跳转到内容

SATA

本页使用了标题或全文手工转换
维基百科，自由的百科全书
（重定向自MSATA）
SATA
英文全名Serial Advanced Technology Attachment
中文全名串行ATA
發明日期2003年1月7日
發明者国际序列式ATA组织
最多連接1
带宽半雙工
1.5Gb/s, 3Gb/s, 6Gb/s, 16 Gb/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

串行ATA（英語：Serial ATA，全称：Serial Advanced Technology Attachment，又称SATA）是一種電腦匯流排，負責主機板和大容量儲存裝置（如硬碟及光碟機）之間的數據傳輸，主要用於個人電腦。串行ATA與串列SCSI（SAS: Serial Attached SCSI）的兩者排線相容，SATA硬碟可接上SAS通訊埠。

主機板上的SATA 1.5Gb/s插口

2000年11月由国际序列式ATA组织所制定，取代舊式PATA（Parallel ATA或舊稱IDE）接口的舊式硬盘，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总线使用嵌入式時脈訊號，具备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，提高数据传输的可靠性。不過，SATA和以往最明顯的分別，是使用較细的排線，有利機箱內部的空氣流通，某程度上增加整個平台的穩定性。

現時，SATA分別有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gb/s和SATA 6Gb/s三種規格。2013年推出更快速的SATA Express規格。

特色

[编辑]

頻寬速度換算

[编辑]

在一些新的技术标准中，为了防止数据在高速传输中出错而加入校验码，比如PCI-E 2.0、USB 3.0和SATA 3.0中采用的是8/10编码，每10位编码中只有8位是真实数据，这时单位换算就不再是1:8而是1:10，USB 3.0的5Gbps速度实际上是理论500MB/s而非理论625MB/s，SATA 6Gbps的理论速度则是600MB/s而非750MB/s。

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。

版本 頻寬 理論速度 編碼
SATA Express 16Gb/s 1969MB/s 128b/130b
SATA 3.0 6Gb/s 600MB/s 8b/10b
SATA 2.0 3Gb/s 300MB/s 8b/10b
SATA 1.0 1.5Gb/s 150MB/s 8b/10b

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
A 7-pin Serial ATA data cable.
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。

有些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]
主条目：AHCI

SATA支援進階主機控制器介面功能，可讓SATA儲存裝置啟用進階SATA功能，例如NCQ及熱插拔。

版本

[编辑]

SATA 1.0

[编辑]

SATA 1.0於2003年1月7日推出，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 2.0

[编辑]

SATA 2.0於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。顯示SATA的速度提升是以幾何級數增長，這點和PATA的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：

  • 3.0Gb/s的高傳輸速度
  • 支持真正的SATA指令排序（NCQ）
  • SATA 3Gb/s資料線長度最多2m。SATA 1.5Gb/s只是1m，PATA更短到50cm
  • 全新的圍擋式接口更穩固。

SATA 3.0

[编辑]
SATA 6Gb/s官方標誌

SATA 3.0於2009年5月26日完成最終規格發布，比上一代提升一倍速率至6Gb/s，此外增加多項新技術，包含新增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（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SATA3.1規格，3.1版帶來諸多特性，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）的發明減少閒置光碟機的耗電量，用新的電源管理策略降低整個系統的電力需求。TRIM改進允許SATA固態硬碟在不影響性能的前提下自行修剪，改善SSD的性能，同時還帶來讓主機識別設備的硬件設備功能，提升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硬碟的熱插拔機制更為成熟，目前希捷GoFlex部分型號的硬碟已經開始支持。

SATA 3.1

[编辑]

於2011年7月發布。引入改變這些功能：[2][3]

  • mSATA，SATA在移動計算設備的固態硬碟，外型與 Mini PCI Express 相同（但兩者並不相容）。[4]
  • 零功耗光碟機，閒置時的SATA光碟機可以不消耗電力。
  • 排隊TRIM指令，提高固態硬碟的性能。
  • 所需的鏈接電源管理，減少整體的電力需求。
  • 硬件控制功能，使設備功能的主機標識。
  • 通用存儲模塊（USM），用於無纜插件（槽）供電存儲消費電子設備的新標準。[5][6]

SATA 3.2

[编辑]
主条目：SATA Express

為解決固態硬碟的資料傳送瓶頸，國際序列式ATA組織正著手制定下一代串列ATA的標準——SATA 3.2。SATA Express最大傳送速率為16Gb/s，使用兩條PCIe 3.0總線連接SSD。連接埠和制式向下相容前三代SATA的標準。[7][8][9][10][11]

SATA 3.3

[编辑]

於2016年2月22號提出，主要為優化SMR技術，將硬碟儲存密度提升到25%，還可將SATA遠程斷電（Power Disable）。

SATA 3.4

[编辑]

SATA 3.5

[编辑]

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。它最大的缺點是沒有電力供應，競爭對手USB, FireWire, Thunderbolt都能傳輸數據及電力。這使得eSATA硬碟需要連接一個獨立變壓器才可運作。

