SATA
 主機板上的SATA 1.5Gb/s插口 |
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| 英文全名 | Serial Advanced Technology Attachment |
|---|---|
| 中文全名 | 串行 ATA |
| 發明日期 | 2003 |
| 最多連接 | 每接口 1 個 |
| 带宽 | 1.5Gbit/s，3.0Gbit/s，6.0Gbit/s (150 ,300 ,600 MByte/s) |
| 類別 | 串行 |
| 熱插拔 | 支持，需要其他系統組件配合 |
| 外置介面 | 支持，eSATA |
Serial ATA（SATA, Serial Advanced Technology Attachment），亦稱串行ATA，是串列SCSI（SAS：Serial Attached SCSI）的孿生兄弟，兩者的排線相容，SATA硬碟可接上SAS介面。它是一種電腦匯流排，主要功能是用作主機板和大量儲存裝置（如硬碟及光碟機）之間的數據傳輸之用。
2000年11月由「Serial ATA Working Group」團體所制定，SATA是已經完全取代舊式PATA（Parallel ATA或稱IDE）的新型硬盘接口，因采用串行方式传输数据而得名。在數據傳輸上這一方面，SATA的速度比以往更加快捷，並支持热插拔，使電腦運作時可以插上或拔除硬件。另一方面，SATA总线使用了嵌入式時脈訊號，具备了比以往更强的纠错能力，能对传输指令（不仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，提高了数据传输的可靠性。不過，SATA和以往最明顯的分別，是用上了較细的排線，有利機箱內部的空氣流通，某程度上增加了整個平台的穩定性。
現時，SATA分別有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gbit/s和SATA 6Gbit/s三種規格。
目录 |
特色[编辑]
頻寬速度換算[编辑]
所謂3Gb/s的算法，3000MHz的頻率 x 每次發送一個數據 x 80%(8b/10b的編碼) / 8 bits per byte = 300Mbytes/s，同理1.5Gb/s也是這樣可算成150MB/s，也就是一般我們在買硬碟時，有時候會看到SATA 150MB/s / 300MB/s，有時候又會看到SATA 1.5Gb/s / 3Gb/s的緣故。
以USB 3.0而言，它擁有5Gbps的頻寬，每次發送一個數據 x 80%(8b/10b的編碼) / 8 bits per byte = 500Mbytes/s，所以USB 3.0的頻寬比SATA 3.0的600MB/s 還來的小。
| SATA版本 | 頻寬 | 速度 |
|---|---|---|
| SATA 3.0 | 6Gb/s | 600MB/s |
| SATA 2.0 | 3Gb/s | 300MB/s |
| SATA 1.0 | 1.5Gb/s | 150MB/s |
排線和電源線[编辑]
| Pin # | 功能 |
|---|---|
| 1 | Ground |
| 2 | A+ (發送) |
| 3 | A− (發送) |
| 4 | Ground |
| 5 | B− (接收) |
| 6 | B+ (接收) |
| 7 | Ground |
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| SATA排線 | |
傳統的Parallel ATA使用單模信號放大系統「single-end-signal-amplified-system」。在這種系統中，雜訊會隨著正常信號一起傳輸、放大，不易被抑制；在高速時尤其嚴重，為了有效的減少雜訊的干擾，我們只好使用高達5V的電壓來傳送正常訊號，使大電壓的正常訊號蓋過小電壓的雜訊信號。雖然大的電壓可以有效的抑制雜訊，但是大的電壓同時也表示驅動電路的生產成本將因此上升，大電壓更不利於高速傳輸系統的設計和製造，高達5V的傳輸電壓限制追求高速和低成本的可能性。
和Parallel ATA相比，新的Serial ATA使用差分信號系統（differential-signal-amplified-system）。這種系統能有效的將雜訊從正常訊號中濾除，良好的雜訊濾除能力使得SATA只要使用低電壓操作即可，和Parallel ATA高達5V的傳輸電壓相比，SATA只要0.5V(500mv) 的峰對峰值電壓即可操作於更高的速度之上。比較正確的說法是：峰對峰值『差模電壓』。
