Собирая компьютер или меняя его комплектующие, пользователь часто сталкивается с огромным количеством интерфейсов. Сразу с ними разобраться не просто, так как их, во-первых, очень много, во-вторых, они имеют некоторые разновидности. Отсюда часто возникают вопросы, что такое SATA или ATA? Вместе с этим важно также понимать виды этого интерфейса, различия и задачи.
Прежде чем разобраться с тем, что такое SATA, нужно кратко объяснить, что же такое интерфейс. Это элемент взаимодействия, который состоит из сигнальных линий, контроллера и набора правил.
Любой кабель системы компьютера взаимодействует с устройством и материнской платой. Один конец интерфейса подключается к определенному оборудованию, а другой - к разъему на платформе.
Что такое SATA? Этот интерфейс имеет последовательный обмен данными с устройствами, накапливающими информацию. Если говорить на примере, то в данный момент SATA используется для подключения жесткого диска к материнской плате.
Этот интерфейс с некоторых пор стал универсальным, поскольку учел ошибки прошлых изобретений и оказался наиболее подходящим для подключения винчестера к системе.
SATA имеет разъем на 7 пинов, в то время как его предшественник PATA имел 40 пинов. В связи с этим, размер интерфейса значительно уменьшился, что повлекло и уменьшение сопротивления воздуха. Таким образом, намного проще стало организовывать систему охлаждения, а воздух, разгоняемый ее кулерами, стал доставать до всех элементов питания.
Еще одной положительной чертой SATA-кабеля стала его устойчивость к многократному подключению. Производители позаботились о том, чтобы питающий шнур имел качественные и крепкие материалы.
Еще одним изменением стал принцип подключения кабелей. Ранее, когда был популярен PATA-интерфейс, подключение осуществлялось попарно. Одним шлейфом можно было объединить два устройства. Сейчас же каждое комплектующее подключается одним кабелем.
Такое изменение повлияло на технологию совместной работы оборудования. Кроме того, значительно уменьшились проблемы при комплектации системы, исчезли неполадки при применении нетерминированных шлейфов.
С тех пор, как мир узнал что такое SATA, этот интерфейс пережил два поколения. Кроме того, у него появилось огромное количество модификаций для разных устройств. Среди основных типов выделяется 1, 2 и 3 ревизии. Также SATA обзавелся множеством модификаций и переходников.
Впервые HDD SATA появился в 2003 году. Это была первая попытка создать интерфейс. Шина работала на скорости 1500 МГц. При этом пропускная способность не превышала 150 Мбайт/с. Так многие сравнивали эту ревизию с Ultra ATA, которая имела незначительно меньшие показатели скорости передачи данных.
Все же можно выделить и некоторые новшества. Во-первых, последовательная шина сменила параллельную. Во-вторых, это повлекло за собой и функционирование на более высоких скоростях. В-третьих, отпала проблема синхронизации каналов. Такое изобретение стало революционным в компьютерной технологии.
SATA 2 не заставил себя долго ждать и появился в обновленном формате. Он стал работать на частоте 3000 МГц. При этом пропускная способность была равна 300 Мбайт/с нетто. Когда производители других механизмов разглядели в этом интерфейсе потенциал, они начали применять его в своих новинках. В итоге, первой в производстве новых девайсов оказалась компания Nvidia, которая применила этот интерфейса в чипсете.
Новинка должна была работать с предыдущей ревизией SATA. Но многие пользователи столкнулись с тем, что в некоторых устройствах и контроллерах необходимо было ручное вмешательство в режимы работы. Так некоторые производители внедрили специальные перемычки для переключения между SATA 1 и SATA 2.
SATA 3 также не заставил себя долго ждать и появился уже в 2008 году. Это ревизия обзавелась пропускной способностью в 6 Гбит/с брутто. Помимо того, что новый интерфейс стал работать быстрее, появилось и улучшенное управление питанием. Учитывая ошибки прошлых ревизий, разработчики продумали совместимость всех ранее выпущенных интерфейсов этой серии.
SATA III позже была доработана. Так появилось еще два типа.
SATA Revision 3.1 получила довольно много существенных и не очень изменений. К примеру, появился вариант mSATA для мобильных аппаратов. С новой технологии Zero-power интерфейс перестал требовать энергию в спящем режиме. Также улучшилась производительность твердотельных накопителей, снизилась общая энергия потребления, также появились возможности хост-идентификации.
Далее последовала SATA Revision 3.2. Обычно эту версию также называют Express. В целом, этот интерфейс взаимодействовал с классическим SATA, но несущим интерфейсом в этом случае стал PCI Express, что понятно из названия. Это все повлекло к изменениям в конструкции порта. Новинка получила два расположенных в длину SATA-порта, которые позволили подключать как винчестеры, так и накопители, работающие с SATA Express. Один из разъемов работал при скорости 8 Гбит/с, а второй - 16 Гбит/с.
Вместе с этой ревизией стала известна модификация micro SSD. Она была разработана специально для встроенных накопителей небольшого размера.
Устройства развивались, а вместе с ними появлялись новые вариации интерфейсов. Чуть позже первой ревизии SATA на рынке появился вариант eSATA. Этот интерфейс предполагал подключение оборудования в режиме «горячей замены».
Что это за режим? «Горячая замена» позволяет включать или отключать устройство к системе, которая может при этом беспрерывно работать. В этом случае не нужно отключать компьютер, чтобы подключить к нему ЖД.
Вариант eSATA обзавелся своими особенностями:
Чтобы использовать данный разъем, в операционной системе Windows необходимо было включить особый режим. Для этого нужно было перейти в BIOS и выбрать Advanced Host Controller Interface.
В этом случае многие пользователи столкнулись с такой проблемой, что операционная система могла перестать загружаться. Но это было лишь в момент популярности Windows XP, который подключался к контроллеру с режимами ATA. Сейчас это проблема совсем не актуальна, поскольку данная операционная система практически не используется, а в новых такой проблемы нет.
