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 anterior estándar Parallel ATA (PATA) para convertirse 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] para proporcionar varias ventajas sobre la interfaz PATA anterior, como tamaño y costo de cable reducido (siete conductores en lugar de 40 u 80), intercambio en caliente nativo , transferencia de datos más rápida a través de velocidades 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 provienen de la Organización Internacional Serial ATA (SATA-IO). El grupo SATA-IO crea, revisa, ratifica y publica en colaboración las especificaciones de interoperabilidad, los casos de prueba y los plugfests . Como ocurre 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 se esfuerza por 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 IBM AT se convirtió en una interfaz industrial de facto para la inclusión de discos duros. "AT" era la abreviatura de IBM de "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 utilizan el nombre "AT Adjunto" para evitar posibles problemas de marcas con IBM. [7]
Los dispositivos y adaptadores de host SATA se comunican a través de un cable serie de alta velocidad a través de dos pares de conductores. Por el contrario, ATA paralelo (la nueva designación de las especificaciones ATA heredadas) utiliza un bus de datos de 16 bits de ancho con muchas señales de control y soporte adicionales, todas operando a una frecuencia mucho más baja. Para garantizar la compatibilidad con versiones anteriores del software y las aplicaciones ATA heredados, 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 la Seagate Barracuda SATA V, que se lanzó al mercado en enero de 2003. [8]
SATA ha reemplazado al ATA paralelo en las computadoras de escritorio y portátiles de consumo ; La cuota de mercado de SATA en el mercado de PC de escritorio fue del 99% en 2008. [9] PATA ha sido reemplazada principalmente por SATA para cualquier uso; con PATA en uso cada vez menor en aplicaciones industriales e integradas que utilizan 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 retirar un dispositivo dentro o desde un conector de placa posterior (señal y alimentación combinadas) que tiene alimentación encendida. Después de la inserción, el dispositivo se inicializa y luego funciona normalmente. Dependiendo del sistema operativo, el host también puede inicializarse, lo que resulta en un intercambio en caliente . No es necesario que el host y el dispositivo alimentados estén en 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 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 de host SATA admiten esta función. [1]
Para eSATA, la conexión en caliente solo se admite 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 hotplug y cola de comandos nativa (NCQ). Si la placa base y el chipset no habilitan AHCI, los controladores SATA generalmente funcionan 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 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 permitía el acceso a las funciones avanzadas de SATA antes de que AHCI se convirtiera en AHCI. 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. Incluso en esos casos, es posible que se haya creado un controlador propietario para un conjunto de chips específico, como el de Intel . [14]
Las revisiones de SATA suelen designarse con un guión seguido de números romanos , por ejemplo, "SATA-III", [15] para evitar confusiones con la velocidad, que siempre se muestra en números arábigos , por ejemplo, "SATA 6 Gbit/s". Las velocidades proporcionadas son la velocidad de interfaz sin procesar en Gbit/s, incluida la sobrecarga del código de línea , y la velocidad de datos utilizables 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 cola de comandos nativa ( NCQ). Teniendo en cuenta la sobrecarga de codificación 8b/10b , tienen una velocidad de transferencia no codificada real 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 puenteadas 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. [dieciséis]
En 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 va más allá de las capacidades de la especificación PATA/133 anterior y también excede la Capacidades de SATA 1,5 Gbit/s.
La revisión 2.0 de SATA se lanzó en abril de 2004 e introdujo Native Command Queueing (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, cuando se tiene en cuenta el esquema de codificación 8b/10b , equivale a la velocidad de transferencia máxima no codificada de 2,4 Gbit/s (300 MB/s). El rendimiento de ráfaga teórico de la revisión 2.0 de SATA, que también se conoce como SATA 3 Gbit/s, duplica el rendimiento de la revisión 1.0 de SATA.
