Интерфейсы подключения жестких дисков: SCSI, SAS, Firewire, IDE, SATA. Скорость жёсткого диска (IDE, SATA1,2,3)

#SATA

Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment)

— новый последовательный интерфейс подключения дисковых накопителей, идущий на смену параллельному интерфейсу UltraATA33/66/100/133, известном также как ATA (IDE) или PATA (Parallel ATA). Последовательный интерфейс передачи данных не требует многожильного шлейфа (7 контактов против 40), поэтому кабель, подключающий жесткие диски, SSD или оптические приводы к материнской плате, намного тоньше традиционного, что способствует лучшей вентиляции внутри корпуса. Другим достоинством является то, что максимальная длина кабеля достигает одного метра. Увеличена и пропускная способность — у самого быстрого параллельного интерфейса UltraDMA 133 она равна 133 Мбайт/с, в то время как по Serial ATA первой версии данные передаются со скоростью 150 Мбайт/с. Еще одним преимуществом нового интерфейса можно считать возможность горячей замены жестких дисков или SSD. Эта возможность по понятным причинам не распространяется на жесткий диск с установленной операционной системой, которая используется компьютером - можно подключать или отключать только дополнительные жесткие диски, при этом нужно соблюдать следующие правила: при добавлении накопителя сначала подключается шлейф, затем питание, а если накопитель нужно извлечь, то сначала необходимо отключить кабель питания, а затем шлейф.

Интерфейс SATA имеет два канала передачи данных, от контроллера к устройству и от устройства к контроллеру. Для передачи сигнала используется технология LVDS, провода каждой пары являются экранированными витыми парами.

Устройства с интерфейсом SATA используют два разъема - 7-контактный для передачи данных и 15-контактный для обеспечения устройства питанием. В некоторых винчестерах в качестве альтернативного разъема питания использовался 4-контактный разъем типа MOLEX. Существует также 13-контактный совмещенный разъем (7 контактов для передачи данных и 6 для питания устройства) - обычно таким разъемом оснащаются HDD и , предназначенные для портативных устройств типа малогабаритных ноутбуков или планшетов. Для подключения таких накопителей к стандартному разъему SATA обязательно нужен специальный переходник.

SATA revision 1.0 (SATA 1.5 Gbit/s)

- первая версия стандарта, которая обеспечивала фактическую пропускную способность на уровне 1.2 Гбит/с (150 МБ/с). Фактическая скорость передачи данных была приблизительно на 20% ниже заявленных 1.5 Гбит/с, по той простой причине, что использовалась система кодирования 8B/10B, т.е. на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита. Основным преимуществом интерфейса SATA перед своим предшественником (PATA) является поддержка технологии оптимизации чередования команд (), благодаря которой повышается быстродействие программ интенсивно выполняющие операции случайного чтения/записи, особенно в многозадачном режиме.

SATA revision 2.0 (SATA 3 Gbit/s)

- второе поколение интерфейса, пропускная способность которого выросла приблизительно в два раза до 2.4 Гбит/с (300 МБ/с). Популяризированными названиями этого интерфейса стали SATA II и SATA 2.0. Новая ревизия интерфейса SATA стала актуальна с появлением первых SSD накопителей, скорость чтения которых превысила значение пропускной способности интерфейса SATA/150.

SATA revision 3.0 (SATA 6 Gbit/s)

- на сегодняшний день последнее поколение интерфейса, который, с учетом все того же 10b/8b кодирования, обеспечивает возможность передачи данных на скорости до 6 Гбит/с (600 МБ/с). Кроме увеличенной пропускной способности интерфейса, было улучшено управление питанием накопителя. Окончательная версия стандарта была представлена 27 мая 2009 года и используется по сей день. Кстати, консорциум SATA-IO не приветствует такие обозначения интерфейса как SATA III, SATA 3.0 или SATA Gen 3 - официальное название интерфейса SATA 6Gb/s. Данная ревизия интерфейса полностью обратно совместима с предыдущими версиями интерфейса, т.е. любой винчестер или SSD с новым интерфейсом легко можно подключить к материнской плате или контроллеру с интерфейсом SATA/150 или SATA/300. По прежнему действуют некоторые ограничения на работу с устаревшими контроллерами, которые описан в . Последняя ревизия интерфейса SATA, в отличие от предыдущих двух ревизий, обеспечивает достаточную пропускную способность для твердотельных накопителей (SSD) созданных на базе новейших и , скорость которых на чтение и запись может превышать отметку в 500 МБ/с.

