Serial Advanced Technology Attachment (SATA) to interfejs, który umożliwia podłączenie urządzeń pamięci masowej (dysków twardych, dysków SSD i sterowników optycznych) do płyty głównej.
Zasadniczo SATA jest zamiennikiem PATA, który przyjął komunikację równoległą (przenoszenie wielu bitów danych). Co więcej, stały się one de facto standardem zarówno dla dysków HDD, jak i SSD.
Jednak od czasu ich wprowadzenia napotkaliśmy kilka wersji, z których najnowsza to SATA 3.5. Jeśli chodzi o to samo, ten artykuł poprowadzi Cię przez różnice między tymi wersjami oraz o tym, czy przejść na najnowszą.
Co to jest SATA?
Jak sama nazwa wskazuje, Serial Advanced Technology Attachment jest oparty na komunikacji szeregowej. Oznacza to, że dane są przesyłane z urządzeń pamięci masowej na płytę główną komputera po jednym bicie.
Dlatego transmisja danych przy użyciu SATA jest mniej podatna na wszelkie przerwy lub uszkodzenia. Co więcej, wyższa szybkość transmisji danych to kolejny powód, dla którego większość użytkowników woli je od innych interfejsów urządzeń pamięci masowej.
SATA vs PATA
Złącza SATA vs PATA
W dawnych czasach w dużym stopniu polegaliśmy na dołączeniu Parallel Advanced Technology Attachment (PATA), jako IDE (Integrated Drive Electronics). Podobno używają konfiguracji 40-pinowej z około 40-lub 80-żyłowymi kablami taśmowymi.
Oprócz nieporęcznego złącza z ogromnymi zestawami pinów, ich szybkość przesyłania danych była również stosunkowo niska (do 133 MB/s). Ponadto, wraz ze wzrostem obrotów dysków twardych, PATA wypadł z łask i ostatecznie został zastąpiony przez SATA.
Zasadniczo nowsza technologia była lepsza pod względem szybkości przesyłania danych (150 MB/s), a wskaźnik uszkodzenia danych również został znacznie zmniejszony. Co więcej, piny złącza danych zostały również zredukowane z 40 do zaledwie 7.
Ponadto SATA zastąpiło 4-pinowe złącza zasilania Molex znacznie mocniejszymi 15-pinami Złącza zasilania SATA. Inne ulepszenia obejmują funkcję wymiany podczas pracy, mniejsze zużycie energii i niskie ceny.
Spójrz na poniższą tabelę, aby poznać podstawowe różnice między PATA i SATA:
Różnice między PATA a SATA
Uwaga: SATA i PATA są niekompatybilne, ale mogą współistnieć na tym samym komputerze z obydwoma interfejsami. Dlatego jeśli chcesz podłączyć dysk twardy PATA do płyty głównej posiadającej tylko port SATA, potrzebujesz konwertera PATA na SATA.
Architektura interfejsu SATA
Pięć warstw architektury SATA
Niezależnie od typu interfejsu magistrali SATA, mechanizm działania pozostaje taki sam. Cóż, ma architekturę pięciowarstwową – warstwy fizyczne, łącza, transportowe, poleceń i aplikacji.
Tutaj każda warstwa zapewnia usługi warstwie nad nią: Warstwa fizyczna: Ta warstwa zapewnia wykrywanie urządzeń SATA przez system. Ponadto jest odpowiedzialny za inicjalizację łącza za pomocą sygnalizacji pozapasmowej (OOB), kodowanie na poziomie bitów i definiowanie zarówno fizycznych, jak i elektrycznych właściwości.Warstwa łącza: po ustanowieniu łącza w obszarze fizycznym Struktury informacji o ramkach (FIS) są tutaj przesyłane przez łącze SATA. Co więcej, jest również odpowiedzialny za zmniejszenie EMI i poświadczenie integralności danych.Warstwa transportowa: po przesłaniu FIS do warstwy transportowej definiuje format dla każdej z nich. Ponadto dołącza nagłówek kontrolny i instruuje warstwę łącza w celu dalszej konstrukcji i transmisji.Warstwa poleceń: Jak sugeruje nazwa, warstwa poleceń zapewnia warstwie transportowej polecenia niezbędne do wykonania serii działań. zaimplementowana.Warstwa aplikacji: Ostatnią warstwą architektury SATA jest warstwa aplikacji, która współdziała z urządzeniami SATA. Zasadniczo reprezentuje oprogramowanie, które kontroluje ogólne polecenia ATA i zapewnia ich prawidłowe wykonanie.
Wersje SATA
Cóż, PATA była szeroko stosowana przez prawie dwie dekady. Jednak nawet po zastąpieniu ich przez SATA szybkość przesyłania danych nie była nadal wysoka, aby działała najlepiej z urządzeniami pamięci masowej o wyższych prędkościach obrotowych.