和Parallel ATA的5V驅動電壓相比，0.5V的SATA系統節省電力，其驅動IC的生產成本也較為便宜。
有種排線附有小金屬片可以卡住插座，比較不會發生不小心將排線拔出的問題。
進階主機控制器介面[编辑]
SATA支援進階主機控制器介面（AHCI）功能，可讓SATA儲存裝置啟用進階SATA功能，例如NCQ及熱插拔。
SATA 1.5Gb/s[编辑]
SATA 1.5Gb/s為第一代SATA介面，坊間的非官方名稱為SATA-1[1]，传输速度为1.5Gbit/s。
SATA 3Gb/s[编辑]
SATA 3Gb/s在2004年正式推出，坊間的非官方名稱為SATA-2（SATA-II），符合ATA-7規範，傳輸速度可達3.0Gbit/s。這顯示SATA的速度提升是以幾何級數增長，這點和PATA的一級級算術級數增長是不同的。
SATA 3Gb/s比SATA 1.5Gb/s進步的地方在於：
1. 3.0Gb/s的高傳輸速度
2. 支持真正的SATA指令排序（NCQ）
3. SATA 3Gb/s資料線長度最多2m。 SATA 1.5Gb/s只是1m，PATA更短到50cm
4. 全新的圍擋式接口更穩固。
SATA 6Gb/s[编辑]
SATA 6Gb/s 在2009年5月26日SATA-IO 完成 SATA 3.0 最終規格發布，比上一代提升一倍速率至6Gb/s，此外增加多項新技術，包涵新增 NCQ 指令以改良傳輸技術，並減低傳輸時所需耗電量。
依據 Serial ATA Revison 3.0 規格白皮書，AHCI底下改善了(NCQ)串行指令NCQ 的指令數目、NCQ的指令優先權及演算法SATA 3.0亦會增加，包括為即時性的資源提供優先處理，主要用於影像及音像傳輸方面。此外 SATA 3.0 同時會為正被系統處理中的資源作優先安排，大大提升了系統的執行效率。
為了降低耗電SATA 3.0 採用全新INCITS ATA8-ACS標準，不但可相容舊有的 SATA 裝置、改良傳輸訊號技術，亦大幅減低了 SATA2.0傳輸時所需功耗。
針對筆記型電腦(NB)市場對體積的需求，SATA 3.0提供了較一般SATA2.0接口細小的LIF介面(Low Insertion Force Connector) ，專門針對 1.8 吋的儲存裝置，包括僅厚 7mm 光碟機。
2011年7月18日 SATA-IO 公佈了 SATA3.1 規格，3.1版帶來了諸多特性，例如節電測量，TRIM性能提升和一些雜項調整。
3.1版帶來了一個新的mini SATA接口，主要用於為移動計算設備增強互操作性，Zero-Power Optical Disk Drive (ODD)的發明減少了閑置光驅的耗電量，用新的電源管理策略降低了整個系統的電力需求。TRIM改進允許SATA固態硬盤在不影響性能的前提下自行修剪，改善了SSD的性能，同時還帶來了讓主機識別設備的硬件設備功能，提升了SATA的兼容性。
另一個值得注意的是SATA通用存儲模塊（USM）和熱插拔SATA驅動器模塊，它讓SATA硬盤的熱插拔機制更為成熟，目前希捷GoFlex部分型號的硬盤已經開始支持。
eSATA[编辑]
External Serial ATA的略称，是为面向外接驱动器而制定的Serial ATA 1.0a的扩展规格。虽然规模比较小，但已经有相对应的产品在市面流通。
- 为了防止误接，eSATA的接口形状与SATA的接口形状是不一样的。
- 连接线的最大长度为2m。
- 支持热插拔。
- 传输速度可以达到现在主流的USB 2.0的传输速度的2倍以上。
- 提高接頭的插拔耐用度。
eSATA与其他规格的比较[编辑]
| 名稱 | 頻寬 (Mbit/s) | 速度 (MB/s) | 接線最大長度 (m) | 電源供應 | 每頻道最多可接設備 |
|---|---|---|---|---|---|
| eSATA | 3,000 | 300 | 2 with eSATA HBA (1 with passive adapter) | 否 [2] | 1（15 with port multiplier） |
| 串列SCSI | 3,000 | 375 | 8 | 否 | 4 |
| SATA 6.0Gb/s | 6,000 | 600 | |||
| SATA 3.0Gb/s | 3,000 | 300 | 2 | 否 | 1（15 with port multiplier） |
| SATA 1.5Gb/s | 1,500 | 150 | 1 | 否 | 1 per line |
| PATA 133 | 1,064 | 133 | 0.46（18 英寸） | 否 | 2 |
