Скорость чтения через интерфейсы m.2, sata, ide

Ревизии SATA

В настоящее время интерфейс Serial ATA практически вытеснил Parallel ATA, и накопители PATA можно встретить теперь в основном лишь в достаточно старых компьютерах. Еще одной особенностью нового стандарта, обеспечившей его широкую популярность, стала поддержка технологий NCQ и AHCI .

SATA 1

SATA 1

Первая ревизия интерфейса предусматривает частоту функционирования 1.5 Ггц, что обеспечивает полосу пропускания 1.5 Гбит/с. Около 20% отнимается на нужды системы кодирования типа 8b/10b, где в каждые 10 бит вкладывается ещё 2 бита служебной информации. Таким образом, максимальная скорость равняется 1.2 Гбит/с (150 Мб/с). Это совсем немного быстрее самой быстрой PATA/133, но намного лучшее быстродействие достигается в режиме AHCI, где работает поддержка NCQ (Native Command Queuing). Это значительно улучшает производительность в много-поточных задачах, но не все контроллеры поддерживают AHCI на первой версии SATA.

SATA 2 (SATA 300)

SATA 2

Частота функционирования была увеличена до 3.0 Ггц, что увеличило пропускную способность до 3.0 Гбит/с (300 МБ/с ). Эффективная пропускная способность равняется 2.4Гбит/с (300Мб/c), то есть в 2 раза выше чем у SATA 1. Совместимость между первой и второй ревизией сохранилась. Интерфейсные кабели тоже были сохранены прежние и полностью совместимы между собой.

SATA 3

В июле 2008 года SATA—IO представила спецификации SATA 3.0, хотя про требованию спецификаций правильно называть SATA 6Gb/s, с пропускной собственностью соответственно 6 Гб/с (600 МБ/с), частота функционирования 6.0Ггц (то есть поднята только частота).Также положительной составляющей стала функция программного управления NCQ и команды для непрерывной передачи данных для процесса с высоким приоритетом. Кроме жестких дисков этот стандарт используется в SSD (твердотельные диски). Стоит заметить, что на практике пропускная способность интерфейсов SATA не отличаются скоростью передачи данных. Практически скорость записи и чтения дисков не превышает 100 Мб/с . Увеличение показателей влияет только на пропускную способность между контроллером и кеш-памятью накопителя.Совместимость сохранилась как в методе передачи данных, так и в разъёмах и проводах; улучшено управление питанием. Основной сферой применения, где требовалась такая пропускная способность – SSD (твёрдотельные) накопители . Для жёстких дисков, такая пропускная способность не требовалась. Выигрыш для них был в более высокой скорости передачи данных из кэш (DRAM—cache) памяти диска.

SATA 3.1

Внесенные изменения:

1. Появился mSATA (SATA для SSD-накопителей в мобильных устройствах), PCI Express Mini Card-подобный разъём;
2. Zero-power оптического привода, то есть оптические приводы, поддерживающие стандарт, больше не потребляют энергии в режиме простоя;
3. Добавлена аппаратная команда очереди TRIM (Queued TRIM Command), улучшающая производительность и долговечность SSD;
4. Аппаратные функции идентификации, определяющие возможности устройства (Hardware Control Features);
5. Расширенный менеджмент питания (Required Link Power Management ), позволяющий устройствам подключенным через SATA 3.1 потреблять меньше энергии..

SATA 3.2 — SATA Express

Характеристики:

• SATA Express программно совместим с SATA, но в качестве несущего интерфейса используется PCI Express. Конструктивно представляет собой два рядом расположенных в длину SATA-порта, что позволяет использовать как накопители с интерфейсом SATA, так и непосредственно накопители, изначально поддерживающие SATA Express. Скорость передачи данных при этом достигает 8 Гбит/с в случае использования одного разъёма и 16 Гбит/с, в случае если задействованы оба разъёма SATA Express.
• Предполагается, что на замену SATA Express придет разъём U.2 (SFF-8639), в котором предоставляется 4 линии PCI Express 3.0
• µSSD (micro SSD) — представляет собой BGA-интерфейс для подключения миниатюрных встроенных накопителей.