  • 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，但依然比USB 3.0為慢
  • 提高接頭的插拔耐用度
  • 官方標誌
    官方標誌
  • 左：SATA 右：eSATA
    左：SATA
    右：eSATA
  • eSATA插座
    eSATA插座
  • eSATAp插座結合了eSATA和USB
    eSATAp插座結合了eSATA和USB

為了解決供電問題，SATA-IO於2008年推出了eSATAp (Power over eSATA)，它結合了eSATA的七個針腳及USB 2.0的四個針腳，利用USB針腳提供5V及12V（可選）電壓。此插座主要在硬碟外接盒中使用，既可以插入eSATA，也可以插入USB。


mSATA

[编辑]
上: mSATA固态硬盘
下: 2.5" SATA硬盘

mSATA (mini-SATA)是迷你版本SATA接口，外型和電子介面與mini PCI-E完全相同，但電子信號不同，兩者互不相容。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Ultrabook）。

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。官方標準為MO-300 mSATA，也有自定长度的mSATA固态硬盘。

SATA与其他规格的比较

[编辑]
参见：電腦裝置頻寬列表
Name 原始頻寬 傳輸速度 排線最長長度 電源 連結的裝置數量
eSATA 6 Gbit/s 600 MB/s
  • 2 m
  • with eSATA HBA (1 m with a passive adapter)
 否 1 個 (15 with a port multiplier)
eSATAp 3 Gbit/s 300 MB/s 5 V/12 V[12] 1 個 (15 with a port multiplier)
M.2 最快8GB/s（PCI Express 4.0 x4） 最快8GB/s ? 是 每插座 1 個
SATA Express 16 Gbit/s 1.97 GB/s[a] 1 m 否 每條線 1 個
SATA revision 3.2 16 Gbit/s 1.97 GB/s[b] 1 m 否 1 個 (15 with a port multiplier)
SATA revision 3.0 6 Gbit/s 600 MB/s[13] 1 m 否 1 個 (15 with a port multiplier)
SATA revision 2.0 3 Gbit/s 300 MB/s 1 m 否 1 個 (15 with a port multiplier)
SATA revision 1.0 1.5 Gbit/s 150 MB/s[14] 1 m 否 每條線 1 個
PATA (IDE) 133 1.064 Gbit/s 133.3 MB/s[c] 0.46 m (18 in) 5 V (44-pin for 2.5" drives only) 2 個
SAS-3 12 Gbit/s 1.2 GB/s 10 m 否 1 － 8 個 (> 65k with expanders)
SAS-2 6 Gbit/s 600 MB/s 10 m 否 1 個 (> 65k with expanders)
SAS 300 3 Gbit/s 300 MB/s 10 m 否 1 個 (> 65k with expanders)
SAS 150 1.5 Gbit/s 150 MB/s 10 m 否 1 個 (> 65k with expanders)
IEEE 1394 (FireWire) 3200 3.144 Gbit/s 393 MB/s 100 m (more with special cables) 15 W, 12–25 V 63 (with a hub)
IEEE 1394 (FireWire) 800 786 Mbit/s 98.25 MB/s 100 m[15] 15 W, 12–25 V 63 (with a hub)
IEEE 1394 (FireWire) 400 393 Mbit/s 49.13 MB/s 4.5 m[15][16] 15 W, 12–25 V 63 (with a hub)
USB 3.1 10 Gbit/s 1.21 GB/s[d] 3 m 100 W, 5, 12 or 20 V[17] 127 (with a hub)
USB 3.0[e] 5 Gbit/s 400 MB/s or more (protocol overhead, flow control, framing excluded)[18] 3 m[19] 4.5 W, 5 V 127 (with a hub)[19]
USB 2.0 480 Mbit/s 35 MB/s 5 m[20] 2.5 W, 5 V 127 (with a hub)[19]
USB 1.1 12 Mbit/s 1.5 MB/s 3 m 是 127 (with a hub)[19]
SCSI Ultra-320 2.56 Gbit/s 320 MB/s 12 m 否 15 (plus the Host Bus Adapter/Host)
10GFC 光纤通道 10.52 Gbit/s 1.195 GB/s 2 m – 50 km 否 126 (16,777,216 with switches)
4GFC 光纤通道 4.25 Gbit/s 398 MB/s 12 m 否 126 (16,777,216 with switches)
InfiniBand
Quad Rate 		10 Gbit/s 0.98 GB/s 5 m (copper)[21][22]

<10 km (fiber)

否 One with point-to-point（英语：Point-to-point (telecommunications)）, many with switched fabric（英语：switched fabric）
Thunderbolt 10 Gbit/s 1.22 GB/s 3 m (copper)
100 m (fiber) 		10 W (copper only) 7 個
Thunderbolt 2 20 Gbit/s 2.44 GB/s 3 m (copper)
100 m (fiber) 		10 W (copper only) 7 個
Thunderbolt 3 40 Gbit/s 4.88 GB/s 3 m (copper)
100 m (fiber) 		100 W (copper only) 7 個

