SATA ( Serial AT Attachment ) [a] [2] es una interfaz de bus de computadora que conecta adaptadores de bus de host a dispositivos de almacenamiento masivo , como unidades de disco duro , unidades ópticas y unidades de estado sólido . Serial ATA sucedió al estándar anterior Parallel ATA (PATA) y se convirtió en la interfaz predominante para dispositivos de almacenamiento.
Las especificaciones de compatibilidad de la industria Serial ATA se originan en la Organización Internacional Serial ATA (SATA-IO) y luego son publicadas por el Comité Técnico INCITS T13, Anexo AT (INCITS T13). [3]
SATA se anunció en 2000 [4] [5] con el fin de proporcionar varias ventajas sobre la interfaz PATA anterior, como un tamaño y un coste de cable reducidos (siete conductores en lugar de 40 u 80), intercambio en caliente nativo , transferencia de datos más rápida a través de tasas de señalización más altas y transferencia más eficiente a través de un protocolo de cola de E/S (opcional) . La revisión 1.0 de la especificación se publicó en enero de 2003. [2]
Las especificaciones de compatibilidad de la industria Serial ATA tienen su origen en la Organización Internacional Serial ATA (SATA-IO). El grupo SATA-IO crea, revisa, ratifica y publica de manera colaborativa las especificaciones de interoperabilidad, los casos de prueba y los plugfests . Al igual que con muchos otros estándares de compatibilidad de la industria, la propiedad del contenido SATA se transfiere a otros organismos de la industria: principalmente INCITS T13 [3] y un subcomité INCITS T10 ( SCSI ), un subgrupo de T10 responsable de Serial Attached SCSI (SAS). El resto de este artículo intenta utilizar la terminología y las especificaciones de SATA-IO.
Antes de la introducción de SATA en 2000, PATA se conocía simplemente como ATA. El nombre "AT Attachment" (ATA) se originó después del lanzamiento en 1984 de IBM Personal Computer AT , más comúnmente conocido como IBM AT. [6] La interfaz del controlador de IBM AT se convirtió en una interfaz industrial de facto para la inclusión de discos duros. "AT" era la abreviatura de IBM para "Tecnología avanzada"; por lo tanto, muchas empresas y organizaciones indican que SATA es una abreviatura de "Serial Advanced Technology Attachment". Sin embargo, las especificaciones ATA simplemente usan el nombre "AT Attachment", para evitar posibles problemas de marca registrada con IBM. [7]
Los adaptadores y dispositivos host SATA se comunican a través de un cable serial de alta velocidad sobre dos pares de conductores. Por el contrario, el ATA paralelo (la nueva denominación de las especificaciones ATA heredadas) utiliza un bus de datos de 16 bits de ancho con muchas señales de soporte y control adicionales, todas funcionando a una frecuencia mucho menor. Para garantizar la compatibilidad con versiones anteriores del software y las aplicaciones ATA heredadas, SATA utiliza los mismos conjuntos de comandos ATA y ATAPI básicos que los dispositivos ATA heredados.
La primera unidad de disco duro SATA del mundo es el Seagate Barracuda SATA V, que se lanzó en enero de 2003. [8]
SATA ha reemplazado a ATA paralela en computadoras de escritorio y portátiles para consumidores ; la participación de mercado de SATA en el mercado de PC de escritorio fue del 99% en 2008. [9] PATA ha sido reemplazado en su mayoría por SATA para cualquier uso; PATA está en declive en aplicaciones industriales e integradas que usan almacenamiento CompactFlash (CF), que fue diseñado en torno al estándar PATA heredado. Un estándar de 2008, CFast , para reemplazar a CompactFlash se basa en SATA. [10] [11]
La especificación Serial ATA requiere que los dispositivos SATA sean capaces de conectarse en caliente ; es decir, los dispositivos que cumplen con la especificación son capaces de insertar o quitar un dispositivo en o desde un conector de placa base (señal y alimentación combinadas) que esté encendido. Después de la inserción, el dispositivo se inicializa y luego funciona normalmente. Según el sistema operativo, el host también puede inicializarse, lo que resulta en un intercambio en caliente . El host y el dispositivo alimentados no necesitan estar en un estado inactivo para una inserción y extracción seguras, aunque los datos no escritos pueden perderse cuando se corta la alimentación.
