Serial ATA - новейший ATA интерфейс передачи данных, разработанный, чтобы удовлетворить множеству требований: высокой скорости обмена, дружественности к пользователю, возможности самонастройки и, прежде всего - совместимости с программным обеспечением параллельного ATA интерфейса.
Шесть лет назад Организация Serial ATA, состоящая из Intel и нескольких крупных производителей HD создала последовательный ATA интерфейс, более быстрый, чем ATA100 и ATA133. Скорость передачи данных по Serial ATA может достигать 150 MB/sec, поскольку для передачи данных применяется последовательный метод. При этом используется всего одна проводная линия и существенно сокращается число контактов разъема кабеля. Для исполнения всех функций, включая передачу данных, прием данных, питания и заземления служат всего четыре контакта. Принцип работы идентичен USB интерфейсу, он позволяет снизить энергопотребление и рабочую температуру.
Более тонкий и гибкий кабель Serial ATA экономит место внутри корпуса и позволяет сократить размеры конструктива PC. Кроме того он поддерживает "горячее" (без снятия напряжения питания) подключение и функции быстрой установки в систему.
В число партнеров Intel по организации Serial ATA входят компании APT Technologies, Dell, IBM, Maxtor, Quantum и Seagate. Большинство из них производят HD.
Как всем давно известно, интерфейс IDE/ATA устарел и нуждается в замене. Параллельный ATA интерфейс не представляется достаточно совершенным и стабильным чтобы удовлетворить потребности потребителей в скорости и эффективности. Так называемый Parallel ATA (использующий для передачи данных множество параллельных линий) требует большого количества проводов и высокочастотных стробирующих сигналов. В противоположность ему Serial ATA использует последовательный способ передачи данных, который, согласно успешному опыту таких практических применений, как Ethernet, USB, FireWire и HyperTransport от AMD, показал себя более быстрым и стабильным.
На рисунке показано, что скорости передачи данных внутри HD и через интерфейс возрастают примерно на 40% в год. При этом, производительности интерфейса Ultra ATA/133 в 2003 году станет недостаточно. Таким образом, Serial ATA должен прийдти ему на смену и занять положение новой стандартной спецификации. (Рисунок взят с сайта компании Maxtor: www.maxtor.com.)
|
История интерфейса ATA и IDE
ATA - соединение, часто называемое IDE интерфейсом это интерфейсная спецификация жестких дисков и CD-ROM приводов, созданная совместно множеством производителей аппаратного и программного обеспечения в 80-е годы. "AT" означает шину IBM PC/AT. ATA-соединение часто называют IDE. Однако, это не совсем одно и то же. IDE обозначает техническую спецификацию на накопители на жестком диске, а ATA - спецификацию на интерфейсное соединение между HD и PC. Все технические условия АТА от ATA-1 до ATA-5 были выработаны ANSI.
IDE (дословно - встроенная электроника привода) созданый в 1986 году компаниями Western Digital и Compaq Computer системный интерфейс, применявшийся в HD, который отвечал за взаимодействие центрального процессора и жесткого диска. Разрядностъ интерфейса составляла 8 или 16 бит, рабочая частота в ранних версиях - 8 MHz. Использовался 40-проводной кабель, имелась возможность одновременного обслуживания 2 накопителей. Кроме того, IDE HD требоваал управления от центрального процессора, поскольку сам не обладал возможностями обработки данных. Управляющие микросхемы подобного типа широко применялись в периферийных устройствах благодаря своей дешевизне и простоте интерфейса. IDE стал очень популярным стандартом. Однако, он обладал множеством ограничений, и, в том числе слишком малым объемом хранимых данных. Кроме того, для управления IDE требовались значительная часть мощности центрального процессора. По этим причинам на рынке появился новый тип интерфейса, называемый Enhanced IDE или E-IDE.
E-IDE был создан компанией Western Digital и имел множество преимуществ, включая поддержкку 2.5" HD. Он позволял превысить традиционный предел емкости HD в 528MB. При включенном режиме LBA в BIOS он мог поддерживать HD емкостью до 8.4 MB. E-IDE мог, также, обслуживать до 4 HD при использовании 2 кабелей. Согласно спецификации на передачу данных, E-IDE имел 2 новых режима - PIO Mode 4 и Multiword DMA Mode (групповая передача в режиме прямого доступа к памяти).
Стремясь к лидирующему положению на рынке, компания Quantum, по своему обыкновению, использовала значительный объем капиталовложений и трудозатрат на исследования и разработку новой спецификации интерфейса. В 1996 году Quantum представил так называемую Ultra ATA спецификацию, также известную под названиями Ultra ATA/33, Ultra DMA33. Благодаря использованию обоих фронтов тактовых импульсов стандартного сигнала синхронизации, эффективная рабочая частота возросла в два раза, соответственно, и скорость передачи данных по IDE возросла с 16 MB/сек до 33 MB/сек. Кроме того, для повышения надежности передачи данных в Ultra ATA был введен циклический контрольный код (CRC).
Продолжая использовать спецификацию Ultra ATA, в 1998 году на Ultra ATA/66 сменили кабель с 40 проводного на 80 проводной, в котором 40 дополнительных проводников соединены с земляной шиной для снижения избыточных помех и повышения точности предачи данных. Пропускная способность, также, была увеличена до 66 MB/сек. Следующая версия - Ultra ATA100 представляет собой усовершенствование Ultra ATA66. Используя преимущества нового кабеля и разьема пропускную способность повысили до 100MB/сек посредством сокращения длительности такта передачи сигнала.
