Seit seiner Einführung im Jahr 2003 überholte Serial ATA (SATA) schnell die Industrie und wurde bis in die frühen 2020er Jahre zur meistgenutzten Schnittstelle für Speichergeräte.
Die SATA-Schnittstelle erfordert bestimmte Ports, Kabel, Anschlüsse und Controller, um zwischen dem Motherboard und dem Speichergerät zu kommunizieren. Alle diese Hardwarekomponenten wurden auch mehreren Verbesserungen unterzogen, die als separate Überarbeitungen dokumentiert wurden.
Hier werde ich auf alle Arten oder Überarbeitungen der SATA-Schnittstelle sowie auf ihre praktischen Unterschiede eingehen, insbesondere in Bezug auf die Ports auf dem Motherboard.
Was ist SATA?
SATA ist eine Computerbusschnittstelle, die dabei hilft, Speichermedien wie Festplatten (HDDs) und Solid-State-Laufwerke (SSDs) mit dem Motherboard zu verbinden. Im Gegensatz zum Vorgänger PATA unterstützt die SATA-Schnittstelle eine viel höhere Datenübertragungsrate, und ihre Ports, Kabel und Anschlüsse sind nicht so sperrig.
Es hat auch viele andere Verbesserungen, auf die ich bei der Erörterung aller SATA-Revisionen eingehen werde.
Die SATA-Schnittstelle umfasst drei Protokollschichten, die physikalische Schicht, die Verbindungsschicht und die Transportschicht, wie im Bild unten gezeigt. Es verwendet die ATA-Befehlsschicht für seine Anwendungsschicht.
SATA-Schnittstellenschichten
Alle SATA-Revisionen
Nach seiner ersten Veröffentlichung durchlief SATA mehrere Verbesserungen und Weiterentwicklungen, um die Einschränkungen des Parallel Advanced Technology Attachment (PATA) zu überwinden.
SATA-IO (SATA-International Organization) dokumentiert eine Reihe von Verbesserungen und veröffentlicht die neueren SATA-Versionen mit unterschiedlichen Haupt-und Nebenrevisionen. Zusammen mit der Erstveröffentlichung hat die SATA-Schnittstelle drei größere Überarbeitungen erfahren.
Jetzt, da die Industrie begonnen hat, auf eine schnellere Alternative, NVMe, umzusteigen, ist es unwahrscheinlich, dass es eine Weiterentwicklung von SATA geben wird.
SATA Revision 1 (SATA-I oder SATA 1,5 Gb/s)
Die im Januar 2003 veröffentlichte SATA-Revision 1.0a unterstützte eine native Datenübertragungsrate von 1,5 Gbit/s.
Es verwendet 8b/10b-Codierung, wenn wir also den 2-Bit-Overhead für jede übertragene 10-Bit-Daten nehmen, beträgt die uncodierte Übertragungsrate 1,2 Gbit/s (150 MB/s). Es ist immer noch eine Verbesserung im Vergleich zu den 133 MB/s, die von PATA bereitgestellt werden.
Die SATA-I-Laufwerke verwendeten einen Bridge-Chip, um das Gerät mit früheren PATA-Anschlüssen kompatibel zu machen. Diese Laufwerke mussten jedoch bei Abwärtskompatibilität auf SATA-Funktionen wie Native Command Queuing (NCQ) verzichten. NCQ verbessert die Leistung und Lebensdauer von Festplatten erheblich, aber erst mit SATA-II konnte diese Funktion implementiert werden.
Außerdem waren die SATA-Anschlüsse nicht mit Sperren ausgestattet, und die Ports an der Motherboard waren nicht langlebig genug. Dies führte zu vielen Fällen von Wackelkontakten und anderen Problemen für die Benutzer.
SATA Revision 2 (SATA-II oder SATA 3 Gb/s)
Im April 2004 wurde SATA-II oder SATA Revision 2.0 beim Entfernen veröffentlicht Bridge-Chips vom Motherboard und konzentrieren sich nur auf SATA-spezifische Geräte.
