SATA

Allikas: Teadmusbaas

SATA (inglise Serial Advanced Technology Attachment ehk Serial-ATA või jada-ATA) on arvuti liides ühissiini ühendamiseks selliste massmäluseadmetega nagu kõvakettad ja optilised seadmed. SATA töötati välja vanema PATA (IDE/ATA) standardi asendamiseks. SATA on võimeline kasutama samu madala-taseme käske, kuid SATA host-i adapterid ja seadmed suhtlevad suure kiirusega jadakaablil üle kahe juhtide paari. Kontrastina kasutas paralleelne ATA andmete jaoks 16 juhti, millest kõik opereerisid palju väiksema kiirusega.

SATA pakub võrreldes varasema paralleel-ATA-liidesega mitmeid eeliseid: vähem kaableid ja väiksem maksumus (40/80-lt seitsmele), kiirem ja efektiivsem andmeedastus ja käigultvahetus.

SATA versioonid

Versioon 1.0 (SATA 1,5 Gbit/s)

Esimese põlvkonna SATA-liides, praeguseks tuntud kui SATA 1,5 Gbit/s, suudab andmeid edastada kiirusega 1,5 Gbit/s Pealkiri = SATA Naming Guides. Arvestades 8b/10b kodeerimist on sellise liidese reaalne kodeerimata andmeedastus kiirus 1,2 Gbit/s (150 MB/s). Teoreetiline valang-läbilaskevõime on sarnane ATA/133-ga, kuid uuemad SATA-seadmed pakuvad täiendusi nagu NCQ, mis parandavad jõudlust multitegumtöö korral.

Esialgsel perioodil pärast SATA 1,5 Gbit/s väljastamist, kasutasid adapterite ja kettaseadmete tootjad "kiibisilda", et teisendada olemasolevad ATA disaine sobivaks SATA-liidesega kasutamiseks. Sellistel sillatud kettaseadmetel on SATA-ühendus, nad võivad omada mõlemat või kumbagi tüüpi toitepistikut ja on tavaliselt samasuguse jõudlusega nagu nende ATA ekvivalendid. Enamikul neist puudub tugi SATA-le omastele võimalustele nagu NCQ.

Versioon 2.0 (SATA 3 Gbit/s)

Teise generatsiooni SATA-liidesed töötavad kiirusel 3,0 Gbit. Arvestades 8b/10b kodeeringut on maksimaalne kodeerimata andmeedastuskiirus 2,4 Gbit/S 300 MB/s. Selle versiooni andmeedastus on võrreldes ATA/133-ga umbes kaks korda kiirem ning samuti on toetatud täiendused nagu NCQ.

Kõik SATA-kaablid, mis vastavad SATA spetsifikatsioonile, on hinnatud 3,0 Gbit/s peale ja saavad praeguste mehaaniliste kettaseadmetega hakkama, ilma et valang- või jätkuval andmeedastusel tekiks mingisuguseid kadusid.

Versioon 3.0 (SATA 6 Gbit/s)

SATA-IO (Serial ATA International Organization) esitles SATA 6 Gbit/s füüsilise kihi visand spetsifikatsiooni juulis 2008 Pealkiri = New SATA Spec Will Double Data Transfer Rates to 6 Gbit/s| Failitüüp = PDF| Väljaandja = SATA-IO| Kasutatud = 6.12.2010| Keel = inglise, ja ratifitseeris selle füüsilise kihi spetsifikatsiooni 18. augustil 2008| Pealkiri = SATA Revision 3.0| Väljaandja = SATA-IO| Kasutatud = 6.12.2010| Keel = inglise. Täielik 3.0 standard (tippläbilaskevõime 600 MB/s) avaldati 27. mail 2009netiviide Pealkiri = SATA-IO Releases SATA Revision 3.0 Specification| Väljaandja = SATA-IO| Kasutatud = 6.12.2010| Keel = inglise. Kuigi isegi kiireimad tavalised kõvakettad ei suuda täita originaalset SATA 1,5 Gbit/s läbilaskevõimet, on SSD-d (pooljuhtkettad) suutelised jõudma isegi SATA 3,0 Gbit/s limiidini, 285 MB/s neto-lugemiskiirusega ja 275 MB/s neto-kirjutamiskiirusega kasutades Sandforce 1200 ja 1500 kontrollereid Pealkiri = Corsair Force Series SSDs | Kasutatud = 6.12.2010 | Keel = inglise. Seega on liikumine SATA 3 Gbit/s standardilt SATA 6 Gbit/s standardile kasulik eelkõige SSD kasutamisel. Ka tavaliste ketaste puhul tekib kiirusevõit nende sisseehitatud vahemälust andmete lugemisel. SATA 6 Gbit/s toega emaplaadid ja kõvakettad on tootmises mitmel tootjal.

