Serial ATA

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

A Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment) vagy SATA egy számítógépes sin amelyet elsősorban adatok továbbítására terveztek a számítógép és a tároló eszköz között (mint a merevlemez vagy optikai meghajtó).

Fő előnye a vékonyabb kábeleknek köszönhetően a léghűtés jobban érvényesülhet, gyorsabb az átviteli sebesség, lehetőség van az eszközök kikapcsolás nélküli csatlakoztatására ("hot-swap") és jobb adatkapcsolatot biztosít mint a régi párhuzamos ATA (PATA) csatlakozók.

Arra tervezték, hogy az örököse legyen az ATA hagyatékának és remélik, hogy végül felváltja a régi technológiát. (Az ATÁ-t visszamenőleg átkeresztelték párhuzamos ATA-ra vagy PATA-ra)

Tartalomjegyzék

[szerkesztés] Advanced Host Controller Interface

Az általános csatlakozó a SATA-hoz az AHCI, mely elérhetővé teszi a SATA fejlett képességeit, úgy mint a hot swap és a Native Command Queuing-et (NCQ). Ha az alaplap nem támogatja az AHCI-t akkor lehetőség van az IDE emulációra, azonban ekkor a SATA nem képes hozzáférni az ATA/IDE által nem támogatott képességekhez. A Windows eszközkezelő általában IDE emulációban működteti a SATA eszközöket mindaddig, amíg be nem állítják AHCI módra. A Windows XP hivatalosan nem támogatja az AHCI-t, azonban néhány saját eszköz meghajtó engedélyezheti azt. A Windows Vista, a jelenlegi Mac OS X és a Linux már alapból támogatják az AHCI-t.

[szerkesztés] Tulajdonságok

A SATA 3 Gbit/sec per eszköz sebességgel tud kommunikálni. Csak 4 jelvonalat használ, sokkal összetettebb (és olcsóbb) mint a PATA. Lehetőség van a hot swappingra és NCQ-ra. Van egy speciális csatlakozó (eSATA) mellyel lehetőség van külső eszközöket csatolni. A SATA eszközök csatlakoztathatóak a Serial Attached SCSI (SAS) csatlakozókhoz és ugyanazon a kábelen kommunikálnak, mint a SAS lemezek. Viszont a SAS lemezek nem csatolhatóak SATA csatlakozókhoz.

[szerkesztés] SATA 1.5 Gbit/s

Az első generációs SATA csatlakozók SATA/150 vagy SATA I néven futottak és 1.5Gbit/s sebességgel kommunikáltak. Az aktuális kódolatlan átviteli sebesség 1.2 Gbit vagy 150MB/s. Tényleges működés közben a SATA/150 és a PATA/133 különbsége alig észrevehető. Mindazonáltal az újabb SATA eszközök erősen ajánlották egy SATA multitask környezet kialakítását. Összehasonlítás képen a modern asztali merevlemezek átviteli sebessége maximum ~100MB/s mely bőven benne van a működési sebességében még a régi PATA/133 eszközöknek is.

A kezdeti időszak alatt a SATA/150 véglegesítése után mindegyik adapter és meghajtógyártó használt egy „híd chipet”, hogy a létező PATA terveket integrálja a SATAba. Az áthidalt meghajtóknak van egy SATA csatlakozójuk és tartalmazhatják bármelyik vagy mindkét fajta energia csatlakozót, és azonosan működik mindkét módon. Néhány SATA eszköz nem kapott megfelelő támogatást mint pl. az NCQ. Az áthidalt eszközök fokozatosan felváltják a csak SATA eszközöket.

[szerkesztés] SATA 3.0 Gbit/s

A SATA/150 bemutatása után sok hiányosságot fedeztek fel az eredeti SATA-ban. Alkalmazási szinten a SATA működése közben, amikor PATA interfészt emulál, csak egyetlen függőben lévő átvitelt tud kezelni egy időben. A SCSI lemezeknek nagyobb előnyük van az SCSI-támogatott többszörös kérésekben, melyek újra kérik a meghajtót, hogy optimalizálja a válaszidőt. A sorbarendező parancsot hozzáadták a SATA alap parancsaihoz. NCQ egy választható lehetőség és használható mind SATA/1.5 Gbit mind SATA/3.0 Gbit/s-os eszközökben is.

Az elsőgenerációs SATA eszközök alig voltak gyorsabbak, mint a párhuzamos ATA/133 eszközök. Tehát a 3,0 Gbit/s-es jelző arányát hozzáadták a fizikai réteghez, melynek eredménye a 150MB/s-ról 300 MB/s-ra való gyorsulás lett. A SATA/300 átviteli sebessége kielégíti a meghajtó átviteli sebességét, mivel hogy a leggyorsabb asztali merevlemez is éppen, hogy telíti a SATA/150-es vonalat. Ezért van az, hogy az 1,5 Gbit/s-os átvitelt csak a második generációs tudja kielégíteni. A SATA 3,0 Gbit/s-on veszteség nélkül képes hosszantartóan működni.

