Serial Advanced Technology Attachment (SATA) ist eine Schnittstelle, mit der Sie Ihre Speichergeräte (Festplatten, SSDs und optische Treiber) an das Motherboard anschließen können.
Im Grunde ist SATA der Ersatz für PATA, die die parallele Kommunikation (die mehrere Datenbits trägt) übernommen hat. Darüber hinaus sind sie heute zu einem De-facto-Standard sowohl für HDDs als auch für SSDs geworden.
Seit ihrer Einführung sind wir jedoch auf mehrere Überarbeitungen gestoßen, wobei die neueste SATA 3.5 ist. In diesem Zusammenhang führt Sie dieser Artikel durch die Unterschiede zwischen diesen Versionen und zeigt Ihnen, ob Sie auf die neueste Version wechseln sollten oder nicht.
Was ist SATA?
Wie der Name schon sagt, ist die Serial Advanced Technology Attachment basiert auf serieller Kommunikation. Dies bedeutet, dass die Daten Bit für Bit von den Speichergeräten auf die Hauptplatine des Computers übertragen werden.
Deshalb ist die Datenübertragung mit SATA weniger anfällig für Unterbrechungen oder Beschädigungen. Darüber hinaus ist die höhere Datenübertragungsrate ein weiterer Grund, warum die meisten Benutzer sie anderen Speichergeräteschnittstellen vorziehen.
SATA vs. PATA
SATA-vs. PATA-Anschlüsse
Früher haben wir uns stark auf Parallel Advanced Technology Attachment (PATA) verlassen, auf das auch Bezug genommen wird als IDE (Integrated Drive Electronics). Berichten zufolge verwenden sie eine 40-Pin-Konfiguration mit etwa 40-oder 80-Leiter-Flachbandkabeln.
Abgesehen von dem sperrigen Stecker mit vielen Stiften war ihre Datenübertragungsrate auch relativ niedrig (bis zu 133 MB/s). Außerdem geriet PATA mit zunehmender Drehzahl der Festplatten in Ungnade und wurde schließlich durch SATA ersetzt.
Grundsätzlich war die neuere Technologie in Bezug auf die Datenübertragungsrate besser (150 MB/s), und auch die Datenverfälschungsrate wurde deutlich reduziert. Darüber hinaus wurden auch die Pins des Datenanschlusses von 40 auf nur 7 reduziert.
Außerdem ersetzte SATA die 4-Pin-Molex-Stromanschlüsse durch viel leistungsfähigere 15-Pin SATA-Stromanschlüsse. Zu den weiteren Verbesserungen gehören die Hot-Swapping-Funktion, weniger Stromverbrauch und niedrige Preise.
Bitte sehen Sie sich die folgende Tabelle an, um die grundlegenden Unterschiede zwischen PATA und SATA zu erfahren:
Unterschiede zwischen PATA und SATA
Hinweis: SATA und PATA sind nicht kompatibel, können aber auf demselben Computer mit beiden Schnittstellen koexistieren. Wenn Sie also Ihre PATA-Festplatte an ein Motherboard anschließen möchten, das nur über einen SATA-Anschluss verfügt, benötigen Sie einen PATA-zu-SATA-Konverter.
SATA-Schnittstellenarchitektur
Fünf Architekturschichten von SATA
Unabhängig vom Typ der SATA-Busschnittstelle bleibt der Arbeitsmechanismus derselbe. Nun, es hat eine fünfschichtige Architektur – physische, Verbindungs-, Transport-, Befehls-und Anwendungsschicht.
