Интерфейс sata

Конвертация кабелей SATA

Существуют различные адаптеры, которые можно приобрести, если вам необходимо преобразовать кабель более старого типа в SATA или преобразовать SATA в другой тип подключения.

Переходник CableCreation Molex на SATA

Например, если вы хотите использовать жесткий диск SATA через USB-соединение, например, чтобы стереть диск, просмотреть данные или выполнить резервное копирование файлов, вы можете купить адаптер SATA to USB. Через AliExpress вы можете получить что-то вроде этого SATA/PATA/IDE Drive to USB Adapter Кабель-переходник именно для этой цели.

Есть также конвертеры Molex, которые вы можете использовать, если ваш источник питания не обеспечивает 15-контактное кабельное соединение, необходимое для питания внутреннего жесткого диска SATA. Эти кабельные адаптеры довольно недороги, например, от Micro SATA Cables.

SAS

Основная статья: Serial Attached SCSI

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.

Недостатки

Отвечая на вопрос, eSATA – что это такое, нельзя обойти стороной и недостатки этого типа подключения. Несмотря на то что данный тип интерфейса запущен в работу с 2004 года, далеко не все устройства оснащены портами данного стандарта, и пока что его использование осложняется некоторыми неудобствами:

• физическая несовместимость портов eSATA и SATA;
• скорость обмена данными все-таки несколько ниже, нежели у SATA. Многочисленные синтетические тесты подтвердили это;
• длина кабеля ограничена двумя метрами, что меньше, чем в случае с USB;
• жесткий диск eSATA потребует дополнительного питания через USB и 1394 или через обычную розетку (в новых моделях внешних устройств такая необходимость часто отпадает);
• eSATA и SATA применяют разные уровни сигнала;
• для организации eSATA иногда требуется наличие специального контроллера на системной плате;
• пока еще выпущено не так много устройств, которые поддерживали бы данный стандарт.

Что касается непосредственно скорости передачи данных, то eSATA превосходит в этом плане имеющий сегодня довольно широкое распространение стандарт USB 2.0, однако уступает современному USB 3.0. Возможно, что именно с этим и связан тот факт, что разъемы eSATA сегодня не пользуются популярностью: все-таки с USB работать проще, а скорость в версии 3.0 выше.

Подробнее о кабелях и разъемах SATA

SATA — это длинные 7-контактные кабели. Оба конца плоские и тонкие, один из которых часто выполнен под углом 90 градусов для лучшей прокладки кабеля. Один конец подключается к порту на материнской плате, обычно с пометкой SATA, а другой (например, к концу) подключается к задней части устройства хранения, например, к жесткому диску SATA.

Моно-кабель SATA

Внешние жесткие диски также можно использовать с подключениями SATA, учитывая, конечно, что сам жесткий диск также имеет подключение SATA. Это называется eSATA. Это работает так, что внешний диск подключается к разъему eSATA на задней панели компьютера рядом с другими отверстиями для таких устройств, как монитор, сетевой кабель и порты USB. Внутри компьютера такое же внутреннее SATA-соединение осуществляется с материнской платой, как если бы жесткий диск был закреплен внутри корпуса.

Диски eSATA поддерживают горячую замену так же, как и внутренние диски SATA.

Большинство компьютеров не поставляются с предварительно установленным соединением eSATA на задней панели корпуса. Тем не менее, вы можете купить кронштейн самостоятельно довольно дешево. Например, стоимость 2-портового внутреннего кронштейна Monoprice от SATA до eSATA составляет менее 640 рублей.

Однако, одна оговорка с внешними жесткими дисками SATA заключается в том, что кабель не передает энергию, а только передает данные. Это означает, что в отличие от некоторых внешних USB-накопителей, дискам eSATA требуется адаптер питания, который подключается к передней стенке системного блока.

Ревизии SATA

В настоящее время интерфейс Serial ATA практически вытеснил Parallel ATA, и накопители PATA можно встретить теперь в основном лишь в достаточно старых компьютерах. Еще одной особенностью нового стандарта, обеспечившей его широкую популярность, стала поддержка технологий NCQ и AHCI .

SATA 1

SATA 1

Первая ревизия интерфейса предусматривает частоту функционирования 1.5 Ггц, что обеспечивает полосу пропускания 1.5 Гбит/с. Около 20% отнимается на нужды системы кодирования типа 8b/10b, 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 контроллеры поддерживают AHCI на первой версии SATA.