Изначально связывали SATA с жестким диском. Но многие разработчики принялись создавать модифицированные версии. Так появился Power eSATA. Этот вариант объединял eSATA и USB. Интерфейс позволял одновременно использовать кабель Power Over eSATA и подключать накопитель без каких-либо переходников.
У классического интерфейса SATA также появились свои модификации. В 2009 году стал известен разъем Mini-SATA. Сейчас его определяют как форм-фактор для твердотельных накопителей, которые имеют уменьшенный разъем относительно жестких дисков.
Mini-SATA работает в ноутбуках и других устройствах, которые функционируют с небольшими SSD-дисками. Скорее всего, mSATA появился от интерфейса PCI Express Minin Card. Оба разъема электрически совместимы, но имеют разницу в сигналах.
Глядя на широкое разнообразие вариаций SATA и разных его модификаций, становится понятно, что для всего этого добра необходимо покупать переходники. Конечно, адаптеры нужны не всегда. Но есть устройства, которые имеют устаревший тип подключения и требуют соответствующего интерфейса.
Самым популярным адаптером считается SATA на IDE и наоборот. Поскольку IDE является устаревшей версией, то потребность в переходниках практически отпала. Раньше этот вопрос был актуален, поскольку многие устройства, и материнские платы в том числе, работали с ATA. Сейчас же все оборудование работает на разных ревизиях SATA (преимущественно на третьей), поэтому не требует адаптеров.
Вопрос о переходниках может быть актуальным в случае более современных интерфейсов. Так, некоторые пользователи ищут адаптер mSATA-M.2 или USB-SATA.
Адаптеры найти просто. Особенно их много в популярных китайских интернет-магазинах. Кстати, именно там чаще всего и заказывают подобные механизмы.
SATA-разъем имеет долгую историю. Он развивается и с каждым годом обзаводится новыми модификациями, которые оказываются намного быстрее и эффективнее. Как и любой другой интерфейс, предполагается, что этот вскоре будет заменен на еще одну свою улучшенную версию, которая появится с увеличенной скоростью передачи данных.
В этой статье речь пойдет о том, что позволяет подключить жесткий диск к компьютеру, а именно, об интерфейсе жесткого диска. Точнее говорить, об интерфейсах жестких дисков, потому что технологий для подключения этих устройств за все время их существования было изобретено великое множество, и обилие стандартов в данной области может привести в замешательство неискушенного пользователя. Впрочем, обо все по порядку.
Интерфейсы жестких дисков (или строго говоря, интерфейсы внешних накопителей, поскольку в их качестве могут выступать не только , но и другие типы накопителей, например, приводы для оптических дисков) предназначены для обмена информацией между этими устройствами внешней памяти и материнской платой. Интерфейсы жестких дисков, не в меньшей степени, чем физические параметры накопителей, влияют на многие рабочие характеристики накопителей и на их производительность. В частности, интерфейсы накопителей определяют такие их параметры, как скорость обмена данными между жестким диском и материнской платой, количество устройств, которые можно подключить к компьютеру, возможность создания дисковых массивов, возможность горячего подключения, поддержка технологий NCQ и AHCI, и.т.д. Также от интерфейса жесткого диска зависит, какой кабель, шнур или переходник для его подключения к материнской плате вам потребуется.
Интерфейс SCSI является одним из самых старых интерфейсов, разработанных для подключения накопителей в персональных компьютерах. Появился данный стандарт еще в начале 1980-х гг. Одним из его разработчиков был Алан Шугарт, также известный, как изобретатель дисководов для гибких дисков.
Внешний вид интерфейса SCSI на плате и кабеля подключения к нему
Стандарт SCSI (традиционно данная аббревиатура читается в русской транскрипции как «скази») первоначально предназначался для использования в персональных компьютерах, о чем свидетельствует даже само название формата – Small Computer System Interface, или системный интерфейс для небольших компьютеров. Однако так получилось, что накопители данного типа применялись в основном в персональных компьютерах топ-класса, а впоследствии и в серверах. Связано это было с тем, что, несмотря на удачную архитектуру и широкий набор команд, техническая реализация интерфейса была довольно сложна, и не подходила по стоимости для массовых ПК.
Тем не менее, данный стандарт обладал рядом возможностей, недоступных для прочих типов интерфейсов. Например, шнур для подключения устройств Small Computer System Interface может иметь максимальную длину в 12 м, а скорость передачи данных – 640 МБ/c.
Как и появившийся несколько позже интерфейс IDE, интерфейс SCSI является параллельным. Это означает, что в интерфейсе применяются шины, передающие информацию по нескольким проводникам. Данная особенность являлась одним из сдерживающих факторов для развития стандарта, и поэтому в качестве его замены был разработан более совершенный, последовательный стандарт SAS (от Serial Attached SCSI).
Так выглядит интерфейс SAS серверного диска
Serial Attached SCSI разрабатывался в усовершенствования достаточно старого интерфейса подключения жестких дисков Small Computers System Interface. Несмотря на то, что Serial Attached SCSI использует основные достоинства своего предшественника, тем не менее, у него есть немало преимуществ. Среди них стоит отметить следующие:
Как правило, системы Serial Attached SCSI строятся на основе нескольких компонентов. В число основных компонентов входят:
Разъемы Serial Attached SCSI могут иметь различную форму и размер, в зависимости от типа (внешний или внутренний) и от версий SAS. Ниже представлены внутренний разъем SFF-8482 и внешний разъем SFF-8644, разработанный для SAS-3:
Слева - внутренний разъём SAS SFF-8482; Справа - внешний разъём SAS SFF-8644 с кабелем.
Несколько примеров внешнего вида шнуров и переходников SAS: шнур HD-Mini SAS и шнур-переходник SAS-Serial ATA.
