Rozhraní SATA

Specifikace SATA (Serial ATA), popisující sériový režim výměny dat, byla poprvé představena na Intel Developer Forum v roce 2000 a koncem téhož roku byla konečně vyvinuta do verze 1.0. První produkty se objevily v roce 2001 a masová výroba byla zahájena v letech 2002-2003. Nové sériové rozhraní je zcela kompatibilní s tradičním paralelním rozhraním. Používají se pro něj stejné registry a příkazy, které zajišťují kompatibilitu s předchozími verzemi ATA.

Rozhraní SATA

V SATA není nutné používat propojky pro konfiguraci role disku v kanálu ATA jako zařízení master nebo slave (tzv. jumper), protože všechny pevné disky jsou propojeny nezávislým informačním kabelem sestávajícím ze 7 vodičů, z nichž 3 nejsou použity a zbývající 4 vodiče jsou použity v párech (jeden pár pro přenos, druhý pro příjem). Kabel se stal tenkým a kulatým, což umožnilo snížit teplotu komponent v systémové jednotce počítače zlepšením chlazení. SATA konektor konstrukčně chrání nesprávné připojení. 

Zajímavost: V začátcích našeho podnikání v oboru data recovery, tj. počátkem milénia byla hlavní skupinou řešených případů zařízení s rozhraním (P)ATA, v menší míře serverové disky SCSI (na CD/DVD nebo 3.5" floppy snad ani vzpomínat nechceme).  Disky s rozhraním SATA jsme ve větší míře začali podle našich statistik řešit až po roce 2007. Nepočítáme-li průběžný nárust k obnově dat přijatých externích disků s USB rozhraním (s integrovanými PATA i SATA disky, a USB nativními WD My Passport) a dalších více či méně exotickými rozhraními jako ZIF, LIF u 1.8" HDD, nebo mSATA u prvních SSD disků, přišla pro nás další významná změna až kolem roku 2014 s nástupem rozhraní M.2, nejprve s protokoly AHCI, později NVME. A s M.2 a jeho specifikacemi se při obnově dat pereme  dodnes. 

V rozhraní se paralelně používají signály ATA s amplitudou 5 V a též se zapojilo zajištění identického napájení na výstupu čipů spotřebovávajících méně energie. Umístění kabelu SATA v blízkosti zdrojů silného elektromagnetického rušení je poměrně nežádoucí, protože v SATA kabelech je úroveň signálů snížena na 0,4 V, což vedlo ke snížení šumové odolnosti při přenosu informací. Podpora připojení a výměny pevných disků bez vypnutí počítače (HOT SWAP) je v normě popsána volitelně a výrobci pevných disků ji začali realizovat podle svého uvážení, což vedlo k různým problémům s kompatibilitou.

Vylepšení SATA-2 zvyšuje spolehlivost tohoto rozhraní a vyžadují optimalizaci zpracování; inovace však nejsou určeny pro použití ve stolních počítačích, ale v serverovém nasazení. Propustnost rozhraní SATA-2 je zvýšena na teoretických 300 megabajtů za sekundu. K čemu bylo nutné zvýšit rychlost sběrnice, když je nový pevný disk (HDD) je schopen využít maximálně 60-70 procent z propustnosti SATA? Jde o to, že specifikace SATA-2 poskytuje možnost připojení několika úložných zařízení k jednomu portu pomocí tzv. rozbočovače nebo násobiče portů. Tím se snižuje počet kabelových propojení, šetří se místo a dosahuje se možnosti pružného škálování systému. To vše však vzbuzuje smíšené pocity. Mnozí si vzpomenou, že SATA bylo zpočátku inzerováno jako rozhraní jednoduché v používání, tj. ke každému portu bylo možné připojit pouze jedno zařízení, které odstraňuje všechny problémy s instalací propojovacích prvků. Koneckonců mizí takové pojmy, jako Master a Slave týkající se diskových jednotek. Je zřejmé, že jde ve finále o snahu využít již hotové a odladěné technologie pro snížení ceny serverových řešení. Z pohledu spotřebitele však takové rozhodnutí vypadá poněkud podivně.

Rozhraní SATA 3.0 poskytuje připojení o rychlosti 6 Gb/s. Rozhraní SATA 3.0 poskytuje také připojení k externím úložným zařízením ve variantě s portem eSATA. Je stoprocentně zpětně kompatibilní se zařízeními, která podporují standardy SATA 150 MB/s a SATA-2 300 MB/s. Následují některá klíčová vylepšení standardu:

  • Nový streamovací příkaz NCQ (Native Command Queuing), který umožňuje izochronní přenos dat pro aplikace náročné na šířku pásma pro audio a video.
  • Funkce NCQ Management, která pomáhá optimalizovat výkon tím, že umožňuje hostitelské zpracování a správu nevyřízených příkazů NCQ.
  • Vylepšené možnosti správy napájení.
  • Malý konektor Low Insertion Force (LIF) pro kompaktnější 1,8palcová úložná zařízení.
  • Konektor určený pro 7mm optické diskové jednotky pro tenčí a lehčí notebooky.