A diferencia de PATA, tanto SATA como eSATA admiten la conexión en caliente por diseño. Sin embargo, esta característica requiere un soporte adecuado a nivel de host, dispositivo (unidad) y sistema operativo. En general, los dispositivos SATA cumplen con los requisitos de conexión en caliente del lado del dispositivo y la mayoría de los adaptadores host SATA admiten esta función. [1]
En el caso de eSATA, la conexión en caliente solo es compatible en modo AHCI . El modo IDE no admite la conexión en caliente. [12]
La interfaz avanzada de controlador de host (AHCI) es una interfaz de controlador de host abierta publicada y utilizada por Intel, que se ha convertido en un estándar de facto . Permite el uso de funciones avanzadas de SATA, como la conexión en caliente y la cola de comandos nativa (NCQ). Si la placa base y el chipset no habilitan la interfaz AHCI, los controladores SATA suelen funcionar en modo de "emulación IDE [b] ", que no permite el acceso a funciones del dispositivo que no son compatibles con el estándar ATA (también llamado IDE).
Los controladores de dispositivos de Windows que están etiquetados como SATA a menudo se ejecutan en modo de emulación IDE a menos que indiquen explícitamente que están en modo AHCI, en modo RAID o en un modo proporcionado por un controlador propietario y un conjunto de comandos que permitían el acceso a las funciones avanzadas de SATA antes de que AHCI se volviera popular. Las versiones modernas de Microsoft Windows , Mac OS X , FreeBSD , Linux con la versión 2.6.19 en adelante, [13] así como Solaris y OpenSolaris , incluyen soporte para AHCI, pero los sistemas operativos anteriores como Windows XP no lo hacen. Incluso en esos casos, es posible que se haya creado un controlador propietario para un chipset específico, como el de Intel . [14]
Las revisiones SATA se designan normalmente con un guión seguido de números romanos , p. ej., "SATA-III", [15] para evitar confusiones con la velocidad, que siempre se muestra en números arábigos , p. ej., "SATA 6 Gbit / s ". Las velocidades indicadas son la velocidad de interfaz bruta en Gbit/s, incluida la sobrecarga de código de línea , y la velocidad de datos utilizable en MB /s sin sobrecarga.
La revisión 1.0a [2] se publicó el 7 de enero de 2003. Las interfaces SATA de primera generación, ahora conocidas como SATA 1.5 Gbit/s, se comunican a una velocidad de 1.5 Gbit/s, [c] y no admiten Native Command Queuing (NCQ). Si se tiene en cuenta la sobrecarga de codificación 8b/10b , tienen una velocidad de transferencia real sin codificar de 1.2 Gbit/s (150 MB/s). El rendimiento teórico de ráfaga de SATA 1.5 Gbit/s es similar al de PATA /133, pero los dispositivos SATA más nuevos ofrecen mejoras como NCQ, que mejoran el rendimiento en un entorno multitarea.
Durante el período inicial posterior a la finalización de SATA 1.5 Gbit/s, los fabricantes de adaptadores y unidades utilizaron un "chip puente" para convertir los diseños PATA existentes para su uso con la interfaz SATA. Las unidades puente tienen un conector SATA, pueden incluir uno o ambos tipos de conectores de alimentación y, en general, funcionan de manera idéntica a sus equivalentes SATA nativos. [16]
A partir de abril de 2010 , las unidades de disco duro[actualizar] SATA de 10 000 rpm más rápidas podían transferir datos a velocidades máximas (no promedio) de hasta 157 MB/s, [17] lo que supera las capacidades de la antigua especificación PATA/133 y también excede las capacidades de SATA 1,5 Gbit/s.
La revisión 2.0 de SATA se lanzó en abril de 2004 e introdujo Native Command Queuing (NCQ). Es compatible con versiones anteriores de SATA 1,5 Gbit/s. [18]
Las interfaces SATA de segunda generación funcionan con una velocidad de transferencia nativa de 3,0 Gbit/s que, teniendo en cuenta el esquema de codificación 8b/10b , equivale a la velocidad de transferencia máxima sin codificar de 2,4 Gbit/s (300 MB/s). El rendimiento teórico de la revisión SATA 2.0, también conocida como SATA 3 Gbit/s, duplica el rendimiento de la revisión SATA 1.0.