Слева - шнур HD Mini SAS; Справа - переходной шнур с SAS на Serial ATA
Сегодня достаточно часто можно встретить жесткие диски с интерфейсом Firewire. Хотя через интерфейс Firewire к компьютеру можно подключить любые типы периферийных устройств, и его нельзя назвать специализированным интерфейсом, предназначенным для подключения исключительно жестких дисков, тем не менее, Firewire имеет ряд особенностей, которые делают его чрезвычайно удобным для этой цели.
FireWire - IEEE 1394 - вид на ноутбуке
Интерфейс Firewire был разработан в середине 1990-х гг. Начало разработке положила небезызвестная фирма Apple, нуждавшаяся в собственной, отличной от USB, шине для подключения периферийного оборудования, прежде всего мультимедийного. Спецификация, описывающая работу шины Firewire, получила название IEEE 1394.
На сегодняшний день Firewire представляет собой один из наиболее часто используемых форматов высокоскоростной последовательной внешней шины. К основным особенностям стандарта можно отнести:
Для подключения винчестеров (обычно посредством внешних корпусов для жестких дисков) через шину Firewire, как правило, используется специальный стандарт SBP-2, использующий набор команд протокола Small Computers System Interface. Существует возможность подключения устройств Firewire к обычному разъему USB, но для этого требуется специальный переходник.
Аббревиатура IDE, несомненно, известна большинству пользователей персональных компьютеров. Стандарт интерфейса для подключения жестких дисков IDE был разработан известной фирмой, производящей жесткие диски – Western Digital. Преимуществом IDE по сравнению с другими существовавшими в то время интерфейсами, в частности, интерфейсом Small Computers System Interface, а также стандартом ST-506, было отсутствие необходимости устанавливать контроллер жесткого диска на материнскую плату. Стандарт IDE подразумевал установку контроллера привода на корпус самого накопителя, а на материнской плате оставался лишь хост-адаптер интерфейса для подключения приводов IDE.
Интерфейс IDE на материнской плате
Данное нововведение позволило улучшить параметры работы накопителя IDE благодаря тому, что сократилось расстояние между контроллером и самим накопителем. Кроме того, установка контроллера IDE внутрь корпуса жесткого диска позволила несколько упростить как материнские платы, так и производство самих винчестеров, поскольку технология давала свободу производителям в плане оптимальной организации логики работы накопителя.
Новая технология первоначально получила название Integrated Drive Electronics (Встроенная в накопитель электроника). Впоследствии был разработан описывающий ее стандарт, названный ATA. Это название происходит от последней части названия семейства компьютеров PC/AT посредством добавления слова Attachment.
Для подключения жесткого диска или другого устройства, например, накопителя для оптических дисков, поддерживающего технологию Integrated Drive Electronics, к материнской плате, используется специальный кабель IDE. Поскольку ATA относится к параллельным интерфейсам (поэтому его также называют Parallel ATA или PATA), то есть, интерфейсам, предусматривающим одновременную передачу данных по нескольким линиям, то его кабель данных имеет большое количество проводников (обычно 40, а в последних версиях протокола имелась возможность использовать 80-жильный кабель). Обычный кабель данных для данного стандарта имеет плоский и широкий вид, но встречаются и кабели круглого сечения. Кабель питания для накопителей Parallel ATA имеет 4-контактный разъем и подсоединен к блоку питания компьютера.
Ниже приведены примеры кабеля IDE и круглого шнура данных PATA:
Внешний вид интерфейсного кабеля: cлева - плоский, справа в круглой оплетке - PATA или IDE.
Благодаря сравнительной дешевизне накопителей Parallel ATA, простоте реализации интерфейса на материнской плате, а также простоте установки и конфигурации устройств PATA для пользователя, накопители типа Integrated Drive Electronics на длительное время вытеснили с рынка винчестеров для персональных компьютеров бюджетного уровня устройства других типов интерфейса.
Однако стандарт PATA имеет и ряд недостатков. Прежде всего, это ограничение по длине, которую может иметь кабель данных Parallel ATA – не более 0,5 м. Кроме того, параллельная организация интерфейса накладывает ряд ограничений на максимальную скорость передачи данных. Не поддерживает стандарт PATA и многие расширенные возможности, которые имеются у других типов интерфейсов, например, горячее подключение устройств.
Вид интерфейса SATA на материнской плате
Интерфейс SATA (Serial ATA), как можно догадаться из названия, является усовершенствованием ATA. Заключается это усовершенствование, прежде всего, в переделке традиционного параллельного ATA (Parallel ATA) в последовательный интерфейс. Однако этим отличия стандарта Serial ATA от традиционного не ограничиваются. Помимо изменения типа передачи данных с параллельного на последовательный, изменились также разъемы для передачи данных и электропитания.
Ниже приведен шнур данных SATA:
Шнур передачи данных для SATA интерфейса
Это позволило использовать шнур значительно большей длины и увеличить скорость передачи данных. Однако минусом стало то обстоятельство, что устройства PATA, которые до появления SATA присутствовали на рынке в огромных количествах, стало невозможно напрямую подключить в новые разъемы. Правда, большинство новых материнских плат все же имеют старые разъемы и поддерживают подключение старых устройств. Однако обратная операция – подключение накопителя нового типа к старой материнской плате обычно вызывает куда больше проблем. Для этой операции пользователю обычно требуется переходник Serial ATA to PATA. Переходник для кабеля питания обычно имеет сравнительно простую конструкцию.
Переходник питания Serial ATA to PATA:
Слева общий вид кабеля; Cправа укрупнено внешний вид коннекторов PATA и Serial ATA
Сложнее, однако, дело обстоит с таким устройством, как переходник для подключения устройства последовательного интерфейса в разъем для параллельного интерфейса. Обычно переходник такого типа выполнен в виде небольшой микросхемы.
Внешний вид универсального двунаправленного переходника между интерфейсами SATA - IDE
В настоящее время интерфейс Serial ATA практически вытеснил Parallel ATA, и накопители PATA можно встретить теперь в основном лишь в достаточно старых компьютерах. Еще одной особенностью нового стандарта, обеспечившей его широкую популярность, стала поддержка .
