หลังจากเปิดตัวในปี 2003 Serial ATA (SATA) แซงหน้าอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นอินเทอร์เฟซสำหรับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่มีผู้ใช้มากที่สุดจนถึงต้นปี 2020
อินเทอร์เฟซ SATA ต้องใช้พอร์ต สายเคเบิล ตัวเชื่อมต่อ และ ตัวควบคุมเพื่อสื่อสารระหว่างเมนบอร์ดและอุปกรณ์เก็บข้อมูล ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ทั้งหมดเหล่านี้ยังผ่านการปรับปรุงหลายอย่าง ซึ่งได้รับการบันทึกไว้เป็นการแก้ไขแยกต่างหาก
ในที่นี้ ผมจะพูดถึงประเภทหรือการแก้ไขทั้งหมดของอินเทอร์เฟซ SATA ตลอดจนความแตกต่างที่ใช้งานได้จริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของ พอร์ตบนเมนบอร์ด
SATA คืออะไร
SATA คืออินเทอร์เฟซบัสคอมพิวเตอร์ที่ช่วยเชื่อมต่อดิสก์จัดเก็บข้อมูล เช่น ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (HDD) และไดรฟ์โซลิดสเทต (SSD) เข้ากับเมนบอร์ด อินเทอร์เฟซ SATA แตกต่างจาก PATA รุ่นก่อนซึ่งรองรับอัตราการส่งข้อมูลที่สูงกว่ามาก และพอร์ต สายเคเบิล และตัวเชื่อมต่อก็ไม่เทอะทะ
นอกจากนี้ยังมีการปรับปรุงอื่นๆ อีกมาก ซึ่งฉันจะกล่าวถึงในขณะที่หารือเกี่ยวกับการแก้ไข SATA ทั้งหมด
อินเทอร์เฟซ SATA ครอบคลุมเลเยอร์โปรโตคอลสามชั้น ได้แก่ เลเยอร์กายภาพ เลเยอร์ลิงก์ และ Transport Layer ดังภาพด้านล่าง ใช้เลเยอร์คำสั่ง ATA สำหรับเลเยอร์แอปพลิเคชัน
SATA Interface Layers
SATA Revisions ทั้งหมด
หลังจากการเปิดตัวครั้งแรก SATA ได้ผ่านการปรับปรุงและความก้าวหน้าหลายอย่างเพื่อเอาชนะข้อจำกัดของ Parallel Advanced Technology Attachment (PATA).
บันทึกการปรับปรุงต่างๆ มากมาย SATA-IO (SATA-International Organization) ได้เปิดตัว SATA เวอร์ชันใหม่ที่มีการแก้ไขหลักและรองที่แตกต่างกัน นอกเหนือจากการเปิดตัวครั้งแรกแล้ว อินเทอร์เฟซ SATA ยังมีการแก้ไขหลักสามครั้ง
ขณะนี้ เนื่องจากอุตสาหกรรมได้เริ่มเคลื่อนไปสู่ทางเลือกที่เร็วกว่า NVMe จึงไม่น่าจะมีการพัฒนา SATA ต่อไปอีก
SATA Revision 1 (SATA-I หรือ SATA 1.5 Gb/s)
เปิดตัวในเดือนมกราคม 2546 SATA Revision 1.0a รองรับอัตราการถ่ายโอนข้อมูลดั้งเดิมที่ 1.5 Gbits/s
ใช้การเข้ารหัส 8b/10b ดังนั้นหากเราใช้โอเวอร์เฮด 2 บิตในการส่งข้อมูล 10 บิตแต่ละข้อมูลที่ส่ง อัตราการถ่ายโอนที่ไม่ได้เข้ารหัสจะลดลงเหลือ 1.2 Gbits/s (150 MB/s) ยังคงเป็นการปรับปรุงเมื่อเทียบกับ 133 MB/s ที่ PATA ให้มา