Todos los cables de datos SATA que cumplen con la especificación SATA están clasificados para 3,0 Gbit/s y admiten unidades mecánicas modernas sin ninguna pérdida de rendimiento de transferencia de datos sostenida y en ráfagas. Sin embargo, las unidades basadas en flash de alto rendimiento pueden superar la velocidad de transferencia SATA de 3 Gbit/s; esto se soluciona con el estándar de interoperabilidad SATA de 6 Gbit/s.
Anunciada en agosto de 2005, la revisión 2.5 de SATA consolidó la especificación en un solo documento. [19] [20]
Anunciada en febrero de 2007, la revisión 2.6 de SATA introdujo las siguientes características: [21]
La Organización Internacional Serial ATA (SATA-IO) presentó el borrador de la especificación de la capa física SATA 6 Gbit/s en julio de 2008, [22] y ratificó su especificación de capa física el 18 de agosto de 2008. [23] El estándar 3.0 completo se publicó el 27 de mayo de 2009. [24]
Las interfaces SATA de tercera generación funcionan con una tasa de transferencia nativa de 6,0 Gbit/s; teniendo en cuenta la codificación 8b/10b , la tasa de transferencia máxima sin codificar es de 4,8 Gbit/s (600 MB/s). El rendimiento teórico de ráfaga de SATA 6,0 Gbit/s es el doble que el de la revisión SATA 2.0. Es compatible con versiones anteriores de SATA. [22]
La especificación SATA 3.0 contiene los siguientes cambios:
En general, las mejoras están destinadas a mejorar la calidad del servicio de transmisión de vídeo y las interrupciones de alta prioridad. Además, el estándar sigue admitiendo distancias de hasta un metro. Las velocidades más nuevas pueden requerir un mayor consumo de energía para los chips de soporte, aunque las tecnologías de proceso mejoradas y las técnicas de gestión de energía pueden mitigar esto. La especificación posterior puede utilizar cables y conectores SATA existentes, aunque se informó en 2008 que se esperaba que algunos OEM actualizaran los conectores del host para las velocidades más altas. [25]
Lanzada en julio de 2011, la revisión 3.1 de SATA introdujo o modificó las siguientes características: [26] [27]
Lanzada en agosto de 2013, la revisión 3.2 de SATA introdujo las siguientes características: [32]
Lanzada en febrero de 2016, la revisión 3.3 de SATA introdujo las siguientes características: [41] [42]
La nueva función Power Disable (similar a la función SAS Power Disable) utiliza el pin 3 del conector de alimentación SATA. Algunas fuentes de alimentación antiguas que proporcionan alimentación de 3,3 V en el pin 3 obligaban a las unidades con la función Power Disable a quedarse atascadas en una condición de reinicio completo que les impedía girar. El problema generalmente se puede eliminar utilizando un simple adaptador de alimentación “ Molex a SATA” para suministrar energía a estas unidades. [43]
Lanzada en junio de 2018, la revisión 3.4 de SATA introdujo las siguientes características que permiten monitorear las condiciones del dispositivo y ejecutar tareas de mantenimiento, ambas con un impacto mínimo en el rendimiento: [44]
Lanzada en julio de 2020, la revisión 3.5 de SATA presenta características que permiten mayores beneficios de rendimiento y promueven una mayor integración de los dispositivos y productos SATA con otros estándares de E/S de la industria: [45]
La revisión 3.5a de SATA se lanzó en marzo de 2021.
Los conectores y cables presentan las diferencias más visibles entre las unidades SATA y ATA paralelas. A diferencia de PATA, se utilizan los mismos conectores en los discos duros SATA de 3,5 pulgadas (para ordenadores de sobremesa y servidores) y en los discos de 2,5 pulgadas (para ordenadores portátiles o pequeños). [46]
Los conectores SATA estándar, tanto para datos como para alimentación, tienen un paso de conductor de 1,27 mm (0,050 pulgadas). Se requiere poca fuerza de inserción para acoplar un conector SATA. Los dispositivos más pequeños, como las unidades SATA de 1,8 pulgadas, algunas unidades de DVD y Blu-ray y los mini SSD, utilizan un conector mini-SATA o mSATA más pequeño. [47]
Se especifica un conector eSATA especial para dispositivos externos y se implementa opcionalmente una disposición para clips que sujeten firmemente los conectores internos en su lugar. Las unidades SATA se pueden conectar a controladores SAS y comunicarse a través del mismo cable físico que los discos SAS nativos, pero los controladores SATA no pueden manejar discos SAS.