A SATA/1.5 és a SATA/3.0 közötti kompatibilitás fontos, ezért a SATA/300-ban van egy visszakapcsoló szekvencia, ami SATA/1.5-be állítja az átvitelt, mikor olyan eszközzel kommunikál. A gyakorlatban néhány régebbi SATA vezérlő nem valósítja meg a megfelelő SATA sebesség-kritériumokat. Az érintett rendszerekben a felhasználónak kell kézzel átállnia SATA 3.0-ról SATA 1.5-re egy jumper segítségével. Ismertek a hibás chipsetek, köztük a VIA VT8237 és a VT8237R déli hidat, a VIA VT6420 és a VT642L önálló SATA kontrollert. A SiS 760 és 964 chipsetek is tartalmazzák ezt a hibát, de egy frissített SATA vezérlő ROMmal ezt javították.

[szerkesztés] SATA 6.0 Gbit/s

A SATA tervezetben szerepel egy 6.0Gbit/s-os szabvány. A SATA 3.0 Gbit/s már most is a határán van. A 6.0 Gbit/s szabványt kombinálták port megosztással, hogy több meghajtót lehessen egy Serial ATA porthoz kapcsolni. Egy napon majd a "mozdulatlan" meghajtók mint pl a RAM meghajtók lesznek a leggyorsabbak.

[szerkesztés] Kábelek és csatlakozók

A SATA áram és adat kábel a legészrevehetőbb változás a párhuzamos ATA-hoz képest. A párhuzamos ATA-tól eltérően ugyanazt a kábelt használja az asztali és a hordozható számítógép meghajtója, ez kiküszöböli az átalakító adapter használatát.

Tű # Funkció
1 Földelés
2 A+
3 A−
4 Földelés
5 B−
6 B+
7 Földelés
7-tűs Serial ATA adatkábel.
7-tűs Serial ATA adatkábel.

A SATA szabvány megszabja, hogy az adatkábel 7 vezetőt tartalmaz (3 földelés és 4 aktív adat szál 2 párban) és 8mm széles csatlakozót a végén. A SATA kábel 1m hosszú lehet. A PATA szalag kábel összehasonlítás végett 40 vagy 80 vezetőt tartalmazhat és maximum 45 cm hosszú lehet. Ennél fogva a SATA kábelek könnyebben elhelyezhetőek egy zárt térben és megkönnyítik a léghűtést is. A SATA kábelek viszont könnyebben kihúzódhatnak, de lehetőség van egy biztonsági rögzítésre is.

Tű # Funkció
1–3 3.3V
4–6 Földelés
7–9 5V
10 Földelés
11 Késleltett indítás
(csak támogatott meghajtókban)
12 Földelés
13–15 12V
Egy 15-tűs Serial ATA áram csatlakozó.
Egy 15-tűs Serial ATA áram csatlakozó.

A SATA szabvány egyúttal az energia kábelt is specifikálta. Mint az adatkábel ez is egy vékony csatlakozót tartalmaz azonban ez szélesebb, hogy véletlenül se erőltessék bele rossz csatlakozóba. A SATA eszközök csak SATA áram kábellel tudnak csatlakozni a 4 tűs Molexel nem. De vannak bizonyos SATA eszközök amelyekben megtalálható az is. Sokan kritizálták a SATA áram kábelt gyenge műanyag anyaga miatt ami könnyen eltörhet. A látszólag nagyszámú tűt arra használja, hogy három különböző feszültséget szállítson: 3.3 V, 5V és 12V. Mindenegyes feszültséget 3 tű szállítja amelyek egy helyen csoportosulnak, míg 3 tű a földelésre szolgál. Mindegyik tű 1,5 A kell teljesítsen. Az ellátó tűket csoportosítják mert a kis tűk maguktól nem szállítanak elegendő enrgiát bizonyos eszközöknek. 1-1 tű a 3 feszültség csoportból a hotplugingért felelős.

Átalakító segítségével a 4 tűs Molex csatlakozót SATA csatlakozóvá lehet alakítani. Azonban a 4 tűs Molex csatlakozó nem tud 3.3V-ot előállítani, ezek, az átalakítók csak 5V-os és 12Vot képesek előállítani és a 3.3V csatlakozót szabadon hagyják. Ez meggátolja a 3.3V-ot használó eszközök működtetését. Ezt megértve a meghajtó gyártók elkerülik a 3.3V-os eszközök gyártását. Azonban ezáltal használhatatlan a hotplug, amelyet az elöző paragrafusban említettünk.