SATA 2 (SATA 300)

SATA 2

Частота функционирования была увеличена до 3.0 Ггц, что увеличило пропускную способность до 3.0 Гбит/с (300 МБ/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

В июле 2008 года SATA—IO представила спецификации SATA 3.0, хотя про требованию спецификаций правильно называть SATA 6Gb/s, с пропускной собственностью соответственно 6 Гб/с (600 МБ/с), частота функционирования 6.0Ггц (то есть поднята только частота).Также положительной составляющей стала функция программного управления NCQ и команды для непрерывной передачи данных для процесса с высоким приоритетом. Кроме жестких дисков этот стандарт используется в SSD (твердотельные диски). Стоит заметить, что на практике пропускная способность интерфейсов SATA не отличаются скоростью передачи данных. Практически скорость записи и чтения дисков не превышает 100 Мб/с . Увеличение показателей влияет только на пропускную способность между контроллером и кеш-памятью накопителя.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

Внесенные изменения:

1. Появился mSATA (SATA для SSD-накопителей в мобильных устройствах), PCI Express Mini Card-подобный разъём;
2. Zero-power оптического привода, то есть оптические приводы, поддерживающие стандарт, больше не потребляют энергии в режиме простоя;
3. Добавлена аппаратная команда очереди TRIM (Queued TRIM Command), улучшающая производительность и долговечность SSD;
4. Аппаратные функции идентификации, определяющие возможности устройства (Hardware Control Features);
5. Расширенный менеджмент питания (Required Link Power Management ), позволяющий устройствам подключенным через SATA 3.1 потреблять меньше энергии..

SATA 3.2 — SATA Express

Характеристики:

• 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
• µSSD (micro SSD) — представляет собой BGA-интерфейс для подключения миниатюрных встроенных накопителей.

.

Немного про eSATA

Конечно, новичкам будет в первую очередь интересно узнать, eSATA – что это такое и с чем его едят. Если постараться ответить проще, то данный стандарт последовательного порта лежит по скорости и по удобству использования где-то между стандартами USB 2.0 и традиционным SATA. Сам термин имеет аббревиатурную расшифровку External Serial ATA, то есть порт, применяющий продвинутые технологии последовательного обмена данными и имеющий возможность «горячей» замены на лету как жестких дисков, так и других устройств, присоединенных к компьютеру.

Несмотря на то что eSATA-подключение появилось еще в 2004 году, сегодня зачастую пользователи отдают предпочтение более традиционным технологиям – USB и SATA.

Характеристики

Разнообразие

Как уже говорилось ранее, интерфейс получил два типа: один 7-контактный, второй 15-контактный. Первый вариант используется для соединения шины данных, второй вариант рассчитан конкретно для питания. Стандарт позволяет пользователям смену конфигурации, так возможно 15-контактный поменять на тип Molex, который имеет 4 контакта. Но стоит понимать, что если при этом запустить оба типа силовых разъемов, то устройство даст сбой и придется приобретать новое.

Интерфейс накопителей SATA работает по двум каналам передачи информации: от устройства к контроллеру и обратно. Наделили стандарт технологиями разных типов. К примеру, есть функция LVDS, которая отвечает за передачу сигнала.

На этом типы разъемов не заканчиваются. Есть также 13-контактный вариант, который чаще можно найти на серверах, гаджетах и других тонких девайсах. Этот разъем совмещен и состоит из 7- и 6-контактного. Есть на этот случай и переходник.

Начало

Этот тип разъемов появился благодаря предыдущему, с похожим именем ATA. Он имел параллельную схему, но заметно устарел, особенно к 2017 году. Вообще, его замена начала планироваться в 2000 году. Тогда компания Intel собрала вокруг себя специалистов, которые вошли в специальную группу разработчиков. Так сюда входили ныне известные партнеры Seagate, Dell, Quantum, Maxtor и др.

Уже спустя пару лет интерфейс жесткого диска SATA стал реальным для производителей устройств. В 2002 году на рынок вышли первые материнские платы с этим разъемом. Он начал использоваться в качестве передатчика данных через устройства сети. Уже на следующий год его внедрили в современные вариации материнки.

Описание SATA

SATA — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

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).

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

SATA-устройства используют два разъёма: 7-контактный (подключение шины данных) и 15-контактный (подключение питания). Стандарт SATA предусматривает возможность использовать вместо 15-контактного разъёма питания стандартный 4-контактный разъём Molex (при этом, использование одновременно обоих типов силовых разъёмов может привести к повреждению устройства).

