SATA/eSATA
Вообще интерфейс SATA (Serial ATA) несколько не подходит под тему данной статьи. Это внутренняя шина компьютера, а мы говорим о внешних. Тем не менее, в середине 2004 года был принят стандарт eSATA, позволивший внешнее использование SATA. Сегодня он все чаще устанавливается на материнских платах и ноутбуках. Но объяснение принципов работы eSATA по сути сводится к описанию таковых у обычного SerialATA.
Логотип SATA
Работы над SATA начали вестись в самом конце прошлого века. Данный стандарт был призван заменить распространенный Parallel ATA (PATA), тогда успешно применявшийся для подключения жестких дисков в компьютерах. Скорость последнего интерфейса тогда составляла 100-133 Мбайт/с, тогда как винчестеры могли обеспечить в среднем не более 60-70 Мбайт/с. У самых современных моделей этого показатель вырос до 120 Мбайт/с, что даже еще не покрывает возможности UDMA133. Так зачем тогда нужен SATA?
Как это не странно, но один из главных аргументов в его пользу — более высокая скорость. Первая версия стандарта (известная также как SATA 1.5 Gbit/s) позволяет передавать данные на скорости до 150 Мбайт/с (у некоторых может возникнуть вопрос, куда делись 42 Мбайт/с, ведь 1.5 Гбит/с — это 192 Мбайт/с; отвечаем — SATA поддерживает кодирование по алгоритму 8b10b, которое забирает 20% канала). Остальные аргументы менее существенны: меньший размер разъема, более тонкий кабель, возможность горячего подключения (которая не всегда реализована, но об этом далее).
Буквально через пару лет после выхода первых версий SerialATA стали говорить о подготовке и внедрении SATA2 (известный также как SATA II и SATA 3 Gbit/s). Его главное достоинство... конечно же вдвое выросшая скорость передачи данных. Теперь она составила 3 Гбит/с или 300 Мбайт/с (если учесть затраты на кодирование), вплотную приблизившись к UltraSCSI 320.
Как вы думаете, нужен ли жестким дискам такой быстрый интерфейс? Ответ на наш взгляд очевиден. Но организация SATA-IO (Serial ATA International Organization), занимающиеся принятием стандартов SerialATA, добавила еще одну весьма полезную технологию — NCQ (Native Command Queuing). Принцип заимствован из SCSI. При ее инициализации контроллер SATA анализирует запросы к жесткому диску и выстраивает из них такую очередность, чтобы запрошенные данные находились как можно близко друг к другу. Как показали многочисленные тесты порой прирост скорости весьма существенный.
Правда, заметим, что операционные системы младше Windows Vista, а также Mac OS X и Linux 2-3 летней давности не поддерживают Advanced Host Controller Interface (AHCI) без специальных драйверов. А именно AHCI обеспечивает работу NCQ и горячего подключения. Без этого интерфейса жесткие диски работают как обычные IDE.
Еще одна особенность SATA2 — обратная совместимость с первой версией стандарта. Подключая к нему жесткий диск старого типа контроллер должен сам определить какой скоростной режим следует установить. С реализацией этого автораспознавания справились не все производители. Так контроллер SATA в южных мостах VIA VT8237 и VT8237R, а также в чипах VIA VT6420 и VT6421L делал это мягко говоря "плохо". В итоге могли возникнуть проблемы с подключением новых SATA2-винчестеров. Таким же недугом страдали чипсет SiS760 и южным мост SiS964. Лечился он ручной установкой режима SATA 1.5 Gbit/s при помощи перемычки.
Схема подключения нескольких жестких дисков к одному разъему SerialATA
Еще одна новая возможность SerialATA II — поддержка подключения более одного устройства к одному порту SATA. Делается это через специальные расширители портов. А теперь давайте считать. Что будет если подключить допустим четыре самых быстрых HDD к одному разъему SATA через расширитель? Правильно, им понадобится скорость до 450-480 Мбайт/с, что уже выходит за рамки возможностей SATA2.
Выход из этой ситуации очевиден — подготовка более быстрого стандарта. Следующим в планах стоит SATA 6 Gbit/s с максимальной скоростью обмена данными 600 Мбайт/с. Конечно, все это "счастье" в обычном домашнем или офисном компьютере не к чему, но если вам потребуется создать сложную конфигурацию из многих HDD, то подобные скорости будут весьма кстати. Сроки принятия и внедрения пока неизвестны, но 6 Гбит/с версия SAS (интерфейс, призванный заменить SCSI, основан на принципах передачи данных SATA) должна появиться уже в следующем году.
