Serial ata port

Содержание

Особенности реализации интерфейса и регистры Serial ATA.
Для чего нужны кабеля и разъемы PATA?
Физическое описание кабелей и разъемов PATA
SATA и eSATA
Технические характеристики интерфейса
Конвертер IDE в SATA: оживите старый компьютер
- Кабельные адаптеры
Плюсы и минусы SATA & PATA
Serial ATA — это приговор?

Некие провода имеют дополнительный разъем в центре провода для подключения еще 1-го жесткого диска PATA либо дисковода оптических дисков.

Особенности реализации интерфейса и регистры Serial ATA.

Спецификация SATA (Serial ATA), обрисовывает интерфейс для жестких дисков с поочередным метод обмена информацией. Поочередный SATA интерфейс программно совместим с обычным — параллельным. Для обмена в нем употребляются те же регистры и команды, что обеспечивает программную сопоставимость с прошлыми версиями ATA. Все жесткие диски SATA подключаются независящим информационным кабелем, который состоит из 7 проводов, из которых 3 провода не употребляются, а оставшиеся 4 употребляются парами (одна пара для передачи, другая для приема). Кабель стал узким и круглым, что позволило понизить температуру компонент снутри системного блока компьютера за счет улучшения вентиляции. Разъем конструктивно предугадывает защиту от неверного подключения. Нахождение кабеля SATA поблизости источников сильных электрических помех не нужно, т.к. в кабеле SATA уровень сигналов снижен до 0.4 вольт, что привело к понижению помехозащищенности при передаче инфы. Поддержка подключения и подмены жестких дисков без выключения компьютера описана в эталоне опционально, и производители жестких дисков стали реализовывать ее по собственному усмотрению, что тоже привело к разным дилеммам сопоставимости.

Спецификация Serial ATA версии 2.0 обеспечивала огромную пропускную способность и особые средства для поддержки сетевых устройств хранения. Расширения SATA-2 были ориентированы на увеличение надежности этой системы и оптимизацию обработки запросов, но подавляющая часть инноваций рассчитана на применение в серверах. Пропускная способность SATA-2 составляет 300 мб за секунду (современный жесткий диск пока способен использовать менее 60-70 процентов от пропускной возможности SATA). Спецификация SATA-2 предугадывает возможность подключения к одному порту нескольких жестких дисков с помощью так именуемого концентратора либо умножителя портов (port multiplier). При всем этом миниатюризируется число кабельных соединений, экономится место и достигается возможность гибкого масштабирования системы. Спецификация SATA Revision 3.0 предугадывает возможность передачи данных на скорости до 6 Гбит/с (600 Мбайт/с) и обладает полной оборотной совместимостью с устройствами, поддерживающие прошлые версии эталона. В спецификации SATA 3.0 добавлены новые способности, дозволяющие сделать лучше работу NCQ, прирастить сбережение энергии и использовать новые, более малогабаритные разъемы.

Интерфейс Serial ATA является хост-центрическим, в нем определяется только взаимодействие хоста с каждым из присоединенных устройств, а взаимодействие между ведущим и ведомым устройствами, свойственное традиционному интерфейсу АТА, исключается. Программно хост видит множество устройств, подключенных к контроллеру, как набор каналов АТА, у каждого из которых имеется единственное ведущее устройство (имеется возможность эмуляции пар устройств «ведущее — ведомое» на одном канале, если такая необходимость возникнет).

Программное взаимодействие с устройствами Serial ATA практически совпадает с прежним, набор команд соответствует ATA/ATAPI-5. В то же время аппаратная реализация хост-адаптера Serial ATA сильно отличается от достаточно простого (в исходном варианте) интерфейса АТА.