Los puertos SATA hembra (en placas base, por ejemplo) se utilizan con cables de datos SATA que tienen trabas o clips para evitar que se desconecten accidentalmente. Algunos cables SATA tienen conectores en ángulo recto o izquierdo para facilitar la conexión a las placas de circuitos.
El estándar SATA define un cable de datos con siete conductores (tres de tierra y cuatro líneas de datos activas en dos pares) y conectores de obleas de 8 mm de ancho en cada extremo. Los cables SATA pueden tener longitudes de hasta 1 metro (3,3 pies) y conectan un zócalo de placa base a un disco duro. Los cables de cinta PATA , en comparación, conectan un zócalo de placa base a uno o dos discos duros, llevan 40 u 80 cables y están limitados a 45 centímetros (18 pulgadas) de longitud por la especificación PATA; sin embargo, hay cables de hasta 90 centímetros (35 pulgadas) fácilmente disponibles. Por lo tanto, los conectores y cables SATA son más fáciles de colocar en espacios cerrados y reducen las obstrucciones a la refrigeración por aire . Algunos cables incluso incluyen una función de bloqueo, mediante la cual un pequeño resorte (generalmente de metal) mantiene el enchufe en el zócalo.
Los conectores SATA pueden ser rectos, en ángulo recto o en ángulo izquierdo. Los conectores en ángulo permiten conexiones de perfil más bajo. Los conectores en ángulo recto (también llamados de 90 grados) llevan el cable inmediatamente fuera de la unidad, en el lado de la placa de circuitos. Los conectores en ángulo izquierdo (también llamados de 270 grados) llevan el cable a través de la unidad hacia su parte superior.
Uno de los problemas asociados con la transmisión de datos a alta velocidad a través de conexiones eléctricas se describe como ruido , que se debe al acoplamiento eléctrico entre circuitos de datos y otros circuitos. Como resultado, los circuitos de datos pueden afectar a otros circuitos y ser afectados por ellos. Los diseñadores utilizan una serie de técnicas para reducir los efectos indeseables de dicho acoplamiento involuntario. Una de esas técnicas utilizadas en los enlaces SATA es la señalización diferencial . Esta es una mejora con respecto a PATA, que utiliza señalización de un solo extremo . El uso de conductores coaxiales duales completamente blindados, con múltiples conexiones a tierra, para cada par diferencial [48] mejora el aislamiento entre los canales y reduce las posibilidades de pérdida de datos en entornos eléctricos difíciles.
SATA especifica un conector de alimentación diferente al conector Molex de cuatro pines utilizado en los dispositivos Parallel ATA (PATA) (y en los dispositivos de almacenamiento pequeños anteriores, desde las unidades de disco duro ST-506 e incluso las unidades de disquete que precedieron a la IBM PC). Es un conector tipo oblea, como el conector de datos SATA, pero mucho más ancho (quince pines en lugar de siete) para evitar confusiones entre los dos. Algunas de las primeras unidades SATA incluían el conector de alimentación Molex de cuatro pines junto con el nuevo conector de quince pines, pero la mayoría de las unidades SATA ahora solo tienen este último.
El nuevo conector de alimentación SATA contiene muchos más pines por varias razones: [49]
Hay adaptadores pasivos disponibles que convierten un conector Molex de cuatro pines a un conector de alimentación SATA, proporcionando las líneas de 5 V y 12 V disponibles en el conector Molex, pero no 3,3 V. También hay adaptadores de alimentación de Molex a SATA de cuatro pines que incluyen electrónica para proporcionar adicionalmente la fuente de alimentación de 3,3 V. [55] Sin embargo, la mayoría de las unidades no requieren la línea de alimentación de 3,3 V. [56]
El conector de alimentación se reduce a seis pines, por lo que suministra solo +5 V (cable rojo), y no +12 V o +3,3 V. [21] [57]
El pin 1 del conector de alimentación delgado, que indica la presencia del dispositivo, es más corto que los demás para permitir el intercambio en caliente.
Nota: El conector de datos utilizado es el mismo que el de la versión no Slimline.
Existen adaptadores de bajo costo para convertir de SATA estándar a SATA Slimline.