Разъемы SerialATA
Теперь о разъемах. Для подключения устройств используется специальный 7-контактный кабель. Четыре контакта передают информацию, остальные служат для заземления. Максимальная длина кабеля — 1 метр. Для Parallel ATA это значение составляло 45 см, хотя некоторые выпускали 90 см шлейфы.
Еще одно отличие SATA от PATA — напряжение, необходимое для передачи данных. Чтобы снизить шумы и наводки в широких шлейфах PATA используется напряжение 5 В. Для SATA этот показатель в десять раз меньше — 0.5 В. Из этого следует, что последние должны потреблять меньше энергии, но это не совсем так. Контроллеры SATA требуют высокой скорости для декодирования данных, что перекрывает плюсы меньшего напряжения.
Питание SerialATA
Сменился и разъем питания. Стандарт SATA предусматривает специальный 15-контактный разъем вместо четырехконтактного Molex. Девять из пятнадцати контактов используются для подведения трех напряжений: 3.3 В, 5.0 В и 12.0 В. При этом каждый контакт обеспечивает силу тока до 1.5 А.
Современные блоки питания поставляются с питателями для SATA-устройств. Но существует возможность подключить и обычный Molex через специальный переходник. Также первые версии жестких дисков Serial ATA оснащались не только новым разъемом, но и Molex. Последний не поддерживает напряжение 3.3 В, которое используется при горячем подключении. Так что если вы подсоедините свой SATA HDD к Molex (напрямую или через переходник), то отключить его вы сможете только выключив компьютер.
Логотип eSATA
Ну и наконец eSATA. Добавленный символ "e" к названию означает "external", то есть "внешний". По сути eSATA является вынесенным "наружу" портом SATA. Но, конечно же, есть несколько отличий. Стандарт пришлось немного доработать с учетом некоторых "внешних" особенностей среды.
Коннектор eSATA
В частности были повышены электрические требования, что позволило довести максимальную длину кабеля до 2 метров. Но в сравнении с длинами USB и FireWire тягаться eSATA не может. Пока во всяком случае. Сам разъем и коннектор также были преобразованы. У них пропал специальный "L"-ключ, блокирующий возможность использования обычных SATA-кабелей с портами eSATA. Для предотвращения повреждений была увеличена длина контактов на разъеме с 5.5 до 6.0 мм. Сам кабель был дополнительно экранирован, а его коннектор доработан — он поддерживает до 5000 подключений/отключений, тогда как обычный — не более 50.
Вывести разъем eSATA можно и самостоятельно. Делается это через пассивный удлинитель, подключаемый к SATA-порту на материнской плате. В случае ноутбука он может быть выведен через адаптеры PC Card или ExpressCard. Правда, в этом случае максимальная длина провода ограничивается 1 метром. Поэтому для полноценной поддержки eSATA придется несколько переработать существующие контроллеры. В нашей статье "От Windows Vista к Windows XP или маленькая история глобального даунгрейда" мы подбирали драйвера как для SATA-контроллера Intel (что интегрирован в южный мост ICH8-M), так и для eSATA-контроллера JMicron.
Так зачем же нужен eSATA, когда есть USB 2.0 и FireWire 400/800? Ну прежде всего дело в скорости. Первый обеспечивает передачу данных до 60 Мбайт/с (да и то в теоретическом пике), а второй — 50/100 Мбайт/с. Этого недостаточно для самых быстрых жестких дисков. А некоторые производители ставят по два и более винчестеров в одну коробку, объединяя их порой в RAID-массивы, что делает USB и FireWire еще менее пригодными. Потом USB и FireWire не поддерживают функции, свойственные жестким дискам. Речь идет о таких технологиях как S.M.A.R.T. и NCQ. Они просто отключаются. В случае eSATA они полностью работоспособны.
Но есть у eSATA один недостаток. Он не способен передавать питание по кабелю, что требует дополнительного источника энергии для внешнего жесткого диска. Такой может подаваться как из розетки, так и из USB или FireWire под отдельному кабелю. Впрочем, в начале года организация SATA-IO объявила о ведении работ над данной проблемой. Во второй половине этого года она собирается представить версию eSATA, обеспечивающую достаточно питания для подключенных к разъему устройств.
Собственно это все что мы хотели рассказать о SATA/eSATA. Полагаем, что у последнего есть большие перспективы в будущем. Он определенно сможет вытеснить USB и FireWire с рынка внешних HDD.