ATA/ATAPI-7 – определил протокол Ultra DMA-6 (133 Мбайт/с), расширенные режимы самотестирования SMART (Selective, Conveyance), поддержка расширенных журналов SMART, версия последовательного интерфейса ATA — SATA. ATA/ATAPI-8 – добавил аппаратное шифрование (Trusted Computing feature), датчик свободного падения (Free-fall Control), проверка чтением после записи (Write-Read-Verify feature), дополнительный протокол управления параметрами жесткого диска и чтения расширенной информации (SCT Command Transport), флэш память с возможностью управления ее энергосбережением (NV Cache, NV Cache Power Mode), определение номинальной скорости вращения двигателя (Nominal media rotation rate), время раскрутки магнитных пластин до номинальной скорости (Time to Spin Up in Seconds), команду — WRITE UNCORRECTABLE EXT.

В параллельном интерфейсе АТА хост-адаптер был простым средством, обеспечивающим программное обращение (доступ) к регистрам, расположенным в самих подключенных устройствах. В Serial ATA ситуация иная: хост-адаптер имеет блоки так называемых «теневых» регистров (Shadow Registers), совпадающих по назначению с обычными регистрами устройств АТА. Каждому подключенному устройству соответствует свой набор регистров. Обращения к этим теневым регистрам вызывают процессы взаимодействия хост-адаптера с подключенными устройствами и исполнение команд.

В стандарте SATA рассматривается многоуровневая модель взаимодействия хоста и устройства, где прикладным уровнем является обмен командами, информацией о состоянии и хранимыми данными. На физическом уровне для передачи информации между контроллером и устройством используются две пары проводов. Данные передаются кадрами. Транспортный уровень формирует и проверяет корректность информационных структур кадров (Frame Information Structure — FIS).

Для облегчения высокоскоростной передачи на канальном уровне данные кодируются по схеме 8В/10В (8 бит данных кодируются 10-битным символом) и скремблируются, после этого по физической линии передаются по простейшему методу NRZ (уровень сигнала соответствует передаваемому биту).

Между канальным и прикладным уровнем имеется транспортный уровень, отвечающий за доставку кадров. На каждом уровне имеются свои средства контроля достоверности и целостности.

В первом поколении Serial ATA данные по кабелю передавались со скоростью 1500 Мбит/с, что с учетом кодирования 8В/10В обеспечивало скорость 150 Мбайт/с (без учета накладных расходов протоколов верхних уровней). В дальнейшем была повышена скорость передачи, и в интерфейсе была заложена возможность согласования скоростей обмена по каждому интерфейсу в соответствии с возможностями хоста и устройства, также качеством связи.

Хост-адаптер имеет средства регулирования соединениями, программно эти средства доступны через специальные регистры Serial ATA.

В стандарте предусматривается управление энергорежимом интерфейсов. Каждый интерфейс кроме активного состояния может находиться в состояниях PARTIAL и SLUMBER с пониженным энергопотреблением, для выхода из которых требуется заметное время (10 мс).

Команды, требующие передачи данных, могут исполняться в различных режимах обмена. Обращение в режиме PIO и традиционный способ обмена по DMA (legacy DMA) выполняется аналогично привычному интерфейсу ATА. Однако внутренний протокол обмена между хост-адаптером и устройствами позволяет передавать между ними разноплановую информацию (структуры FIS определены не только лишь для команд, состояния и собственно хранимых данных). В приложении D к спецификации описывается своеобразный способ обмена по DMA, который предполагается основным (First-party DMA) для устройств Serial ATA. В традиционном контроллере DMA адаптера ATА для каждого канала имеется буфер, в который перед выполнением операции обмена загружают дескрипторы блоков памяти, участвующей в обмене. Теперь же предполагается, что адресная информация, относящаяся к оперативки хост компьютера, будет доводиться до устройства хранения, подключенного к адаптеру Serial ATA. Эта информация из устройства хранения при исполнении команд обмена выгружается в контроллер DMA хост-адаптера и используется им для формирования адреса текущей передачи (расплатой за это некоторое упрощение хост-адаптера — особенно многоканального, является усложнение протокола и расширение функций, выполняемых устройством хранения). При традиционном разделении функций, задача устройств внешней памяти была лишь хранить данные, «не интересуясь» тем, в каком месте оперативки компьютера они должны находиться при операциях обмена.

