SATA

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
První generace SATA portů na základní desce

Serial ATA (SATA) označuje v informatice počítačovou sběrnici, která využívá datové rozhraní pro připojení velkokapacitních paměťových zařízení jako jsou pevné a optické disky. V dnešní době je SATA řadičem vybavena většina[zdroj?] stolních a přenosných počítačů.

Charakteristika[editovat | editovat zdroj]

SATA zdědil po řadiči ATA modul PIO a DMA. Dosahuje vyšších rychlostí oproti řadiči ATA, protože přenos probíhá sériově na vysoké frekvenci (až 6000 MHz). Disky se připojují přímým a samostatným kabelem k řadiči a tím pádem se nemusejí rozlišovat na Master, Slave a Cable Select. Oproti sběrnici ATA podporuje navíc odpojování a připojování zařízení za chodu počítače (Hot Plug)[1] a také technologii NCQ. Díky sériové komunikaci není jako u IDE (PATA) potřeba 40/80 žilový kabel, ale používá se kabel podstatně menších rozměrů.

Od roku 2009 nahradilo postupně rozhraní SATA zastaralé PATA ve všech prodávaných počítačích. Rozhraní PATA však stále přetrvává v průmyslových a vestavěných zařízeních, která jsou závislá na datových úložištích CompactFlash i přesto, že nový standard datových úložišť CFast bude založený právě na rozhraní SATA.

Datový SATA konektor
Vodič Funkce
1. Zem
2. DATA A+
3. DATA A-
4. Zem
5. DATA B+
6. DATA B-
7. Zem

Charakteristika kabelu[editovat | editovat zdroj]

  • kabel se 7 vodiči
    • 4 datové vodiče
      • z toho 2 stíněné vodiče se 2 žilami (4 dohromady)
    • 3 vodiče zem (GND) na kraji a mezi datovými
  • obousměrný přenos (full-duplex)
  • diferenční signalizace
    • malé úrovně napětí 250 mV
  • délka kabelu do 1 m
  • poskytuje vyšší výkon díky vestavěnému řadiči DMA

Revize[editovat | editovat zdroj]

SATA revize 1.0 (SATA 1.5 Gb/s)[editovat | editovat zdroj]

Napájecí SATA konektor

Ke konci roku 2000 byla schválena specifikace nového standardu v podobě první generace rozhraní SATA, dnes známé jako SATA 1.5 Gbit/s, které komunikuje přenosovou rychlostí až 1,5 Gb/s (150 MB/s). Skutečná přenosová rychlost však díky režii činí 1,2 Gbit/s (~143 MB/s), což se příliš neodlišuje od maximální přenosové rychlosti PATA/133, ale SATA navíc nabízí funkci NCQ, která zlepšuje výkon v prostředí multitaskingu.

Od dubna 2009 dokáží mechanické pevné disky přenášet data rychlostí až 131 MB/s, což je ještě v rámci možností starší specifikace PATA/133. Nicméně výkonné flashové disky umožňovaly přenášet data mnohem vyšší rychlostí, a to až 201 MB/s, takže se standard SATA 1.5 Gbit/s stal pro tato zařízení nedostatečným.

SATA revize 2.0 (SATA 3 Gb/s)[editovat | editovat zdroj]

Po několika letech, kdy se první SATA 1.5 Gbit/s postupně rozšířilo do pevných disků, optických mechanik a především do základních desek coby integrovaná součást, byla představena zpětně kompatibilní druhá revize s názvem SATA 3.0 Gbit/s, která nabízí zdvojnásobenou maximální propustnost ze 150 MB/s na 300 MB/s. Skutečná přenosová rychlost činí kvůli režii 286 MB/s, ale pro zjednodušení se hodnota zaokrouhluje nahoru. Mezi standardem SATA 1.5 Gbit/s a SATA 3 Gbit/s zůstala zachována zpětná kompatibilita, která byla vyřešena pomocí přepínacího jumperu a tímto se současně vyřešily problémy se staršími chipsety.

Po uvedení standardu SATA 3 Gbit/s se očekávalo, že se svou přenosovou rychlostí na nějakou dobu uspokojí požadavky mechanických pevných disků, které už tak sotva využily výkon SATA 1.5 Gbit/s. Nicméně vysokorychlostní flashové disky opět dosahovaly maximální přenosové rychlosti SATA 3 Gbit/s.

Přenosové módy SATA
Generace
SATA
Standard[1] Datová
propustnost[1]
Frekvence
1. SATA 1,5 Gb/s 150 MB/s 1,5 GHz
2. SATA 3 Gb/s 300 MB/s 3 GHz
3. SATA 6 Gb/s 600 MB/s 6 GHz

SATA revize 3.0 (SATA 6 Gb/s)[editovat | editovat zdroj]

Podle původních plánů Serial ATA International Organization z roku 2000, měla být třetí revize sběrnice Serial ATA s označením SATA 6.0 Gb/s uvedena na trh již v srpnu 2007, nakonec se s ní ve větší míře setkáváme se zpožděním až v roce 2010. Přenosová rychlost standardu SATA 6 Gbit/s byla znovu zdvojnásobena ze 300 MB/s na 600 MB/s. Přestože nejrychlejší konvenční pevné disky sotva využily přenosovou rychlost původního standardu SATA 1.5 Gbit/s, tak disky solid-state drive (SSD) už byly limitovány rychlejším standardem SATA II 3 Gbit/s rychlostí 250 MB/s při čtení.