Todos los cables de datos SATA que cumplen con las especificaciones SATA tienen una clasificación de 3,0 Gbit/s y admiten unidades mecánicas modernas sin ninguna pérdida de rendimiento de transferencia de datos sostenido y en ráfagas. Sin embargo, las unidades flash de alto rendimiento pueden superar la velocidad de transferencia SATA de 3 Gbit/s; esto se soluciona con el estándar de interoperabilidad SATA 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 velocidad de transferencia nativa de 6,0 Gbit/s; Teniendo en cuenta la codificación 8b/10b , la velocidad 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 2.0 de SATA. Es compatible con versiones anteriores de SATA 3 Gbit/s y SATA 1,5 Gbit/s. [22]
La especificación SATA 3.0 contiene los siguientes cambios:
En general, las mejoras tienen como objetivo mejorar la calidad del servicio para la transmisión de video y las interrupciones de alta prioridad. Además, el estándar sigue soportando distancias de hasta un metro. Las velocidades más nuevas pueden requerir un mayor consumo de energía para los chips compatibles, aunque las tecnologías de proceso mejoradas y las técnicas de administración de energía pueden mitigar esto. La última especificación puede utilizar cables y conectores SATA existentes, aunque en 2008 se informó que se esperaba que algunos fabricantes de equipos originales actualizaran los conectores de host para velocidades más altas. [25]
Lanzada en julio de 2011, la revisión 3.1 de SATA introdujo o cambió 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 heredadas que proporcionan alimentación de 3,3 V en el pin 3 obligarían a las unidades con la función Power Disable a quedarse atascadas en una condición de restablecimiento completo que les impediría girar. Por lo general, el problema se puede eliminar utilizando un simple adaptador de corriente " 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 la ejecución de tareas domésticas, 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 dispositivos y productos SATA con otros estándares de E/S de la industria: [45]
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 discos duros SATA de 3,5 pulgadas (para computadoras de escritorio y servidores) y discos de 2,5 pulgadas (para computadoras portátiles o pequeñas). [46]
Los conectores SATA estándar para datos y alimentación tienen un paso de conductor de 1,27 mm (0,050 pulgadas). Se requiere una fuerza de inserción baja para acoplar un conector SATA. Los dispositivos más pequeños, como unidades SATA de 1,8 pulgadas, algunas unidades de DVD y Blu-ray y mini SSD, utilizan un conector mini-SATA o mSATA más pequeño. [47]
Se especifica un conector eSATA especial para dispositivos externos y, opcionalmente, se implementa una disposición para clips para sujetar los conectores internos firmemente en su lugar. Las unidades SATA se pueden conectar a controladores SAS y comunicarse mediante el mismo cable físico que los discos SAS nativos, pero los controladores SATA no pueden manejar discos SAS.
Los puertos SATA hembra (en las placas base, por ejemplo) se utilizan con cables de datos SATA que tienen cerraduras o clips para evitar que se desconecten accidentalmente. Algunos cables SATA tienen conectores en ángulo derecho o izquierdo para facilitar la conexión a las placas de circuito.
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 tipo oblea de 8 mm de ancho en cada extremo. Los cables SATA pueden tener longitudes de hasta 1 metro (3,3 pies) y conectar un zócalo de la placa base a un disco duro. Los cables planos PATA , en comparación, conectan un zócalo de la placa base a uno o dos discos duros, llevan 40 u 80 cables y están limitados a 45 centímetros (18 pulgadas) de longitud según la especificación PATA; sin embargo, se encuentran fácilmente disponibles cables de hasta 90 centímetros (35 pulgadas). Así, los conectores y cables SATA son más fáciles de encajar 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 metálico) sujeta el enchufe en el enchufe.
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) alejan el cable inmediatamente del variador, en el lado de la placa de circuito. Los conectores en ángulo izquierdo (también llamados 270 grados) conducen el cable a través de la unidad hacia su parte superior.
Uno de los problemas asociados a la transmisión de datos a alta velocidad a través de conexiones eléctricas se describe como ruido , el cual se debe al acoplamiento eléctrico entre circuitos de datos y otros circuitos. Como resultado, los circuitos de datos pueden afectar a otros circuitos y verse 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 totalmente blindados , con múltiples conexiones a tierra, para cada par diferencial [49] 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 dispositivos Parallel ATA (PATA) (y dispositivos de almacenamiento pequeños anteriores, que se remontan a las unidades de disco duro ST-506 e incluso a las unidades de disquete anteriores a la PC IBM). Es un conector tipo oblea, como el conector de datos SATA, pero mucho más ancho (quince pines frente a siete) para evitar confusiones entre ambos. 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: [50]
Hay disponibles adaptadores pasivos que convierten un conector Molex de cuatro pines en 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 Molex a SATA de cuatro pines. que incluyen electrónica para proporcionar adicionalmente la alimentación de 3,3 V. [56] Sin embargo, la mayoría de las unidades no requieren la línea de alimentación de 3,3 V. [57]
SATA 2.6 es la primera revisión que definió el conector delgado, destinado a factores de forma más pequeños, como unidades ópticas de portátiles. 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. El conector de señal delgado es idéntico y compatible con la versión estándar, mientras que el conector de alimentación se reduce a seis pines por lo que suministra solo +5 V, y no +12 V o +3,3 V. [21] [58]
Existen adaptadores de bajo costo para convertir de SATA estándar a SATA delgado.