Последовательный интерфейс SATA, как и его параллельный предшественник ATA, предназначен для подключений устройств внутри компьютера. Длина кабелей не превышает 1 м, при всем этом все соединения радиальные, каждое устройство подключается к хост-адаптеру своим кабелем. В стандарте предусматривается и непосредственное подключение устройств к разъемам кросс-платы с возможностью «горячей» замены.

Стандарт определяет новый однорядный двухсегментный разъем с механическими ключами, препятствующими ошибочному подключению. Сигнальный сегмент имеет 7 контактов (S1-S7), питающий — 15 (Р1- Р15); все контакты расположены в один ряд с шагом 1,27 мм. Назначение контактов приведено в табл.1. Малые размеры разъема (полная длина — около 36 мм) и малое количество цепей облегчают компоновку системных плат и карт расширения. Питающий сегмент может отсутствовать (устройство может получать питание и от обычного 4-контактного разъема ATА).

Для обеспечения «горячего» подключения контакты разъемов имеют разную длину, сначала соединяются контакты «земли» Р4 и Р12, затем остальные «земли» и контакты предзаряда конденсаторов в цепях питания РЗ, Р7 и Р13 (для уменьшения броска потребляемого тока), после этого соединяются основные питающие контакты и сигнальные цепи.

Таблица 1. Разъем Serial ATA

Контакт

Цепь

Назначение

Для чего нужны кабеля и разъемы PATA?

PATA сокращение от Parallel ATA. Это стандарт IDE интерфейса для подключения устройств хранения, таких как жесткие диски и оптические приводы, к материнской плате. Относится к старым типам кабелей и разъемов. Термин Parallel ATA раньше назывался ATA. ATA был переименован в Parallel ATA, когда появился новый стандарт Serial ATA (SATA).

Несмотря на то, что PATA и SATA это стандарт IDE, кабели и слоты PATA (формально ATA) часто называют просто кабелями и разъемами IDE. Это не правильное наименование, но оно очень популярно.

Физическое описание кабелей и разъемов PATA

Данный кабель имеет плоские провода с 40-контактными пинами (в матрице 20×2) с каждой стороны провода. Один конец кабеля подключается к порту на материнской плате с маркировкой IDE, а другой — к задней части устройства хранения данных, например жесткого диска.

SATA и eSATA

Некоторые провода имеют дополнительный разъем посередине провода для подключения еще одного жесткого диска PATA или дисковода оптических дисков.

Выпускаются в 40 или 80-проводных экземплярах. Новые устройства хранения данных PATA, требуют использования более мощного 80-пинового кабеля для соответствия определенным требованиям к скорости. Оба типа интерфейсов имеют 40-контактный разъем и выглядят практически одинаково, поэтому их отличие может быть затруднено. Разъемы на 80-пиновом кабеле будут черного, серого и синего цветов, в то время как разъемы на 40-пиновом кабеле будут только черными.

Технические характеристики интерфейса

Диски ATA-4 или UDMA-33 могут передавать данные с максимальной скоростью 33 МБ/с. Интерфейс ATA-6 поддерживают скорости до 100 МБ/с и могут называться накопителями PATA/100.

Конвертер IDE в SATA: оживите старый компьютер

Максимально допустимая длина старого интерфейса составляет 18 дюймов (457 мм). Molex — это разъем питания для жестких дисков и оптических приводов PATA. Это соединение что выходит из блока питания к устройству для получения питания.

Кабельные адаптеры

Возможно, вам придется использовать старое устройство в более новой системе, которая имеет только SATA интерфейс. Или может потребоваться сделать обратное и использовать более новое устройство SATA на старом компьютере, который поддерживает PATA. Например, вы хотите подключить оптический привод PATA к компьютеру, чтобы выполнять сканирование на наличие вирусов или создавать резервные копии файлов.