SATA (Serial ATA) - последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации, как правило, с жёсткими дисками.
SATA является развитием интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБ/с).
20%-я потеря производительности объясняется использованием системы кодирования 8B/10B, при которой на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита.

Пропускная способность SATA I (SATA/150) незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133).
Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной.

Стандарт SATA II (SATA/300) работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 2,4 Гбит/с (300 МБ/с).

Разъёмы SATA на материнской плате

Теоретически SATA I и SATA II устройства должны быть совместимы (как SATA/300 контроллер и SATA/150 устройство, так и SATA/150 контроллер и SATA/300 устройство) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на НЖМД фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300 для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).

В настоящий момент стандарт SATA-2.5, дополняющий предыдущие и объединяющий предыдущие стандарты в один документ, уже нет разделения на SATA I и SATA II.
Он предусматривает возможность увеличения скорости работы до 600 Мбит/с (6 ГГц).

Если быть предельно точным, то это плановое ступенчатое продвижение на рынок трех поколений интерфейса Serial ATA - второе должно обеспечить скорость до 300 Мбит/с, а третье, соответственно, - до 600 Мб/с.

Разъём данных SATA

SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA.
Стандарт SATA предусматривает «горячую замену» (Hot-plug) устройств и функцию очереди команд (NCQ).
Для передачи сигнала используется технология LVDS.

SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера и улучшается охлаждение системы.
За счёт своей формы он более устойчив к многократному подключению.

Разъём питания SATA

15-ти контактный питающий шнур SATA так же разработан с учётом многократных подключений.
Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В, однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA.

Ряд SATA устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и 4-х контактный Molex.
Использование одновременно обоих типов питающих разъёмов может привести к повреждению устройства.

Распиновка

G - заземление (Ground )
R - зарезервировано
D1+ , D1- - канал передачи данных от контроллера к устройству
D2+ , D2- - канал передачи данных от устройства к контроллеру
Провода каждой пары (D1+, D1- и D2+, D2-) являются экранированными витыми парами.

Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снижает задержки при одновременной работе двух устройств на одном кабеле, уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует).

Логотип eSATA

eSATA (External SATA) - интерфейс подключения внешних устройств.

Характеристики eSATA:

Требует для подключения два кабеля: шину данных и силовой кабель;
. Максимальная длина кабеля данных - 2 м;
. Средняя практическая скорость передачи данных выше, чем у USB или IEEE 1394;
. Существенно меньше нагружается центральный процессор;
. Назначение: внешнее и внутреннее подключение устройств;
. Обладает встроенными средствами контроля ошибок - ЕСС, так что целостность данных гарантируется;
. Поддерживает режим «горячего включения» (Hot-plug).

Существует еще стандарт SAS (Serial Attached SCSI), который обеспечивает подключение по шине SATA устройств, управляемых набором команд SCSI.
Обладая обратной совместимостью с SATA, он теоретически даёт возможность подключать по этому интерфейсу любые устройства, управляемые набором команд SCSI - не только винчестер, но и сканеры, принтеры и др.

По сравнению с SATA, SAS обеспечивает более развитую топологию, позволяя осуществлять параллельное подключение одного устройства по двум или более шинам.
Так же поддерживаются расширители шины, позволяющие подключить несколько SAS устройств к одному порту.

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.

Разница между SATA 2 и SATA 3 заключается в следующем:

1. Пропускная способность интерфейса SATA 3 достигает 6 Гбит/с.
2. Пропускная способность интерфейса SATA 2 достигает 3 Гбит/с.
3. Для жестких дисков SATA 3 можно считать бесполезным.
4. В работе с SSD SATA 3 обеспечивает высокие скорости обмена данными.
5. Интерфейс SATA 3 работает на более высокой частоте.
6. Интерфейс SATA 3 теоретически обеспечивает улучшенное управление питанием устройства.

