilku przewodów będą wpływać na siebie nawzajem, jeśli zwiększy się prędkość przesyłu. Zjawisko to znane jest jako przesłuchy. Innym problemem związanym z PATA jest to, że zakończenie magistrali nie jest określone. Serial ATA wykorzystuje niskonapięciową sygnalizację różnicową, co pozwala uniknąć większości z tych problemów.

Serial ATA używa kodowania 8B/10B. Oznacza to, że 10 bitów jest używanych do przesyłania 8 bitów. Pierwszy standard SATA używał prędkości transferu 1,5 GBit/s (lub 1,2 GBit/s użytecznej prędkości danych). Jest to tylko nieznacznie szybsze niż ostatni standard PATA (ATA/133). Późniejsze standardy podwajały tę szybkość, przy prawie każdej rewizji. Podane wartości są prędkościami transferu, z powodu sygnalizacji, prędkość użytkowa jest o 25% niższa.

Inne zalety to fakt, że kable SATA są znacznie łatwiejsze w obsłudze niż kable PATA. Niektóre dyski SATA można również podłączać i odłączać podczas pracy komputera. Nazywa się to hot swapping. Wreszcie, niektóre dyski obsługują technologię zwaną "Native Command Queueing". Oznacza to, że dysk może zmienić kolejność poleceń, które ma wykonać, aby były one wykonywane szybciej.

Od pierwszej wersji, SATA jest wystarczająco szybki dla dysków twardych. Dane muszą być odczytywane z kilku miejsc na dysku. Pomiędzy tymi miejscami urządzenie elektroniczne służące do odczytu i zapisu musi zostać przesunięte. Nawet w obecnych napędach nie odbywa się to na tyle szybko, aby 1,2 GBit/s stanowiło problem.

Kable używane do podłączenia dysków: Na górze PATA, 80 żył, w środku PATA 40 żył, poniżej (niebieski) SATA

Rewizje

Od 2016 roku istnieje pięć różnych rewizji standardu SATA.

Nazwa(-y) urzędowa(-e)	Zwany również	szybkość transmisji danych netto
		Gbit/s	Mbyte/s
Serial ATA 1,5 Gbit/s	SATA I	1,20	150
Serial ATA 3,0 Gbit/s, SATA Revision 2.x	SATA II, SATA-300	2,40	300
Serial ATA 6,0 Gbit/s, SATA Revision 3.x	SATA III, SATA-600	4,80	600
SATA Express 8,0 Gbit/s (PCIe 3.x), SATA Revision 3.2		7,88	985
SATA Express 16,0 Gbit/s (PCIe 4.0), SATA Revision 3.2		15,76	1.969

SATA Express

SATA Express to wersja standardu SATA, która wykorzystuje ten sam protokół, co PCI Express. Obecne dyski półprzewodnikowe (SSD) są w stanie nasycić standard SATA III, określony na 6 GBit/s. Z tego powodu wprowadzono SATA Express. Z tego powodu wprowadzono SATA Express.

Zgodność

Różne wersje standardu Serial ATA są ze sobą kompatybilne. Oznacza to, że starsze urządzenia mogą pracować na nowszym kontrolerze, ale będą one obsługiwać tylko funkcje i prędkość standardu, dla którego zostały zbudowane. Analogicznie, urządzenia zbudowane dla nowszego standardu mogą pracować na starszym kontrolerze. W tym przypadku czynnikiem ograniczającym jest kontroler, a niektóre z nowszych funkcji mogą nie być obsługiwane. Kontroler SAS (Serial Attached SCSI) jest kompatybilny z dyskami SATA, ale kontroler SATA nie jest kompatybilny z dyskami SAS.

Na poziomie systemu operacyjnego, urządzenia SATA i PATA mogą wyglądać tak samo. Na poziomie fizycznym są one jednak niekompatybilne.

Złącza

Aby urządzenia korzystające z SATA były użyteczne, muszą być podłączone do płyty głównej. Jest to prawdopodobnie najbardziej widoczna różnica pomiędzy SATA i PATA. Dyski SATA mają dwa różne złącza, jedno złącze służy do przesyłania danych, a drugie do przesyłania zasilania. W niektórych przypadkach, oba zostały połączone w jeden kabel, aby podłączyć dyski zewnętrzne. Normalnym przypadkiem jest jednak użycie dwóch różnych złączy. Niektóre złącza mogą być zablokowane w miejscu.

Złącze zasilania

Złącze standardowe

PATA określa, że zasilanie jest przekazywane za pomocą 4 pinowego złącza Molex. W przypadku SATA, to złącze. 4 pinowe złącze Molex było również używane do zasilania napędów dyskietek. SATA zmieniło to złącze. W przypadku SATA, złącze zasilania i złącze danych wyglądają podobnie, ale złącze zasilania jest szersze niż złącze danych. Standardowe złącze zasilania ma 15 pinów. Jest ono używane do standardowych napędów 3,5-calowych i 2,5-calowych.

Złącze typu Slimline i micro connector

Mniejsze obudowy mogą również korzystać z mniejszego złącza zasilania, ma ono sześć pinów i wycięcie na kod. Dla mniejszych dysków dostępne jest złącze z 8 pinami. Wcięcie kodowe zapewnia, że złącze zasilania nie może być podłączone do wtyczki, która przenosi dane.

Złącze danych

Podobnie jak w przypadku złącza zasilania, istnieją różne wersje złącza danych, przeznaczone do różnych zastosowań. Standardowe złącze ma 7 pinów i jest używane dla dysków 3,5" i 2,5". Najczęściej spotykane inne formaty to mSATA i M.2 (lub NGFF).

eSATA i eSATAp

eSATA to wersja SATA, która jest używana do podłączania dysków zewnętrznych. Jego wtyczki są bardziej wytrzymałe, a kable bardziej odporne. Na tym rynku SATA konkuruje z innymi standardami, takimi jak USB czy Firewire. Wiele dysków zewnętrznych to standardowe dyski SATA w zewnętrznej obudowie. Aby móc komunikować się przez USB lub Firewire, potrzebna jest dodatkowa karta elektroniczna. Karta ta dokonuje translacji pomiędzy SATA a zewnętrznym interfejsem. W przypadku korzystania z eSATA, translacja nie jest konieczna. Korzystanie z USB lub Firewire może mieć jednak inne korzyści.

Istnieje również wersja eSATA o nazwie eSATAp. Łączy ona w sobie piny USB, SATA oraz złącza zasilania. Dzięki temu możliwe jest bezpośrednie podłączenie dysków SATA lub USB na zewnątrz, za pomocą tylko jednego kabla. Oprócz danych, przez ten kabel przesyłane jest również zasilanie, więc nie jest konieczne dodatkowe podłączenie zasilania.

Porty SATA na dysku: Krótki port po lewej stronie służy do przesyłania danych, długi po prawej stronie służy do zasilania.


Standardowy kabel zasilający SATA