Используйте адаптер SATA-Molex:

Для работы устаревшего привода PATA с источником питания, в каком используются 15-контактные кабельные соединения. Для этого хорошо подойдет провод питания StarTech SATA — Molex LP4.
Для SATA, чтобы подключить устройство нового интерфейса к старому источнику питания, который поддерживает только интерфейс PATA с 4-контактным разъемом питания. Можно использовать что-то вроде этого переходника с типа Molex на SATA, чтобы соединитель Molex работал с устройством SATA.

Используйте адаптер IDE & USB для подключения старого жесткого диска к компьютеру через USB. Одним из примеров такого адаптера является C2G IDE или кабель адаптера привода Serial ATA.

Плюсы и минусы SATA & PATA

Поскольку это старая технология, большинство дискуссий об этих интерфейсах будут сводится на выбор новых технологий SATA.

Данные кабеля большие по сравнению с проводами SATA. Это затрудняет связывание и управление интерфейсом, когда он прокладывается поверх других девайсов. Большой кабель PATA затрудняет охлаждение компонентов компьютера, поскольку воздушный поток должен проходить через больший провод, что не проблема тонким современным кабелям.

Провод PATA также дороже, чем кабели последнего поколения, так как их производство обходится дороже, даже когда SATA провод считается новее.

Преимущество SATA перед старым интерфейсом заключается в том, что SATA поддерживают горячую замену, а это означает, что не надо выключать устройство перед его отключением. Если по какой-либо причине необходимо извлечь жесткий диск PATA, сначала необходимо полностью отключить компьютер.

Одно из преимуществ кабелей PATA перед проводами последнего поколения, это возможность подключить два устройства одновременно. Один называется — 0 (ведущим), а другой — устройством 1 (ведомым). Жесткие диски SATA имеют только две точки подключения — одну для устройства, а другую для материнской платы.

Одно из заблуждений относительно использования двух устройств на одном кабеле состоит в том, что оба они будут работать быстро только так. А по отдельности как самые медленные устройства. Современные адаптеры ATA поддерживают независимую синхронизацию устройств, которая позволяет обоим устройствам передавать данные с максимальной скоростью (конечно, только до скорости, поддерживаемой проводом).

PATA поддерживаются старыми операционными системами, такими как Windows 98 и 95, а устройства SATA — нет. Некоторые современные устройства требуют устрановку драйвера для полноценной работы.

Устройства eSATA — это внешние устройства SATA, которые подключаться к задней панели компьютера. Длина кабелей PATA составляет всего 18 дюймов. Это делает его неудобным, если не невозможным использование устройства PATA где угодно, но не снаружи корпуса компьютера.

По этому внешние устройства старого поколения используют технологию USB.

Serial ATA — это приговор?

Товарищи, в описании к ноуту написано : «Интерфейс Serial ATA» . Где в AIDA посмотреть версию SATA?
Смогу ли я поставить SSD себе ?

Вопрос задан более трёх годов назад
4950 просмотров

Комментировать
Решения вопроса 1
Saboteur @saboteur_kiev Куратор тега Железо
software engineer

Можете.
Уточните только какая версия SATA у вас.
Другими словами глупо покупать SSD SATA, если у вас SATA3.
Также необязательно покупать SSD SATA3, если интерфейс SATA.

Совместимость будет в обоих случаях, но скорость будет ограничена.

Ответ написан более трёх годов назад

АртемЪ @Jump Куратор тега Твердотельные накопители

Трудно вообразить реальную практическую ситуацию когда скорость будет ограничена версией SATA.
Хотя теоретически ее можно создать.

Saboteur @saboteur_kiev Куратор тега Железо

АртемЪ: работа с базой данных — туда-сюда быстро гонять кучки данных. Кроме того, вопрос не всегда касается непосредственно данных на диске, обмен может идти с его кешем.