SATA 2.6 es la primera revisión que definió el conector de alimentación delgado destinado a unidades con factores de forma más pequeños, como las unidades ópticas de computadoras portátiles.
El conector micro SATA (a veces llamado uSATA o μSATA [58] ) se originó con SATA 2.6 y está destinado a unidades de disco duro de 1,8 pulgadas. También existe un conector de datos micro, de apariencia similar pero ligeramente más delgado que el conector de datos estándar.
Algunas unidades SATA, en particular las mecánicas, vienen con una interfaz adicional de 4 o más pines que no está estandarizada de manera uniforme, pero que sin embargo cumple una función similar definida por cada fabricante de unidades. Como las unidades IDE usaban esos pines adicionales para configurar las unidades maestras y esclavas, en las unidades SATA, esos pines se usan generalmente para seleccionar diferentes modos de energía para usar en puentes USB-SATA o habilitar funciones adicionales como Spread Spectrum Clocking, SATA Speed Limit o Factory Mode para diagnóstico y recuperación, mediante el uso de un puente. [59] [60]
Estandarizado en 2004, eSATA ( e significa externo) ofrece una variante de SATA destinada a la conectividad externa. Utiliza un conector más robusto, cables blindados más largos y estándares eléctricos más estrictos (pero compatibles con versiones anteriores). El protocolo y la señalización lógica (capas de enlace/transporte y superiores) son idénticos a los de SATA interno. Las diferencias son:
Dirigido al mercado de consumo, eSATA entra en un mercado de almacenamiento externo atendido también por las interfaces USB y FireWire. La interfaz SATA tiene ciertas ventajas. La mayoría de las carcasas de discos duros externos con interfaces FireWire o USB utilizan unidades PATA o SATA y "puentes" para traducir entre las interfaces de las unidades y los puertos externos de las carcasas; este puenteo genera cierta ineficiencia. Algunos discos individuales pueden transferir 157 MB/s durante el uso real, [17] aproximadamente cuatro veces la velocidad de transferencia máxima de USB 2.0 o FireWire 400 (IEEE 1394a) y casi el doble de rápido que la velocidad de transferencia máxima de FireWire 800. La especificación S3200 FireWire 1394b alcanza alrededor de 400 MB/s (3,2 Gbit/s), y USB 3.0 tiene una velocidad nominal de 5 Gbit/s. Algunas funciones de bajo nivel de las unidades, como SMART , pueden no funcionar a través de algunos puentes USB [61] o FireWire o USB+FireWire; eSATA no sufre estos problemas siempre que el fabricante del controlador (y sus controladores) presente las unidades eSATA como dispositivos ATA, en lugar de como dispositivos SCSI , como ha sido habitual con los controladores Silicon Image , JMicron y Nvidia nForce para Windows Vista. En esos casos, las unidades SATA no tienen funciones de bajo nivel accesibles.
La versión eSATA de SATA 6G opera a 6,0 Gbit/s (la organización SATA-IO evita el término "SATA III" para evitar confusiones con SATA II 3,0 Gbit/s, al que se hacía referencia coloquialmente como "SATA 3G" [bit/s] o "SATA 300" [MB/s], ya que tanto SATA I como SATA II de 1,5 Gbit/s se denominaban "SATA 1,5G" [bit/s] o "SATA 150" [MB/s]). Por lo tanto, las conexiones eSATA operan con diferencias insignificantes entre ellas. [62] Una vez que una interfaz puede transferir datos tan rápido como una unidad puede manejarlos, aumentar la velocidad de la interfaz no mejora la transferencia de datos.
Sin embargo, la interfaz eSATA tiene algunas desventajas:
A partir de agosto de 2017, [actualizar]pocas computadoras nuevas tienen conectores SATA externos dedicados (eSATA). El USB3 predomina y el USB3 Tipo C, a menudo con el modo alternativo Thunderbolt , comienza a reemplazar a los conectores USB anteriores. A veces, todavía hay puertos individuales que admiten tanto USB3 como eSATA.