Néhány, elsősorban szerverekbe szánt merevlemez támogatja a késleltetett indítást, ami segítségével beállítható, hogy a rendszer indításakor ne egyszerre, hanem egymás után induljanak el az merevlemezek, ugyanis sok meghajtó esetén nagyon leterheli a tápegységet, ha egy időben kell minden lemezt indítani, ugyanis indításkor, a tányérok felpörgetésekor veszik fel a legtöbb energiát.

[szerkesztés] Külső SATA

2004 közepén szabványosították, az eSATA különböző kábeleket, csatlakozókat, és elektromos igényeket szabot meg:

  • Minimum átvivő erő növekedett: Kapacitás 400–600 mV helyett 500–600 mV.
  • Minimum fogadó erő csökkent: Kapacitás 325–600 mV helyett 240–600 mV.
  • Azonosító protokol és logikai jelzés (vonal/átvivő-réteg és a feltti), lehetőség van SATA eszközt a külső csatlkozóhoz kapcsolni minimális átalakítással.
  • Maximum kábel hossz 2 m (USB-nél és FireWirenél nagyobb távolság is lehetséges)

Az eSATA-t a külső tároló piacra szánták, amelyet már az USB és a FireWire ural. A legtöbb külső merevlemez esetében amelyek FireWire vagy USB kapcsolókkal voltak ellátva arra használták a PATA és SATA meghajtókat vagy hidakat, hogy fordítsanak a meghajtó adaptere és a külső port között, ezek a fordítások rontanak az átvitelen. Az USB 2.0 esetében a maximális teljesítmény 2/3-ra csökkenti. Modern merevlemezek esetében az USB egy „útszűkület”. A FireWire izokrón átviteli módjával hatékonyabb, még a lassabb FireWire 400as is lényegesen gyorsabb mint az USB 2, de ez még mindig egy „útszűkület” a gyors meghajtónak vagy a RAID tömbök számára. Néhány single disk képes több mint 100MB/s sebességre USB 2.0val vagy FireWire 400-al. Pár alacsony színtű meghajtó tulajdonság mint a S.M.A.R.T. nem USB vagy FireWire hídon keresztül érhető el, az eSATA-nál ezek a problémák nem merülnek fel.

Az eSATA-nak együttesen kellene szerepelnie az USB 2.0 és a FireWire csatlakozókkal, több érv is e mellett szól. Az USB és a FireWire portok a számítógépen és sok fogyasztói eszközön garantálják a nagy fogyasztói piacot nekik. Kis eszközök áram ellátását az USB vagy a Firewire port is tudja biztosítani. Az eSATA port viszont nem tartalmaz áramot, ezért kevesebben érdeklődnek iránta.

2007-től, egy eSATA külső meghajtó tartalmazni fog egy passzív eSATA-SATA átalakítót, hogy olyan asztali gépekhez is csatolható legyen, amelyek nem tartalmaznak eSATA portot vagy szükség van egy másikra. Az asztali számítógépek bővíthetők lesznek egy eSATA host bus adapterrel (HBA), amíg a laptopok pedig bővítő kártyákkal, és a külső kártya verziójával a eSATA HBA-nak. Passzív átalakítókkal a kábel hossz 1 méterre csökken a megfelelő eSATA jelerősség miatt. A maximum sebessége a külső SATA eszközöknek 115 MB/s.

A vállalkozások és a szerver piac, annyira nem érdeklődik az eSATA iránt, mert már szabványosítottak egy különfejlesztésű Serial Attached SCSI (SAS) interfészt. Melynek extra lehetőségei vannak távoli elérésre, vonal redundanciára és vonalfigyelésre. Az eSATA hotplug lehetősége és a fogyasztó-szint ár-szint kombinációja egy nagyobb piacot jelent mint az gondolnák.

[szerkesztés] SATA és PATA

Eszköz szinten a SATA és PATA eszközök teljesen inkompetensek-nem tudnak egymással kommunikálni. Az alkalmazási szinten a SATA eszközöknek úgy kell kinézniük és működniük mint a PATA eszközök. Korai alaplap SATA kivitelezése a visszamaradt kompatibilitás lehetővé tette a SATA meghajtóknak hogy tartalék PATA meghajtóként működjenek még az operációsrendszer alap támogatása nélkül is.

A közös öröksége a SATA paranccsoportnak hogy elterjedt az olcsó PATAból SATA összekötő-chipek. Az összekötő chipek PATA meghajtókon sokszor használták hardware kulcsként. Amikor a PATA meghajtóhoz csatlakozik egy eszköz-oldali kulcs engedélyezi a PATA meghajtónak, hogy SATA meghajtóként működjön. Gazda oldali kulcsok lehetővé teszik, hogy az alaplap PATA port része SATA gazda portként működjön.

