SSD Sata 2. Sata 2 или Sata 3?

Что такое SATA

Рассматриваемый термин является сокращением от словосочетания «Serial ATA» и обозначает последовательный интерфейс обмена данными с каким-либо накопителем информации.

Если читатель не знаком с аббревиатурой «ATA», то она является производной от сокращения слов «Advanced Technology Attachment» (в переводе «соединение по передовой технологии»).

САТА является следующей ступенью развития всем нам знакомого (и уже устаревшего) параллельного интерфейса IDE, который ныне известен под именем «PATA» (Parallel ATA). Далее в статье, я расскажу разницу SATA два от SATA три.

Основное преимущество SATA перед PATA состоит в использовании последовательной шины по сравнению с параллельной, что позволило существенно поднять пропускную способность интерфейса. Этому поспособствовало использование более высоких частот и хорошая помехоустойчивость применяющегося в подключении кабеля.

Для своей работы САТА использует 7-контактный разъём для обмена данными и 15-контактный для питания.

При этом шлейфы САТА имеют меньшую площадь по сравнению со шлейфами ПАТА, оказывают меньшую сопротивляемость воздуху, устойчивы к многократным подключениям, компактны и удобны в работе. В их реализации было решено отказаться от практики подключений двух устройств на один шлейф (известная практика IDE), что позволило избавиться от различных задержек, связанных с невозможностью одновременной работы подключенных устройств.

К достоинствам САТА также можно отнести то, что данный интерфейс производит значительно меньше тепла, нежели IDE.

Обычно интерфейс САТА используется для подключения к компьютеру жёстких дисков (HDD), твердотельных накопителей (SDD), а также устройства чтения компакт дисков (СД, ДВД и др.).

История развития САТА

Интерфейс САТА пришёл на смену IDE в 2003 году, пережив по ходу своего развития ряд существенных улучшений. Самая первая версия SATA позволяла получать данные на пропускной способности 150 мегабайт в секунду (для сравнения, интерфейс IDE обеспечивал всего около 130 Мбайт/c). При этом введение САТА позволило отказаться от практики переключения джамперов (перемычек) на жёстком диске, о которой хорошо помнят пользователи со стажем.

Следующей ступенью в развитии интерфейса САТА стал интерфейс SATA 2 (SATA revision 2.0), выпущенный в апреле 2004 года. Его пропускная способность по сравнению с первой спецификацией возросла вдвое – до 300 Мбайт/с. Особенностью второй версии Serial ATA стало включение в неё специальной технологии для увеличения быстродействия (NCQ), позволившую поднять скорость и количество обработки одновременных запросов.

Современной (и доминирующей сегодня) является спецификация САТА 3 (SATA revision 3.0), обеспечивающая скорость до 600 мегабайт в секунду. Данный вариант интерфейса появился в 2008 году, и ныне, фактически, является доминирующим на рынке. При этом указанный интерфейс обратно совместим с интерфейсом САТА 2 (к САТА 3 можно подключать устройства, работавшие с САТА 2 и наоборот).

Разница в скорости между САТА2 и САТА 3

Разъёмы SATA

SATA-устройства используют два разъёма: 7-контактный (подключение шины данных) и 15-контактный (подключение питания). Стандарт SATA предусматривает возможность использовать вместо 15-контактного разъёма питания стандартный 4-контактный разъём Molex (при этом, использование одновременно обоих типов разъёмов питания может привести к повреждению устройства).

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.

Существует также 13-контактный[источник не указан 4158 дней] совмещенный разъём SATA, применяемый в серверах, мобильных и портативных устройствах для тонких накопителей. Состоит совмещенный разъём из 7-контактного разъёма для подключения шины данных и 6-контактного разъёма для подключения питания устройства. Для подключения к данным устройствам в серверах может применяться специальный переходник.