與 PATA 不同，SATA 和 eSATA 都支援熱插拔，但此功能需要主機、裝置和操作系统的支援。基本上所有 SATA 裝置（硬碟）都支援熱插拔（基於裝置的需要），絕大部分的 SATA 主機適配器都支援此指令。[23]

註解

[编辑]
  1. ^ 16 Gbit/s raw bit rate, with 128b/130b（英语：128b/130b） encoding.
  2. ^ 16 Gbit/s raw bit rate, with 128b/130b（英语：128b/130b） encoding.
  3. ^ 15 ns cycles, 16-bit transfers.
  4. ^ 10 Gbit/s raw bit rate, with 128b/132b（英语：128b/132b） encoding.
  5. ^ USB 3.0 specification was released to hardware vendors on 17 November 2008.

參考資料

[编辑]
  1. ^ SATA Naming Guidelines. SATA-IO. [2008-12-24]. （原始内容存档于2009-01-31）. 
  2. ^ SATA-IO Releases Revision 3.1 Specification (PDF). SATA-IO. 2011-07-18 [2013-07-22]. （原始内容存档 (PDF)于2014-02-22）. 
  3. ^ Hilbert Hagedoorn. SATA 3.1 specifications have been published. guru3d.com. 2011-07-20 [2012-09-26]. （原始内容存档于2013-05-17）. 
  4. ^ Msata Faq. forum.notebookreview.com. [2011-10-30]. （原始内容存档于2012-02-10）. 
  5. ^ Serial ATA International Organization: SATA Universal Storage Module (USM). sata-io.org. [2011-10-30]. （原始内容存档于2011-11-01）. 
  6. ^ Perenson, Melissa J. New Universal Storage Module Promises to Evolve Portable Data. PCWorld. [2014-02-12]. （原始内容存档于2014-02-21）. 
  7. ^ SATA3也落后了? SATA新接口标准将到来 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - zol.com.cn
  8. ^ 打破传输瓶颈SATA Express接口标准即将登场 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - mydrivers.com
  9. ^ SATA的下一代「SATA Express」 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - coolaler.com
  10. ^ Speedy 8Gbit, 16Gbit SATA Express systems coming this year （页面存档备份，存于互联网档案馆） - computerworld.com
  11. ^ [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆） - Serial ATA國際組織
  12. ^ eSATAp Application. delock.de. [2010-01-26]. （原始内容存档于2012-02-10）. 
  13. ^ Fast Just Got Faster: SATA 6Gbit/s (PDF). sata-io.org. May 27, 2009 [2011-10-25]. （原始内容存档 (PDF)于2013-05-28）. 
  14. ^ Designing Serial ATA For Today's Applications and Tomorrow's Storage Needs (PDF). sata-io.org. [2011-10-25]. （原始内容 (PDF)存档于2011-11-01）. 
  15. ^ 15.0 15.1 FireWire Developer Note: FireWire Concepts. Apple Developer Connection. [2009-07-13]. 
  16. ^ 16 cables can be daisy chained up to 72 m
  17. ^ Howse, Brett. USB Power Delivery v2.0 Specification Finalized - USB Gains Alternate Modes. AnandTech. September 17, 2014 [2015-01-15]. （原始内容存档于2015-01-24）. 
  18. ^ Universal Serial Bus Specification Revision 3.0. 20 December 2012: 75 (4–4.11) [14 April 2011]. （原始内容存档于2011-05-14）. 
  19. ^ 19.0 19.1 19.2 19.3 Frenzel, Louis E. USB 3.0 Protocol Analyzer Jumpstarts 4.8-Gbit/s I/O Projects. Electronic Design. September 25, 2008 [2009-07-03]. （原始内容存档于2012-05-03）. 
  20. ^ USB hubs can be daisy chained up to 25 m
  21. ^ Minich, Makia. Infiniband Based Cable Comparison (PDF). 25 June 2007 [11 February 2008]. （原始内容 (PDF)存档于2012-02-10）. 
  22. ^ Feldman, Michael. Optical Cables Light Up InfiniBand. HPCwire (Tabor Publications & Events). 17 July 2007: 1 [2008-02-11]. （原始内容存档于2012-03-29）. 
  23. ^ Software status — ata Wiki. ata.wiki.kernel.org. 2008-08-17 [2010-01-26]. （原始内容存档于2009-01-24）. 

外部链接

[编辑]
维基共享资源上的相关多媒体资源：SATA

相關條目

[编辑]
检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=SATA&oldid=85358999#mSATA”
pFad - Phonifier reborn

Pfad - The Proxy pFad of © 2024 Garber Painting. All rights reserved.

Note: This service is not intended for secure transactions such as banking, social media, email, or purchasing. Use at your own risk. We assume no liability whatsoever for broken pages.


Alternative Proxies:

Alternative Proxy

pFad Proxy

pFad v3 Proxy

pFad v4 Proxy