Hier stellt jede der Schichten Dienste für die darüber liegende Schicht bereit: Physikalische Schicht: Diese Schicht stellt sicher, dass die SATA-Geräte vom System erkannt werden. Darüber hinaus ist es für die Verbindungsinitialisierung mit Out-of-Band (OOB)-Signalisierung, Codierung auf Bitebene und die Definition sowohl der physischen als auch der elektrischen Eigenschaften verantwortlich. Verbindungsschicht: Nach dem Verbindungsaufbau in der physischen Layer werden hier die Frame Information Structures (FISs) über den SATA-Link übertragen. Darüber hinaus ist es auch für die Reduzierung von EMI und die Zertifizierung der Datenintegrität verantwortlich. Transportschicht: Sobald die FISs an die Transportschicht übertragen wurden, definiert sie das Format für jeden. Außerdem fügt es einen Steuerheader an und weist die Verbindungsschicht für den weiteren Aufbau und die Übertragung an. Befehlsschicht: Wie der Name schon sagt, stellt die Befehlsschicht der Transportschicht die notwendigen Befehle für eine Reihe von Aktionen zur Verfügung implementiert.Anwendungsschicht: Die letzte Schicht der SATA-Architektur ist die Anwendungsschicht, die mit den SATA-Geräten interagiert. Grundsätzlich stellt es die Software dar, die die gesamten ATA-Befehle steuert und deren ordnungsgemäße Ausführung sicherstellt.
SATA-Revisionen
Nun, PATA wurde fast zwei Jahrzehnte lang ausgiebig verwendet. Aber selbst nachdem SATA sie ersetzt hatte, war die Datenübertragungsrate immer noch nicht hoch, um am besten mit Speichergeräten mit höheren Drehzahlen zu funktionieren.
Daher war es offensichtlich, dass Benutzer die erste Version von SATA ersetzen wollten so bald wie möglich. Daher wurde die SATA-Schnittstelle mehrfach überarbeitet, um den Bedürfnissen der Verbraucher gerecht zu werden.
Leider arbeitet die Serial ATA Working Group nicht an einer nächsten Revision über 3.5 hinaus. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass dieser Legacy-Protokollstandard durch neuere Technologien, möglicherweise NVMe, ersetzt wird. Um mehr darüber zu erfahren, lesen Sie unseren anderen Artikel über die Unterschiede zwischen SATA und NVMe.
SATA oder SATA 1
SATA, SATA 1 oder SATA-I wurde 2003 eingeführt. Nun, die allererste Revision,’1.0a’, wurde nur entwickelt, um die Parallel ATA-Technologie zu ersetzen.
Im weiteren Verlauf hatten sie eine verbesserte Datenübertragungsgeschwindigkeit als PATA, wurden aber schließlich durch die zweite Revision ersetzt, die vergleichsweise viel schneller war. Außerdem führten sie, wie bereits erwähnt, fortschrittliche Strom-und Datenanschlüsse ein, die das Anschließen der Speichergeräte an die Platine einfacher machten.
Außerdem hatte SATA 1.0 schwächere Motherboard-Anschlüsse und war einfach zerbrechlich. Tatsächlich waren die meisten Benutzer frustriert über die häufigen Wackelkontakte und Probleme beim Anschließen an die Buchsen.
Vorteile: Insgesamt bessere Technologie als PATAEinfachere Verbindung sowohl auf Speichergeräten als auch auf Motherboard-AnschlüssenFortwärtskompatibel mit SATA 2 und 3 Nachteile: Wurde nach nur einem Jahr durch SATA 2 ersetzt. Langsamer und weniger sicher als SATA 2 und 3 immer noch langsamer war und nicht mit der höchsten Geschwindigkeit einiger HDDs mithalten konnte, wurde 2004 eine bedeutende Überarbeitung vorgenommen. Diese wurde SATA 2 oder SATA-II genannt und hat eine bessere Datenübertragungsrate, einen besseren Bandbreitendurchsatz und zusätzlich eingeführte NCQ-Implementierung, die in 1.0 fehlte.
Darüber hinaus wurde diese Generation zweimal überarbeitet (2.5 im Jahr 2005 und 2.6 im Jahr 2007), um weitere Verbesserungen an Konnektoren zu erzielen, NCQ-Priorität, NCQ-Entladung usw.
Vorteile: Insgesamt besser als SATA 1Introducti weiter zu NCQAbwärtskompatibel mit SATA 1 Vorwärtskompatibel mit SATA 3 Nachteile: Ersetzt durch SATA 3Lacks-Verriegelungsmechanismus
SATA 3
Im Jahr 2009 führte die Serial ATA International Organization SATA 3 ein , das SATA 2 ersetzte. Daher sind die meisten modernen Motherboards mit SATA 3-Anschlüssen ausgestattet. Nichtsdestotrotz haben einige ältere noch SATA 2 Header.