.

Начало

Этот тип разъемов появился благодаря предыдущему, с похожим именем ATA. Он имел параллельную схему, но заметно устарел, особенно к 2017 году. Вообще, его замена начала планироваться в 2000 году. Тогда компания Intel собрала вокруг себя специалистов, которые вошли в специальную группу разработчиков. Так сюда входили ныне известные партнеры Seagate, Dell, Quantum, Maxtor и др.

Уже спустя пару лет интерфейс жесткого диска SATA стал реальным для производителей устройств. В 2002 году на рынок вышли первые материнские платы с этим разъемом. Он начал использоваться в качестве передатчика данных через устройства сети. Уже на следующий год его внедрили в современные вариации материнки.

SATA 3

Третье поколение SATA обладает еще более высокими показателями в скорости передачи данных, чем SATA 2. Его скорость достигает 6 Гбит/с, что делает работу на компьютере невероятно комфортной. Как и предыдущее поколение, SATA 3 имеет обратную совместимость с устаревшими интерфейсами, при этом точно так же скорость ограничивается максимально доступной для наиболее низкого поколения. Питание в новом поколении стало более экономным, вследствие чего тепловыделение и энергопотребление серьезно снизились. SATA 3 также обладает технологией NCQ, как и предыдущее поколение интерфейса.
Начиная с третьего поколения SATA допускается горячая замена используемого накопителя данных, что делает работу с таким устройством еще более комфортной.

To Sum Up …

• SATA is the connection made specifically for connecting storage devices to your PC, making them the main choice of manufacturers.
• SATA 2.0 provides half the speed of SATA 3.0 – 3GB/s to 6GB/s respectively. The only other differences are minor internal process optimizations.
• When purchasing a SATA or eSATA storage device, make sure your motherboard’s version of SATA can handle the version that the device has.
• SATA and eSATA cables are not compatible, however, there is no difference between cables of different versions, i.e. SATA 3.0 cable is the same as a SATA 2.0 cable, eSATA 3.0 cable is the same as eSATA 2.0 cable.

Last update on 2020-08-20 at 15:37 / Affiliate links / Images from Amazon Product Advertising API

eSATA против SATA интерфейса

Внешний Serial ATA на самом деле является дополнением спецификаций для стандартного контроллера Serial ATA.
Это не обязательная функция, а расширение которое можно добавить как к контроллеру, так и к устройствам. Для правильной
работы eSATA оба должны поддерживать необходимые функции «CATA»

Это особенно важно, так как многие контроллеры и диски SATA
первого поколения не поддерживают функцию Hot Plug, для внешнего интерфейса

Несмотря на то, что eSATA является частью спецификаций «CATA» контроллера, он использует совершенно другой физический разъем от
внутренних разъемов SATA. Причиной этого является лучшее экранирование высокоскоростных последовательных линий, используемых
для передачи сигналов от защиты от электромагнитных помех. Он также обеспечивает длину кабеля 2 метра по сравнению с 1 метром для
внутренних кабелей. В результате два типа кабелей не могут использоваться взаимозаменяемо.

Так какой тип SSD мне все же выбрать?

Все зависит от ваших ожиданий, совместимости с конкретным оборудованием и, конечно, от доступного бюджета. Вот вам в помощь сравнительная таблица основных параметров всех трех видов SSD-накопителей.

