Шина Serial ATA

 

Спецификации последовательного интерфейса Serial АТА 150 (SATA) версии 1.0 были опубликованы в августе 2001 г., а спецификация Serial АТА 300 — в октябре 2002 г. В настоящее время интерфейс SATA считается основным для подключения накопителей различных типов в современных платформах персональных компьютеров.

Стандарт SATA подразумевает последовательную передачу данных, а потому сигнальные линии задействуют всего две дифференциальные пары. Одна из них работает на передачу, а другая — на прием. Всего же в кабеле SATA допускается использование семи проводников, три из которых предназначены для заземления. Максимальная длина кабеля при этом составляет один метр.

По сравнению с традиционным параллельным интерфейсом АТА шина Serial АТА имеет большую помехозащищенность и мало восприимчива к электромагнитным помехам благодаря использованию низкоуровневых дифференциальных сигналов.

На логическом уровне для передачи данных используется двухэтапное кодирование. Такая избыточность необходима для повышения помехоустойчивости обмена данными. Кроме логического двухэтапного кодирования при передаче данных используется метод циклического избыточного контроля.

Другой особенностью интерфейса SATA является организация взаимодействия между контроллером и диском по принципу «точка-точка». Напомним, что интерфейс АТА предусматривает подключение на один канал до двух устройств (Master и Slave); соответственно полоса пропускания 133 Мбайт/с разделяется между устройствами. В интерфейсе SATA к каждому контроллеру подключается только один накопитель, поэтому каждому устройству предоставляется вся полоса пропускания. Спецификацией 5АТА предусмотрена поддержка технологии горячей замены дисков, то есть подключения и отключения устройств на работающем компьютере.

Развитием спецификации SATA стал интерфейс 5епа1 АТА 300, который поддерживают современные версии чипсетов ведущих производителей, например компаний Intel, NVIDIA, VIA и SiS. Главное преимущество спецификации SATA 300 — увеличение пропускной способности шины до 300 Мбайт/с.

В шине 5АТА 300 также реализованы некоторые технологии, повышающие эффективность работы накопителей. Например, к шине подключаются специальные мосты-умножители, позволяющие подсоединять до 15 устройств на один канал SATA. Но главные усовершенствования связаны с оптимизацией очереди команд.

В спецификации 5АТА 300 приняты меры по уменьшению задержек за счет изменения порядка выполнения команд. Эта технология названа Native Command Queuing (NCQ) — естественная очередность команд. Жесткие диски SATA 300 умеют оптимально выстраивать уже принятые команды и динамически добавлять поступившие в ходе работы команды в нужные позиции очереди.

В целом внедрение интерфейса Serial АТА повысило эффективность системы накопителей в настольных компьютерах и вывело ее на уровень, ранее характерный для дорогих рабочих станций. Например, использование RAID-массивов с дисками SATA заметно улучшает производительность мультимедийных приложений, игр и других программ, требующих обработки больших объемов информации.