Uus spetsifikatsioon sisaldab järgmisi muudatusi:

  • 6 Gbit/s skaleeritav jõudlus kasutades SSD-ga
  • Jätkuv ühilduvus SAS-ga, sh SAS 6 Gbit/s
  • Isokroonne voogedastus käsk – NCQ voogedastuse käsk, et võimaldada isokroonset kvaliteetset andmeedastust digitaalset sisu voogesitatavatele rakendustele.
  • NCQ haldusvahend, mis aitab optimeerida jõudlust, lubades host-ipoolset väljapaistvate NCQ käskude töötlust ja haldust
  • Parandatud energiahalduse võimalus
  • Väike madala sisestusjõuga pistik kompaktsemate 1,8-tolliste seadmete jaoks
  • Õhemates ja kergemates sülearvutites kasutatavate 7 mm optiliste kettaseadmete jaoks kohandatud pistik
  • Joondus INCITS ATA8-ACS standardiga

Üldiselt on muudatused sihitud video voogesituse ja kõrgeprioriteediliste katkestuste teenusekvaliteedi parandamiseks. Peale selle toetab standard jätkuvalt kuni meetriseid vahemaid. Uued energiahaldustehnoloogiad on mõeldud leevendama uute kiiruste jaoks potentsiaalselt vajalikku suuremat energiatarvet. Uus spetsifikatsioon on võimeline kasutama juba olemasolevaid SATA-kaableid ja -ühendusi, ehkki on oodata mõnede tootjate uuendatud ühendusi kõrgemate kiiruste jaoks Pealkiri = Serial ATA doubles data rate to 6 Gbits/s| Kasutatud = 6.12.2010| Keel = inglise. Uus standard on tagasiühilduv SATA 3 Gbit/s-ga.

eSATA

2004 standardiseeritud eSATA (e=external inglise väline) pakub välisteks ühendusteks mõeldud SATA variandi. eSATA-l on korrigeeritud elektrilised nõuded ning tavalise SATA-ga ühildumatud pistikud ja kaablid. | Pealkiri = External Serial ATA Whitepaper| Failitüüp = PDF| Väljaandja = Silicon Image| Kasutatud = 7.12.2010| Keel = inglise.

Muutused võrreldes tavalise SATA-liidesega:

  • Minimaalne saatmise potentsiaal tõusis: vahemik on 500–600 mV, 400–600 mV asemel.
  • Minimaalne vastuvõtmise potentsiaal alanes: vahemik on 240–600 mV, 325–600 mV asemel.
  • Täpselt sama protokoll ja loogiline signaalimine (andmelüli/transpordi kihist ülespoole), mis lubab tavaliste SATA-seadmete paigutamist välistesse kõvakettaboksidesse minimaalsete modifikatsioonidega.
  • Maksimaalne lubatud kaablipikkus on 2 meetrit (USB ja FireWire lubavad rohkem).
  • Väline kaabliühendus võrdsustub varjestatud versiooniga SATA 1.0a-ga spetsifitseeritud pistikust, nende põhiliste erinevustega:
    • Välisel pistikul puudub L-kujuline sisu, ning juhtjooni on vertikaalselt nihutatud ning vähendatud. See takistab varjestamate siseseks kasutamiseks mõeldud kaablite kasutamist välistes rakendustes ja vastupidi.
    • Elektrostaatiliste kahjustuste välimiseks on muudetud pistiku sisestussügavust 5 mm-lt 6,6 mm-le. Samuti on kontaktid paigaldatud sügavamale nii pistikus kui ka pesas
    • Kaitseks elektromagnetiliste häirete eest ning FCC ja CE emissiooni nõuetele vastavuse jaoks on kaablil lisa kiht varjestust ning ja pistikutel on metallist kontaktpunktid.
    • Pistiku kaitsel on sisse ehitatud vedrud kinnituselementideks nii ülemisel kui alumisel pinnal.
    • Välisel pistikul ja kaablil on kavandatud eluiga üle viie tuhande sisestamise ja väljavõtmise, samas on sisene pistik kavandatud taluma kõigest viitekümmet.

Tarbijaturule mõeldult siseneb eSATA välise andmesalvestuse turule, millel on ees juba USB- ja FireWire-liidesed. Enamik USB- või FireWire-liidesega väliseid kettabokse kasutab PATA- või SATA-kettaseadmeid ja "sildu" tõlkimaks kettaseadmete liideste ja bokside väliste portide vahel. Sellise sildamisega kaasneb teatav ebaefektiivsus. Mõningad üksikud kettaseadmed suudavad andmeid edastada reaalse kasutuse käigus kuni 157 MB/s | URL = Pealkiri = HDD Throughput Benchmarks| Väljaanne = Tom's Hardware| Väljaandja = Tom's Hardware| Kasutatud = 7.12.2010| Keel = inglise, mis on umbes neli korda rohkem kui USB või FireWire 400 (IEEE 1934a) maksimaalne edastuskiirus ja umbes kaks korda kiirem kui FireWire 800-l, kuigi FireWir] S3200 1394b ja USB 3.0 jõuavad kiirusteni kuni ~400 MB/s (3,2 Gbit/s). Peale selle on madala taseme kõvaketaste võimalusi, nagu S.M.A.R.T, mis ei pruugi töötada kõikide USB ja/või FireWire sildade puhul | USB| Pealkiri = USB devices and smartmontools| Kasutatud = 7.12.2010| Keel = inglise. eSATA ei kannata nende probleemide all eeldades, et kontrollerite tootjad (ja nende kettaseadmed) esitlevad eSATA-seadmeid ATA-seadmetena SCSI asemel (nagu on olnud tavaline Silicon Image, JMicron, ja Nvidia Windows Vista draiverite puhul), kuid sel juhul ei toimi need madalataseme võimalused isegi siseste SATA-draivide puhul. USB 3.0-i 4.8 Gbit/s ja FireWire tuleviku 6,4 Gbit/s (768 MB/s) on kiiremad kui eSATA-I, kuid eSATA 6G versioon opereerib 6.0 Gbit/s kiirusel| Pealkiri = NewerTech MAXPower eSATA 6G PCIe 2.0 Controller Card| Kasutatud = 7.12.2010| Keel = inglised, seega on kiiruste erinevused ebaolulised.