Вид переходника с IDE на SATA
О технологии NCQ можно рассказать чуть подробнее. Основное преимущество NCQ состоит в том, что она позволяет использовать идеи, которые давно были реализованы в протоколе SCSI. В частности, NCQ поддерживает систему упорядочивания операций чтения/записи, поступающих к нескольким накопителям, установленным в системе. Таким образом, NCQ способна значительно повысить производительность работы накопителей, в особенности массивов жестких дисков.
Вид переходника с SATA на IDE
Для использования NCQ необходима поддержка технологии со стороны жесткого диска, а также хост-адаптера материнской платы. Практически все адаптеры, поддерживающие AHCI, поддерживают и NCQ. Кроме того, NCQ поддерживают и некоторые старые проприетарные адаптеры. Также для работы NCQ требуется ее поддержка со стороны операционной системы.
Отдельно стоит упомянуть о казавшемся многообещающим в свое время, но так и не получившем широкого распространения формате eSATA (External SATA). Как можно догадаться из названия, eSATA представляет собой разновидность Serial ATA, предназначенную для подключения исключительно внешних накопителей. Стандарт eSATA предлагает для внешних устройств большую часть возможностей стандартного, т.е. внутреннего Serial ATA, в частности, одинаковую систему сигналов и команд и столь же высокую скорость.
Разъем eSATA на ноутбуке
Тем не менее, у eSATA есть и некоторые отличия от породившего его стандарта внутренней шины. В частности, eSATA поддерживает более длинный кабель данных (до 2 м), а также имеет более высокие требования к питанию накопителей. Кроме того, разъемы eSATA несколько отличаются от стандартных разъемов Serial ATA.
По сравнению с другими внешними шинами, такими, как USB и Firewire, eSATA, однако, имеет один существенный недостаток. Если эти шины позволяют осуществлять электропитание устройства через сам кабель шины, то накопитель eSATA требует специальные разъемы для питания. Поэтому, несмотря на сравнительно высокую скорость передачи данных, eSATA в настоящее время не пользуется большой популярностью в качестве интерфейса для подключения внешних накопителей.
Информация, хранящаяся на жестком диске, не может стать полезной для пользователя и доступной для прикладных программ до тех пор, пока к ней не получит доступ центральный процессор компьютера. Интерфейсы жестких дисков представляют собой средство для связи между этими накопителями и материнской платой. На сегодняшний день существует немало различных типов интерфейсов жестких дисков, каждый из которых имеет свои достоинства, недостатки и характерные особенности. Надеемся, что приведенная в данной статье информация во многом окажется полезной для читателя, ведь выбор современного жесткого диска во многом определяются не только его внутренними характеристиками, такими, как емкость, объем кэш-памяти, скорость доступа и вращения, но и тем интерфейсом, для которого он был разработан.
Про интерфейс SATA (англ. Serial ATA) уже практически забыли, однако преемственность поколений заставляет время от времени поднимать вопрос о совместимости SATA 2 и SATA 3. Сегодня это касается преимущественно использования новых твердотельных накопителей SSD, а также последних моделей жестких дисков, подключаемых к материнским платам, выпущенным пару лет назад. Как правило, когда речь идет об обратной совместимости устройств, большинство пользователей предпочитает не замечать потерь производительности, желая сэкономить. Так же происходит и с интерфейсами sata: конструкция разъема позволяет подключение и SATA 2, и SATA 3, угрозы оборудованию при несоответствии подключаемого устройства разъему не имеется, так что “ставим, что есть — работает”.
Конструктивных различий между SATA 2 и SATA 3 не имеется. По определению, SATA 2 представляет собой интерфейс обмена данными с пропускной способностью до 3 Гбит/с, SATA 3 же обеспечивает скорость обмена данными до 6 Гбит/с. Обе спецификации имеют семиконтактный разъем.
Когда речь идет о жестких дисках, разницы при обычной работе между подключением устройства по интерфейсу SATA 3 и SATA 2 мы не заметим. Механика харда не обеспечивает высоких скоростей, практически пределом можно считать 200 Мб/с (при 3 Гбит/с максимальной пропускной способности). Выпуск жестких дисков с интерфейсом SATA 3 можно считать данью апгрейду. Такие накопители подключаются к портам второй ревизии без потери в скорости обмена данными.
Совсем иное дело твердотельные накопители. SSD-устройства выпускаются только с интерфейсом SATA 3. Хотя подключить их к порту SATA 2 и можно без угрозы системе, однако высокие скорости чтения и записи при этом теряются. Показатели падают примерно в два раза, так что само применение недешевых устройств себя не оправдывает. С другой стороны, SSD в силу технологических особенностей будет работать быстрее жесткого диска даже при подключении к медленному интерфейсу, потеряв половину скорости.
Интерфейс SATA 3 работает на более высокой частоте, чем предыдущая спецификация, так что задержки минимизируются, а подключенный к порту SATA 2 твердотельный накопитель с SATA 3 покажет производительность выше, чем жесткий диск с SATA 2. Правда, заметно это рядовому пользователю будет исключительно при тестировании, а не в процессе обычной работы с приложениями.
Не критичным, но значимым отличием SATA 3 от SATA 2 можно считать улучшенное управление питанием устройства.
SATA (Serial — ATA , Serial Advanced Technology Attachment ) – разновидность интерфейса компьютерной шины, предназначенный для подключения к шине устройств, оптических приводов, и других.
Был разработан и представлен в 2003 году, как замена ныне устаревшему интерфейсу ATA (AT Attachment ), также известный как IDE . Позже, ATA был переименован в PATA (Parallel ATA , для лучшей узнаваемости и избегания путаницы.
Была создана организация под названием SATA —IO (Sata International Organization ), которая отвечает за развитие, поддержку, и публикацию новых спецификаций как для SATA , так и для SAS (Serial Attached SCSI ).