El conector micro SATA (a veces llamado uSATA o μSATA [59] ) se originó con SATA 2.6 y está diseñado para unidades de disco duro de 1,8 pulgadas. También hay un conector de microdatos, similar en apariencia 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 un propósito similar definido por cada fabricante de unidades. Como las unidades IDE usaban esos pines adicionales para configurar unidades maestras y esclavas, en las unidades SATA, esos pines generalmente se usan para seleccionar diferentes modos de energía para usar en puentes USB-SATA o habilitan funciones adicionales como sincronización de espectro extendido, límite de velocidad SATA o fábrica. Modo de Diagnóstico y Recuperación, mediante el uso de un jumper. [60] [61]
Estandarizado en 2004, eSATA ( e de externo) proporciona 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 del SATA interno. Las diferencias son:
Dirigido al mercado de consumo, eSATA ingresa en un mercado de almacenamiento externo servido también por interfaces USB y FireWire. La interfaz SATA tiene ciertas ventajas. La mayoría de las cajas de unidades de disco duro externas 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 cajas; este puente 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 velocidad de transferencia máxima de FireWire 800. El S3200 FireWire La especificación 1394b alcanza alrededor de 400 MB/s (3,2 Gbit/s) y USB 3.0 tiene una velocidad nominal de 5 Gbit/s. Es posible que algunas funciones de la unidad de bajo nivel, como SMART , no funcionen a través de algunos puentes USB [62] 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 dispositivos SCSI , como ha sido común 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 funciona a 6,0 Gbit/s (la organización SATA-IO evita el término "SATA III" para evitar confusiones con SATA II 3,0 Gbit/s, que coloquialmente se denominaba "SATA 3G" [bit /s] o "SATA 300" [MB/s] ya que el SATA I de 1,5 Gbit/s y el SATA II de 1,5 Gbit/s se denominaban "SATA 1,5G" [bit/s] o "SATA 150" [MB /s]). Por tanto, las conexiones eSATA funcionan con diferencias insignificantes entre ellas. [63] 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), con USB3 dominante y USB3 tipo C, a menudo con el modo alternativo Thunderbolt , comenzando a reemplazar los conectores USB anteriores. A veces todavía están presentes puertos únicos que admiten USB3 y eSATA.
Las computadoras de escritorio sin una interfaz eSATA incorporada pueden instalar un adaptador de bus de host (HBA) eSATA; Si la placa base admite SATA, se puede agregar un conector eSATA disponible externamente. Las computadoras portátiles con la ahora poco común Cardbus [65] o ExpressCard [66] 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 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. [67] Tanto el tráfico SATA como la alimentación del dispositivo están integrados en un solo cable, como es el caso del USB pero no del eSATA. La alimentación de 5 V se proporciona a través de dos pines USB, mientras que opcionalmente se puede proporcionar alimentación de 12 V. Normalmente, las computadoras de escritorio, pero no las portátiles, proporcionan alimentación de 12 V, por lo que pueden alimentar dispositivos que requieran 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.
Tanto los dispositivos USB como los eSATA se pueden utilizar 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 SATA o eSATA como los conectores de alimentación estén disponibles desde un puerto eSATAp.
Se puede integrar un conector eSATAp en una computadora con SATA y USB internos, colocando un soporte con conexiones para conectores SATA, USB y de alimentación internos y un puerto eSATAp accesible externamente. Aunque se han integrado conectores eSATAp en varios dispositivos, los fabricantes no hacen referencia a un estándar oficial.
Mini-SATA (abreviado como mSATA), que es distinto del microconector, [59] fue anunciado por la Organización Internacional Serial ATA el 21 de septiembre de 2009. [69] Las aplicaciones incluyen netbooks , computadoras portátiles y otros dispositivos que requieren una conexión sólida. unidad estatal en un espacio reducido.
Las dimensiones físicas del conector mSATA son idénticas a las de la interfaz de la Mini Tarjeta PCI Express , [70] 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 . [71]
Los dispositivos SATA delgados de 2,5 pulgadas y 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, el SFF-8784 permite una mayor compactación del diseño interno para dispositivos portátiles como los ultrabooks . [72]
Los pines 1 a 10 están en la parte inferior del conector, mientras que los pines 11 a 20 están en la parte superior. [72]
SATA Express , inicialmente estandarizada en la especificación SATA 3.2, [73] es una interfaz que admite dispositivos de almacenamiento SATA o PCI Express . El conector de host es compatible con versiones anteriores del conector de datos SATA estándar de 3,5 pulgadas, lo que permite conectar hasta dos dispositivos SATA heredados. [74] Al mismo tiempo, el conector de 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] [75]
En lugar del enfoque habitual de duplicar la velocidad nativa de la interfaz SATA, se optó por PCI Express para alcanzar 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. [76]
Además de admitir la interfaz avanzada de controlador de host (AHCI) heredada, SATA Express también hace posible que NVM Express (NVMe) se utilice como interfaz de dispositivo lógico para dispositivos de almacenamiento PCI Express conectados. [77]
Como el factor de forma M.2, que se describe a continuación, alcanzó una popularidad mucho mayor, SATA Express se considera un estándar fallido y los puertos dedicados desaparecieron rápidamente de las placas base.