A működő mellékletek rendelkezésre állnak PATA és SATA meghajtókhoz is. Vannak PCI kártyák amelyek SATA csatlakozót tartalmaznak, hogy olyan gépekhez is csatolhassanak amelyekben nincs SATA csatlakozó.

[szerkesztés] SATA és SCSI

SCSI jelenleg nagyobb átviteli sebességet kínál min a SATA, de a komplexebb buszrendszer drágább előállítási költséggel jár. Néhány meghajtó gyártó hosszabb garanciát vállal az SCSI eszközökért, mindazonáltal ez nagyobb energiaráfordítást jelent mintha PATA vagy SATA meghajtók lennének. Az SCSI meghajtók lehetőséget adnak több meghajtó csatlakoztatására (több csatornát használ: 7 vagy 15 meghajtót csatornánként), a SATA pedig 1 meghajtót tud egyszerre csatlakoztatni, hacsak nem használ port sokszorosítót.

SATA 3.0 Gbit/s maximum 300MB/s per eszköz sebességet tesz lehetővé az SCSI pedig maximum 320 MB/s-ot. Tehát az SCSI meghajtók jobb eredményt érnek el a SATA-nál a kapcsolat/kapcsolatbontás és a jobb teljesítmény miatt. A SATA eszközök kompatibilisek a SAS rendszerrel, azonban ez visszafelé nem teljesül.

SCSI, SAS, és Fibre Channel meghajtók átlagosan drágábbak mert szerverekben és gépparkokban használják őket. A kevésbé drága ATA és SATA rendszereket az otthoni gépekhez fejlesztették és ezért kevésbé tartják megbízhatónak őket. Ahogy ez a két világ átfedésbe került a SATA esetében a megbízhatóság szó ellentmondásossá válik. A SATA meghajtók megbízhatósága a fejegység, a lemezek és a gyártó technológia fejlődése miatt javult és nem egy bizonyos interface miatt.

[szerkesztés] Az eSATA összehasonlítása más külső sinekkel

Nyers sávszélesség (Mbit/s) Átviteli sebesség (MB/s) Max. kábel hossz. (m) Áramot közvetít Eszköz per csatorna
SAS 3000 300 8 Nem 4
eSATA 3000 300 2 Nem 1 (15 port sokszorosítóval)
SATA 300 3000 300 1 Nem 1 per vonal
SATA 150 1500 150 1 Nem 1 per vonal
PATA 133 1064 133 0.46 Nem 2
FireWire 800 786 98 4.5[1] Igen (12–25 V, 15 W) 63
FireWire 400 393 49 4.5[1] Igen (12–25 V, 15 W) 63
USB 2.0 480 ≈ 40 5[2] Igen (5 V, 2.5 W) 127
USB 3.0 4800 ? ? Igen (5 V, 2.5 W) 127
Ultra-320 SCSI 2560 320 12 Nem 16
Fibre Channel
over copper cable		 4000 400 12 Nem 126
(16777216 switch-csel)
Fibre Channel
over fiber		 10520 2000 2–50000 Nem 126
(16777216 switch-csel)

PATA-tól eltérően, SATA és eSATA támogatják a 'hot swapping'-ot. Habár ez a tulajdonság megfelelő támogatást igényel a gazdánál, eszköznél és a működő rendszer szintjén. Általában, az összes SATA meghajtó támogatja a 'hot swappingot', de a szükséges támogatás nem közös az elosztó adapterekben.

Az USB lehetővé teszi a hot swapingot, amit gyakorlatilag minden általános operációs rendszert támogat. Mindazonáltal az USB központú tároló hardver néha adatvesztést okozhat mikor szétkapcsolják. Ez a probléma média lejátszókkal, és fényképezőkkel, amik flash memóriát használnak valamint a 2.5" mobil USB meghajtókkal. A Firmware meghibásodása és az adatvesztéség néha vezethet hibás leforgáshoz és teljesítmény csökkenéshez, amikor a meghajtót vagy az eszközt eltávolítják az USB portból anélkül, hogy először eszközleállítást kezdeményezne a számítógép operációs rendszerén keresztül.

AZ SCSI meghajtókat csak SCA-2-es konnektorokkal lehet hot swapolni. Sok szerver és RAID rendszer támogatja a hot swapot. A SCA-2-es csatlakozókat megelőző szabvány SCSI nem tartalmazott hot-swapot, de gyakorlatban a legtöbb RAID implementáció már támogatja.

[szerkesztés] Feljegyzések és referenciák

  1. ^ a b 16 cables can be daisy chained up to 72 m
  2. ^ USB hubs can be daisy chained up to 25 m

[szerkesztés] Külső linkek

A lap eredeti címe "http://hu.wikipedia.org/wiki/Serial_ATA"
Személyes eszközök