Slimline SATA

Начиная с ревизии SATA 2.6 был определён плоский (slimline) коннектор, предназначенный для малогабаритных устройств — оптических приводов для ноутбуков. Контакт #1 slimline указывает на присутствие устройства, что позволяет выполнять горячую замену устройства. Slimline signal коннектор идентичен стандартной версии. Slimline power connector имеет уменьшенную ширину и уменьшенный шаг контактов в нём, поэтому коннекторы питания SATA и slimline SATA полностью не совместимы между собой. Контакты slimline power connector питания обеспечивают только +5 В, не предоставляя +12 В и +3.3 В. [2]

Существуют дешевые адаптеры для преобразования между стандартами SATA и slimline SATA, разновидности Mobile Rack.

• 6-контактный разъём питания slimline SATA.
• Оборотная сторона основанного на SATA slimline оптического дисковод.

SATA Revision 2.0 (до 3 Гбит/с)

Спецификация SATA Revision 2.0 (SATA II или SATA 2.0 , SATA/300) работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 3 Гбит/с брутто (300 Мбайт/с нетто для данных с учётом 8b/10b кодирования). Впервые был реализован в контроллере чипсета nForce 4 фирмы «NVIDIA». Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 должны быть совместимы (как контроллер SATA/300 с устройством SATA/150, так и контроллер SATA/150 с устройством SATA/300) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на жёстких дисках фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300, для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).

• SATA revision 2.5

Выпущенный в августе 2005 года, SATA revision 2.5 объединил спецификацию к одному документу.

• SATA revision 2.6

Выпущенный в феврале 2007 года, SATA revision 2.6 включает описание Slimline connector, компактного разъёма для применения в портативных устройствах.

Интерфейсы подключения дисков: SATA и NVMe

Интерфейс — это набор способов подключения к материнской плате, методов и правил взаимодействия диска с остальными частями ПК. Сюда входят и виды физических разъемов, и протоколы передачи данных, и способы передачи данных.

Параллельный интерфейс подключения IDE

Наглядный пример интерфейса применительно к HDD-дискам — это IDE (Integrated Drive Electronics), или ATA (Advanced Technology Attachment). Условно это простой способ подключения жесткого диска к материнской плате через шлейф из 40 или 80 жил.

Так выглядят порты для IDE на HDD.

На фото хорошо просматривается разъем под IDE.

Мы упоминали, что в интерфейс входят и методы передачи данных. Для IDE таких методов несколько. Например, PIO (Programmed input/output), когда данные передаются между устройствами через процессор, или DMA (Direct Memory Access), когда процессор для передачи данных не используется.

Информация через интерфейс IDE передаются параллельно, когда каждый бит данных идет по своей сигнальной линии — по физическому каналу. Поэтому для интерфейса подключение идет через 40- или 80-жильный шлейф. Передача данных идет порциями, равными количеству каналов.

Из минусов решения: параллельные каналы влияют друг на друга, что приводит к искажению сообщений. Эта проблема решена в интерфейсе SATA, ставшим развитием параллельного IDE.

Последовательный интерфейс обмена данными SATA

SATA, или Serial ATA (SATA), — это последовательный способ передачи битов информации. При нем биты идут друг за другом, по одному биту за раз.

На материнской плате могут располагаться несколько SATA-разъемов. Это позволяет подключать несколько жестких дисков, которые будут работать одновременно, что было невозможно в IDE.

Так выглядят SATA-разъемы.

Через SATA-интерфейс данные передаются быстрее, чем через IDE. В SATA меньше контактов и микросхем, и они меньше перегреваются.

Интерфейс SATA-подключения получил большее распространение в SSD-дисках. Изначально интерфейс разрабатывался для HDD-дисков, головка которых может получить доступ только к одной ячейке одной пластины (блина) диска. Поэтому в SATA-устройствах только один канал и невысокая скорость передачи данных. Такую скорость чтения предлагают разные спецификации SATA:

• 1 — 150 МБ/с;
• SATA 2 — 300 МБ/с;
• SATA 3 – 600 МБ/с.