M.2 , anteriormente conocido como Factor de forma de próxima generación (NGFF), es una especificación para tarjetas de expansión de computadora y conectores asociados. Reemplaza el estándar mSATA, que utiliza el diseño físico de la minitarjeta PCI Express. Al tener una especificación física más pequeña y 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. [78]
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. Si bien mSATA aprovechó el conector y el factor de forma de la minitarjeta PCI Express existente, M.2 se diseñó para maximizar el uso del espacio de la tarjeta y al mismo tiempo minimizar el espacio que ocupa. [78] [79] [80]
Las interfaces de controlador de host admitidas y los puertos proporcionados internamente son un superconjunto de los definidos por la interfaz SATA Express. Básicamente, el estándar M.2 es una implementación de factor de forma pequeño de la interfaz SATA Express, con la adición de un puerto USB 3.0 interno. [78]
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 ancho de banda mayor de 32 Gbit/s en cada dirección. Para proporcionar la máxima compatibilidad con versiones anteriores, el conector U.2 también admite SATA y SAS multiruta. [81]
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 , que permiten que un único 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. [82] 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 de dos a ocho puertos. Se pueden instalar puertos adicionales a través de 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, se pueden especificar dispositivos SATA para que se vean y actúen como dispositivos PATA. [83]
Muchas placas base ofrecen una opción de "Modo heredado", que hace que las unidades SATA aparezcan en el sistema operativo como unidades PATA en un controlador estándar. Este modo heredado facilita la instalación del sistema operativo al no requerir que se cargue un controlador específico durante la instalación, pero sacrifica la compatibilidad con algunas características (específicas del proveedor) de SATA. El modo heredado a menudo, si no siempre, desactiva algunos de los puertos PATA o SATA de las placas, ya que la interfaz del controlador PATA estándar admite solo cuatro unidades. (A menudo, se pueden configurar los puertos que están deshabilitados).
La herencia común del conjunto de comandos ATA ha permitido la proliferación de chips puente PATA a SATA de bajo costo. Los chips puente se utilizaron ampliamente en unidades PATA (antes de que se completaran las unidades SATA nativas), así como 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 cajas alimentadas 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 conector SATA que permiten que las unidades SATA se conecten a sistemas heredados sin conectores SATA.
Los diseñadores del estándar SATA tenían como objetivo general la compatibilidad hacia atrás y hacia adelante con futuras revisiones del estándar SATA. Para evitar problemas de interoperabilidad que podrían ocurrir cuando se instalan unidades SATA de próxima generación en placas base con controladores de host SATA de 1,5 Gbit/s heredados estándar, muchos fabricantes han facilitado el cambio de esas unidades más nuevas al modo del estándar anterior. Ejemplos de tales disposiciones incluyen:
El conmutador "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, incluso aunque el bus PCI no puede alcanzar velocidades de 1,5 Gbit/s. Esto puede causar corrupción de datos en sistemas operativos que no prueban específicamente esta condición y limitan la velocidad de transferencia del disco. [ cita necesaria ]
SATA 3 Gbit/s y SATA 6 Gbit/s son compatibles entre sí. La mayoría de los dispositivos que solo son SATA de 3 Gbit/s se pueden conectar con dispositivos que son SATA de 6 Gbit/s, y viceversa, aunque los dispositivos SATA de 3 Gbit/s se conectan con dispositivos SATA de 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 de 1,5 Gbit/s se pueden conectar con dispositivos que son SATA de 6 Gbit/s, y viceversa, aunque los dispositivos SATA de 1,5 Gbit/s solo se conectan con dispositivos SATA de 6 Gbit/s a la velocidad más lenta de 1,5 Gbit/s. .
SCSI paralelo utiliza un bus más complejo que SATA, lo que normalmente genera mayores costos de fabricación. 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. SCSI conectado en serie utiliza las mismas interconexiones físicas que 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 túnel Serial ATA ).
SATA 3 Gbit/s ofrece teóricamente un ancho de banda máximo de 300 MB/s por dispositivo, que es sólo ligeramente inferior a la velocidad nominal de SCSI Ultra 320 con un máximo de 320 MB/s en total para todos los dispositivos en un bus. [85] 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. [86] En general, los dispositivos SATA se vinculan de manera compatible con gabinetes y adaptadores SAS, mientras que los dispositivos SCSI no se pueden conectar directamente a un bus SATA.
Las unidades SCSI, SAS [ cita necesaria ] 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 superponían, 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 ATA serie 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 intercambio en caliente. Muchos servidores y sistemas RAID brindan soporte de hardware para el intercambio en caliente transparente. Los diseñadores del estándar SCSI antes de los conectores SCA-2 no tenían como objetivo el intercambio en caliente, pero en la práctica, la mayoría de las implementaciones RAID admiten el intercambio en caliente de discos duros.