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.

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.

Параллельный интерфейс АТА.

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).

Третий тип

Эта ревизия стала известна лишь спустя 5 лет, в 2008 году. Значение скорости интерфейса SATA составило уже 6 Гбит/с. Разработчики постарались сохранить синхронизацию не только кабелей и разъемов, но и обмена протоколов.

Новинка позже получила еще две версии. Так появились типы 3.1 и 3.2. Первый вариант обзавелся mSATA, так называемым вариантом для мобильных устройств. Также стала известна технология, при которой в режиме ожидания оптический привод перестал потреблять энергию. Улучшилась работа SSD-накопителей, что привело к их популярности. Также ревизия 3.1 обзавелась хост-идентификацией способностей девайса и заниженным энергопотреблением.

Ревизия 3.2 получила еще одно имя Express. Изменилась немного конструкция, при которой порт выглядит как два собранных разъема в длину. Таким образом, появилась возможность использовать два вида накопителей с SATA и SATA Express. Скорость возросла до 8 Гбит/с, если подключать только через один порт, если же использовать сразу два – то 16 Гбит/с. Кроме всего прочего, из новинок к этой ревизии относят новый интерфейс µSSD.

Достоинства

Конечно, стандарт eSATA не получил бы распространения, не будь у него своих объективных преимуществ. И к таковым относятся:

• возможность удлинения кабеля для передачи данных до 2 метров без опасности искажения сигнала;
• совместимость сигнала eSATA с SATA;
• ускоренная передача данных по сравнению с USB 2.0;
• дешевизна в производстве позволяет оснащать чипсеты с несколькими портами eSATA и применять этот разъем во многих устройствах. Например, существует eSATA внешний жесткий диск и даже флешки;
• жесткие диски при этом можно объединять в RAID-массивы;
• можно проводить замену жестких дисков на ходу, что немыслимо при условии использования традиционного SATA-интерфейса.

Как видно, преимуществ у данного интерфейса предостаточно, хотя бы по сравнению с такими распространенными и привычными стандартами, как USB 2.0 и SATA.

История создания SATA

Был разработан и представлен публике в 2003 году, как замена ныне устаревшему интерфейсу ATA(AT Attachment), также известный как IDE,применявшийся для подключения жестких дисков в компьютерах. Скорость последнего интерфейса тогда составляла 100-133 Мбайт/с, тогда как винчестеры могли обеспечить в среднем не более 60-70 Мбайт/с. У самых современных моделей этого показатель вырос до 120 Мбайт/с.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).
Первая версия стандарта (известная как SATA 1.5 Gbit/s) позволяет передавать данные на скорости до 150 Мбайт/с (возникает вопрос, куда делись 42 Мбайт/с, ведь 1.5 Гбит/с — это 192 Мбайт/c, просто SATA поддерживает кодирование по алгоритму 8b/10b, которое забирает 20% канала). Остальные составляющие менее существенны: меньший размер разъема, более тонкий кабель, возможность горячего подключения, которая реализована не всегда.
Буквально через пару лет после выхода первых версий SerialATA стали говорить о подготовке и внедрении SATA2 (известного как SATA II и SATA 3 Gbit/s). Его главным достоинством является несомненно вдвое выросшая скорость передачи данных. Теперь она составила 3 Гбит/с или 300 Мбайт/с, вплотную приблизившись к UltraSCSI 320.
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.

eSATA

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).

Основные особенности

• 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

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»).

В Windows 7 и выше режим AHCI выбирается с помощью параметра реестра. Чтобы включить его, нужно в значении параметра «start» по адресу HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\services\msahci 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)

Розетка eSATAp

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. Новый вид разъёма получил название Power Over eSATA (eSATAp). В 2009 году появилась первая продукция с использованием нового разъема. 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.

Второй тип

Вторая ревизия стала известна уже на следующий год. Её скорость заметно возросла, как и частота. Теперь спецификация работала при 3 ГГц, при этом пропускная способность составила 3 Гбит/с. Среди новинок также отметили появление фирменного контроллера чипсета nForce 4. Так получилось, что сразу никто не заметил, что обе ревизии перестали быть совместимы

Хотя теоретически это подразумевалось, если принимать во внимание согласование скоростей. Но на деле оказалось, что некоторые устройства и контроллеры требовали ручного режима работы, все параметры необходимо было самостоятельно регулировать