For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for SATA.

SATA

维基百科,自由的百科全书

SATA
Serial-ATA-Logo.svg
英文全名Serial Advanced Technology Attachment
中文全名串行ATA
发明日期2003年1月7日
发明者国际串列式ATA组织
最多连接1
带宽半双工
1.5Gb/s, 3Gb/s, 6Gb/s, 16 Gb/s
类别串行
热插拔支持,需要其他系统组件配合
外置接口支持,eSATA

串行ATA(英语:Serial ATA,全称:Serial Advanced Technology Attachment)是一种电脑总线,负责主板和大容量存储装置(如硬盘光驱)之间的数据传输,主要用于个人电脑。串行ATA与串列SCSI(SAS: Serial Attached SCSI)的两者排线兼容,SATA硬盘可接上SAS接口。

主板上的SATA 1.5Gb/s插口
主板上的SATA 1.5Gb/s插口

2000年11月由国际串列式ATA组织所制定,取代旧式PATA(Parallel ATA或旧称IDE)接口的旧式硬盘,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总线使用嵌入式时脉信号,具备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,提高数据传输的可靠性。不过,SATA和以往最明显的分别,是使用较细的排线,有利机箱内部的空气流通,某程度上增加整个平台的稳定性。

现时,SATA分别有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gb/s和SATA 6Gb/s三种规格。2013年推出更快速的SATA Express规格。

特色

带宽速度换算

需要的是,在一些新的技术标准中,为了防止数据在高速传输中出错而加入校验码,比如PCI-E 2.0、USB 3.0和SATA 3.0中采用的是8/10编码,每10位编码中只有8位是真实数据,这时单位换算就不再是1:8而是1:10,USB 3.0的5Gbps速度实际上是理论500MB/s而非理论625MB/s,SATA 6Gbps的理论速度则是600MB/s而非750MB/s。

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。

版本 带宽 理论速度 编码
SATA Express 16Gb/s 1969MB/s 128b/130b
SATA 3.0 6Gb/s 600MB/s 8b/10b
SATA 2.0 3Gb/s 300MB/s 8b/10b
SATA 1.0 1.5Gb/s 150MB/s 8b/10b

排线和电源线

Pin # 功能
1 Ground
2 A+(发送)
3 A−(发送)
4 Ground
5 B−(接收)
6 B+(接收)
7 Ground
A 7-pin Serial ATA data cable.
SATA排线

传统的Parallel ATA使用单模信号放大系统“single-end-signal-amplified-system”。在这种系统中,噪声会随着正常信号一起传输、放大,不易被抑制;在高速时尤其严重,为了有效的减少噪声的干扰,我们只好使用高达5V的电压来传送正常信号,使大电压的正常信号盖过小电压的噪声信号。虽然大的电压可以有效的抑制噪声,但是大的电压同时也表示驱动电路的生产成本将因此上升,大电压更不利于高速传输系统的设计和制造,高达5V的传输电压限制追求高速和低成本的可能性。

和Parallel ATA相比,新的Serial ATA使用差分信号系统(differential-signal-amplified-system)。这种系统能有效的将噪声从正常信号中滤除,良好的噪声滤除能力使得SATA只要使用低电压操作即可,和Parallel ATA高达5V的传输电压相比,SATA只要0.5V(500mv)的峰对峰值电压即可操作于更高的速度之上。比较正确的说法是:峰对峰值‘差模电压’。

和Parallel ATA的5V驱动电压相比,0.5V的SATA系统节省电力,其驱动IC的生产成本也较为便宜。

有些排线附有小金属片可以卡住插座,比较不会发生不小心将排线拔出的问题。

进阶主机控制器接口

SATA支持进阶主机控制器接口功能,可让SATA存储装置启用进阶SATA功能,例如NCQ热插拔

版本

此条目可参照英语维基百科相应条目来扩充。若您熟悉来源语言和主题,请协助参考外语维基百科扩充条目。请勿直接提交机械翻译,也不要翻译不可靠、低品质内容。依版权协议,译文需在编辑摘要注明来源,或于讨论页顶部标记((Translated page))标签。

SATA 1.0

SATA 1.0于2003年1月7日推出,为第一代SATA接口,坊间的非官方名称为SATA-1[1],传输速度为1.5Gbit/s。

SATA 2.0

SATA 2.0于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。显示SATA的速度提升是以几何级数增长,这点和PATA的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:

  • 3.0Gb/s的高传输速度
  • 支持真正的SATA指令排序(NCQ)
  • SATA 3Gb/s数据线长度最多2m。SATA 1.5Gb/s只是1m,PATA更短到50cm
  • 全新的围挡式接口更稳固。

SATA 3.0

SATA 6Gb/s官方标志
SATA 6Gb/s官方标志

SATA 3.0于2009年5月26日完成最终规格发布,比上一代提升一倍速率至6Gb/s,此外增加多项新技术,包含新增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(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,包括为即时性的资源提供优先处理,主要用于影像及音像传输方面。此外SATA 3.0同时会为正被系统处理中的资源作优先安排,大大提升系统的执行效率。

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装置、改良传输信号技术,亦大幅减低SATA2.0传输时所需功耗。

针对笔记型电脑(NB)市场对体积的需求,SATA 3.0提供较一般SATA2.0接口细小的LIF接口(Low Insertion Force Connector),专门针对1.8吋的存储装置,包括仅厚7mm光驱。

2011年7月18日SATA-IO公布SATA3.1规格,3.1版带来诸多特性,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)的发明减少闲置光驱的耗电量,用新的电源管理策略降低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SSD的性能,同时还带来让主机识别设备的硬件设备功能,提升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 3.1

于2011年7月发布。引入改变这些功能:[2][3]