Las computadoras de escritorio sin una interfaz eSATA incorporada pueden instalar un adaptador de bus host (HBA) eSATA; si la placa base admite SATA, se puede agregar un conector eSATA disponible externamente. Las computadoras portátiles con el ahora poco común Cardbus [64] o ExpressCard [65] podrían agregar un HBA eSATA. Con adaptadores pasivos, la longitud máxima del cable se reduce a 1 metro (3,3 pies) debido a la ausencia de niveles de señal eSATA compatibles.
eSATAp significa eSATA alimentado. También se lo conoce como Power over eSATA, Power eSATA, eSATA/USB Combo o eSATA USB Hybrid Port (EUHP). Un puerto eSATAp combina los cuatro pines del puerto USB 2.0 (o anterior), los siete pines del puerto eSATA y, opcionalmente, dos pines de alimentación de 12 V. [66] Tanto el tráfico SATA como la alimentación del dispositivo están integrados en un solo cable, como es el caso con USB pero no con eSATA. La alimentación de 5 V se proporciona a través de dos pines USB, mientras que la alimentación de 12 V puede proporcionarse opcionalmente. Por lo general, las computadoras de escritorio, pero no las portátiles, proporcionan alimentación de 12 V, por lo que pueden alimentar dispositivos que requieren este voltaje, generalmente unidades de disco y CD/DVD de 3,5 pulgadas, además de dispositivos de 5 V como unidades de 2,5 pulgadas.
Se pueden utilizar dispositivos USB y eSATA con un puerto eSATAp cuando se conectan con un cable USB o eSATA, respectivamente. Un dispositivo eSATA no se puede alimentar a través de un cable eSATAp, pero un cable especial puede hacer que tanto los conectores SATA o eSATA como los de alimentación estén disponibles desde un puerto eSATAp.
Se puede incorporar un conector eSATAp a una computadora con SATA y USB internos, colocando un soporte con conexiones para conectores internos SATA, USB y de alimentación y un puerto eSATAp accesible desde el exterior. Aunque se han incorporado conectores eSATAp a varios dispositivos, los fabricantes no hacen referencia a un estándar oficial.
Mini-SATA (abreviado como mSATA), que es distinto del microconector, [58] fue anunciado por la Organización Internacional Serial ATA el 21 de septiembre de 2009. [68] Las aplicaciones incluyen netbooks , computadoras portátiles y otros dispositivos que requieren una unidad de estado sólido en un espacio reducido.
Las dimensiones físicas del conector mSATA son idénticas a las de la interfaz de la minitarjeta PCI Express , [69] pero las interfaces son eléctricamente incompatibles; las señales de datos (TX±/RX± SATA, PETn0 PETp0 PERn0 PERp0 PCI Express) necesitan una conexión al controlador de host SATA en lugar del controlador de host PCI Express .
La especificación M.2 ha reemplazado tanto a mSATA como a mini-PCIe . [70]
Los dispositivos SATA delgados de 2,5 pulgadas, de 5 mm (0,20 pulgadas) de altura, utilizan el conector de borde SFF-8784 de veinte pines para ahorrar espacio. Al combinar las señales de datos y las líneas de alimentación en un conector delgado que permite de manera efectiva la conexión directa a la placa de circuito impreso (PCB) del dispositivo sin conectores adicionales que consumen espacio, SFF-8784 permite una mayor compactación del diseño interno para dispositivos portátiles como ultrabooks . [71]
Los pines 1 a 10 están en el lado inferior del conector, mientras que los pines 11 a 20 están en el lado superior. [71]
SATA Express , inicialmente estandarizada en la especificación SATA 3.2, [72] es una interfaz que admite dispositivos de almacenamiento SATA o PCI Express . El conector host es compatible con versiones anteriores del conector de datos SATA de 3,5 pulgadas estándar, lo que permite conectar hasta dos dispositivos SATA heredados. [73] Al mismo tiempo, el conector host proporciona hasta dos carriles PCI Express 3.0 como una conexión PCI Express pura al dispositivo de almacenamiento, lo que permite anchos de banda de hasta 2 GB/s. [32] [74]
En lugar del enfoque habitual de duplicar la velocidad nativa de la interfaz SATA, se seleccionó PCI Express para lograr velocidades de transferencia de datos superiores a 6 Gbit/s. Se concluyó que duplicar la velocidad nativa de SATA llevaría demasiado tiempo, se requerirían demasiados cambios en el estándar SATA y daría como resultado un consumo de energía mucho mayor en comparación con el bus PCI Express existente. [75]
Además de soportar la interfaz de controlador de host avanzado (AHCI) heredada, SATA Express también permite utilizar NVM Express (NVMe) como interfaz de dispositivo lógico para dispositivos de almacenamiento PCI Express conectados. [76]
A medida que el factor de forma M.2, descrito a continuación, alcanzó una popularidad mucho mayor, SATA Express se consideró un estándar fallido y los puertos dedicados desaparecieron rápidamente de las placas base.