При создании статьи использованы материалы http://thedifference.ru/

Все чаще поступают вопросы от читателей блога относительно появления SATA III (6 Гб/с) и необходимости его использования. Для специалистов, работающих в IT, эта тема хорошо знакома, и данная статья не будет представлять для них особого интереса. А тем, кто только начинает или продолжает знакомиться с компьютером, я расскажу, в чем особенность нового стандарта и чем он отличается от предыдущих версий.

С точки зрения конструкции самого разъема – никаких существенных изменений нет. Вы можете подключить как устройство SATA-3 к порту SATA-2, так и наоборот, подключить SATA-2 к порту SATA-3. В первом случае более скоростное устройство поймет, что его подключили к медленному порту, и будет работать в режиме совместимости на меньших скоростях. Во втором случае порт будет обеспечивать значительно больший запас пропускной способности, чем требуется накопителю, который все равно будет работать в полную силу.

Кроме того, покупая материнскую плату или компьютер с SATA-3, обладая только устройствами SATA-2, вы делаете большой задел на будущее. Со временем производители полносью перейдут на третью версию, и тогда покупка себя оправдает. Переход уже начался, современные жесткие диски выпускаются именно с SATA-3, а если речь идет об SSD, то они выпускаются только с SATA-3 (экзотические в расчет не берем), так как предыдущие версии не способны держать столь высокие скорости.

Теперь я кратко пройдусь по всем трем версиям SATA.

SATA

Самая первая версия SATA, которая обеспечивала скорость передачи данных в 150 Мбайт/с . Широко применявшийся ранее IDE в последней, самой скоростной версии обеспечивал всего 133 Мбайт/с. Кроме того, применение последовательного интерфейса позвоило избежать возни с джамперам, которые еще иногда приходят в кошмарах бывалым компьютерщикам. Теперь достаточно подключить жесткий диск к материнской плате, и он будет распознан, после чего заработает в штатном режиме.

SATA-2 (SATA II)

Предполагая, что со временем скорости в полторы сотни мегабайт в секунду может не хватить, специалисты разработали и внедрили вторую версию стандарта. На этот раз была достигнута скорость в 300 Мбайт/с . Надо сказать, что специалисты оказались правы в своих рассуждениях. Очень скоро оказалось, что ресурсы первой ревизии были исчерпаны. Современные передовые жесткие диски читают со скоростью около 150-160 Мбайт/с. А недавний гигант емкостью 4 Тбайт от компании Seagate смог выжать более 180 Мбайт/с, отправляя первую версию SATA на пенсию.

SATA-3

Если для жестких дисков возможностей второй версии оказалось более чем достаточно, то с выходом на арену стремительных SSD стало понятно, что требуется нечто более быстрое для передачи данных с носителей. Именно применение SATA-3 позволяет полностью раскрыть потенциал SSD. Современные твердотельники показывают скорость чтения, равную 540-560 Мбайт/с. Пропускная способность SATA-3 – примерно 600 Мбайт/с . Если попробовать такой диск на второй версии SATA, то скорость этого же диска упадет примерно до 270-280 Мбайт/с. То есть более чем в два раза. На классических жестких дисках разница между второй и третьей ревизиями несущественна.

Производители добавляют поддержку последней версии исключительно из совместимости с будущими материнскими платами.
Таким образом, каждая следующая версия SATA в два раза быстрее предыдущей. В этом и кроется главное отличие между ними. При этом можно не бояться конфликтов оборудования. Диск, подключенный через любую версию SATA, будет работать на любом компьютере.

Рекомендую к прочтению статью Использование современного SSD на компьютере с портом SATA 2 , в которой расказывается об опыте применения быстрого накопителя OCZ Vertex 4 (SATA 6 Gb/s) на старом порту SATA II, а также статью Использование современного жесткого диска с SATA 3 на компьютере с портом SATA 2 , в которой проводится аналогичный эксперимент, но с традиционным жестким диском.
А о том, как подключить SATA-диск к компьютеру можно прочитать в статье «

Привет друзья, жёсткие диски интерфейса SATA отличаются скоростью последовательного интерфейса обмена данными.

