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Serial ATA

(Redirigido desde «SATA»)
Interface SATA
Información sobre la plantilla
Puerto SATA.jpg
Interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento.
CreadorIntel, Dell, Maxtor, APT Technologies y Seagate, crearon el Seria ATA Working Group
Fecha de CreaciónNoviembre de 2001

Interface SATA del inglés Serial Advanced Technology Attachment. Interfaz de transferencia de datos entre la placa base o Motherboard y diversos dispositivos de almacenamiento como Discos duros o dispositivos ópticos como lectores y grabadores de CD o DVD. Esta interfaz sustituye a la interfaz tradicional IDE o tecnicamente conocida como Interface Parallel ATA o P-ATA. SATA proporciona prestaciones superiores, mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varias unidades, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar unidades al instante, es decir, insertar el dispositivo sin tener que apagar el ordenador o que sufra un cortocircuito.

Historia

Desde antes del año 2000 se sentaron las bases e intenciones de un grupo que intentaba revolucionar, con nuevas interfaces de dispositivos la interconexión de los dispositivos de almacenamiento de datos con la placa base, mejorando las tasas de transferencia y aumentando las velocidades y los niveles de acceso. En el mismo año 2000 se forma un grupo que se nombró Serial ATA Working Group invirtiendo y dándole un impulso extraordinario al asunto. El mismo grupo, ahora Serial II ATA Working Group, asociado industrialmente a Serial ATA II Steering Committee sentaron las bases necesarias para establecerse en el mercado convirtiéndose en estándar. Posteriormente, en el 2004, cambiaron el nombre por el de Serial ATA International Organization (SATA-IO).

Antecedentes

En Noviembre del 2001, un grupo de fabricantes de hardware, entre los que se encontraban Intel, Dell, Maxtor, APT Technologies y Seagate, crearon el Seria ATA Working Group para hacer frente a las necesidades de la próxima generación interfaces. Posteriormente, en el 2004, cambiaron el nombre por el de Serial ATA International Organization (SATA-IO) .

Por estas fechas, tras las mejoras de la especificación ATA-7 con la que se habían conseguido transferencias de 133 MB/s, el modelo tradicional de interfaz PATA ("Parallel ATA") empezaba a mostrar síntomas de agotamiento, después de haber prestado eficientes servicios desde su concepción inicial a mediados de los 80. La idea entre los especialistas era que había que mirar en otra dirección. Paralelamente, la tecnología de enlaces con fibra óptica e inalámbrica, habían propiciado grandes avances en el campo de las comunicaciones serie. En este ambiente, los esfuerzos se dirigieron a conseguir una nueva especificación de arquitectura serie para la interfaz ATA.

Como se muestra en la figura 1 y es costumbre en los diseños informáticos, la nueva arquitectura, conocida como Serial ATA (SATA), adopta una estructura de capas. La capa de órdenes es un superconjunto de la arquitectura ATA anterior; de forma que los nuevos dispositivos son compatibles con los protocolos ATA tradicionales, y son por tanto compatibles respecto a las aplicaciones existentes. Sin embargo la capa física es distinta, lo que representa un punto de ruptura en el sentido de que los nuevos dispositivos SATA no son compatibles con los anteriores. No obstante, la nueva arquitectura ofrece mejoras suficientes para justificar el cambio.

La idea es que los dispositivos ATA de cualquier tipo (serie o paralelo) compartan un juego común de órdenes, y organizar la conexión de estos dispositivos en una estructura donde existen direcciones, dominios y dispositivos concretos. Una organización que recuerda vagamente la de Internet en la que está inspirada (un dominio ATA contiene un controlador host SATA y un dispositivo).

Velocidades

La primera generación, SATA I, estableció valores de transferencias de 150 MB/s por segundo. La segunda generación, SATA II, alcanzaba 300 MB/s, también conocida como Serial ATA-300 mientras que la actual SATA III logra la velocidad de hasta 600 MB/s. Las Unidades que soportan la velocidad de 3Gb/s son compatibles con un bus de 1,5 Gb/s.

La tabla siguiente muestra el cálculo de la velocidad real de SATAI 1.5 Gb/s y SATAII 3 Gb/s:

Frecuencia Bits/clock Velocidad real
SATA I 1500 MHz 1 150 MB/s
SATA II 3000 MHz 1
300 MB/s
SATA III 6000MHz 1
600 MB/s

Identificación de los Pines en el Conector

Sata pines1.jpeg
Pin ID Especificación
Pin 1 GND Tierra
Pin 2 HT+/DR+ Transmisión diferencial +
Pin 3 HT-/DR- Transmisión diferencial -
Pin 4 GND Tierra
Pin 5 HR-/DT- Recepción diferencial -
Pin 6 HR-/DT+ Recepción diferencial +
Pin 7 GND Tierra

Estructura física

Cada puerto, multiplicador, dispositivo o adaptador SATA o SAS ("Serial Attached SCSI") tiene un número de puerto único de 64 bits. Una especie de MAC o código de barras del producto con: un código NAA de 4 bits; un código de fabricante de 24 bits asignado por la autoridad normativa, y un código de dispositivo a disposición de cada fabricante de 36 bits.

