Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
SATA/eSATA Печать

Вообще интерфейс SATA (Serial ATA) несколько не подходит под тему данной статьи. Это внутренняя шина компьютера, а мы говорим о внешних. Тем не менее, в середине 2004 года был принят стандарт eSATA, позволивший внешнее использование SATA. Сегодня он все чаще устанавливается на материнских платах и ноутбуках. Но объяснение принципов работы eSATA по сути сводится к описанию таковых у обычного SerialATA.

Работы над SATA начали вестись в самом конце прошлого века. Данный стандарт был призван заменить распространенный Parallel ATA (PATA), тогда успешно применявшийся для подключения жестких дисков в компьютерах. Скорость последнего интерфейса тогда составляла 100-133 Мбайт/с, тогда как винчестеры могли обеспечить в среднем не более 60-70 Мбайт/с. У самых современных моделей этого показатель вырос до 120 Мбайт/с, что даже еще не покрывает возможности UDMA133. Так зачем тогда нужен SATA?

Как это не странно, но один из главных аргументов в его пользу — более высокая скорость. Первая версия стандарта (известная также как SATA 1.5 Gbit/s) позволяет передавать данные на скорости до 150 Мбайт/с (у некоторых может возникнуть вопрос, куда делись 42 Мбайт/с, ведь 1.5 Гбит/с — это 192 Мбайт/с; отвечаем — SATA поддерживает кодирование по алгоритму 8b10b, которое забирает 20% канала). Остальные аргументы менее существенны: меньший размер разъема, более тонкий кабель, возможность горячего подключения (которая не всегда реализована, но об этом далее).

Буквально через пару лет после выхода первых версий SerialATA стали говорить о подготовке и внедрении SATA2 (известный также как SATA II и SATA 3 Gbit/s). Его главное достоинство... конечно же вдвое выросшая скорость передачи данных. Теперь она составила 3 Гбит/с или 300 Мбайт/с (если учесть затраты на кодирование), вплотную приблизившись к UltraSCSI 320.

Как вы думаете, нужен ли жестким дискам такой быстрый интерфейс? Ответ на наш взгляд очевиден. Но организация SATA-IO (Serial ATA International Organization), занимающиеся принятием стандартов SerialATA, добавила еще одну весьма полезную технологию — NCQ (Native Command Queuing). Принцип заимствован из SCSI. При ее инициализации контроллер SATA анализирует запросы к жесткому диску и выстраивает из них такую очередность, чтобы запрошенные данные находились как можно близко друг к другу. Как показали многочисленные тесты порой прирост скорости весьма существенный.

Правда, заметим, что операционные системы младше Windows Vista, а также Mac OS X и Linux 2-3 летней давности не поддерживают Advanced Host Controller Interface (AHCI) без специальных драйверов. А именно AHCI обеспечивает работу NCQ и горячего подключения. Без этого интерфейса жесткие диски работают как обычные IDE.

Еще одна особенность SATA2 — обратная совместимость с первой версией стандарта. Подключая к нему жесткий диск старого типа контроллер должен сам определить какой скоростной режим следует установить. С реализацией этого автораспознавания справились не все производители. Так контроллер SATA в южных мостах VIA VT8237 и VT8237R, а также в чипах VIA VT6420 и VT6421L делал это мягко говоря "плохо". В итоге могли возникнуть проблемы с подключением новых SATA2-винчестеров. Таким же недугом страдали чипсет SiS760 и южным мост SiS964. Лечился он ручной установкой режима SATA 1.5 Gbit/s при помощи перемычки.

Еще одна новая возможность SerialATA II — поддержка подключения более одного устройства к одному порту SATA. Делается это через специальные расширители портов. А теперь давайте считать. Что будет если подключить допустим четыре самых быстрых HDD к одному разъему SATA через расширитель? Правильно, им понадобится скорость до 450-480 Мбайт/с, что уже выходит за рамки возможностей SATA2.

Выход из этой ситуации очевиден — подготовка более быстрого стандарта. Следующим в планах стоит SATA 6 Gbit/s с максимальной скоростью обмена данными 600 Мбайт/с. Конечно, все это "счастье" в обычном домашнем или офисном компьютере не к чему, но если вам потребуется создать сложную конфигурацию из многих HDD, то подобные скорости будут весьма кстати. Сроки принятия и внедрения пока неизвестны, но 6 Гбит/с версия SAS (интерфейс, призванный заменить SCSI, основан на принципах передачи данных SATA) должна появиться уже в следующем году.