Wie erwartet, kam die dritte Generation mit einer viel höheren Datenübertragungsrate. Unter den verschiedenen Änderungen ist die auffälligste der Verriegelungsmechanismus, der sicherstellt, dass sich die Anschlüsse nicht schnell lösen.
Außerdem wurde SATA 3 oder SATA-III 5 überarbeitet Mal, wobei jedes Update neue Funktionen hinzufügt – 3.1 (2011), 3.2 (2013), 3.3 (2016), 3.4 (2018) und 3.5 (2020). Grundsätzlich hat jede Überarbeitung eine höhere Leistung und eine bessere Integration der sekundären Speichergeräte hinzugefügt.
Vorteile: Beste SATA-GenerationEinführung in den SperrmechanismusAbwärtskompatibilität mit SATA 1 und 2 Nachteile: Langsamer und weniger sicher als NVMeWird bald durch die NVMe-Schnittstelle ersetzt
Was ist der Unterschied? SATA vs. SATA 2 vs. SATA 3
Nun, da Sie die drei SATA-Generationen kennen, ist es an der Zeit, tief in die Hauptunterschiede zwischen ihnen einzutauchen.
Im Allgemeinen SATA, SATA 2 , und SATA 3 unterscheiden sich in Header-Labels, Datenübertragungsrate, NCQ-Implementierung, Verriegelungsmechanismus, Datenanschlüssen und Stromanschlüssen. In diesem Abschnitt lernen Sie jeden dieser Faktoren kurz kennen.
Datenübertragungsrate
Die Datenübertragungsrate bestimmt die Geschwindigkeit der SATA-Schnittstelle. Grundsätzlich kann sie als die Datenmenge definiert werden, die von den HDDs oder SSDs auf den Host-Computer übertragen wird.
Nun, die Datenübertragungsrate ist der wichtigste Unterschied zwischen den drei SATA-Generationen. Tatsächlich hilft uns dieser Faktor bei der Bestimmung der schnellsten SATA-Version.
Berichten zufolge ersetzte die erste Generation von SATA (SATA-I) PATA und hat eine uncodierte Datenübertragungsrate von 150 MB/s (1,5 Gb/s). Dies ist durch die 8b/10b-Codierung möglich, bei der ein 8-Bit-Wort in ein 10-Bit-Symbol umgewandelt wird.
Als nächstes hat die zweite Generation SATA, auch bekannt als SATA-II oder SATA 2, eine native Datenübertragungsrate genau das Doppelte der ersten Generation, nämlich 300 MB/s (3,0 Gb/s), auch unter Berücksichtigung der 8b/10b-Kodierung.
Zu guter Letzt SATA 3 verwendet auch das 8b/10b-Codierungsschema und hat eine native Datenübertragungsrate von 600 MB/s (6,0 Gbit/s). Daher ist es ziemlich klar, dass die dritte Generation viel schneller ist als die beiden anderen Revisionen.
Aussehen
Überprüfen Sie das Etikett des Motherboard-Anschlusses, um die SATA-Generation zu identifizieren.
Weiter zu seinem Aussehen: Die SATA-Kabel und-Anschlüsse sehen genau gleich aus. Nichtsdestotrotz produzieren Motherboard-Hersteller verschiedenfarbige Kabel (rot, blau, gelb, schwarz, orange), um die verschiedenen SATA-Generationen zu unterscheiden.
Es gibt jedoch einen sichtbaren Unterschied in den Kabelanschlüssen. Während SATA 1 und 2 ziemlich identisch aussehen, unterscheidet sich SATA 3 durch den zusätzlichen Sperrmechanismus von den beiden vorherigen.
Ob SATA 1, 2 oder 3, Sie können alle an den anschließen gleichen Motherboard-Header. Daher ist die einzige Möglichkeit, die Ports zu identifizieren, die Überprüfung der Portbezeichnung.