Ultra ATA/133 был анонсирован компанией Maxtor в 2001 году. Он поднимает стандартную пропускную способность интерфейса до 133MB/сек. Его программная и аппаратная части идентичны ATA/100. Так, все чипсеты (с ATA/100), выпущенные компаниями VIA и SiS поддерживают и ATA/133.
|
|
Прирост производительности при переходе на Serial ATA |
|
|
Являясь лидером группы производителей системных плат, MSI первой выпустила системную плату с поддержкой Serial ATA KT4Ultra-FISR. Чтобы подтвердить повышение производительности HD, создаваемое Serial ATA, мы провели ряд базовых тестов. В качестве образца для сравнения использовался HD производства Maxtor c интерфейсом Ultra ATA/133.
Важнейший вклад в результат теста Winstone от ZD дает призводительность операций ввода/вывода данных на HD. На приведенном выше рисунке видно влияние Serial ATA, особенно заметен его вклад в повышении пропускной способности системы.
Из результатов теста Disk WinMark (программа Business Disk WinMark99) из пакета WinBench, видно, что Serial ATA предоставляет значительно более высокую скорость передачи данных, чем Ultra ATA/133.
Пару лет назад несколько компаний провозгласили создание группы исследователей и разработчиков для усовершенствования Serial ATA и создания Serial ATA II для удовлетворения запросов рынка серверов, рабочих станций и сетевых накопителей.
Спецификаця Serial ATA реализуется в две стадии. Функции сервера и сетевого накопителя реализованы в конце 2002 года. Разработка продукции будет происходить в 2003 году. Повышение скорости передачи сигнала должно быть осуществлено до конца 2003 года, а новая продукция должна быть выпущена в течении второй половины 2004 года. Предполагается, что эти мероприятия ускорят продвижение Serial ATA на рынок. Serial ATA будет использоваться для соединения таких внутренних накопителей, как HD, DVD и CD-R/W c PC, ноутбуками, серверами и другими сетевыми устройствами хранения информации.
Спонсоры группы Serial ATA II те же, что и у Serial ATA 1.0. Среди них APT Technologies, DELL, Intel, Maxtor и Seagate. Кроме спонсоров в группу входят также Adaptec, EMC, Eurologic, Fujitsu, IBM, Infineon Technologies, North America Corp., LSI Logic, Marvell, Molex, Ericsson, Promise, Qlogic, Sierra Logic, Silicon Image, Western Digital и т.д. В блихайшее время Sreial ATA II будет полностью совместим с Serial ATA 1.0 и операционными системами.
Эта революционная технология в ближайшем будущем заменит параллельный ATA интерфейс на рынке PC, недорогих серверов и сетевых устройств хранения информации. Используемые в Serial ATA более тонкие и гибкие кабели с меньшим количеством контактов облегчают монтаж, предотвращают перегрев внутренних объемов устройств и способствуют созданию новых стандартов на устройства с меньшими габаритами. Serial ATA предоставляет пользователям большие удобства в монтаже кабелей, соединяющих системную плату с периферией. В Srial ATA может быть также применен небольшой переходник, позволяющий поддерживать также и параллельный ATA интерфейс. Технологии Serial ATA дадут пользователям массовый интерфейс устройств хранения информации, который удовлетворит требования компьютерных систем на ближайшее десятилетие.
|
Интерфейс
|
Parallel ATA
|
Universal Serial Bus (USB)
|
IEEE 1394 (FireWire или i.LINK)
|
Serial ATA
|
|
Сектор рынка
|
ВНУТРЕННИЕ
накопители информации
|
ВНЕШНИЕ
периферийные устройства: (принтеры, сканеры, клавиатуры, мыши)
|
ВНЕШНИЕ
переносные устройства хранения информацииs
|
ВНУТРЕННИЕ накопители информации
|
|
Цена
|
Низкая
|
Больше, чем у параллельного
|
Больше, чем у параллельного (плюс выплаты разработчику)
|
Равна параллельному
|
|
Скорость передачи данных на 2000 год (MB/s))
|
100
|
1.5 (USB 1.1)
|
50
|
нет информации
|
|
Скорость передачи данных в 2002 году (MB/s)
|
133
|
60 (USB 2.0)
|
50
|
150 Generation 1
|
|
Скорость передачи данных в 2005 году (MB/s)
|
133
|
60
|
200
|
300 Generation 2
|
|
Длина кабеля(м)
|
0.45
|
6.0 per link
|
4.5 per link
|
1.0
|
|
Поддержка драйверами операционных систем
|
Стандартный параллельный
|
USB
|
Новый специальный 1394
|
Используется стандартный параллельный
|
|
Bootable
|
Есть
|
Нет
|
Нет
|
Есть
|
|
Интеграция на системную плату PC
|
Есть
|
Есть
|
Нет
|
Есть
|
|
Горячее подключение
|
Нет
|
Есть
|
Есть
|
Есть
|
Преимущества Seral ATA состоят в том, что он легок, тонок, кроток и главное, безопасен по электропитанию.
|
Карта переходника для Serial ATA |
|
|
Поскольку HD c Serial ATA все еще редки в продаже, а большинство системных плат уже поддерживают его, мы рекомендуем немного подождать до начала массового распространения таких устройств. Некоторые производители предлагают в качестве замены "Serial ATA Transfer Card" (карту переходника для Serial ATA). Мы не считаем приобретение такой карты правильным решением, поскольку это не только трата лишних денег, но и отсутстве возможности реализации производительности, заложенной в Serial ATA.
Преимущества кабеля SATA состоят в простоте соединения и легкости рассеивания тепла. Кроме того, он легко скручивается и предотвращает неправильное подключение к системной плате.