Преимущества
нового интерфейса в сравнении со старым были как физические
:уменьшенные габариты разъёмов, шлейфов и меньшее количество контактных ножек (7 против 40
); так и технические
: нативная поддержка «горячей замены
» (замена не активного устройства), более быстрая передача данных
на более высоких скоростях
, увеличенная эффективность очереди
команд вводавывода (I
O
). Позже, с приходом режима , появилась поддержка технологии .
Теоретически, последовательный порт медленнее параллельного, но повышения скорости удалось добиться благодаря высокой частоте функционирования . Частоту удалось поднять благодаря отсутствию необходимости синхронизации данных, а также большей защищённости кабеля от помех (толще проводник, меньше помех).
В 2008
году, более 90%
новых настольных компьютеров использовали для подключения периферии
SATA
разъём. PATA
всё ещё можно приобрести, но продаются они лишь для сохранения совместимости со старыми дисками и материнскими платами.
Ревизии SATA :
SATA 1. x
Первая ревизияинтерфейса предусматривает частоту функционирования 1.5 Ггц
, что обеспечивает полосу пропускания 1.5 Гбит/с
. Около 20%
отнимается на нужды системы кодирования типа 8
b
10
b
, где в каждые 10 бит
вкладывается ещё 2 бита
служебной информации. Таким образом, максимальная скорость равняется 1.2 Гбит/с
(150 Мб/с
). Это совсем немного быстрее самой быстрой
PATA
/133
, но намного лучшее быстродействие достигается в режиме
AHCI
, где работает поддержка
NCQ
(Native
Command
Queuing
). Это значительно улучшает производительность в много-поточных задачах, но не все контроллёры поддерживают AHCI
на первой версии SATA
.
SATA 2. x
Частота функционирования была увеличена до 3.0 Ггц
, что увеличило пропускную способность до 3.0 Гбит/с
. Эффективная пропускная способность равняется 2.4Гбит/с
(300Мб/
c
), то есть в 2 раза выше чем у
SATA
1
. Совместимость
между первой и второй ревизией сохранилась. Интерфейсные кабели тоже были сохранены прежние и полностью совместимы
между собой.
SATA 3.0
В июле 2008 года, SATA — IO представила спецификации SATA 3.0 , с пропускной способностью 6 Гбит / с . Полный 3.0 стандарт был выпущен в Мае 2009 года.
Эффективная пропускная способность составила 600Мб/с , а частота функционирования 6.0Ггц (то есть поднята только частота). Совместимость сохранилась как в методе передачи данных, так и в разъёмах и проводах; улучшено управление питанием.
Основной сферой применения, где требовалась такая пропускная способность – SSD (твёрдотельные) накопители. Для жёстких дисков, такая пропускная способность не требовалась. Выигрыш для них был в более высокой скорости передачи данных из кэш (DRAM — cache ) памяти диска.
SATA 3.1
Изменения:
A dvanced H ost C ontroller I nterface
Открытый хост-интерфейс, предложенный Intel , ставший стандартом. Является более предпочтительным интерфейсом для устройств SATA . Позволяет использовать такие команды SATA как Hot plug (горячая замена), NCQ (Native Command Queuing ). Если в настройках материнской платы не выставлен режим AHCI , то используется «эмуляция IDE » и не поддерживаются новые функции SATA . Версии Windows (практически все) установленные в режиме IDE , не смогут запуститься, если запустить систему с установками AHCI . Для этого потребуются специальные драйвера AHCI , установленные в системе.
Портативная разновидность интерфейса Sata , скорость передачи которого выше чем у 2.0 и IEEE 1394 .
Основные изменения в сравнении с SATA :
– усовершенствованный разъём
e
—
Sata
, но с питанием
от разъёма. Благодаря этому,
e
—
Sata
становится полноценным портативным и универсальным интерфейсом. С выходом USB 3.0
, оказался обделён вниманием, так как USB
предлагает более простую реализацию
.
–
PCI
—
e
подобный
интерфейс, представленный в Сентябре 2009
года. Предназначен для миниатюрных устройств
(твёрдотельных накопителей, портативных жёстких дисков). Также планируется использование в таких портативных устройствах как ноутбуки, и других
. Устройства с данным интерфейсом, могут иметь очень миниатюрные размеры
, сходные с картами расширения для ноутбуков (к примеру).
Существуют переходники Pata — Sata , Sata — Pata .
Они позволяют подключать устройства с разными интерфейсами, которые эмулируются специальным контроллёром на переходнике. Абсолютное большинство переходников требуют дополнительного питания с блока питания (обычно типа «molex » или 5V разъём для дисководов).
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | По-прежнему отличный способ обновить PC?
Есть множество способов улучшения характеристик PC. Но обычно, самым эффективным является замена комплектующих. Также популярным остаётся разгон. Однако раньше он давал более ощутимый прирост скорости для CPU, GPU и памяти. Возьмите Celeron 300A, разгоните до 450 МГц и получите увеличение 50% прироста. Чтобы получить нечто подобное на нужно разогнать его до 5,25 ГГц. Но даже в этом случае нет гарантии, что настольные приложения также будут масштабироваться.
К тому же, мы сожгли уже достаточно компьютерного "железа", чтобы в полной мере ощутить риски связанные с разгоном (именно поэтому в обзорах материнских плат с чипсетами Intel седьмой серии мы придерживаемся напряжения процессора 1,35 В). Манипуляции с референсными частотами, множителями, напряжением и задержками могут навредить стабильности вашей системы.
Если вас устраивает процессор и материнская плата, сбалансировать систему для оптимальной работы можно с помощью более современной видеокарты, увеличения объёма оперативной памяти и установки твердотельного накопителя. Сегодня фокус на SSD, стоимость которых часто ниже $1/Гбайт, сейчас они дешёвые как никогда. Мы говорили это раньше и повторим сегодня: если у вас ещё нет SSD – купите. Он изменит ваше представление об отзывчивости системы.