АртемЪ @Jump Куратор тега Твердотельные накопители

Saboteur: Как может SATA ограничить работу с БД?
Работа с БД это интесивное чтение и запись небольшими блоками обычно по 4-8килобайт.
В таком режиме скорость работы SSD будет 20-80Мбайт/с
И каким боком скорость в 20-80Мбайт/с может ограничить интерфейс SATA2 спокойно пропускающий поток данных до 300 Мбайт/с ?

Ilaj Osmanov @ilaj_osmanov Автор вопроса
Как в AIDA посмотреть версию SATA?

АртемЪ @Jump Куратор тега Твердотельные накопители

Ilaj Osmanov: Ну глянь где там указан интерфейс, обычно и циферка стоит.

Хотя снова повторю — без разницы какая там версия SATA.

Ilaj Osmanov @ilaj_osmanov Автор вопроса
АртемЪ: Не указана цифра

АртемЪ @Jump Куратор тега Твердотельные накопители

Ilaj Osmanov: Ну хз, я аидой сто лет не пользовался, не помню уж где там что.
Скажите что у вас за железка — точную модель мат. платы, и я скажу какие у вас там SATA.

Могу даже без названия конкретной железки сказать — если плата не старше 4-5лет, то там есть порты SATA2 и SATA3
Если более древняя — то вероятнее всего только SATA2.
Если вы утащили эту мат. плату из музея истории, то тогда может и SATA1 обнаружится.

Ilaj Osmanov: Да не партесь вы с версией SATA. Все равно SATA-3 (пропускная способность 6 ГБ) дешевле, чем остальные SATA.
Так что выбирайте любой https://market.yandex.ru/catalog/55316/list?hid=91.

А за счет обратной совместимости любой SATA3 будет у вас работать, так что нет надобности выяснять, какой стандарт у вас в ноуте.

Saboteur @saboteur_kiev Куратор тега Железо

АртемЪ: Может у вас база была маленькая?
У нас не слишком большая 300гб база крутилась на scsi из 20ти винтов, и скорость работы упиралась именно в скорость дисковой подсистемы.

И не обязательно сравнивать сразу sata2 и sata3, надо сравнивать sata и sataX. вот у человека в спецификации циферки нету, а значит 90% что там просто SATA

А для современных SSD, разницу даже между sata2 и sata3 уже можно замерить без тестов.

АртемЪ @Jump Куратор тега Твердотельные накопители

Saboteur: Ну собственно именно об этом я вам и говорю.
Базы данных часто упираются в производительность дисковой подсистемы.
Это нормальная ситуация, особенно если с базой работает много народу.
А все так как дисковая подсистема работает медленно.

Но я никогда не слышал, чтобы производительность работы с БД упиралась в скорость интерфейса. Так как интерфейсы обычно обеспечивают гораздо более высокую скорость передачи чем работа самой дисковой подсистемы.

Интерфейс старше SATA2 сейчас найти нереально на рабочей машине.
И даже если найдете железо с таким интерфейсом — у вас не возникнет мысли поставить туда SSD — ибо это будет древняя система с 512МБ оперативки, и прочими подобными вещами.

По поводу современных SSD — практически все SSD, которые идут с интерфейсом SATA обеспечивают скорость работы в районе 500MB/с
Это реальные цифры. Они обозначают, что данный диск может читать данные с такой скоростью в определенных ситуациях.
Но это ни при каких обстоятельствах не значит что он будет постоянно читать данные с такой скоростью.
Это максимум, а не норма.
А достичь этого максимума можно исключительно в идеальных тестовых условиях, но не в реальной практике.

Содержание

Особенности реализации интерфейса и регистры Serial ATA.

Для чего нужны кабеля и разъемы PATA?

Физическое описание кабелей и разъемов PATA

SATA и eSATA

Технические характеристики интерфейса

Конвертер IDE в SATA: оживите старый компьютер

Кабельные адаптеры

Плюсы и минусы SATA & PATA

Serial ATA — это приговор?

Похожие статьи