Тип диска	2,5 дюйма SATA	M.2 SATA	M.2 PCIe
Соединитель	SATA	M.2	M.2
Интерфейс	SATA	SATA	PCI-Express 3.0 / 4.0
Производительность	до 560 МБ/с	до 560 МБ/с	до 3500 МБ/с (PCIe 3.0) до 5000 МБ/с (PCIe 4.0)
Преимущества	Низкая цена Совместим со старыми компьютерами / ноутбуками	Никаких дополнительных кабелей Низкая цена Совместим с компактными компьютерами / ноутбуками	Хорошая или очень хорошая производительность Никаких дополнительных кабелей Совместим с компактными компьютерами / ноутбуками
Недостатки	Низкая производительность Необходимо подключать кабелями	Низкая производительность Требуется соответствующий разъем	Требуется соответствующий разъем Для лучших моделей требуется охлаждение Цена выше, чем у моделей SATA
Мы рекомендуем для	Старые / дешевые компьютеры и ноутбуки	Мини-ПК и компактные ноутбуки	Новые / эффективные компьютеры и ноутбуки

Если вы ищете самое дешевое решение, стоит выбрать 2,5-дюймовый диск SATA. Хотя такие модели не обеспечивают высочайшую производительность, их вполне достаточно для повседневного применения. 2,5-дюймовый носитель также наиболее уместен для обновления старых конфигураций на основе жестких дисков. Проекты M.2 SATA также дешевы, но обычно они работают только на небольших компьютерах и ноутбуках, где нет места для 2,5-дюймового накопителя.

Если у вас современный компьютер, вам следует подумать о выборе SSD типа M.2 PCIe. Такие SSD не намного дороже, чем модели с поддержкой SATA, но они предлагают гораздо лучшую производительность. Мы особенно рекомендуем этот тип носителей для профессионалов, которым требуется быстрый доступ к файлам. На данный момент модели, использующие интерфейс PCI-Express 3.0, кажутся наиболее экономически выгодным выбором, но модели с поддержкой PCI-Express 4.0 постепенно набирают популярность.

Однако не забудьте убедиться, что ваш компьютер или ноутбук совместим с SSD M.2, прежде чем покупать его. В любом случае, выбор только за вами, а наша задача — помочь вам в этом.

Технические характеристики интерфейса

Жесткий диск ATA-4

Диски ATA-4 или UDMA-33 могут передавать данные с максимальной скоростью 33 МБ/с. Интерфейс ATA-6 поддерживают скорости до 100 МБ/с и могут называться
накопителями PATA/100.

Максимально допустимая длина старого интерфейса составляет 18 дюймов (457 мм).
Molex — это разъем питания для жестких дисков и оптических приводов PATA. Это соединение что выходит из блока питания к устройству для получения питания.

Кабельные адаптеры

Провод питания Molex

Возможно, вам придется использовать старое устройство в более новой системе, которая имеет только SATA интерфейс. Или может потребоваться сделать
обратное и использовать более новое устройство SATA на старом компьютере, который поддерживает PATA. Например, вы хотите подключить оптический привод
PATA к компьютеру, чтобы выполнять сканирование на наличие вирусов или создавать резервные копии файлов.

Переходник питания Molex-Sata

Используйте адаптер SATA-Molex:

• Для работы устаревшего привода PATA с источником питания, в котором используются 15-контактные
  кабельные соединения. Для этого хорошо подойдет провод питания StarTech SATA — Molex LP4.
• Для SATA, чтобы подключить устройство нового интерфейса к старому источнику питания, который поддерживает только интерфейс PATA с
  4-контактным разъемом питания. Можно использовать что-то вроде этого переходника с типа Molex на SATA, чтобы соединитель Molex работал с устройством
  SATA.

Используйте адаптер IDE & USB для подключения старого жесткого диска к компьютеру через USB. Одним из примеров такого адаптера является C2G IDE или кабель
адаптера привода Serial ATA.

M.2 SATA SSD — альтернатива для компактного компьютера или ноутбука

Интересной альтернативой 2,5-дюймовым дискам SATA могут быть модели M.2 SATA. Такие SSD-накопители имеют гораздо меньшие размеры. Чаще всего мы имеем здесь дело с небольшой платой «M.2 2280» (размеры 22 x 80 мм), которая монтируется непосредственно в разъем M.2 на материнке. Преимущества этого решения очевидны, так как в нем отсутствуют запутанные провода. К сожалению есть один нюанс. Дело в том, что мы должны в этом случае принимать в расчет меньшее количество доступных слотов — обычно их один или два на материнке ПК или ноутбука.

