Описание интерфейса передачи данных SATA

SATA или Serial ATA — это последовательный интерфейс осуществления обмена данными между накопителями информации. Интерфейс SATA является, по сути, продолжением параллельного интерфейса ATA (или IDE), после появления SATA переименованного в PATA (или Parallel ATA).

SATA Revision1.x (до 1,5Гбит/с)

Изначально в стандарте SATA предусматривалась работа шины на частоте 1,5ГГц, обеспечивающая пропускную способность примерно в 1,2Гбит/с (или 150 МБ/с). Двадцатипроцентная потеря производительности связана с использованием кодирования 8B/10B, при котором на 8 бит полезной информации используются два служебных бита. У SATA/150 пропускная способность лишь незначительно выше, чем пропускная способность шины UltraATA (UDMA/133). Основным преимуществом SATA в сравнении c PATA считается использование последовательной, а не параллельной шины. И хотя последовательный способ трансфера принципиально медленнее, чем параллельный, в нашем случае это вполне компенсируется возможностью функционирования на более высоких частотах из-за избежания осуществления синхронизации каналов, а также  большей помехоустойчивости кабеля. Этот эффект достигается благодаря применению принципиально отличного способа трансфера данных.

 SATA Revision2.x (до 3Гбит/с)

Стандарт SATA/300 функционирует на частоте 3ГГц, обеспечивая пропускную способность до 2,4Гбит/с (или 300МБайт/с). Впервые этот стандарт был реализован в nForce4 контроллере чипсета компании «NVIDIA». Нередко стандарт SATA/300 называется SATA II либо SATA 2.0. В принципе устройства SATA/300 и SATA/150 должны быть совместимы между собой (т.е. контроллер SATA/300 и устройство SATA/150, а также контроллер SATA/150 и устройство SATA/300),  благодаря поддержке согласования скоростей (разумеется, в меньшую сторону). Однако некоторые устройства и контроллеры требуют ручного выставления режима работы. К примеру, на НЖМД Seagate, поддерживающем SATA/300, предусмотрен специальный джампер для принудительного включения SATA/150.

SATA Revision3.x (до 6Гбит/с)

Логотип (официальный) SATA rev.3.0

В спецификации SATA Revision3.0 предусмотрена возможность трансфера данных на скорости до 6Гбит/с (или 600 Мбайт/с, учитывая особенности 10b/8b кодирования). Среди улучшений SATA Revision3.0, в сравнении с предыдущими версиями спецификации, отметим более высокую скорость, а также улучшенное управление питанием. Совместимость в этом случае сохраняется, как на уровне кабелей и разъемов SATA, так и для протоколов обмена.

Описание SATA

В SATA используется семиконтактный разъём вместо аналогичного 40-контактного разъёма, используемого в PATA. SATA-кабель отличается меньшей площадью, вследствие чего снижается сопротивление воздуху, который обдувает комплектующие компьютера, также упрощается разводка проводов, находящихся  внутри системного блока.

За счёт своей формы SATA-кабель  гораздо более устойчив к многократным подключениям. Питающий шнур SATA разработан также, учитывая многократность подключений. Разъём питания SATA способен подавать три напряжения питания: +5 В, +12 В,  а также +3,3 В; современные устройства, однако, способны работать и без напряжения +3,3 В - это позволяет использовать пассивный переходник стандартного разъёма IDE на SATA. Некоторые SATA-устройств снабжаются 2-мя разъёмами питания: Molex, SATA.

В стандарте SATA нет традиционного для PATA способа подключения по 2 устройства на каждый шлейф. Здесь для каждого устройства выделяется отдельный кабель, что позволяет устранить проблему невозможности параллельной работы устройств, которые находятся на одном кабеле, а также возникавших из-за этого  задержек. Уменьшаются также возможные проблемы, возникающие при сборке (т.н. проблемы конфликта Slave-Master в SATA не существует), устраняются ошибки, выскакивавшие при использовании не терминированных шлейфов PATA.

В стандарте SATA не поддерживается функция очереди команд (начиная с SATA Revision1.0a, NCQ).

В стандарте SATA до SATA Revision3.x не предусмотрена горячая замена активного устройства, которое используется ОС,  таким образом, подключенные дополнительно диски отключать необходимо постепенно — сначала питание, затем шлейф, а подключать наоборот — шлейф, затем питание.

Разъёмы SATA

В устройствах SATA используются два разъёма: семиконтактный (для подключения шины данных), а также 15-контактный (для подключения питания). В стандарте SATA предусматривается возможность использования вместо 15-контактного разъёма питания стандартного 4-контактного разъёма Molex.

Однако учтите, что использование одновременно двух типов силовых разъёмов, вероятно, приведет к повреждению устройства.

Отметим, что интерфейс SATA обладает двумя каналами трансфера данных: от контроллера к устройству, а также от устройства к контроллеру. Трансфер сигнала осуществляется при помощи технологии LVDS, в которой провода каждой из пар являются витыми экранированными  парами.

Также существуют 13-и контактный совмещенный SATA  разъем, который применяется в серверах, портативных и мобильных устройствах для тонких дисков. Совмещенный разъем состоит из 7-и контактного разъема подключения шины данных, а также 6-и контактного разъёма подключения питания данного устройства. Для подключения к такого рода устройствам сервера могут применять специальный переходник.