Dies ermöglichte den Geräten, NCQ zu implementieren, wodurch die native Übertragungsrate auf 3 Gbit/s gebracht wurde. Die uncodierte Übertragungsrate betrug nach Berücksichtigung des 8b/10b-Overheads 2,4 Gbit/s (300 MB/s).
Die SATA-II-Schnittstelle wurde nach ihrer Einführung als SATA-Revision 2.5 (August 2005) zweimal überarbeitet ) und SATA-Revision 2.6 (Februar 2007). SATA-Revision 2.5 konsolidierte alle ursprünglichen SATA-Spezifikationen und sechs erweiterte Funktionen in einem Dokument, um es SATA-Anbietern zu ermöglichen, hochwertige SATA-Produkte für die Verbraucherbasis zu entwickeln.
SATA Revision 2.6 führte einige neue Anschlüsse und Kabel für SATA-Geräte zusammen mit Funktionen wie NCQ Priority und NCQ Unload für bessere Lese-/Schreibvorgänge ein.
SATA Revision 3 (SATA-III oder SATA 6 Gb/s)
SATA Revision 3.0 (SATA-III) wurde im Mai 2009 veröffentlicht, fast ein Jahr nachdem es erstmals entworfen wurde, um eine Übertragungsgeschwindigkeit zu bieten, die doppelt so hoch ist wie die von SATA-II.
Die native Übertragungsrate von SATA-III beträgt 6 Gbit/s und die uncodierte Übertragungsrate beträgt 4,8 Gbit/s (600 MB/s).
Abgesehen von der Erhöhung bei der Übertragungsgeschwindigkeit wurde isochrones NCQ eingeführt, das die Servicequalität für Video-Streaming und andere leistungssteigernde Funktionen verbessert.
SATA-III hatte fünf Hauptrevisionen, nämlich 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 und 3.5 , von Juli 2011 bis Juli 2020. Diese Überarbeitungen brachten viele Verbesserungen an NCQ, eine Reduzierung des Stromverbrauchs und die Einführung verschiedener SATA-Standards.
Sie führten auch viele andere Funktionen ein, um die Zuverlässigkeit und Flexibilität von SATA-Geräten und-Schnittstellen zu erhöhen.
SATA-Ports auf dem Motherboard
Motherboards werden normalerweise mit 4-8 geliefert SATA-Anschlüsse. Einige Motherboards können jedoch je nach Hersteller weniger oder mehr Ports enthalten. Je nach Motherboard können die SATA-Anschlüsse vertikal, horizontal oder beides ausgerichtet sein.
Einige Motherboards weisen eine Farbcodierung der SATA-Anschlüsse auf, wobei sich weiße Anschlüsse auf SATA-III und blaue Anschlüsse auf SATA-II beziehen. Sie werden diese Praxis jedoch wahrscheinlich nicht bei den neueren Motherboards sehen. Und selbst wenn sie unterschiedliche Farben haben, können sie die SATA-Ports der gleichen Revision sein.
Jeder SATA-Port trägt ein Etikett, das so etwas wie SATA 3_0 lautet. Hier zeigt die „3“ die Revisionsnummer und 0 die Port-ID-Nummer im BIOS an.
Einige Motherboards zeigen jedoch möglicherweise nicht die Revisionsnummer an, sondern nur die ID-Nummer. In solchen Fällen müssen Sie im Handbuch des Motherboards nachsehen, um die Revision des SATA-Ports herauszufinden.
Einige Handbücher verwenden möglicherweise eine andere Konvention für die SATA-Revision. Wenn Sie sich beispielsweise die Spezifikationen eines Gigabyte-Motherboards ansehen (in diesem Fall B450 Aorus Elite), werden Sie feststellen, dass es 6 SATA-6-GB/s-Anschlüsse gibt. Dies zeigt an, dass das Motherboard über sechs SATA-III-oder SATA-Revision 3 verfügt Ports.
Die anderen Konventionen für alle Revisionen sind:
SATA 6 Gb/s – SATA Revision 3 – SATA-III SATA 3 Gb/s – SATA Revision 2 – SATA-II SATA 1,5 Gb/s – SATA Revision 1 – SATA-I
Welchen SATA-Port sollten Sie wählen?