ไดรฟ์ SATA-I ใช้ชิปบริดจ์เพื่อทำให้อุปกรณ์เข้ากันได้กับพอร์ต PATA ก่อนหน้า แต่ในขณะที่ให้ความเข้ากันได้แบบย้อนกลับ ไดรฟ์เหล่านี้ต้องละทิ้งคุณสมบัติ SATA เช่น Native Command Queuing (NCQ) NCQ ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของฮาร์ดไดรฟ์ได้อย่างมาก แต่คุณลักษณะนี้ไม่สามารถใช้ได้จนกว่า SATA-II จะใช้งานได้
นอกจากนี้ ตัวเชื่อมต่อ SATA ไม่ได้มาพร้อมกับตัวล็อค และพอร์ตบน เมนบอร์ดไม่ทนทานพอ ซึ่งนำไปสู่ปัญหาการเชื่อมต่อหลวมและปัญหาอื่นๆ สำหรับผู้ใช้หลายครั้ง
SATA Revision 2 (SATA-II หรือ SATA 3 Gb/s)
ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2547 SATA-II หรือ Sata Revision 2.0 ได้รับการเผยแพร่ในขณะที่ลบ ชิปบริดจ์จากเมนบอร์ดและมุ่งเน้นไปที่อุปกรณ์เฉพาะของ SATA เท่านั้น
สิ่งนี้ทำให้อุปกรณ์ใช้ NCQ ทำให้อัตราการถ่ายโอนดั้งเดิมเป็น 3 Gbits/s อัตราการถ่ายโอนที่ไม่ได้เข้ารหัสคือ 2.4 Gbits/s (300 MB/s) หลังจากพิจารณาโอเวอร์เฮด 8b/10b แล้ว
อินเทอร์เฟซ SATA-II ได้รับการแก้ไขสองครั้งหลังจากเปิดตัวเป็น SATA เวอร์ชัน 2.5 (สิงหาคม 2548) ) และ SATA revision 2.6 (กุมภาพันธ์ 2550) SATA revision 2.5 รวมข้อมูลจำเพาะของ SATA ดั้งเดิมทั้งหมดและคุณสมบัติขั้นสูง 6 ประการไว้ในเอกสารเพื่อให้ผู้จำหน่าย SATA สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ SATA ที่มีคุณภาพสำหรับฐานผู้บริโภค
SATA revision 2.6 นำเสนอตัวเชื่อมต่อและสายเคเบิลใหม่สำหรับอุปกรณ์ SATA พร้อมกับคุณลักษณะต่างๆ เช่น NCQ Priority และ NCQ Unload เพื่อการอ่าน/เขียนที่ดียิ่งขึ้น
SATA การแก้ไข 3 (SATA-III หรือ SATA 6 Gb/s)
SATA Revision 3.0 (SATA-III) เปิดตัวในเดือนพฤษภาคม 2552 เกือบหนึ่งปีหลังจากร่างครั้งแรก เพื่อให้ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลเป็นสองเท่าของ SATA-II
อัตราการถ่ายโอนดั้งเดิมของ SATA-III คือ 6 Gbits/s และอัตราการถ่ายโอนที่ไม่ได้เข้ารหัสจะลดลงเหลือ 4.8 Gbits/s (600 MB/s)
นอกเหนือจากการเพิ่ม ในด้านความเร็วในการถ่ายโอน นำเสนอ NCQ แบบ isochronous ที่ปรับปรุงคุณภาพของบริการสำหรับการสตรีมวิดีโอและคุณสมบัติการปรับปรุงประสิทธิภาพอื่นๆ
SATA-III มีการแก้ไขหลักห้าครั้ง ได้แก่ 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 และ 3.5 ตั้งแต่กรกฎาคม 2011 ถึงกรกฎาคม 2020 การแก้ไขเหล่านี้นำมาซึ่งการปรับปรุงหลายอย่างใน NCQ การลดการใช้พลังงาน และการเปิดตัวมาตรฐาน SATA ที่แตกต่างกัน
พวกเขายังแนะนำคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมายเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นของอุปกรณ์ SATA และอินเทอร์เฟซ
พอร์ต SATA บนเมนบอร์ด
เมนบอร์ดมักจะมาพร้อมกับ 4-8 พอร์ต SATA แต่มาเธอร์บอร์ดบางรุ่นอาจมีพอร์ตน้อยกว่าหรือมากกว่านั้นขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ขึ้นอยู่กับเมนบอร์ด พอร์ต SATA อาจวางในแนวตั้ง แนวนอน หรือทั้งสองอย่าง
เมนบอร์ดบางรุ่นมีรหัสสีสำหรับพอร์ต SATA โดยที่พอร์ตสีขาวหมายถึง SATA-III และพอร์ตสีน้ำเงินหมายถึง SATA-II อย่างไรก็ตาม คุณจะไม่เห็นแนวทางปฏิบัตินี้ในเมนบอร์ดรุ่นใหม่ๆ และแม้ว่าจะมีสีต่างกัน แต่ก็อาจเป็นพอร์ต SATA ของรุ่นปรับปรุงเดียวกัน
พอร์ต SATA แต่ละพอร์ตมีป้ายกำกับที่เขียนว่า SATA 3_0 ที่นี่’3’หมายถึงหมายเลขการแก้ไขและ 0 หมายถึงหมายเลขรหัสพอร์ตใน BIOS
อย่างไรก็ตาม มาเธอร์บอร์ดบางรุ่นอาจไม่แสดงหมายเลขการแก้ไขและแสดงเฉพาะหมายเลข ID ในกรณีเช่นนี้ คุณต้องตรวจสอบคู่มือของเมนบอร์ดเพื่อค้นหาการแก้ไขของพอร์ต SATA
คู่มือบางฉบับอาจใช้ข้อตกลงที่แตกต่างออกไปสำหรับการแก้ไข SATA ตัวอย่างเช่น หากคุณดูข้อมูลจำเพาะของเมนบอร์ด Gigabyte (ในกรณีนี้คือ B450 Aorus Elite คุณจะเห็นว่ามีตัวเชื่อมต่อ SATA 6 GB/s 6 ตัว แสดงว่าเมนบอร์ดมี SATA-III หรือ SATA revision 3 หกตัว พอร์ตต่างๆ
ข้อตกลงอื่นๆ สำหรับการแก้ไขทั้งหมดคือ:
SATA 6 Gb/s – SATA revision 3 – SATA-III SATA 3 Gb/s – SATA revision 2 – SATA-II SATA 1.5 Gb/s – SATA การแก้ไข 1 – SATA-I
พอร์ต SATA ใดที่คุณควรเลือก
การแก้ไขล่าสุดจะดีกว่าพอร์ตเก่าเสมอ ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้พอร์ตเหล่านี้เสมอ เพื่อเชื่อมต่อไดรฟ์ SATA โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเป็นไดรฟ์ OS หรืออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่เป็น SSD
H อย่างไรก็ตามหมายเลขพอร์ตก็มีความสำคัญเช่นกัน ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือการเชื่อมต่อดิสก์ที่มี OS เข้ากับพอร์ต SATA0 หรือพอร์ตที่มี ID ต่ำสุด จากนั้นใช้ไดรฟ์ถัดไปกับพอร์ตที่มีหมายเลขพอร์ตที่เล็กที่สุดถัดไป
นอกจากนี้ SATA ยังเข้ากันได้แบบเก่าอีกด้วย หมายความว่าคุณสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ SATA-III เข้ากับพอร์ต SATA-II ได้ แต่จะมีความเร็วเท่ากับอุปกรณ์ SATA-II
ดังนั้น หากคุณเชื่อมต่อ SSD เข้ากับพอร์ต SATA-III จะแสดงความเร็ว 600 MB/s แต่ถ้าคุณใช้พอร์ต SATA-II อัตราการถ่ายโอนข้อมูลจะอยู่ที่ 300 MB/วินาที