Topología

SATA es una arquitectura "punto a punto". Es decir, la conexión entre puerto y dispositivo es directa, cada dispositivo se conecta directamente a un controlador SATA, así, cada dispositivo disfruta la totalidad del ancho de banda, de la conexión, sin que exista la sobrecarga inherente a los mecanismos de arbitraje y detección de colisiones como sucedía en los viejos PATA que las interfaces se segmentaban en maestras y esclavas.

El controlador host se encuentra embebido en la placa-base o instalado como una tarjeta en uno de sus zócalos, que actúa como puente entre los datos paralelos del bus y el dispositivo SATA. Existen controladores con más de una salida (generalmente 4 u 8) de forma que pueden conectarse varios dispositivos. También se han diseñado multiplicadores de puerto que permiten aumentar el número de conexiones en un puerto del controlador, con el fin de aumentar el número de dispositivos conectados.

Además de la tarea de serializar/paralelizar los datos, una parte importante del trabajo del controlador está relacionada con los protocolos de conexión y desconexión del periférico, que son bastante sofisticados en este tipo de interfaz, ya que está prevista la capacidad de conexión en caliente. El protocolo de conexión es capaz de identificar el tipo de dispositivo conectado; detectar si funciona correctamente; negociar la velocidad de la conexión, etc. La interfaz Serial ATA guarda ciertas similitudes con la interfaz USB, aunque SATA es mucho más rápida que aquella, y los dispositivos no se alimentan del propio bus.

Cables y Conectores en los dispositivos

Sata hdd.jpg
El tipo de cableado que se utiliza en la interface SATA es mucho más fino y aerodinámico que el anterior PATA, lo que permite que estos cables, al ser muchísimo más finos, faciliten el flujo de aire dentro de la caja, reduciendo el calentamiento del equipo.

Otra ventaja de este tipo de puerto es que permite hasta 1 metro de longitud en el cable comparado con la longitud de menos de medio metro en su antecesor ATA.

Sata cable.jpeg
Respecto al cable de alimentación también es diferente al de los discos ATA originales, y las tensiones de trabajo son menores, teniendo un consumo menor. Además no es necesaria la configuración Amo/Esclavo (Master/Slave) tradicional, ya que las unidades SATA se conectan una por puerto, indicándose en el Setup tan sólo cual es el SATA al que se debe dirigir en primer lugar el orden de arranque (Boot secuence).

Ventajas

  • Tiene una velocidad de transferencia de datos de hasta 1,5 Gigabits (150 MB/s 300 MB/s 600 MB/s reales) y un mayor ancho de banda, a parte su arquitectura demuestra una mayor capacidad para futuros aumento de rendimiento en posteriores versiones.
  • Los datos también viajan de manera más integra y segura, además de más rápido.
  • Los cables son más compactos y a mi parecer, más estéticos, permiten ser más largos (hasta dos metros en su primera versión). Su conector, además, ha cambiado permitiendo así Hotplug.
  • Por último es perfectamente escalable con RAID y permite compatibilidad con todo el software y drivers que operaban con los anteriores interfaces PATA.

SATA externo (eSATA)

Sata+esata.jpg
eSATA:(External Serial Advanced Technology Atachement) es una versión externa de SATA puesta en vigor en el año 2004, a través de la cual se puede llegar a conseguir velocidades SATA en dispositivos externos, sin tener que perder características de los discos en el intercambio de protocolos de PATA/SATA a USB/Firewire.


Eso sí, la longitud del cable queda reducida a 2 metros y el voltaje cambia ligeramente. Este estándar es compatible con RAID y gran cantidad de placas bases están adaptándose para poder utilizar dispositivos con esta interfaz.


Ventajas que nos reporta este nuevo sistema.

En cuanto velocidad hay grandes ventajas, ya que la nueva interfaz comienza trabajando a 150MBytes/seg (133 como máximo en ATA), siendo lo habitual actualmente el tipo SATA2, con una tasa de transferencia de 300MBytes/seg.

Otra de las grandes mejoras respecto al sistema anterior (en mi opinión) es el tipo de cableado que se utiliza, mucho más fino y aerodinámico que el anterior, lo que permite que estos cables, al ser muchísimo más finos, faciliten el flujo de aire dentro de la caja, reduciendo el calentamiento de nuestro equipo.

Otra ventaja de este tipo de puerto es que permite hasta 1 metro de longitud en el cable (menos de medio metro en las conexiones ATA).

Respecto al cable de alimentación también es diferente al de los discos ATA originales, y las tensiones de trabajo son menores, teniendo un consumo menor.

Además no es necesaria la configuración Master/Slave tradicional, ya que las unidades SATA conectan una por puerto, indicándose en el Setup tan sólo cual es el SATA al que se debe dirigir en primer lugar el orden de arranque (Boot secuence).


Fuentes