Это теоретически максимальная скорость, и она в разы меньше скоростей стандарта NVMe, о котором мы поговорим дальше.

NVMe

NVMe, или Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification, — это спецификация на протоколы доступа к накопителям. Позволяет твердотельным накопителям считывать и передавать данные через слот PCIe, о котором мы расскажем ниже.

NVMe может обеспечить скорость записи до 3,2 ГБ/с, что в 6 раз больше, чем у SATA 3. Такие показатели достигаются благодаря нескольким особенностям:

• Слот PCIe расположен прямо на материнской плате — нет «посредников» в виде кабелей.
• Для выполнения команды NVMe обращается к оперативной памяти всего один раз, когда SATA — два.
• Есть параллельность потоков.
• Есть механизмы работы с очередями и обработкой прерываний — команды с высоким приоритетом будут обрабатываться быстрее.

Скорость передачи данных

Скорость передачи данных это один из важных параметров, для улучшение которого и был разработан интерфейс SATA.

Но этот показатель в данном интерфейсе постоянно увеличивался и сейчас скорость передачи данных может достигать до 1969 Мбайт /с. Многое зависит от поколения интерфейса SATA, а их уже 5.

Первые поколения последовательного интерфейса, версии «0», могли передать до 50 Мбайт/с, но они не прижились, так как сразу же были заменены на SATA 1.0. скорость передачи данных которых уже тогда достигала 150 Мбайт/с.

Время появления серий SATA и их возможности.

Серии:

1. 1.0 – время дебюта 7.01.2003 года – максимальная теоретическая скорость передачи данных 150 Мбайт/с.
2. 2.0 – появлюсь в 2004 году, полностью совместима с версией 1.0, максимальная теоретическая скорость передачи данных 300 Мбайт/с или 3 Гбит/с.
3. 3.0 – время дебюта июль 2008 года, начало выпуска май 2009 года. Теоретическая максимальная скорость 600 Мбайт/с или 6 Гбит/с.
4. 3.1 – время дебюта июль 2011 года, скорость – 600 Мбайт/с или 6 Гбит/с. Более усовершенствованная версия чем в п. 3.
5. 3.2, а также входящая в него спецификация SATA Express – время выхода 2013 год. В данной версии произошло слияние SATA и PCIe устройств. Скорость передачи данных выросла до 1969 Мбайт/с.

Железный эксперимент: быстрый SSD в старой системе с медленным интерфейсом SATA II

Мы часто слышим, что SATA 3.0 — самый распространенный интерфейс в десктопах и ноутбуках — безнадежно устарел и уже не способствует развитию твердотельных накопителей. А что делать владельцам старых машин с еще более доисторическим разъемом SATA II, которые не прочь «омолодить» свой компьютер, не прибегая при этом к полной замене комплектующих? Проверим, как быстрый и современный SSD уживется со старыми комплектующими. И как преобразится система после подобного апгрейда.

Покупка SSD — лучший способ ускорить старый компьютер/ноутбук

Интерфейс SATA II с пиковой скоростью 300 Мбайт/с появился в апреле 2003 года, но используется до сих пор. Даже сегодня в продаже реально найти материнские платы, в которых распаян только этот порт. За примером далеко идти не надо: в самых дешевых решениях на чипсете 760G для платформы AMD AM3+ используется исключительно SATA II. Поэтому удивляться большому количеству желающих несколько ускорить свой старенький компьютер не приходится. Идеальный вариант — покупка SSD. Но пользователи задаются логичным вопросом: есть ли смысл устанавливать в систему с SATA II твердотельный накопитель, оснащенный интерфейсом SATA 3.0, ведь современные модели по пиковым показателям давно подобрались к потолку пропускной способности? Подобные мысли часто озвучивают и в теме по апгрейду ноутбука, и в ежемесячной рубрике «Компьютер месяца».