คุณสมบัติของ SATA
ต่อไปนี้เป็นคุณสมบัติบางอย่างของ SATA ที่จะช่วยคุณได้อย่างถูกต้อง ใช้และกำหนดค่าอุปกรณ์ SATA บนคอมพิวเตอร์ของคุณ
โหมดควบคุม
อุปกรณ์ SATA สามารถสื่อสารกับคอมพิวเตอร์ผ่านพอร์ต SATA ได้สามวิธีหลักๆ โหมดเหล่านี้คือโหมดคอนโทรลเลอร์ SATA ซึ่งรวมถึง IDE, AHCI และ RAID คุณสามารถกำหนดโหมดได้จากการตั้งค่า BIOS
โหมด Integrated Drive Electronics (IDE): คอมพิวเตอร์ถือว่าและเรียกใช้ไดรฟ์ SATA เป็นไดรฟ์ PATA โหมด Advanced Host Controller Interface (AHCI): คอมพิวเตอร์เรียกใช้ไดรฟ์เป็นไดรฟ์ SATA จริงพร้อมคุณสมบัติ SATA ขั้นสูง เช่น NCQ และการเสียบปลั๊ก โหมด Redundant Array of Independent Disks (RAID): อนุญาตให้กำหนดค่าการตั้งค่า RAID โดยกระจายพื้นที่พาร์ติชันบนดิสก์หลายตัวเพื่อให้ข้อมูลมีความปลอดภัยและปรับปรุงประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังเปิดใช้งานคุณสมบัติ AHCI
Hot-Plug และ Hot-Swapping
อินเทอร์เฟซ SATA รองรับการเสียบปลั๊กและ Hot-swapping แต่อุปกรณ์ SATA ต้องการคอนโทรลเลอร์ที่สอดคล้องกันรวมถึงส่วนประกอบซอฟต์แวร์เพื่อให้สามารถใช้คุณสมบัตินี้ได้
คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่อนุญาตให้ใช้ไดรฟ์ SATA แบบ hot-plug ดังนั้น คุณสามารถเสียบไดรฟ์เข้ากับเมนบอร์ดบนคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานอยู่ จากนั้น Windows จะตรวจจับและติดตั้งไดรฟ์ดังกล่าว แต่โปรดทราบว่าคอมพิวเตอร์บางเครื่องไม่อนุญาตคุณลักษณะนี้
อย่างไรก็ตาม มันเป็นเรื่องที่แตกต่างออกไปหากเราพิจารณาถึงการแลกเปลี่ยนความร้อน คุณสมบัตินี้บอกเป็นนัยว่าคุณสามารถถอดไดรฟ์ออกจากระบบที่กำลังทำงานอยู่ได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ จากนั้นเสียบไดรฟ์ SATA อื่นเข้ากับพอร์ตเดียวกันอีกครั้ง เพื่อให้คอมพิวเตอร์เริ่มตรวจหาไดรฟ์ใหม่
การสลับด่วนสามารถทำได้ใน ระบบคอมพิวเตอร์น้อย อย่างไรก็ตาม ฉันไม่แนะนำให้ทำเช่นนั้นเนื่องจากคุณเสี่ยงที่ข้อมูลจะเสียหาย คุณแทบจะเห็นไดร์ฟ SATA แบบ Hot-swappable ในระบบ NAS หรือเปลือกเซิร์ฟเวอร์ซึ่งทนทานต่อความผิดพลาดมากกว่า
ความเข้ากันได้
การแก้ไข SATA ทั้งหมดเข้ากันได้แบบย้อนกลับ หมายความว่าคุณสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ SATA-III เข้ากับพอร์ต SATA-II หรือ SATA-I และยังคงใช้งานได้ แต่จะจำกัดความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลไว้ที่อัตราที่พอร์ต SATA รุ่นเก่ารองรับ