Как выглядят M.2 SATA SSD с точки зрения производительности? Сюрприз! Такие диски по-прежнему используют интерфейс SATA 6 Гбит/с, поэтому их производительность близка к 2,5-дюймовым аналогам. Так, последовательные передачи достигают 500–560 МБ/с, а количество случайных операций доходит до 90 000–100 000 IOPS. Носители могут работать как на десктопах, так и на ноутбуках и полностью подходят для повседневного использования.

Носители M.2 SATA могут быть спасением для компактных компьютеров и ноутбуков, где нет места для 2,5-дюймового накопителя, но есть разъем M.2. Однако стоит помнить, что такие диски будут работать только в разъеме, который поддерживает интерфейсы SATA или PCI-Express с поддержкой SATA (они физически совместимы как с разъемами B, так и с разъемами M, но стоит перед покупкой накопителя проверить совместимость в инструкции к материнской плате или документации ноутбука).

До недавнего времени к покупке также были доступны твердотельные накопители для разъема mSATA, но они постепенно были вытеснены моделями M.2 SATA. Сейчас они встречаются уже очень редко.

USB 3.0

Главное отличие USB 3.0 от USB 2.0 —
увеличенная на порядок скорость передачи информации — с 480 Мбит/с до 4,8
Гбит/с. «Десятикратного прироста в пропускной способности шины удалось добиться
следующим образом, — объясняет Александр. — В кабеле USB 2.0 содержится четыре
линии: пара для приема/передачи данных и пара для плюса и минуса питания.
Передача по такому кабелю ведется в симплексном режиме, то есть в один момент
времени устройство может либо только передавать, либо только принимать
информацию. В кабель USB 3.0 добавлено пять новых линий
— благодаря этому интерфейс работает в двойном симплексном режиме. Это значит,
что USB 3.0-устройство может и передавать, и принимать
данные одновременно».

На максимальной скорости USB 3.0,
4,8 Гбит/с, пока не передает данные ни одно периферийное устройство. «Этот
стандарт создан с расчетом на будущее, — поясняет Александр. — Он дает
пользователям уверенность, что они еще долго не столкнутся с проблемой
недостаточной пропускной способности интерфейса, как это бывало с предыдущими
версиями. Кроме того, такой скоростной канал действительно необходим внешним
SSD-накопителям, развитие которых не прекращается».

Впрочем, вряд ли данные по USB 3.0 когда-нибудь будут
передаваться со скоростью 4,8 Гбит/с. Проблема несоответствия теоретической и
практической пропускной способности в новой спецификации так и не решена. Вы,
вероятно, знаете, что у USB 2.0 пиковая пропускная способность составляет 480
Мбит/с (60 Мб/с), но на практике скорость сильно ниже — 20-30 Мб/с. У USB 3.0 этот недостаток сохранится. Александр говорит, что
избавиться от него совсем практически невозможно — он связан с большими
задержками шины между запросом на передачу данных и непосредственно началом
передачи.

Кроме скорости, в USB 3.0 почти вдвое выросла сила тока (с 500 до 900 миллиампер).
Благодаря этому можно экономить USB-порты, подключая немного более энергоемкие
устройства USB стандарта 2.0 с двойным кабелем лишь к одному разъему — питания
им теперь хватит с избытком. Наш эксперт говорит, что это не повлечет за собой
большее энергопотребление и большую требовательность системы к блоку
питания.

Разъёмы SATA

В устройствах SATA используются два разъёма: семиконтактный (для подключения шины данных), а также 15-контактный (для подключения питания). В стандарте SATA предусматривается возможность использования вместо 15-контактного разъёма питания стандартного 4-контактного разъёма Molex.

Однако учтите, что использование одновременно двух типов силовых разъёмов, вероятно, приведет к повреждению устройства.