Теперь о разъемах. Для подключения устройств используется специальный 7-контактный кабель. Четыре контакта передают информацию, остальные служат для заземления. Максимальная длина кабеля — 1 метр. Для Parallel ATA это значение составляло 45 см, хотя некоторые выпускали 90 см шлейфы.

Еще одно отличие SATA от PATA — напряжение, необходимое для передачи данных. Чтобы снизить шумы и наводки в широких шлейфах PATA используется напряжение 5 В. Для SATA этот показатель в десять раз меньше — 0.5 В. Из этого следует, что последние должны потреблять меньше энергии, но это не совсем так. Контроллеры SATA требуют высокой скорости для декодирования данных, что перекрывает плюсы меньшего напряжения.

Сменился и разъем питания. Стандарт SATA предусматривает специальный 15-контактный разъем вместо четырехконтактного Molex. Девять из пятнадцати контактов используются для подведения трех напряжений: 3.3 В, 5.0 В и 12.0 В. При этом каждый контакт обеспечивает силу тока до 1.5 А.

Современные блоки питания поставляются с питателями для SATA-устройств. Но существует возможность подключить и обычный Molex через специальный переходник. Также первые версии жестких дисков Serial ATA оснащались не только новым разъемом, но и Molex. Последний не поддерживает напряжение 3.3 В, которое используется при горячем подключении. Так что если вы подсоедините свой SATA HDD к Molex (напрямую или через переходник), то отключить его вы сможете только выключив компьютер.

Ну и наконец eSATA. Добавленный символ "e" к названию означает "external", то есть "внешний". По сути eSATA является вынесенным "наружу" портом SATA. Но, конечно же, есть несколько отличий. Стандарт пришлось немного доработать с учетом некоторых "внешних" особенностей среды.

В частности были повышены электрические требования, что позволило довести максимальную длину кабеля до 2 метров. Но в сравнении с длинами USB и FireWire тягаться eSATA не может. Пока во всяком случае. Сам разъем и коннектор также были преобразованы. У них пропал специальный "L"-ключ, блокирующий возможность использования обычных SATA-кабелей с портами eSATA. Для предотвращения повреждений была увеличена длина контактов на разъеме с 5.5 до 6.0 мм. Сам кабель был дополнительно экранирован, а его коннектор доработан — он поддерживает до 5000 подключений/отключений, тогда как обычный — не более 50.

Вывести разъем eSATA можно и самостоятельно. Делается это через пассивный удлинитель, подключаемый к SATA-порту на материнской плате. В случае ноутбука он может быть выведен через адаптеры PC Card или ExpressCard. Правда, в этом случае максимальная длина провода ограничивается 1 метром. Поэтому для полноценной поддержки eSATA придется несколько переработать существующие контроллеры.

Так зачем же нужен eSATA, когда есть USB 2.0 и FireWire 400/800? Ну прежде всего дело в скорости. Первый обеспечивает передачу данных до 60 Мбайт/с (да и то в теоретическом пике), а второй — 50/100 Мбайт/с. Этого недостаточно для самых быстрых жестких дисков. А некоторые производители ставят по два и более винчестеров в одну коробку, объединяя их порой в RAID-массивы, что делает USB и FireWire еще менее пригодными. Потом USB и FireWire не поддерживают функции, свойственные жестким дискам. Речь идет о таких технологиях как S.M.A.R.T. и NCQ. Они просто отключаются. В случае eSATA они полностью работоспособны.

Но есть у eSATA один недостаток. Он не способен передавать питание по кабелю, что требует дополнительного источника энергии для внешнего жесткого диска. Такой может подаваться как из розетки, так и из USB или FireWire под отдельному кабелю. Впрочем, в начале года организация SATA-IO объявила о ведении работ над данной проблемой. Во второй половине этого года она собирается представить версию eSATA, обеспечивающую достаточно питания для подключенных к разъему устройств.

Собственно это все что мы хотели рассказать о SATA/eSATA. Полагаем, что у последнего есть большие перспективы в будущем. Он определенно сможет вытеснить USB и FireWire с рынка внешних HDD.