| FireWire 3200 | 3,144 | 393 | 100; alternate cables available for 100 m+ | 15 W, 12–25 V | 63 (with hub) |
| FireWire 800 | 786 | 98.25 | 100[3] | 15 W, 12–25 V | 63 (with hub) |
| FireWire 400 | 393 | 49.13 | 4.5[3][4] | 15 W, 12–25 V | 63 (with hub) |
| USB 3.0 | 5,000 | 500 | 4.5 W, 5 V | ||
| USB 2.0 | 480 | 60 | 5[5] | 2.5 W, 5 V | 127 (with hub) |
| USB 1.1 | 12 | 1.5 | |||
| USB 1.0 | 1.5 | 0.1875 | |||
| Ultra-640 SCSI | 5,120 | 640 | 12 | 否 | 15 (plus the HBA) |
| Ultra-320 SCSI | 2,560 | 320 | |||
| Fiber Channel 透過銅線 |
4,000 | 400 | 12 | 否 | 126 （16777216 with switches） |
| Fiber Channel 透過光纖 |
10,520 | 2000 | 2–50000 | 否 | 126 （16777216 with switches） |
| Infiniband 12X Quad-rate |
120,000 | 12,000 | 5 （銅線）[6][7]
<10000 （光纖） |
否 | 1 with Point to point Many with switched fabric |
SATA Express[编辑]
為解決固態硬碟的資料傳送速率瓶頸，目前SATA的官方機構Serial ATA International Organization正著手制定下一代串列ATA的標準，命名為『SATA Express』，資料傳送速率將在800Mbps至1.6Gbps，連接埠和制式向下相容前三代串列ATA的標準。將於2013年公佈。[8][9][10][11][12]
mSATA[编辑]
mSATA是迷你版本SATA接口，使用Mini PCI-E连接器传输SATA信号。可支持1.5Gbps、3Gbps和6Gbps传输模式。mSATA接口多用于固态硬盘，适用于需要尺寸较小的存储器的场合（例如超薄笔记本等）。mSATA固态硬盘形似Mini PCI-E扩展卡，尺寸很小，有助于节省机器内部空间。
参见[编辑]
參考資料[编辑]
- ^ SATA Naming Guidelines. SATA-IO. [2008-12-24].
- ^ SATA-IO states power will be added by 2009
- ^ 3.0 3.1 FireWire Developer Note: FireWire Concepts. Apple Developer Connection.
- ^ 16 cables can be daisy chained up to 72 m
- ^ USB hubs can be daisy chained up to 25 m
- ^ Minich, Makia. Infiniband Based Cable Comparison (PDF). 2007-06-25 [2008-02-11].
- ^ Feldman, Michael. Optical Cables Light Up InfiniBand. HPCwire (Tabor Publications & Events). 2007-07-17: (1) [2008-02-11].
- ^ SATA3也落后了? SATA新接口标准将到来 - zol.com.cn
- ^ 打破传输瓶颈 SATA Express接口标准即将登场 - mydrivers.com
- ^ SATA的下一代「SATA Express」 - coolaler.com
- ^ Speedy 8Gbit, 16Gbit SATA Express systems coming this year - computerworld.com
- ^ [1] - Serial ATA 國際組織
外部链接[编辑]
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维基共享资源中相关的多媒体资源：SATA |
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