Отметим, что интерфейс SATA обладает двумя каналами трансфера данных: от контроллера к устройству, а также от устройства к контроллеру. Трансфер сигнала осуществляется при помощи технологии LVDS, в которой провода каждой из пар являются витыми экранированными  парами.

Также существуют 13-и контактный совмещенный SATA  разъем, который применяется в серверах, портативных и мобильных устройствах для тонких дисков. Совмещенный разъем состоит из 7-и контактного разъема подключения шины данных, а также 6-и контактного разъёма подключения питания данного устройства. Для подключения к такого рода устройствам сервера могут применять специальный переходник.

Контакт #	Его назначение
1	Информационный вывод общего назначения
2	A+ (Трансфер данных)
3	A− (Трансфер данных)
4	Информационный вывод общего назначения
5	B− (Получение данных)
6	B+ (Получение данных)
7	Информационный выход общего назначения
—	Замок
Кабель 7-контактный трансфера данных SerialATA.

Новый виток эволюции

Для начала немного проясним ситуацию с наименованиями стандартов и интерфейсов. Распространенная аббревиатура SATA II (или SATA-2) на самом деле не совсем верна и является просто устоявшейся. В действительности для самого стандарта используется термин SATA 2.0, означающий вторую ревизию документации, в которой содержится вся информация о нем. Для устройств же (оптических накопителей, жестких дисков, SSD, контроллеров и т. д.) важны поддерживаемый ими набор технологий и его соответствие описанному в стандарте. Если он полностью удовлетворяет описанию, устройство характеризуется как поддерживающее SATA 3 Gbit/s – именно так в маркетинговых целях называется их физическое воплощение.

Аналогична ситуация и с новой ревизией: техническая документация описывает третье поколение стандарта – SATA 3.0, принятое 27 мая 2009 г., а реальные устройства считаются поддерживающими набор характеристик SATA 6 Gbit/s.

SATA 3.0 содержит следующие нововведения:

• пропускная способность интерфейса увеличена до 6 Гб/с;
• для NCQ введена новая команда для изохронного режим передачи данных, внедрена возможность программного управления NCQ;
• расширены возможности управления питанием устройств;
• предусмотрены новые формфакторы разъемов для 1,8-дюймовых HDD и тонких оптических накопителей для ноутбуков

Первое обновление не будет востребовано даже жесткими дисками последнего поколения, поскольку на сегодняшний день они не обеспечивают скоростей линейного чтения, превышающих 150–160 МБ/с. Впрочем, в перспективе порог SATA 3 Gbit/s наверняка будет пройден и ими, а пока от этого новшества получат дивиденды только твердотельные накопители, поскольку они уже давно «уперлись» в лимит прошлой ревизии интерфейса. Для HDD же единственным проявлением возросшей пропускной способности шины станет увеличенная скорость обмена данными между контроллером и буфером диска, чем не преминули воспользоваться производители, расширив его объем до 64 МБ.

Переключатель P13PCIE на плате Gigabyte GA-P55A-UD6

Наибольшее значение для традиционных накопителей будет иметь функция изохронной, т. е. постоянной передачи данных. Тяжело нагруженный HDD, которому приходится читать и записывать информацию в несколько потоков (довольно распространенная в домашних ПК ситуация в свете развития файлообменных сетей), зачастую не способен обеспечить устойчивую скорость чтения для комфортного просмотра видео или прослушивания аудио, хоть объем считываемых данных и невелик. SATA 3.0 предусматривает возможность активации своеобразного аналога службы Quality of Service в сетевых протоколах: за приложением резервируется максимальный приоритет, и запрашиваемые им данные всегда считываются в первую очередь и непрерывным потоком. Вероятнее всего, это в значительной мере скажется на производительности фоновых процессов, однако для пользователя чаще всего важнее так называемое user experience – быстродействие в тех задачах, которые он определяет в качестве основных, и в этом случае новая функция будет скорее во благо.

Революционными такие изменения, разумеется, назвать нельзя, SATA 6 Gbit/s – лишь новый этап в эволюционном развитии стандарта, устраняющий некоторые недостатки прошлой версии и отодвигающий уже достигнутый порог пропускной способности. Более интересны практические реализации этого интерфейса.