Für SATA 2 finden Sie Angaben wie SATA 2_2, SATA2_5, SATA2_3 usw. für SATA 3 finden Sie Angaben wie SATA 3_3, SATA 3, SATA 3_5 usw. Wenn Sie jedoch einen Computer aus den frühen 2000er Jahren haben, werden Sie wahrscheinlich feststellen, dass die Etiketten nur mit SATA bedruckt sind, was bedeutet, dass sie zur ersten Generation gehören.
NCQ-Implementierung
SATA ohne NCQ-Implementierung vs. SATA mit NCQ-Implementierung
Native Command Queuing (NCQ) ist eine der SATA-Funktionen, die dafür sorgt, dass Lese-/Schreibkopfbewegungen erheblich reduziert werden, damit sie optimal ausgeführt werden Reihenfolge möglich.
In SATA 1 war diese Funktion nicht verfügbar, was bedeutete, dass es unnötige Kopfbewegungen gab mente. Dies führte zu einer schlechten Leistung, und die HDDs oder SSDs nutzten sich früher leicht ab (obwohl immer noch besser als PATA).
Jedoch verwenden sowohl SATA 2 als auch 3 dieses Protokoll, das es den Speicherlaufwerken ermöglicht, die wirksame Reihenfolge selbst bestimmen. Dadurch wurde die Anzahl der Kopfdrehungen erheblich reduziert, und die gleiche Arbeit wurde viel schneller erledigt als bei SATA 1 ohne NCQ-Implementierung.
Schauen wir uns die obige Abbildung an, um dies schneller zu verstehen. Bei SATA 1 dreht sich der Laufwerkskopf dreimal, um eine Aufgabe auszuführen, wobei ein längerer Weg zurückgelegt wird. Andererseits dreht sich der Laufwerkskopf in NCQ-implementiertem SATA 2 und 3 nur zweimal und nimmt einen kürzeren Weg für die Ausführung derselben Aufgabe.
Datenanschluss
Obwohl Die Datenanschlüsse SATA 1, 2 und 3 sehen alle gleich aus, die Merkmale unterscheiden sie definitiv voneinander.
Nun, es gibt keinen merklichen Unterschied zwischen SATA 1 und 2. Die SATA 3.0-Revision begann jedoch mit der Verwendung von zwei foliengeschirmten Differentialpaaren, die einen erheblichen Vorteil in der Übertragungsleitung boten. Grundsätzlich erleichtert dies das Verlegen von Kabeln und senkt überraschenderweise auch die Kosten.
Stromanschluss
Im Gegensatz zu den Datenanschlüssen hat die Serial ATA Working Group ziemlich viele Änderungen am vorgenommen Stromanschlüsse. Nun, die erste Überarbeitung wurde in die Version 2.6 übernommen, die einen schlanken Anschluss hervorbrachte, der von optischen Laufwerken von Notebooks und anderen kleineren Faktoren verwendet werden sollte.
Darüber hinaus enthält die 2.6-Überarbeitung auch Micro SATA eingeführt und ein separater Mikrodatenanschluss, der deutlich dünner ist. Dies war jedoch nur für 1,8-Zoll-Festplattenlaufwerke vorgesehen.
Außerdem hat Revision 3.3 PWDIS in seinem dritten Pin eingeführt, was es ermöglicht, in den POWER DISABLE-Modus einzutreten und ihn zu verlassen. Dadurch wurde es auch mit den SAS-Spezifikationen kompatibel.
Schließlich waren die früheren Versionen von SATA 1 auch mit Molex-Anschlüssen ausgestattet, um mit den PATA-Kabeln kompatibel zu sein. Dies wurde jedoch aus den neueren Versionen von SATA 1 entfernt und wird nicht mehr gefunden.
Nun, Sie können unseren anderen Beitrag durchgehen, der Sie zum Anschließen des SATA-Stromkabels führt.
Schließmechanismus
Metallverschlussclip in einem SATA 3-Anschluss
Nun, das Hauptproblem bei den SATA 1-Datenanschlüssen war, dass sie aufgrund eines fehlenden Verriegelungsmechanismus leicht herausgesteckt werden konnten. Obwohl SATA 2 die Anschlüsse verbessert hat, fehlten ihnen immer noch Verriegelungen, die die Verbindung sicher machten.