Что даст SSD диск

Часто при апгрейде старого «железа» пользователь исходит не только из целесообразности, но старается извлечь максимальную выгоду — установить деталь, которую потом еще можно будет использовать на новом устройстве.

Лучше всего этим критериям отвечает недорогой твердотельный накопитель небольшой объема для установки операционной системы.

Однако слишком старые компьютеры и ноутбуки оборудованы портом SATA II, пропускная способность которого в 2 раза ниже 3-й ревизии — всего 300 МБ/с. Но даже при подключении через порт САТА 3 некоторые твердотельные накопители работают на пределе его возможностей.

Интерфейс становится тем самым «Бутылочным горлышком», не дающим ускориться всей системе.

Поэтому для подключения к SATA и берут самые дешевые ССД диски, скорость чтения и записи которых невысокая. Турбо накопители, которые позволяют выжать максимум производительности, подключаются через интерфейсы, которые имеют большую скорость — PCI E или M.2.

Однако, не могу не отметить, что максимальная скорость передачи данных у среднестатистического пользователя ПК активируется редко — обычно массивы данных большого объема, считывать которые нужно быстро, не обрабатываются.

Исключением являются только сингплеерные и клиентские онлайн игры, но и то не все. Речь идет об видеоиграх класса ААА разных жанров — шутерах, РПГ, приключенческих боевиках и т.д., где компьютеру приходится загружать обширные локации. Скорость их загрузки будет зависеть как раз от пропускной способности порта SATA II.

Даже на такой скорости твердотельный накопитель откликается быстрее: данные он начинает считывать мгновенно. В отличие от винчестера, который вертит магнитные диски и перемещает головки. Хотя на это уходят доли секунды, в сумме это сильно тормозит работу.

Так стоит ли подключать SSD к SATA II

Такое решение поможет, если вы хотите ускорить работу операционной системы. Для требовательных игр это скорее «мертвому припарки», чем реальный прирост производительности.

Если есть возможность, лучше попробовать подключить более продвинутый твердотельный накопитель, который подключается через 4-канальный порт PCI E. Нет, конечно, 100% гарантии, что такая сборка будет работать корректно, но выжать можно существенно больше, если вам удастся «подружить» системную плату и накопитель.

Цветовое обозначение разъёмов SATA

Производители материнских плат используют цветовое обозначение разъёмов SATA, которое не стандартизировано и используется ими произвольно для облегчения подключения дисковых накопителей пользователем. В частности, отдельным цветом может выделяться разъём SATA0, используемый преимущественно для загрузки ОС. Цветами разъёма могут отличаться порты SATA, работающие от встроенного в чипсет контроллера от тех, которые используют отдельный контроллер SATA. На платах с поддержкой SATA разных поколений цвета разъёмов используются для обозначения портов с разной пропускной способностью. Также отдельным цветом может обозначаться порт, предназначенный для работы в режиме eSATA. Как правило, для портов SATA на материнских платах используется тёмно-синий, голубой, серо-белый, красный, оранжевый и чёрный цвета, значение которых следует смотреть в руководстве по эксплуатации материнской платы или персонального компьютера. Аналогичное цветовое кодирование ранее использовалось и для разъёмов IDE в конце жизненного цикла этого стандарта, где голубой цвет разъёма обычно обозначал первичный канал IDE, чёрный — вторичный.

«Переходники» с SATA на IDE и c IDE на SATA

Существуют платы, позволяющие подключать устройства SATA к разъёмам IDE и наоборот. Это — активные устройства (которые, по сути, имитируют устройство и контроллер в одной микросхеме). Такие устройства требуют питания (обычно 5 или 12 вольт), и подключаются к разъёмам Molex серии 8981.

Чем отличается SATA 2 от SATA 3

Так в чем разница? Основное их различие – в пропускной скорости, интерфейса САТА3 вдвое быстрее САТА 2 (6 Гбит/с и 3 Гбит/с соответственно).