Интерфейс IDE (ATA)

IDE — Integrated Drive Electronics (электроника, которая встроена в привод). Его ещё называют PATA.

Как уже упоминалось выше, данный интерфейс очень устарел. Разработан он был ещё в далёком 1986 году. Много говорить относительно данного интерфейса и его спецификаций мы не будем.  Констатируем тот факт, что обладает он довольно низкой скоростью передачи данных по сравнению с SATA. Применяется IDE лишь в очень старых системах, материнские платы которых, не поддерживают интерфейс SATA, либо в том случае, когда в наличии имеется IDE-диск. На рис.1 изображен шлейф IDE, а соответствующий ему разъём на материнской плате на (рис. 2).

Рис.1

Рис.2

При покупке нового жёсткого диска, нужно ознакомиться с интерфейсами, которые поддерживает Ваша материнская плата (выбор материнской платы). Новейшие материнские платы, зачастую выпускают без разъёмов IDE, но ещё можно найти достаточно много моделей, которые поддерживают как IDE, так и SATA-интерфейсы. Опять же, при наличии SATA-интерфейса, лучше приобрести соответствующий диск с этим интерфейсом, чем возвращаться в прошлое и покупать IDE-диск (в случае с материнскими платами, которые поддерживают оба стандарта).

2,5-дюймовые SATA SSD — самое популярное решение

2,5-дюймовый носитель в настоящее время является наиболее популярным и универсальным решением. А все потому, что их можно устанавливать как в настольные компьютеры, так и в большинство ноутбуков (исключение составляют самые тонкие модели, в которых отсек для 2,5-дюймового диска отсутствует). В ноутбуках мы обычно имеем только одно место для такого диска, но в настольных компьютерах вы можете смонтировать несколько или даже дюжину или около того. В ПК для установки SSD-накопителя вам  потребуется два кабеля SATA: питание и сигнальный.

Сами твердотельные накопители используют интерфейс SATA с максимальной скоростью передачи данных 6 Гбит/с, поэтому от них не следует ожидать высокой производительности. Дело в том, что даже лучшие модели SATA SSD обеспечивают последовательную передачу 500–560 МБ/с, а число случайных операций достигает 90–100 000 IOPS. Но на этом этапе я хочу вас успокоить. Так как такие параметры примерно в 10-100 раз лучше, чем у традиционных HDD-накопителей, и их достаточно для повседневных задач, таких как работа в Интернете, просмотр фильмов, воспроизведение или любительское редактирование видео.

Отдельная категория — 2,5-дюймовые модели с интерфейсом SATA Express или U.2 PCI-Express, которые предлагают лучшую производительность. Однако эти стандарты в основном используются для серверов и стоят больших денег, поэтому подобные модели SSD вас вряд ли заинтересуют.

Knowing Your Cables

All these different standards, connectors, and speeds may confuse you a bit but at least the part some people worry about the most when working with their SATA interface is rather simple. All internal SATA cables are not only compatible but are also the same across all versions(proven by a little experiment here). For example, you could use what is marked as SATA 1.0 cable with a SATA 3.0 device & motherboard and not lose any transfer speed, which basically means that “SATA III cable” is basically a marketing term to make it sound new and better.

This, however, doesn’t mean that ports of different SATA versions won’t cut down speeds. For example, a SATA 3.0 hard drive connected to a SATA 2.0 port, depending on what you use that hard drive for, may lose a pretty large amount of speed due to the bottleneck on your motherboards side.

So you can use whatever SATA cable you may already have to connect to your SATA port, but make sure your motherboard can handle the version of SATA that your chosen hard drive can – the hard drive’s SATA interface should be of equal or lower version than your PC’s. You can check what your motherboard’s version of SATA is in its manual.

eSATA, on the other hand, has its own connector to ensure signal shielding, better signal transferring, and durability outside of your PC casing, thus eSATA connection is not compatible with SATA. While the cable itself is different, the same principle as with SATA cables applies here too – there is no version to an eSATA cable, different “versions” of cables don’t affect your transfer speeds.