Dlatego było oczywiste, że użytkownicy chcieli zastąpić pierwszą wersję SATA tak szybko, jak to możliwe. W związku z tym interfejs SATA był wielokrotnie zmieniany, aby dopasować go do potrzeb konsumentów.
Niestety, Grupa Robocza Serial ATA nie pracuje nad kolejną wersją niż 3.5. Dlatego jest bardzo prawdopodobne, że ten starszy standard protokołu zostanie zastąpiony nowszą technologią, być może NVMe. Aby dowiedzieć się więcej na ten temat, przeczytaj nasz inny artykuł na temat różnic między SATA i NVMe.
SATA lub SATA 1
SATA, SATA 1 lub SATA-I zostały wprowadzone w 2003 roku. Cóż, pierwsza w historii wersja „1.0a” została opracowana tylko po to, aby zastąpić technologię Parallel ATA.
Idąc dalej, mieli poprawę szybkości przesyłania danych niż PATA, ale ostatecznie zostały zastąpione przez drugą wersję, która była stosunkowo dużo szybsza. Ponadto, jak wspomniano wcześniej, wprowadzili zaawansowane złącza zasilania i danych, które ułatwiły podłączanie urządzeń pamięci masowej do płytki drukowanej.
Ponadto SATA 1.0 miał słabsze porty płyty głównej i był łatwy łamliwy. W rzeczywistości większość użytkowników była sfrustrowana częstymi luźnymi połączeniami i problemami z drżeniem podczas podłączania do gniazd.
Zalety: Ogólnie lepsza technologia niż PATAŁatwiejsze połączenie zarówno z urządzeniami pamięci masowej, jak i portami płyty głównej Kompatybilność z SATA 2 i 3 Wady: Zastąpione przez SATA 2 po zaledwie roku Wolniejsze i mniej bezpieczne niż zarówno SATA 2, jak i 3Słabe złącza W dzisiejszych czasach rzadko można znaleźć
SATA 2
Od SATA 1 był nadal wolniejszy i nie dorównywał najwyższej szybkości niektórych dysków twardych, znaczna zmiana została dokonana w 2004 roku. Nazwano to SATA 2 lub SATA-II i ma lepszą szybkość przesyłania danych, przepustowość, a dodatkowo wprowadzono implementację NCQ, której brakowało w 1.0.
Ponadto ta generacja została poprawiona dwukrotnie (2.5 w 2005 i 2.6 w 2007) pod kątem dalszych ulepszeń na złączach, Priorytet NCQ, rozładowanie NCQ itp.
Zalety: Ogólnie lepsze niż SATA 1Wprowadzenie na NCQWstecznie kompatybilny z SATA 1 Wprzód kompatybilny z SATA 3 Wady: Zastąpiony przez SATA 3Brakuje mechanizmu blokującego
SATA 3
W 2009 roku Międzynarodowa Organizacja Serial ATA wprowadziła SATA 3 , który zastąpił SATA 2. Dlatego większość nowoczesnych płyt głównych jest wyposażona w porty SATA 3. Niemniej jednak niektóre starsze nadal mają nagłówki SATA 2.
Zgodnie z oczekiwaniami, trzecia generacja miała znacznie wyższą szybkość przesyłania danych. Wśród różnych zmian najbardziej zauważalną jest mechanizm blokady, który zapewnia, że złącza nie rozłączają się szybko.
Ponadto, SATA 3 lub SATA-III zostały poprawione o pięć razy, z każdą aktualizacją dodającą nowe funkcje – 3.1 (2011), 3.2 (2013), 3.3 (2016), 3.4 (2018) i 3.5 (2020). Zasadniczo każda wersja zwiększała wydajność i lepszą integrację dodatkowych urządzeń pamięci masowej.
Zalety: Najlepsza generacja SATA Wprowadzenie do mechanizmu blokującego Kompatybilność wsteczna zarówno z SATA 1, jak i 2 Wady: Wolniejszy i mniej bezpieczny niż NVMeWkrótce zostanie zastąpiony interfejsem NVMe
Jaka jest różnica? SATA vs SATA 2 vs SATA 3
Teraz, gdy znasz już trzy generacje dysków SATA, nadszedł czas, aby zagłębić się w główne różnice między nimi.
Ogólnie rzecz biorąc, SATA, SATA 2 , a SATA 3 różnią się etykietami nagłówków, szybkością przesyłania danych, implementacją NCQ, mechanizmem blokady, złączami danych i złączami zasilania. W tej sekcji poznasz w skrócie każdy z tych czynników.
