SATA接口的有关说明

Serial ATA(SATA, Serial Advanced Technology Attachment),亦称串行ATA,是串行SCSI(SAS:Serial Attached SCSI)的孪生兄弟,两者的排线兼容,SATA硬盘可接上SAS接口。它是一种电脑总线,主要功能是用作主板和大量存储设备(如硬盘及光盘驱动器)之间的数据传输之用。

2000年11月由“Serial ATA Working Group”团体所制定,SATA是已经完全取代旧式PATA(Parallel ATA或称IDE)的新型硬盘接口,因采用串行方式传输数据而得名。在数据传输上这一方面,SATA的速度比以往更加快捷,并支持热插拔,使电脑运作时可以插上或拔除硬件。另一方面,SATA总线使用了嵌入式时钟频率信号,具备了比以往更强的纠错能力,能对传输指令(不仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,提高了数据传输的可靠性。不过,SATA和以往最明显的分别,是用上了较细的排线,有利机箱内部的空气流通,某程度上增加了整个平台的稳定性。

现时,SATA分别有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gbit/s和SATA 6Gbit/s三种规格。
带宽速度换算:

所谓3Gb/s的算法,3000MHz的频率 x 每次发送一个数据 x 80%(8b/10b的编码) / 8 bits per byte = 300Mbytes/s,同理1.5Gb/s也是这样可算成150MB/s,也就是一般我们在买硬盘时,有时候会看到SATA 150MB/s / 300MB/s,有时候又会看到SATA 1.5Gb/s / 3Gb/s的缘故。

以USB 3.0而言,它拥有5Gbps的带宽,每次发送一个数据 x 80%(8b/10b的编码) / 8 bits per byte = 500Mbytes/s,所以USB 3.0的带宽比SATA 3.0的600MB/s 还来的小。

SATA版本 带宽 速度
SATA 3.0 6Gb/s 600MB/s
SATA 2.0 3Gb/s 300MB/s
SATA 1.0 1.5Gb/s 150MB/s

   

SATA 3Gb/s在2004年正式推出,坊间的非官方名称为SATA-2(SATA-II),符合ATA-7规范,传输速度可达3.0Gbit/s。这显示SATA的速度提升是以几何级数增长,这点和PATA的一级级算术级数增长是不同的。

SATA 3Gb/s比SATA 1.5Gb/s进步的地方在于:

1. 3.0Gb/s的高传输速度

2. 支持真正的SATA指令排序(NCQ)

3. SATA 3Gb/s数据线长度最多2m。 SATA 1.5Gb/s只是1m,PATA更短到50cm

4. 全新的围挡式接口更稳固。



SATA 6Gb/s 在2009年5月26日SATA-IO 完成 SATA 3.0 最终规格发布,比上一代提升一倍速率至6Gb/s,此外增加多项新技术,包涵新增 NCQ 指令以改良传输技术,并减低传输时所需耗电量。

依据 Serial ATA Revison 3.0 规格白皮书,AHCI底下改善了(NCQ)串行指令NCQ 的指令数目、NCQ的指令优先权及算法SATA 3.0亦会增加,包括为实时性的资源提供优先处理,主要用于图像及音像传输方面。此外 SATA 3.0 同时会为正被系统处理中的资源作优先安排,大大提升了系统的运行效率。

为了降低耗电SATA 3.0 采用全新INCITS ATA8-ACS标准,不但可兼容旧有的 SATA 设备、改良传输信号技术,亦大幅减低了 SATA2.0传输时所需功耗。

针对笔记本电脑(NB)市场对体积的需求,SATA 3.0提供了较一般SATA2.0接口细小的LIF接口(Low Insertion Force Connector) ,专门针对 1.8 吋的存储设备,包括仅厚 7mm 光盘驱动器。

2011年7月18日 SATA-IO 公布了 SATA3.1 规格,3.1版带来了诸多特性,例如节电测量,TRIM性能提升和一些杂项调整。

3.1版带来了一个新的mini SATA接口,主要用于为移动计算设备增强互操作性,Zero-Power Optical Disk Drive (ODD)的发明减少了闲置光驱的耗电量,用新的电源管理策略降低了整个系统的电力需求。TRIM改进允许SATA固态硬盘在不影响性能的前提下自行修剪,改善了SSD的性能,同时还带来了让主机识别设备的硬件设备功能,提升了SATA的兼容性。

另一个值得注意的是SATA通用存储模块(USM)和热插拔SATA驱动器模块,它让SATA硬盘的热插拔机制更为成熟,目前希捷GoFlex部分型号的硬盘已经开始支持。SATA 3Gb/s在2004年正式推出,坊间的非官方名称为SATA-2(SATA-II),符合ATA-7规范,传输速度可达3.0Gbit/s。这显示SATA的速度提升是以几何级数增长,这点和PATA的一级级算术级数增长是不同的。


 

External Serial ATA的略称,是为面向外接驱动器而制定的Serial ATA 1.0a的扩展规格。虽然规模比较小,但已经有相对应的产品在市面流通。

  • 为了防止误接,eSATA的接口形状与SATA的接口形状是不一样的。
  • 连接线的最大长度为2m。
  • 支持热插拔。
  • 传输速度可以达到现在主流的USB 2.0的传输速度的2倍以上。
  • 提高接头的插拔耐用度。

eSATA与其他规格的比较

名称 带宽 (Mbit/s) 速度 (MB/s) 接线最大长度 (m) 电源供应 每频道最多可接设备
eSATA 3,000 300 2 with eSATA HBA (1 with passive adapter) 1(15 with port multiplier)
串行SCSI 3,000 375 8 4
SATA 6.0Gb/s 6,000 600      
SATA 3.0Gb/s 3,000 300 2 1(15 with port multiplier)
SATA 1.5Gb/s 1,500 150 1 1 per line
PATA 133 1,064 133 0.46(18 英寸) 2
FireWire 3200 3,144 393 100; alternate cables available for 100 m+ 15 W, 12–25 V 63 (with hub)
FireWire 800 786 98.25 100[3] 15 W, 12–25 V 63 (with hub)
FireWire 400 393 49.13 4.5[3][4] 15 W, 12–25 V 63 (with hub)
USB 3.0 5,000 500      
USB 2.0 480 60 5[5] 2.5 W, 5 V 127 (with hub)
USB 1.1 12 1.5      
USB 1.0 1.5 0.1875      
Ultra-640 SCSI 5,120 640 12 15 (plus the HBA)
Ultra-320 SCSI 2,560 320
Fiber Channel
通过铜线
4,000 400 12 126
(16777216 with switches)
Fiber Channel
通过光纤
10,520 2000 2–50000 126
(16777216 with switches)