M.2 , anteriormente conocido como Next Generation Form Factor (NGFF), es una especificación para tarjetas de expansión de computadoras y conectores asociados. Reemplaza el estándar mSATA, que utiliza el diseño físico de la tarjeta PCI Express Mini. Al tener una especificación física más pequeña y más flexible, junto con características más avanzadas, el M.2 es más adecuado para aplicaciones de almacenamiento de estado sólido en general, especialmente cuando se usa en dispositivos pequeños como ultrabooks o tabletas. [77]
El estándar M.2 está diseñado como una revisión y mejora del estándar mSATA, de modo que se puedan fabricar placas de circuito impreso (PCB) más grandes. Mientras que mSATA aprovechó el formato y el conector de la tarjeta PCI Express Mini existente, M.2 ha sido diseñado para maximizar el uso del espacio de la tarjeta, al tiempo que minimiza el espacio ocupado. [77] [78] [79]
Las interfaces de controlador de host compatibles y los puertos provistos internamente son un superconjunto de los definidos por la interfaz SATA Express. Básicamente, el estándar M.2 es una implementación de formato pequeño de la interfaz SATA Express, con la adición de un puerto USB 3.0 interno. [77]
U.2 , anteriormente conocido como SFF-8639. Al igual que M.2, transporta una señal eléctrica PCI Express, sin embargo, U.2 utiliza un enlace PCIe 3.0 ×4 que proporciona un mayor ancho de banda de 32 Gbit/s en cada dirección. Para proporcionar la máxima compatibilidad con versiones anteriores, el conector U.2 también admite SATA y SAS multitrayecto. [80]
SATA utiliza una arquitectura punto a punto. La conexión física entre un controlador y un dispositivo de almacenamiento no se comparte entre otros controladores y dispositivos de almacenamiento. SATA define multiplicadores , lo que permite que un solo puerto de controlador SATA controle hasta quince dispositivos de almacenamiento. El multiplicador realiza la función de un concentrador; el controlador y cada dispositivo de almacenamiento están conectados al concentrador. [81] Esto es conceptualmente similar a los expansores SAS .
Los sistemas de PC modernos [actualizar]tienen controladores SATA integrados en la placa base, que suelen tener entre dos y ocho puertos. Se pueden instalar puertos adicionales mediante adaptadores de host SATA complementarios (disponibles en una variedad de interfaces de bus: USB, PCI, PCIe).
A nivel de interfaz de hardware, los dispositivos SATA y PATA ( Parallel AT Attachment ) son completamente incompatibles: no se pueden interconectar sin un adaptador.
A nivel de aplicación, los dispositivos SATA se pueden especificar para que se vean y actúen como dispositivos PATA. [82]
Muchas placas base ofrecen una opción de "Modo Legacy", que hace que las unidades SATA aparezcan en el SO como unidades PATA en un controlador estándar. Este modo Legacy facilita la instalación del SO al no requerir que se cargue un controlador específico durante la configuración, pero sacrifica la compatibilidad con algunas características (específicas del proveedor) de SATA. El modo Legacy a menudo, si no siempre, desactiva algunos de los puertos PATA o SATA de las placas, ya que la interfaz del controlador PATA estándar solo admite cuatro unidades. (A menudo, se puede configurar qué puertos se desactivan).
La herencia común del conjunto de comandos ATA ha permitido la proliferación de chips puente de PATA a SATA de bajo costo. Los chips puente se usaban ampliamente en unidades PATA (antes de la finalización de las unidades SATA nativas) y también en convertidores independientes. Cuando se conecta a una unidad PATA, un convertidor del lado del dispositivo permite que la unidad PATA funcione como una unidad SATA. Los convertidores del lado del host permiten que un puerto PATA de la placa base se conecte a una unidad SATA.
El mercado ha producido carcasas con alimentación para unidades PATA y SATA que se conectan a la PC a través de USB, Firewire o eSATA, con las restricciones mencionadas anteriormente. Existen tarjetas PCI con un conector SATA que permiten que las unidades SATA se conecten a sistemas antiguos sin conectores SATA.