Szybkość przesyłania danych
Prędkość przesyłania danych określa szybkość interfejsu SATA. Zasadniczo można to zdefiniować jako ilość danych przesyłanych z dysków twardych lub dysków SSD do komputera hosta.
Cóż, szybkość przesyłania danych jest najważniejszą różnicą między trzema generacjami dysków SATA. Rzeczywiście, ten czynnik pomaga nam określić najszybszą wersję SATA.
Podobno pierwsza generacja SATA (SATA-I) zastąpiła PATA i ma niekodowaną szybkość przesyłania danych 150 MB/s (1,5 Gb/s). Jest to możliwe dzięki kodowaniu 8b/10b, w którym 8-bitowe słowo jest konwertowane na 10-bitowy symbol.
Następnie druga generacja SATA, czyli SATA-II lub SATA 2, ma natywny szybkość przesyłania danych dokładnie dwukrotnie większa niż w przypadku pierwszej generacji, tj. 300 MB/s (3,0 Gb/s), uwzględniająca również kodowanie 8b/10b.
Ostatnie, SATA 3 używa również schematu kodowania 8b/10b i ma natywną szybkość przesyłania danych 600 MB/s (6,0 Gb/s). Dlatego jest całkiem jasne, że trzecia generacja jest znacznie szybsza niż dwie pozostałe wersje.
Wygląd
Sprawdź etykietę portu płyty głównej, aby zidentyfikować generację SATA
Przechodząc do jego wyglądu, kable i złącza SATA wyglądają dokładnie tak samo. Niemniej jednak producenci płyt głównych produkują kable w różnych kolorach (czerwony, niebieski, żółty, czarny, pomarańczowy), aby odróżnić różne generacje SATA.
Jednak widoczna jest różnica w złączach kabli. Chociaż SATA 1 i 2 wyglądają dość identycznie, dodanie mechanizmu blokującego w SATA 3 czyni je wyjątkowymi w porównaniu z poprzednimi dwoma.
Niezależnie od tego, czy SATA 1, 2, czy 3, można je wszystkie podłączyć do ten sam nagłówek płyty głównej. Dlatego jedynym sposobem identyfikacji portów jest sprawdzenie etykiety portu.
W przypadku SATA 2 można znaleźć oznaczenia takie jak SATA 2_2, SATA2_5, SATA2_3 itd. Podobnie, dla SATA 3 można znaleźć oznaczenia takie jak SATA 3_3, SATA 3, SATA 3_5 itp. Jeśli jednak masz komputer z początku 2000 roku, prawdopodobnie znajdziesz etykiety z nadrukiem tylko SATA, co oznacza, że należą do pierwszej generacji.
Wdrożenie NCQ
SATA bez implementacji NCQ kontra SATA z implementacją NCQ
Native Command Queuing (NCQ) to jedna z funkcji SATA, która zapewnia znaczne ograniczenie ruchów głowicy odczytu/zapisu, dzięki czemu są one wykonywane w najlepszym zamówienie możliwe.
W SATA 1 ta funkcja nie była dostępna, co oznaczało niepotrzebne ruchy głowy uwagi. Spowodowało to słabą wydajność, a dyski HDD lub SSD łatwo się zużywały (choć wciąż lepsze niż PATA).
Jednakże oba SATA 2 i 3 wykorzystują ten protokół, który umożliwia dyskom pamięci samodzielnie określić skuteczną kolejność. To znacznie zmniejszyło liczbę obrotów głowy, a ta sama praca została wykonana znacznie szybciej niż w przypadku SATA 1 bez implementacji NCQ.
Spójrzmy na powyższą ilustrację, aby szybciej to zrozumieć. W SATA 1 głowica dysku obraca się trzy razy, aby wykonać zadanie, pokonując dłuższą ścieżkę. Z drugiej strony, w NCQ zaimplementowanym SATA 2 i 3, głowica dysku obraca się tylko dwa razy, co oznacza krótszą drogę do wykonania tego samego zadania.
Złącze danych
Chociaż złącza danych SATA 1, 2 i 3 wyglądają identycznie, cechy zdecydowanie je od siebie odróżniają.
Cóż, nie ma zauważalnej różnicy między SATA 1 i 2. Jednak wersja SATA 3.0 zaczęła używać dwóch par różnicowych ekranowanych folią, które zapewniły znaczną przewagę w linii transmisyjnej. Zasadniczo pozwala to na łatwe prowadzenie kabli i zaskakująco obniża również koszty.
Złącze zasilania
W przeciwieństwie do złączy danych, Grupa Robocza Serial ATA wprowadziła sporo zmian w złącza zasilania. Cóż, pierwsza wersja została przyjęta w wersji 2.6, która wyprodukowała złącze slimline do użytku przez napędy optyczne notebooków i inne mniejsze czynniki.