SATA 3 führte jedoch spezielle Metallverriegelungen ein, die sicherstellen, dass sich die Kabel nicht leicht herausziehen lassen. Darüber hinaus gibt es recht-oder linksgewinkelte Stecker, die ebenfalls ein versehentliches Lösen der Kabel verhindern.
Wie in der obigen Abbildung gezeigt, wurde die Revision 2.0 nicht mit dem Verriegelungsmechanismus geliefert. Auf der anderen Seite gibt es bei SATA 3.0 eine kleine Metallfeder, die sicherstellt, dass die Buchse sicher an den Anschlüssen des Motherboards und der Speichergeräte befestigt ist.
Ähnlichkeiten zwischen SATA, SATA 2 und SATA 3
Wie bereits erwähnt, haben SATA 1, 2 und 3 einen ähnlichen Arbeitsmechanismus und übernehmen den gleiche Architektur. Außerdem bleiben die Pin-Belegungen der Daten-und Stromanschlüsse gleich.
Erstens sind die Datenanschlüsse 8 mm breit und haben insgesamt sieben Pins – drei Erdungs-und vier Datenleitungen (A+, A-, B+, B-). Auf der anderen Seite sind Stromanschlüsse relativ breiter und haben eine 15-polige Konfiguration – neun Stromleitungen, fünf Erdungen und eine für erstaunliche Aktivitäten. Interessanterweise liefern neuere Motherboards zwei bis vier dieser SATA-Kabel in ihrer Verpackung.
Pin-Konfiguration der SATA-Daten-und Stromanschlüsse
Die Pins der Slimline-und Micro-Stromanschlüsse sind jedoch deutlich reduziert. Trotzdem bleibt die Funktionsweise identisch.
Aber alle SATA-Generationen verfügen über eine optionale Hotplugging-Schnittstelle. Um es zu aktivieren, benötigen Sie jedoch ein unterstützendes Hostgerät und Betriebssystem.
Zu guter Letzt sind alle SATA-Revisionen vorwärts-und rückwärtskompatibel. Das bedeutet, dass Sie SATA 1-Kabel an SATA 2-und 3-Ports oder SATA 2-Kabel an SATA 1-und 3-Ports und SATA 3 an 1-und 2-Ports verwenden können.
Achtung:
Achtung:
stark> Trotz der Legacy-Unterstützung wird die maximale Geschwindigkeitskapazität aufgrund der Unterschiede zwischen der Port-und Kabelgeneration reduziert. Wenn Sie beispielsweise einen SATA 3-Anschluss an SATA 2-Anschlüssen verwenden, ist das Speichergerät auf die Funktionen von SATA 2 beschränkt.
Soll ich zu SATA 3 wechseln?
Da SATA 1 oder 2 Lese-und Schreibfunktionen auf SATA 3-Ports effizient ausführen können, können Sie sie immer noch verwenden, anstatt zu SATA 3 zu wechseln. Trotzdem sind Sie auf viele Funktionen beschränkt, die in der dritten Generation verfügbar sind.
Ebenso entgeht Ihnen der Verriegelungsmechanismus an SATA 3-Anschlüssen, wenn Sie immer noch SATA 1-und 2-Kabel bevorzugen.
Darüber hinaus ist die Verwendung von SATA 2 oder 3 auf HDDs völlig in Ordnung, da beide die maximale Geschwindigkeit unterstützen, die von den meisten Festplatten unterstützt wird. SSDs haben jedoch normalerweise eine Rate von 500 MB/s, und um die Vorteile voll auszuschöpfen, empfehlen wir die Verwendung von SATA 3.
Wenn Ihr Motherboard also nur SATA 2 unterstützt, aber Wenn Sie SATA 3-Ports hinzufügen möchten, können Sie dies ganz einfach mit Erweiterungskarten tun.
Wenn Sie also ein Upgrade auf SATA 3 planen, können Sie sich die abschließende Vergleichstabelle unten ansehen und selbst entscheiden.