Los diseñadores del estándar SATA se propusieron como objetivo general la compatibilidad con versiones anteriores y posteriores del estándar SATA. Para evitar problemas de interoperabilidad que podrían surgir cuando se instalen unidades SATA de próxima generación en placas base con controladores host SATA 1,5 Gbit/s heredados del estándar, muchos fabricantes han facilitado la conversión de esas unidades más nuevas al modo del estándar anterior. Algunos ejemplos de dichas disposiciones incluyen:
El interruptor "force 150" (o equivalente) también es útil para conectar discos duros SATA de 3 Gbit/s a controladores SATA en tarjetas PCI, ya que muchos de estos controladores (como los chips Silicon Image ) funcionan a 3 Gbit/s, aunque el bus PCI no puede alcanzar velocidades de 1,5 Gbit/s. Esto puede provocar corrupción de datos en sistemas operativos que no realizan pruebas específicas para esta condición y limitar la velocidad de transferencia del disco. [ cita requerida ]
SATA 3 Gbit/s y SATA 6 Gbit/s son compatibles entre sí. La mayoría de los dispositivos que solo son SATA 3 Gbit/s pueden conectarse con dispositivos que son SATA 6 Gbit/s, y viceversa, aunque los dispositivos SATA 3 Gbit/s se conectan con dispositivos SATA 6 Gbit/s solo a la velocidad más lenta de 3 Gbit/s.
SATA 1,5 Gbit/s y SATA 6 Gbit/s son compatibles entre sí. La mayoría de los dispositivos que solo son SATA 1,5 Gbit/s pueden conectarse con dispositivos que son SATA 6 Gbit/s, y viceversa, aunque los dispositivos SATA 1,5 Gbit/s solo se conectan con dispositivos SATA 6 Gbit/s a la velocidad más lenta de 1,5 Gbit/s.
El SCSI paralelo utiliza un bus más complejo que el SATA, lo que suele dar lugar a unos costes de fabricación más elevados. Los buses SCSI también permiten la conexión de varias unidades en un canal compartido, mientras que SATA permite una unidad por canal, a menos que se utilice un multiplicador de puertos. El SCSI conectado en serie utiliza las mismas interconexiones físicas que el SATA, y la mayoría de los HBA SAS también admiten dispositivos SATA de 3 y 6 Gbit/s (un HBA requiere compatibilidad con el protocolo de tunelización Serial ATA ).
SATA 3 Gbit/s teóricamente ofrece un ancho de banda máximo de 300 MB/s por dispositivo, que es solo ligeramente inferior a la velocidad nominal para SCSI Ultra 320 con un máximo de 320 MB/s en total para todos los dispositivos en un bus. [84] Las unidades SCSI proporcionan un mayor rendimiento sostenido que varias unidades SATA conectadas a través de un multiplicador de puerto simple (es decir, basado en comandos) debido al rendimiento de desconexión-reconexión y agregación. [85] En general, los dispositivos SATA se vinculan de forma compatible con los gabinetes y adaptadores SAS, mientras que los dispositivos SCSI no se pueden conectar directamente a un bus SATA.
Las unidades SCSI, SAS [ cita requerida ] y de canal de fibra (FC) son más caras que las SATA, por lo que se utilizan en servidores y matrices de discos donde el mejor rendimiento justifica el costo adicional. Las unidades ATA y SATA económicas evolucionaron en el mercado de las computadoras domésticas , por lo que existe la opinión de que son menos confiables. A medida que esos dos mundos se superpusieron, el tema de la confiabilidad se volvió algo controvertido . Tenga en cuenta que, en general, la tasa de fallas de una unidad de disco está relacionada con la calidad de sus cabezales, platos y procesos de fabricación de soporte, no con su interfaz.
El uso de serial ATA en el mercado empresarial aumentó del 22% en 2006 al 28% en 2008. [9]
Los dispositivos SCSI-3 con conectores SCA-2 están diseñados para el intercambio en caliente. Muchos servidores y sistemas RAID proporcionan soporte de hardware para el intercambio en caliente transparente. Los diseñadores del estándar SCSI anterior a los conectores SCA-2 no apuntaron al intercambio en caliente, pero en la práctica, la mayoría de las implementaciones RAID admiten el intercambio en caliente de discos duros.