Современные SSD уже упираются в потолок пропускной способности интерфейса SATA 6Гбит/с, в то время как скорость механических жёстких дисков за последние пять лет почти не увеличилась. Многие твердотельные накопители легко достигают 550 Мбайт/с при последовательной передаче данных, но что более важно, они с ловкостью управляются с произвольными операциями ввода/вывода в реальном времени. SSD может обработать на порядок больше запросов в секунду, чем обычные носители информации (десятки тысяч против нескольких сотен).
Распыляться можно весь день, но факт в том, что SSD – это стоящий апгрейд для тех, кто в своей системе использует только HDD, и его подтверждают цифры. С SSD запуск Windows и приложений происходит быстрее, как и перемещения файлов.
Но хватит ли старого интерфейса SATA 3Гбит/с для современного SSD с SATA 6Гбит/с?
Мы каждый раз задаём себе этот вопрос, когда на системных платах среднего класса кончаются разъёмы SATA 6 Гбит/с (от ред.: в данный момент, мы производим видеозахват на массив из четырёх Crucial m4 , подключённых к разъёмам 3 Гбит/с). А что если ваша старая система поддерживает только стандарт прошлого поколения? Стоил ли делать апгрейд? Учитывая, что самые быстрые SSD часто сдерживаются шириной интерфейса SATA 6 Гбит/с, логично предположить, что 3 Гбит/с будет "резать" производительность. Но насколько? Разница будет ощутима на практике, либо только в результатах тестов? Нужно ли обновлять контроллер накопителей?
В поисках ответов на эти вопросы, мы взяли Samsung 840 Pro , подключили его к разъёму 6 Гбит/с, а затем к разъёму предыдущего поколения. Поскольку эти накопители Samsung сейчас считаются одними из самых быстрых, полученные результаты применимы к большинству SSD high-end класса, представленных на рынке. Обратите внимание, что мы не тестируем порт SATA 1,5 Гбит/с. Было бы интересно добавить этот интерфейс для сравнения, однако он откидывает нас обратно примерно в 2005 год. Если вашему PC уже восемь лет, пора задуматься о покупке нового.
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | Тестовый стенд и бенчмарки
Для сегодняшнего тестирования мы используем Samsung 840 Pro
MZ-7PD256 на базе собственного контроллера компании S4LN021X01-8030 NZWD1 с поддержкой SATA 6 Гбит/с (ещё известный как MDX), использующего трёхъядерный процессор Cortex-R4. Микросхема дополнена кэшем данных DDR3 на 512 Мбайт. Есть и не Pro модели с трёхуровневыми ячейками памяти, но скорость и выносливость у них ниже, чем у старших моделей с 21-нанометровой NAND-памятью с многоуровневыми ячейками. На линейку 840 Pro компания Samsung даёт пять лет гарантии.
По данным Samsung скорость последовательного чтения Samsung 840 Pro достигает 540 Мбайт/с, записи - 520 Мбайт/с. Он должен обеспечивать до 100 000 произвольных операций ввода/вывода блоками по 4 Кбайт в секунду. Сейчас на Amazon модель ёмкостью 256 Гбайт продаётся за $230. Есть также версии на 128 и 512 Гбайт, за $140 и $460 соответственно.
Технические характеристики Samsung SSD 840 Pro
| Производитель | Samsung |
| Модель | 840 Pro |
| Модельный номер | MZ-7PD256 |
| Форм-фактор | 2,5" (7 мм) |
| Ёмкость, Гбайт | 256 |
| Контроллер | MDX |
| Тип флеш-памяти | 21 нм MLC Toggle-mode NAND |
| Резервирование | 7% |
| Кэш, Мбайт | 512 |
| Интерфейс | SATA 6 Гбит/с |
| В комплекте | Samsung Magician Software |
| Гарантия | пять лет |
Тестовый стенд и ПО
Мы использовали тестовый стенд под управлением Windows 7 с материнской платой Gigabyte Z68X-UD3H-B3, процессором Intel Core i5-2500K и памятью Corsair TR3X6G1600C8D объёмом 4 Гбайт. SSD был подключён к первому разъёму 6 Гбит/с, и нам удалось переключить его в режим 3 Гбит/с в прошивке Gigabyte.
В качестве базы для сравнения мы выбрали жёсткий диск . VelociRaptor – это накопитель типоразмера 2,5" в формате 3,5", его ёмкость составляет 1 Тбайт. Благодаря скорости вращения шпинделя 10 000 об/мин и пластинам 2,5" он показал самую высокую скорость среди конкурирующих жёстких дисков. Подробности в нашей статье "Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ: тест и обзор обновлённой версии самого быстрого HDD"
.
| CPU | |
| Материнская плата | Gigabyte Z68X-UD3H-B3, Revision: 0.2 Chipset: Intel Z68 Express, BIOS: F3 |
| Память | 2 x 2 Гбайт DDR3-1333, Corsair TR3X6G1600C8D |
| Системный SSD | Intel X25-M G1, 80 Гбайт, Прошивка 0701, SATA 3 Гбит/с |
| Контроллер | Intel PCH Z68 SATA 6Gb/s |
| Питание | |
| Тесты | |
| Общая производительность | h2benchw 3.16 PCMark 7 1.0.4 |
| Производительность ввода/вывод | IOMeter 2006.07.27 Fileserver-Benchmark Webserver-Benchmark Database-Benchmark Workstation-Benchmark Линейное чтение Линейная запись Случайное чтение блоков по 4 Кбайта Случайная запись блоков по 4 Кбайта |
| ПО и драйверы | |
| Операционная система | Windows 7 x64 Ultimate SP1 |
| Intel Inf | 9.2.0.1030 |
| Intel Rapid Storage | 10 |
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | Тестовый стенд и бенчмарки для реальных задач
Кроме обычных синтетических бенчмарков, мы добавили более реалистичные тесты. Для создания множества задач, характерных для повседневного использования, мы перешли на Professional 64-bit.