SATA doesn’t provide power to devices through its data cables (like USB does), which is why SATA drives often use 22-pin connectors. 22 is essentially the 7 pins that any SATA data cable has plus 15 pins that are used to supply power. Devices may also use a Molex connector for power – this is a white, more squarish connector with 4 big plugs. When it comes to external hard drives, many of them use USB ports for power. All 4 of these are easy to distinguish, as seen in the picture below.

Кабеля и разъемы

Для полноценной передачи данных через интерфейс SATA используются два кабеля.

Один, 7 контактный, непосредственно для передачи данных, и второй, 15 контактный, силовой, для подачи дополнительного напряжения.

При этом, 15 контактный, силовой кабель подключается к блоку питания, через обычный, 4-х контактный разъем выдающий два разных напряжения, 5 и 12 В.

Силовой кабель SATA выдает рабочее напряжение 3,3, 5 и 12 В, при силе тока в 4,5 А.

Ширина кабеля 2, 4 см.

Чтобы обеспечить плавный переход от АТА к SATA, в плане подключения питания, на некоторых моделях жестких дисков еще можно увидеть старые 4-х контактные разъемы.

Но как правило, современные винчестеры уже идут только с 15 контактным новым разъемом.

Кабель передачи данных Serial ATA можно подключать к винчестеру и системной плате даже при включенных последних, что нельзя было сделать в старом интерфейсе АТА.

Это достигается за счет того, что выводы заземления в районе контактов интерфейса сделаны немного длиннее, чем сигнальные и силовые.

Поэтому при подсоединении в первую очередь контактируют провода заземления, и только потом все остальные.

Тоже самое можно сказать и про силовой 15 контактный кабель.

Таблица, выводы разъема данных.

Таблица, силовой разъем Serial ATA.

Описание SATA

В SATA используется семиконтактный разъём вместо аналогичного 40-контактного разъёма, используемого в PATA. SATA-кабель отличается меньшей площадью, вследствие чего снижается сопротивление воздуху, который обдувает комплектующие компьютера, также упрощается разводка проводов, находящихся  внутри системного блока.

За счёт своей формы SATA-кабель  гораздо более устойчив к многократным подключениям. Питающий шнур SATA разработан также, учитывая многократность подключений. Разъём питания SATA способен подавать три напряжения питания: +5 В, +12 В,  а также +3,3 В; современные устройства, однако, способны работать и без напряжения +3,3 В — это позволяет использовать пассивный переходник стандартного разъёма IDE на SATA. Некоторые SATA-устройств снабжаются 2-мя разъёмами питания: Molex, SATA.

В стандарте SATA нет традиционного для PATA способа подключения по 2 устройства на каждый шлейф. Здесь для каждого устройства выделяется отдельный кабель, что позволяет устранить проблему невозможности параллельной работы устройств, которые находятся на одном кабеле, а также возникавших из-за этого  задержек. Уменьшаются также возможные проблемы, возникающие при сборке (т.н. проблемы конфликта Slave-Master в SATA не существует), устраняются ошибки, выскакивавшие при использовании не терминированных шлейфов PATA.

В стандарте SATA не поддерживается функция очереди команд (начиная с SATA Revision1.0a, NCQ).

В стандарте SATA до SATA Revision3.x не предусмотрена горячая замена активного устройства, которое используется ОС,  таким образом, подключенные дополнительно диски отключать необходимо постепенно — сначала питание, затем шлейф, а подключать наоборот — шлейф, затем питание.