eSATAp

eSATAp on tuntud ka kui Power over eSATA või eSATA/USB Combo. eSATA port kombineerib eSATA (suur kiirus) ja USB (ühilduvus) tugevad küljed ühte porti. eSATAp-seadmed on võimelised töötama ilma lisatoiteta. Tavaline arvuti on võimeline pakkuma üle eSATAp pordi 12 V, et panna tööle 3,5" kõvaketas või 5,25" optiline seade ilma eraldi toiteallika vajaduseta erinevalt eSATA-st või USB-st. Sülearvuti puhul suudab eSATAp pakkuda 5 V erinevalt eSATA-stnetiviide | Pealkiri = eSATAp Support Group| Kasutatud = 7.12.2010| Keel = inglise. eSATAp port on samal ajal nii toitega eSATA-port kui ka tavaline USB-port ehk seda saab kasutada eraldiseisvalt kummagi pordina.

eSATAp on võimalik implementeerida kõigil arvutitel, millel on ekstra SATA-port. Sellised süsteemid sisaldavad: PC sülearvuteid, PC lauaarvuteid, Apple Mac Pro-d ja Linuxi/Unixi servereid jm. See teeb eSATAp-st lihtsa ja ökonoomse lahenduse mitmeplatvormiliseks väliseks andmesalvestuseks.

Versioonide nimede kasutamine

SATA erinevate versioonide nimetamisel on tekkinud vastuolusid nimetuste "SATA II" ja "SATA III" ning "Gen 2" ja "Gen 3" kasutamisel. SATA II kasutamise populaarsus tuleneb SATA-IO eelnevast nimetusest SATA II commitee, ning asjaolust, et teise generatsiooni liides oli nende levinuim standard, kuid tegelikkuses on see vaid üks selle organisatsiooni poolt välja antud paljudest standarditest ning sellise segaduse tekkimise vältimiseks on selle nimetuse kasutamine mittekorrektne. SATA III nimetuse kasutamise probleem seisneb asjaolus, et III-e võib kolmanda generatsiooni asemel vaadelda ka kui vihjet teise generatsiooni 3 Gbit/s kiirusele, sama probleem esineb ka "Gen 3" kasutamisel<ref name="SATA_Kiirus" />.(Korrektsed nimetused tabelis "SATA versioonide nimed")

Kaablid, pistikud ja pordid

Kontakt # Funktsioon
1 Maandus
2 A+ (edastus)
3 A− (edastus)
4 Maandus
5 B− (vastuvõtt)
6 B+ (vastuvõtt)
7 Maandus
A 7-pin Serial ATA data cable.]]
7 seitsme kontaktiga SATA nurgaga andmekaabel

Kaablid ja pistikud on kõige märgatavam nähtavam erinevus SATA- ja paralleel-ATA-kettaseadmete vahel. Erinevalt PATA-st kasutatakse samu pistikuid nii 3,5-tolliste lauaarvutiketaste kui ka 2,5-tolliste sülearvuti-/väikearvutiketaste puhul, see võimaldab kasutada 2,5-tolliseid kettaid ka lauaarvutites vähese vaevaga vaid paigalduskronsteiniga ja ilma juhtmeadapterita. Väiksemad seadmed võivad kasutada ka mini-SATA spetsifikatsiooni, mis on sobiv väikse vormiteguriga SATA-ketastele ja mini SSD-le.Pealkiri = Get ready for mini-SATA| Autor = Cyril Kowaliski| Väljaanne = Tech Report| Väljaandja = Tech Report| Kasutatud = 7.12.2010| Keel = inglise

Väliste seadmete jaoks on olemas eraldi pistik (eSATA) ja valikuliselt rakendatud on lisa sisestele pistikutele, klambrid nende paremaks paigalhoidmiseks. SATA-kettaseadmeid võib ühendada ka SAS-kontrollerisse ja kommunikeerida üle sama füüsilise kaabli mis SAS, kuid SATA-kontrollerid ei toeta SAS-kettaseadmeid.

Viited

Markus Martin