При этом стремительно набирающие популярность твердотельные накопители (SSD) работают только с интерфейсом САТА 3, подключение их к САТА 2 снижает скорость работы с устройством в два раза (но даже в таком состоянии SSD оказывается быстрее HDD).

Кроме того, САТА 3 работает на высокой, нежели САТА 2, частоте, при этом обеспечивая меньшее энергопотребление и более совершенную систему управления питанием.

Дальнейшее развитие SATA

При разборе вопросов о том, что это такое SATA и в чём различие между SATA 2 и SATA 3 нельзя обойти вниманием дальнейшее развитие стандарта САТА 3 под именем «SATA revision 3.1» (2011 г.) , «SATA revision 3.2» (2013 г.) и «SATA revision 3.3» (2016 г.), позволившие увеличить скорость передачи данных до 8-16 Гбит/с, ещё более снизить энергопотребление, а также способствовать улучшению производительности SSD накопителей. При этом в качестве несущего интерфейса здесь используется PCI Express.

Форм-фактор и ключи

Стандарт M.2 разрабатывался в качестве обновления и улучшения формата mSATA, позволяя использовать печатные платы большего размера. Если mSATA использовал размеры модулей Mini PCI-E, то M.2 позволил увеличить использование площади карты, например, в M.2 возможны более длинные модули и двухстороннее размещение компонентов на плате.

Модули M.2 имеют прямоугольную форму, на одной из сторон карты расположен разъём (75 позиций с 67 контактными площадками с шагом в 0,5 мм). На противоположной стороне находится полукруглое отверстие для фиксации. Каждый контакт выдерживает напряжение до 50 В и ток до 0,5 А. Разъём гарантирует как минимум 60 циклов подключения-отключения. В стандарте M.2 допускаются модули шириной 12, 16, 22 или 30 мм и длиной 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 или 110 мм. Изначально карты M.2 производились с шириной 22 мм и длиной 30, 42, 60, 80 и 110 мм.

Ключевые разрезы карты M.2 в позициях B и M; также видно наложение контактов с разных сторон модуля M.2

По краю платы M.2 располагается 75-контактный ножевой печатный разъём. Для идентификации платы, вместо части контактов этого разъёма делают ключевые вырезы. Ответная часть (слот M.2) на материнской плате имеет соответствующие заглушки, позволяющие исключить установку несовместимых плат в слот. По состоянию на апрель 2014 года слоты выполнялись с единственной заглушкой либо в позиции B, либо в позиции M. Например, модуль M.2 с двумя ключевыми разрезами B и M может использовать до двух линий PCI Express и совместим с большим количеством карт М.2. Карты M.2 с ключом в позиции M могут использовать до 4 линий PCI Express. Оба варианта — B и M — поддерживают интерфейс SATA. Сходная система ключей используется для карт M.2 с интерфейсом USB 3.0.

Типы карт M.2 маркируются кодом по схеме WWLL-HH-K-K или WWLL-HH-K, где WW и LL — размеры модуля в ширину и длину в миллиметрах. В HH кодируется, является ли модуль односторонним или двухсторонним, а также максимальная допустимая высота (толщина) размещённых на нём компонентов, например «D2». Часть K-K обозначает ключевые разрезы; если модуль использует лишь один ключ, используется одна буква K.

Наиболее популярные форм-факторы M.2 по состоянию на 2016 год: ширина 22 мм, длина 80 или 60 мм (M.2-2280 и M.2-2260), реже 42 мм. Многие ранние M.2 накопители и материнские платы использовали интерфейс SATA. Некоторые материнские платы также реализуют PCI Express . Для SSD наиболее популярны ключи B (SATA и PCIe x2) и M (SATA и PCIe x4). Для подключения карт расширения, например WiFi, используются модули размера 1630 и 2230 и ключи A или E .

Кроме сменных карт расширения, стандарт M.2 определяет вариант модулей, припаиваемых к материнской плате в процессе её изготовления .

Помогла ли вам статья?