1. Совсем старый интерфейс SATA Revision 1.0 (до 1,5 Гбит/с) . Пропускная способность интерфейса - до 150 МБ/с

2. Относительно старый, но ещё использующийся SATA Revision 2.0 (до 3 Гбит/с) . Пропускная способность интерфейса - до 300 МБ/с

3. Новейшим интерфейсом является SATA Revision 3.0 (до 6 Гбит/с) . Пропускная способность интерфейса - до 600 МБ/с .

Можно ещё встретить такое обозначение SATA I, SATA II и SATA III.

Определить - какие именно порты SATA находятся на вашей материнской плате очень просто.

Во первых на официальном сайте вашей материнской платы присутствует нужная информация:

К примеру моя материнка ASUS P8Z77-V PRO имеет:

2 x SATA 6Gb/s port(s), (Gray) - 2 порта SATA 6 Гбит/c серого цвета

4 x SATA 3Gb/s port(s), (Blue) - 4 порта SATA 3 Гбит/с синего цвета

2 x SATA 6Gb/s port(s), navy blue - 2 дополнительных порта SATA 6 Гбит/c морского голубого цвета

Во вторых, при подключении обычного жёсткого диска или SSD нового интерфейса SATA 3.0 (6 Гбит/с) к вашей материнской плате обратите внимание на такую информацию расположенную на материнке. Моя материнская плата ASUS P8Z77-V PRO и на ней согласно официальному сайту реализованы четыре порта SATA 3 Гбит/c и четыре порта SATA 6 Гбит/c. Естественно рядом с разъёмами присутствует соответствующая маркировка, напротив портов SATA 2.0 (3 Гбит/с) так и написано SATA 3G, а напротив портов новейшего интерфейса SATA 3.0 (6 Гбит/с) промаркировано SATA 6G, значит подключаем жёсткие диски и твердотельные накопители соответственно маркировке.

Щёлкните левой мышью для увеличения скришнота

Что будет, если подключить жёсткий диск неправильно, например SSD интерфейса SATA 6 Гбит/c к порту на материнке SATA 3 Гбит/c? Ответ - работать он будет в SATA 3 Гбит/c и скорость твердотельного накопителя будет немного ниже, что и произошло с нашим читателем (результаты тестов далее в статье).

Также важно использовать для подсоединения нового жёсткого диска или SSD интерфейса SATA 6 Гбит/c родной информационный кабель с соответствующей маркировкой SATA 6 Гбит/c!

Определить режим работы SATA жёсткого диска или твердотельного накопителя SSD можно в программе CrystalDiskInfo

Идем на сайт

http://crystalmark.info/download/index-e.html

и скачиваем утилиту CrystalDiskInfo , она предоставит более чем исчерпывающую информацию о всех установленных в ваш системник или ноутбук жёстких дисках.

Утилита работает без установки. Разархивируем и запускаем.

У меня в системном блоке установлен SSD Silicon Power V70 и в этом окне можно увидеть всю исчерпывающую информацию о его работе.

Как видим, в настоящее время SSD работает в самом высоком режиме передачи информации SATA 3.0 (6 Гбит/с), пропускная способность интерфейса - до 600 МБ/с.

Текущий режим 600 МБ/с и поддерживаемый режим 600 МБ/с .

Если в вашей системе установлен ещё жёсткий диск, нажмите на стрелочку и выйдет информация по другому накопителю.

Друзья, запустим тест нашего SSD подключенного к высокоскоростному порту SATA 3.0 (6 Гбит/с) SSD в программе AS SSD Benchmark , затем подключим его к порту SATA 2.0 (3 Гбит/с) и тоже проведём тест, затем сравним результат.

1. Тест последовательного чтения и записи;

2. Тест случайного чтения и записи к 4 Кб блоков;

3. Тест случайного чтения и записи 4 Кб блоков (глубина очереди = 64);

4. Тест измерения времени доступа чтения и записи;

Итоговый результат, запомним его.

В каком режиме будет работать жёсткий диск или твердотельный накопитель SSD новейшего интерфейса SATA III (6 Гбит/с), если его подсоединить к разъёму SATA II (3 Гбит/с)