SSD NVMe — диски для самых требовательных пользователей

Модели M.2 PCIe становятся все более популярными. Напомним, что раньше они использовали протокол AHCI, но теперь доминируют модели NVMe — отсюда и название M.2 NVMe. Такие твердотельные накопители скорее всего совместимы с большинством новых компьютеров и ноутбуков. Как и модели M.2 SATA, диски M.2 NVMe / PCIe монтируются непосредственно в разъем M.2 на материнской плате. То есть, для них тоже не требуются дополнительные кабели. Однако это должен быть разъем M-типа, который поддерживает интерфейс PCI-Express (их нельзя установить в разъем B для дисков SATA). Если у вас нет такого разъема на материнской плате компьютера, то не стоит отчаиваться. Вы можете использовать адаптер, подключаемый в разъем PCI-Express (некоторые диски поставляются с ним в комплекте).

Модели M.2 NVMe используют интерфейс PCI-Express и протокол NVM-Express, поэтому они обеспечивают гораздо лучшую производительность по сравнению с обычными носителями SATA. Лучшие модели стандарта PCIe 3.0 x4 обеспечивают скорость передачи до 3000-3500 МБ/с и количество случайных операций на уровне 400-500к IOPS. Модели, использующие интерфейс PCIe 4.0 x4, работают еще быстрее, так как их производительность достигает 5000 МБ/с и 700к IOPS соответственно. Однако необходимо использовать современный процессор и материнскую плату с поддержкой шины PCI-Express 4.0 — в настоящее время они предлагаются только для процессоров AMD Ryzen 3000 и Ryzen Threadripper 3000 с новейшими материнскими платами.

Все-таки на данный момент M.2 PCIe больше покупают на перспективу, чем по реальной необходимости. А стоят такие накопители немного дороже своих собратьев с интерфейсом SATA. Так что стоит задуматься о целесообразность подобной покупки, если у вас ограничен бюджет.

Различия в скорости интерфейсов

Одним из преимуществ, которые eSATA предлагает по USB и FireWire, является скорость. В то время как другие два имеют
накладные расходы от преобразования сигнала между внешним интерфейсом и внутренними дисками, SATA не имеет этой проблемы.
Поскольку «CATA» является стандартным контроллером используемым на многих новых жестких дисках, в корпусе требуется простой
переходник между внутренним и наружным разъемами. Это означает, что подключаемое устройство должно работать с той же скоростью,
что и внутренний диск SATA.

Итак, вот скорости различных внешних интерфейсов:

• USB 1.1 — 15 Мбит/с
• FireWire (1394a) — 400 Мбит/с
• USB 2.0 — 480 Мбит/с
• FireWire 800 (1394b) — 800 Мбит/с
• SATA 1,5 — 1,5 Гбит/с
• SATA 3.0 — 3.0 Гбит/с
• USB 3.0 — 4.8 Гбит/с
• USB 3.1 — 10 Гбит/с

Новые стандарты USB теперь более теоретичны, чем SATA, который используют приводы в
наружных корпусах. Дело в том, что из-за накладных расходов на преобразование сигналов новый USB по-прежнему будет немного
медленнее, но для большинства потребителей практически нет разницы. Из-за этого разъемы eSATA гораздо менее распространены,
поскольку использование USB-корпусов намного удобнее.

Выводы

Отдельно подключаемая «CATA» была отличной идеей, когда она впервые появилась. Проблема в том, что интерфейс не менялся за
многие годы. В результате внешние контроллеры стали намного быстрее, чем накопители. Это означает, что eSATA гораздо менее
распространен и фактически не используется на многих компьютерах вообще. Это может измениться, если SATA Express реализует себя,
но вряд ли означает, что USB будет доминировать в интерфейсе внешнего хранилища на многие годы вперед.

Итоги

Разница между двумя поколениями интерфейса SATA имеется, причем очень значительная. Производительность увеличивается в несколько раз, но при условии использования твердотельных накопителей (SSD), которые становятся очень популярными в современном мире. Экономичность третьего поколения также заметно выше. Однако стоит отметить, что при использовании жестких дисков (HDD) с SATA 3 особого прироста производительности, по сравнению с SATA 2, однозначно не будет. Таким образом, SATA третьего поколения можно связать исключительно с твердотельными накопителями, которые позволяют реализовать весь потенциал интерфейса.