Реальные тесты:
Скриптовая последовательность для теста пяти приложений:
Тестовый стенд для реальных задач
| Конфигурация тестового стенда | |
| CPU | Intel Core i7-3690X Extreme Edition (32 нм Sandy Bridge-E), 6 ядер/12 потоков, 3,3 ГГц, кэш L2 6 x 256 Кбайт, общий кэш L3 15 Мбай, TDP 130 Вт, 3,9 ГГц max. Turbo Boost |
| Материнская плата | Intel DX79SI, Chipset: Intel X79 Express, BIOS: 280B |
| Память | 4 x 4 Гбайт DDR3-1333, Kingston KHX1600C9D3K2/8GX |
| Системный SSD | Samsung 840 Pro, 256 Гбайт, прошивка DXM04B0Q, SATA 6 Гбит/с |
| Контроллер | Intel PCH Z68 SATA 6 Гбит/с |
| Питание | Seasonic X-760 760 Вт, SS-760KM Active PFC F3 |
| Тесты | |
| Тестовые программы | 3ds Max 2013 FineReader 11 Matlab 2012b Photoshop CS6 PowerPoint 2010 |
| ПО и драйверы | |
| Операционная система | Windows 8 x64 Pro |
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | Результаты тестов
Скорость последовательных операций ввода/вывода
Как и ожидалось, интерфейс SATA 3 Гбит/с оказался бутылочным горлышком для Samsung 840 Pro
при последовательных операциях чтения и записи. SSD более широко раскрывается на канале 6 Гбит/с. У Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
тоже высокий результат для механического диска. Через шину 6 Гбит/с его скорость превышает планку в 200 Мбайт/с.
Бенчмарк CrystalDiskMark 3.0 подтверждает результаты AS-SSD. Обратите внимание, что последовательное чтение и запись в этих тестах происходит с большими объёмами данных. Под Windows большая часть операций ввода/вывода являются произвольными. Последовательные операции здесь больше исключение, чем правило.
Время доступа
В среднем, VelociRaptor 3,5" находит запрашиваемые AS-SSD данные за семь миллисекунд. Это быстро для HDD и связано со скоростью вращения шпинделя 10 000 об/мин. Однако диск Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
даже близко не достигает скорости SSD, который на два порядка быстрее. Его показатели измеряются уже в микросекундах. В то же время, при измерении времени доступа мы не видим практической разницы между SATA 3 и 6 Гбит/с.
Скорость произвольных операций блоками по 4 Кбайт
AS-SSD: произвольное чтение/запись блоками по 4 Кбайт
Этот бенчмарк наиболее важен для понимания реальной производительности. При произвольном чтении и записи блоками по 4 Кбайт самый быстрый HDD просто не в состоянии соперничать с SSD. При подключении к порту 6 Гбит/с Samsung 840 Pro
показал чуть более высокий результат, чем с разъёмом 3 Гбит/с. Запись происходит на 20 Мбайт/с быстрее, а чтение – всего на 2 Мбайт/с.
Увеличение глубины очереди даёт твердотельному накопителю больше команд для одновременной обработки, и здесь более широкий интерфейс действительно обеспечивает преимущество. Однако по большей части – это теория. В настольных окружениях глубина очереди крайне редко достигает 32-х и более команд.
Тем не менее, скорость произвольной записи и чтения через шину 6 Гбит/с как минимум в 1,5 раза быстрее.
CrystalDiskMark: произвольное чтение/запись блоками по 4 Кбайт
Показатели CrystalDiskMark говорят то же, что и предыдущий тест. Преимущество стандарта SATA 6 Гбит/с над 3 Гбит/с при малой глубине очереди, характерной для большинства настольных систем, невелико и хорошо проявляется лишь при высокой очерёдности, присущей серверным средам. В обычном PC или ноутбуке, подсистема хранения в основном работает с одной-четырьмя командами.
Iometer: произвольное чтение/запись блоками по 4 Кбайт
Результаты в Iometer немного отличаются от двух предыдущих тестов, хотя общая тенденция сохраняется. Samsung 840 Pro
работает чуть быстрее при подключении к разъёму 6 Гбит/с, особенно при чтении.
Скорость произвольных операций блоками по 512 Кбайт
Через интерфейс SATA 6 Гбит/с запись и чтение данных блоками по 512 Кбайт происходит чуть быстрее, чем через 3 Гбит/с. Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
неплохо показал себя в тесте записи, но в чтении он сильно отстал даже от SSD, подключённого через более медленный интерфейс.
Тесты различных профилей ввода/вывода
Мы использовали профили базы данных, веб-сервера и рабочей станции в Iometer. В них симулируются определённые шаблоны доступа, характерные для каждого окружения.
Samsung 840 Pro
одинакового проявил себя в тестах базы данных и рабочей станции, независимо от разъёма SATA 3 или 6 Гбит/с. Однако тест веб-сервера заметно выигрывает от более широкого интерфейса, практически удваивая результат, полученный через шину 3 Гбит/с.
PCMark 7 и трассировка
В PCMark 7 при подключении к разъёму 6 Гбит/с производительность Samsung 840 Pro
выше, хотя разница незначительная.
Анализ показывает, что загрузка приложений и импорт изображений в Windows Photo Gallery через SATA 6Гбит/с происходит быстрее, чем через SATA 3 Гбит/с. Но даже через старое соединение SSD в два раза обгоняет жёсткий диск.
В играх производительность накопителя через разъём 6 Гбит/с немного выше.
PCMark Vantage
PCMark Vantage старше, чем PCMark 7. Однако он демонстрирует существенное преимущество интерфейса SATA 3.
Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
умудрился занять второе место в тесте медиацентра. Но вывод остаётся прежним: SSD, независимо от типа подключения, значительно обгоняют лучшие HDD.
AS-SSD Copy Benchmark
В тесте AS-SSD, Samsung 840 Pro
при подключении к SATA 6 Гбит/с превышает результат, полученный на шине 3 Гбит/с почти на две трети.
Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ подключается к разъёму SATA III, но его механическая конструкция явно сдерживает производительность.