Nejnovější disky SSD, vybavené integrovanou vyrovnávací pamětí DRAM, již profitují z maximální přenosové rychlosti nejnovějšího standardu SATA 6 Gbit/s. První pevný disk SATA 6 Gbit/s uvedla na trh společnost Seagate (model Barracuda XT o velikosti 2 TB).

Funkce[editovat | editovat zdroj]

Hot Plug[editovat | editovat zdroj]

Technologie Hot Plug umožňuje odpojit či připojit daný disk i za běhu a v případě podpory i při spuštěném operačním systému. Pevný disk se tak svým způsobem chová stejně jako flashdisk. Všechna zařízení SATA podporují Hot Plug, nicméně skutečnou podporu Hot Plug umožňují pouze zařízení fungující v nativním režimu a ne v emulaci IDE, což vyžaduje mít v BIOSu nastaven režim AHCI (Advanced Host Controller Interface). Některé z prvních řadičů SATA a starší operační systémy jako například Windows XP přímo nepodporují režim AHCI.

Advanced Host Controller Interface[editovat | editovat zdroj]

SATA řadič využívá jako standardní rozhraní AHCI (Advanced Host Controller Interface), které umožňuje využívat některé pokročilé funkce jako například SATA hotplug a Native Command Queuing (NCQ). Pokud není AHCI povoleno základní deskou nebo chipsetem (resp. nastavením v BIOSu), SATA řadič obvykle pracuje v módu „IDE emulace“, což neumožňuje využívat pokročilé funkce zařízení, protože ATA/IDE standard tyto funkce nepodporuje. Ovladače zařízení v Microsoft Windows, které jsou označeny jako SATA, obvykle pracují v režimu IDE emulace, pokud není výslovně uvedeno, že mají pracovat v AHCI nebo RAID režimu. Zatímco ovladače, které jsou součástí Windows XP, nepodporují AHCI režim, je možné podporu AHCI implementovat pomocí proprietárních ovladačů. Windows Vista, Windows 7, FreeBSD a Linux s jádrem verze 2.6.19 a novější stejně jako Solaris a OpenSolaris již nativní podporu režimu AHCI obsahují.

Native Command Queuing[editovat | editovat zdroj]

NCQ (Native Command Queuing) má za úkol zvýšit výkon pevných disků, díky optimálnějšímu řazení dat, respektive pohybu hlaviček pevného disku. Rozdíl ve výkonu (NCQ musí podporovat i pevný disk) lze pozorovat především v náročnějších situacích, kdy je vyžadováno čtení či zápis od několika procesů současně a ve větším měřítku. S moderní technologií AHCI se o optimální a vylepšený chod NCQ řadičů stará operační systém, respektive ovladač. U moderních SSD disků se NCQ používá pro lepší rozložení a zpracování dat dle odezvy čipů. Tato technologie je nicméně nefunkční, pokud je AHCI mod vypnutý a daný pevný disk či SSD běží v IDE režimu.

eSATA (externí SATA)[editovat | editovat zdroj]

Konektory SATA (vlevo) a eSATA (vpravo)

Rozhraní eSATA se používá pro připojení vnějších datových zařízení, nabízí stejnou rychlost a podporu technologií jako SATA. Její výhodou je vyšší přenosová rychlost, než nabízí běžnější sběrnice USB, ovšem nemá od výrobců základních desek a externích datových médií takovou podporu, protože konektor neobsahuje vodiče s napájením.

Základní vlastnosti:

  • založeno bylo o něco později než klasická SATA, v roce 2004
  • konektory jsou robustní - pro časté odpojování
  • maximální délka kabelu je 2 metry
  • rychlost 3 Gb/s
  • procesor zatěžuje méně než například sběrnice USB

eSATAp (napájená eSATA)[editovat | editovat zdroj]

  • eSATAp je eSATA s integrovaným napájením (označováno jako eSATA power nebo power over eSATA)
  • eSATAp vzniklo díky notebookům, u kterých výrobci kombinují porty USB a eSATA, díky přítomnosti USB je v portu dostupné i napájení, takže při použití správného kabelu a zařízení s podporou eSATAp není potřeba dalšího napájení

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b c SATA-IO Overview [online]. The Serial ATA International Organization (SATA-IO), [cit. 2010-01-27]. S. 2. Dostupné online. (anglicky) 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons
Wikimedia Commons nabízí galerii k tématu