Die neuesten Revisionen sind immer besser als die älteren, daher wird immer empfohlen, diese Ports zu verwenden um Ihr SATA-Laufwerk anzuschließen. Dies gilt insbesondere, wenn es sich um Ihr Betriebssystemlaufwerk oder das Speichergerät um eine SSD handelt.
H Allerdings spielt auch die Portnummer eine Rolle. Die beste Option besteht darin, die Festplatte mit dem Betriebssystem an den SATA0-Port oder den Port mit der niedrigsten ID anzuschließen. Verwenden Sie dann nachfolgende Laufwerke mit den Ports, die die nächstkleinere Portnummer haben.
Außerdem ist SATA abwärtskompatibel. Das bedeutet, dass Sie ein SATA-III-Gerät an den SATA-II-Anschluss anschließen können, aber es hat die Geschwindigkeit eines SATA-II-Geräts.
Wenn Sie also eine SSD an einen SATA-III-Anschluss anschließen, zeigt sie eine Geschwindigkeit von 600 MB/s an. Wenn Sie jedoch einen SATA-II-Anschluss verwenden, beträgt die Datenübertragungsrate 300 MB/s.
SATA-Eigenschaften
Hier sind einige SATA-Eigenschaften, die Ihnen richtig helfen werden Verwenden und konfigurieren Sie SATA-Geräte auf Ihrem Computer.
Controller-Modus
SATA-Geräte können hauptsächlich auf drei Arten über die SATA-Anschlüsse mit dem Computer kommunizieren. Dies sind die SATA-Controller-Modi, zu denen IDE, AHCI und RAID gehören. Sie können den Modus über die BIOS-Einstellungen konfigurieren.
Integrated Drive Electronics (IDE) Mode: Der Computer behandelt und führt das SATA-Laufwerk als PATA-Laufwerk aus. Advanced Host Controller Interface (AHCI) Mode: Der Computer betreibt das Laufwerk als echtes SATA-Laufwerk mit erweiterten SATA-Funktionen wie NCQ und Hot-Plugging. RAID-Modus (Redundant Array of Independent Disks): Ermöglicht die Konfiguration des RAID-Setups durch Verteilung der Partitionsspeicherplätze auf mehrere Festplatten, um Datensicherheit und verbesserte Leistung zu bieten. Es aktiviert auch AHCI-Funktionen.
Hot-Plugging und Hot-Swapping
Die SATA-Schnittstelle unterstützt Hot-Plugging und Hot-Swapping. Allerdings benötigen die SATA-Geräte entsprechende Controller sowie Softwarekomponenten, um dieses Feature nutzen zu können.
Die meisten Computer erlauben Hot-Plugging von SATA-Laufwerken. Sie können das Laufwerk also auf einem laufenden Computer an das Motherboard anschließen, und Windows wird es erkennen und bereitstellen. Aber denken Sie daran, dass einige Computer diese Funktion nicht zulassen.
Allerdings ist es eine andere Geschichte, wenn wir Hot-Swapping in Betracht ziehen. Diese Eigenschaft impliziert, dass Sie das Laufwerk problemlos aus einem laufenden System entfernen und dann ein anderes SATA-Laufwerk an denselben Anschluss anschließen können, sodass der Computer das neue Laufwerk erkennt.
Hot-Swapping ist in a möglich wenige Computersysteme. Ich empfehle dies jedoch nicht, da Sie Datenbeschädigung riskieren. Sie werden fast nur Hot-Swap-fähige SATA-Laufwerke in NAS-Systemen oder Servergehäusen sehen, die fehlertoleranter sind.
Kompatibilität
Alle SATA-Versionen sind abwärtskompatibel. Das bedeutet, dass Sie ein SATA-III-Gerät an einen SATA-II-oder SATA-I-Anschluss anschließen und es trotzdem verwenden können. Aber es begrenzt die Datenübertragungsgeschwindigkeit auf die Rate, die vom älteren SATA-Port unterstützt wird.