Тем временем, при сравнении результатов Samsung 840 Pro , становится понятно, что SSD сдерживается возможностями старого интерфейса. Но в любом случае, производительность SSD через SATA II значительно выше, чем у лучшего жёсткого диска, работающего в полную силу.
Этот тест особенно касается пользователей, постоянно копирующих большие объёмы данных на или с SSD. Очевидно, что в такой ситуации, более современный и широкий интерфейс обеспечивает практическую разницу.
Общая производительность
Результаты средней производительности всего тестового пакета показывают, что между SSD, подключённым через SATA III и SATA II существует заметная разница. Естественно, скорость чтения и записи выше, когда накопитель имеет доступ к более широкому каналу и может использовать его на полную.
Однако большинство тестов являются синтетическими. Вполне возможно, что реалистичные тесты нарисуют совсем другую картину.
Если объединить все результаты, взвесив каждый отдельный показатель, мы получим общую диаграмму, которая изображена выше. На ней чётко видно преимущество интерфейса SATA 6 Гбайт/с в синтетических тестах.
AS-SSD тоже показывает общий результат. Производительность Samsung 840 Pro через SATA II заметно ниже, чем через SATA III. Но опять же, даже самый худший результат SSD многократно превышает результаты жёсткого диска.
Тестируемые здесь задачи характерны для повседневного использования настольного компьютера. Мы сразу видим, что разница между SATA II и SATA III при загрузке составляет всего пол секунды. Гораздо заметнее прирост скорости при переходе с HDD на SSD.
По таймеру выключается на 0,6 секунды быстрее, когда Samsung 840 Pro
подключён через разъём 6 Гбит/с. На практике вы этого не заметите. Даже HDD, кажется, не так плох в сравнении с SSD от Samsung.
Вторые диаграммы отображают скорость работы накопителей в процентах относительно SSD Samsung на шине SATA 3 Гбит/с.
В этом тесте сразу после загрузки запускается Adobe Photoshop CS6, загружается изображение и затем программа закрывается. Samsung 840 Pro
, подключённый через SATA II, выполняет последовательность на секунду дольше, чем тот же SSD через порт SATA III. На работе такая разница никак не скажется. Но вот дополнительные 23 секунды, которые тратит такая же мощная система, но только с HDD (даже таким быстрым как VelociRaptor) вы точно ощутите.
Реальные тесты: пять приложений
Это очередной тест, в котором результаты твердотельного накопителя Samsung 840 Pro
, подключённого к разъёмам разного поколения, практически равны. Разница в скорости выполнения всего лишь 1,6 секунды. Если сидеть напротив мониторов двух систем отличить их почти невозможно.
Установка SSD в систему с SATA 3 Гбит/с | Отличная возможность для апгрейда даже с SATA 3Гбит/с
Если судить только по популярным у обозревателей синтетическим тестам (AS-SSD, CrystalDiskMark, PCMark 7, Iometer и др.), то интерфейс SATA 6 Гбит/с просто необходим, чтобы получить максимальную производительность от современных SSD. В случае если вы перемещаете большие объёмы данных - это правда. Однако синтетические тесты не очень хорошо передают ощущения от системы, недавно обновлённой с обычного жёсткого диска на твердотельный накопитель. Более того, они создают иллюзию необходимости современной платформы для раскрытия возможностей передовых SSD. Однако наши реалистичные тесты показывают, что теоретические различия не всегда соответствуют практическим. В большинстве случаев, Samsung 840 Pro , подключённый через SATA 3 Гбит/с, не отставал от того же SSD, подключённого через SATA 6 Гбит/с.
SATA 6 Гбит/с практически не даёт преимуществ для обычного настольного PC
При подключении Samsung 840 Pro через SATA III в синтетических тестах его скорость резко возрастала. Различия были особенно красноречивы, когда мы намеренно задавали произвольные и последовательные операции ввода/вывода при большой глубине очереди. Но когда мы проводили реалистичные тесты загрузки и выключения , а также запуска нескольких приложений, разница сводилась почти к нулю. Именно такой она и будет при повседневном использовании.
Поскольку синтетические тесты целенаправленно дают нагрузки, разработанные для выявления различий между очень быстрыми устройствами, но редко встречающиеся в настольных окружениях, они не соответствуют более распространённым на PC задачам. Скорость произвольного ввода/вывода – это важный аспект, но велика вероятность, что вы никогда не увидите глубину очереди в 32 команды. И хотя нам понравилось измерять пиковую скорость последовательной передачи данных, всё же перемещение больших медиа файлов между двумя одинаковыми накопителями – это относительно редкое явление. Например, если копировать файл ISO с одного SSD на другой, то вы получите существенный прирост через SATA 6 Гбит/с. Но если вы перемещаете тот же файл с SSD на HDD, то даже самый быстрый интерфейс в мире не поможет преодолеть скоростные ограничения магнитного носителя.
Три самых важных аспекта:
С практической точки зрения скорость произвольных операций ввода/вывода очень важна. Под управлением Windows большинство операций ввода/вывода происходит на низкой глубине очереди. В данной ситуации синтетические бенчмарки показывают, что разница между SATA 6 Гбит/с и 3 Гбит/с совсем небольшая. Теоретический разрыв минимален, а практического - вообще нет.
Сейчас мы можем ответить на вопрос, нужны ли разъёмы SATA III 6 Гбит/с при апгрейде на SSD. Очевидно, что вы получите заметный прирост к отзывчивости системы, даже используя разъём SATA 3 Гбит/с. На практике интерфейс 3 Гбит/с не сдерживает производительность основных приложений. Интерфейс SATA III вступает в игру в синтетических тестах, достигающих технологических пределов, в задачах рабочих станций/серверов или в во время передачи больших объёмов данных с SSD на SSD.
Самое главное – установить SSD в систему. Только посмотрите, как Samsung 840 Pro
противостоит самому быстрому настольному жёсткому диску под названием Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ
. SSD не оставляет ему даже шанса, ни в синтетических, ни в натуральных тестах.