Ponadto, wersja 2.6 również >wprowadziliśmy micro SATA i osobne złącze microdata, które jest znacznie cieńsze. Jednak było to przeznaczone tylko dla dysków twardych 1,8 cala.
Ponadto, wersja 3.3 przyjęła PWDIS na trzecim styku, umożliwiając mu wejście i wyjście z trybu POWER DISABLE. Dzięki temu jest również kompatybilny ze specyfikacjami SAS.
Na koniec, wcześniejsze wersje SATA 1 były również dostarczane ze złączami Molex, aby były kompatybilne z kablami PATA. Zostało to jednak usunięte z ostatnich wersji SATA 1 i już nie można go znaleźć.
Cóż, możesz przejrzeć nasz drugi post, który poprowadzi Cię, jak podłączyć kabel zasilający SATA.
Mechanizm blokujący
Metalowy klips blokujący w złączu SATA 3
Cóż, głównym problemem ze złączami danych SATA 1 było to, że można je było łatwo odłączyć z powodu braku mechanizmu blokującego. Chociaż SATA 2 ulepszył złącza, nadal brakowało im blokad, które zabezpieczały połączenie.
Jednak SATA 3 wprowadził specjalne metalowe zaciski blokujące, które uniemożliwiają łatwe odłączenie kabli. Co więcej, istnieją złącza kątowe prawe lub lewe, które również zapobiegają przypadkowemu poluzowaniu kabli.
Jak pokazano na powyższym rysunku, wersja 2.0 nie zawierała mechanizmu blokującego. Z drugiej strony w SATA 3.0 znajduje się mała metalowa sprężyna, która zapewnia bezpieczne przymocowanie gniazda do portów płyty głównej i urządzeń pamięci masowej.
Podobieństwa między SATA, SATA 2 i SATA 3
Jak wspomniano wcześniej, SATA 1, 2 i 3 mają podobny mechanizm działania i wykorzystują ta sama architektura. Co więcej, konfiguracje pinów złączy danych i zasilania również pozostają takie same.
Po pierwsze, złącza danych mają szerokość 8 mm i mają łącznie siedem pinów – trzy masy i cztery linie danych (A+, A-, B+, B-). Z drugiej strony złącza zasilania są stosunkowo szersze i mają konfigurację 15-pinową – dziewięć linii zasilających, pięć uziemień i jedno do oszałamiającej aktywności. Co ciekawe, nowsze płyty główne zawierają od dwóch do czterech takich kabli SATA w swoim pudełku.
Konfiguracja pinów złączy danych i zasilania SATA
Jednak piny złączy slimline i micro power są znacznie zredukowane. Niemniej jednak mechanizm działania pozostaje identyczny.
Idąc dalej, wszystkie generacje SATA mają opcjonalny interfejs hotplugging. Jednak, aby go włączyć, potrzebujesz obsługującego urządzenia hosta i systemu operacyjnego.
Ostatnie wszystkie wersje SATA są kompatybilne w przód i wstecz. Oznacza to, że możesz użyć kabla SATA 1 do portów SATA 2 i 3 lub kabla SATA 2 do portów SATA 1 i 3 oraz SATA 3 do portów 1 i 2.
Uwaga: Pomimo starszej obsługi, maksymalna przepustowość jest zmniejszona ze względu na różnice między generacją portów i kabli. Na przykład, jeśli używasz złącza SATA 3 na portach SATA 2, urządzenie pamięci masowej będzie ograniczone do funkcji SATA 2.
Czy mam przełączyć się na SATA 3?
Ponieważ SATA 1 lub 2 mogą wydajnie wykonywać funkcje odczytu i zapisu na portach SATA 3, nadal możesz ich używać zamiast przełączać się na SATA 3. Niemniej jednak będziesz ograniczony do wielu funkcji dostępnych w trzeciej generacji.
Podobnie przegapisz mechanizm blokujący na złączach SATA 3, jeśli nadal wolisz używać kabli SATA 1 i 2.
Ponadto używanie SATA 2 lub 3 na dyskach twardych jest całkowicie w porządku, ponieważ oba obsługują maksymalną prędkość obsługiwaną przez większość dysków twardych. Jednak dyski SSD mają zwykle szybkość 500 MB/s i aby w pełni wykorzystać zalety, zalecamy korzystanie z SATA 3.
Dlatego, jeśli Twoja płyta główna obsługuje tylko SATA 2, ale chcesz dodać porty SATA 3, możesz to łatwo zrobić za pomocą kart rozszerzeń.
Tak więc, jeśli planujesz uaktualnić do SATA 3, możesz spojrzeć na ostatnią tabelę porównawczą poniżej i sam zdecydować.