  • mSATA,SATA在移动计算设备的固态硬盘,外型与 Mini PCI Express 相同(但两者并不兼容)。[4]
  • 零功耗光驱,闲置时的SATA光驱可以不消耗电力。
  • 排队TRIM指令,提高固态硬盘的性能。
  • 所需的链接电源管理,减少整体的电力需求。
  • 硬件控制功能,使设备功能的主机标识。
  • 通用存储模块(USM),用于无缆插件(槽)供电存储消费电子设备的新标准。[5][6]

SATA 3.2

此章节需要扩充。 (2016年1月24日)

为解决固态硬盘的数据传送瓶颈,国际串列式ATA组织正着手制定下一代串列ATA的标准——SATA 3.2。SATA Express最大传送速率为16Gb/s,使用两条PCIe 3.0总线连接SSD。连接埠和制式向下兼容前三代SATA的标准。[7][8][9][10][11]

SATA 3.3

于2016年2月22号提出,主要为优化SMR技术,将硬盘存储密度提升到25%,还可将SATA远程断电(Power Disable)。

SATA 3.4

SATA 3.5

eSATA

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。它最大的缺点是没有电力供应,竞争对手USB, FireWire, Thunderbolt都能传输数据电力。这使得eSATA硬盘需要连接一个独立变压器才可运作。

  • 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,但依然比USB 3.0为慢
  • 提高接头的插拔耐用度
  • 官方标志
    官方标志
  • 左:SATA  右:eSATA
    左:SATA
    右:eSATA
  • eSATA插座
    eSATA插座
  • eSATAp插座结合了eSATA和USB
    eSATAp插座结合了eSATA和USB

为了解决供电问题,SATA-IO于2008年推出了eSATAp (Power over eSATA),它结合了eSATA的七个针脚及USB 2.0的四个针脚,利用USB针脚提供5V及12V(可选)电压。此插座主要在硬盘外接盒中使用,既可以插入eSATA,也可以插入USB。


mSATA

上: mSATA固态硬盘下: 2.5" SATA硬盘
上: mSATA固态硬盘
下: 2.5" SATA硬盘

mSATA (mini-SATA)是迷你版本SATA接口,外型和电子接口与mini PCI-E完全相同,但电子信号不同,两者互不兼容。mSATA接口多用于固态硬盘,适用于需要尺寸较小的存储器的场合(例如Ultrabook)。

mSATA固态硬盘形似mini PCI-E扩展卡,尺寸很小,有助于节省机器内部空间。官方标准为MO-300 mSATA,也有自定长度的mSATA固态硬盘。

SATA与其他规格的比较

Name 原始带宽 传输速度 排线最长长度 电源 连结的装置数量
eSATA 6 Gbit/s 600 MB/s 2 m with eSATA HBA (1 m with a passive adapter) 1 个 (15 with a port multiplier)
eSATAp 3 Gbit/s 300 MB/s 2 m with eSATA HBA (1 m with a passive adapter) 5 V/12 V[12] 1 个 (15 with a port multiplier)
M.2 最快8GB/s(PCI Express 4.0 x4) 最快8GB/s ? 每插座 1 个
SATA Express 16 Gbit/s 1.97 GB/s[a] 1 m 每条线 1 个
SATA revision 3.2 16 Gbit/s 1.97 GB/s[b] 1 m 1 个 (15 with a port multiplier)
SATA revision 3.0 6 Gbit/s 600 MB/s[13] 1 m 1 个 (15 with a port multiplier)
SATA revision 2.0 3 Gbit/s 300 MB/s 1 m 1 个 (15 with a port multiplier)
SATA revision 1.0 1.5 Gbit/s 150 MB/s[14] 1 m 每条线 1 个
PATA (IDE) 133 1.064 Gbit/s 133.3 MB/s[c] 0.46 m (18 in) 5 V (44-pin for 2.5" drives only) 2 个
SAS-3 12 Gbit/s 1.2 GB/s 10 m 1 - 8 个 (> 65k with expanders)
SAS-2 6 Gbit/s 600 MB/s 10 m 1 个 (> 65k with expanders)
SAS 300 3 Gbit/s 300 MB/s 10 m 1 个 (> 65k with expanders)
SAS 150 1.5 Gbit/s 150 MB/s 10 m 1 个 (> 65k with expanders)
IEEE 1394 (FireWire) 3200 3.144 Gbit/s 393 MB/s 100 m (more with special cables) 15 W, 12–25 V 63 (with a hub)
IEEE 1394 (FireWire) 800 786 Mbit/s 98.25 MB/s 100 m[15] 15 W, 12–25 V 63 (with a hub)
IEEE 1394 (FireWire) 400 393 Mbit/s 49.13 MB/s 4.5 m[15][16] 15 W, 12–25 V 63 (with a hub)
USB 3.1 10 Gbit/s 1.21 GB/s[d] 3 m 100 W, 5, 12 or 20 V[17] 127 (with a hub)
USB 3.0[e] 5 Gbit/s 400 MB/s or more (protocol overhead, flow control, framing excluded)[18] 3 m[19] 4.5 W, 5 V 127 (with a hub)[19]
USB 2.0 480 Mbit/s 35 MB/s 5 m[20] 2.5 W, 5 V 127 (with a hub)[19]
USB 1.1 12 Mbit/s 1.5 MB/s 3 m 127 (with a hub)[19]
SCSI Ultra-320 2.56 Gbit/s 320 MB/s 12 m 15 (plus the Host Bus Adapter/Host)
10GFC Fibre Channel 10.52 Gbit/s 1.195 GB/s 2 m – 50 km 126 (16,777,216 with switches)
4GFC Fibre Channel 4.25 Gbit/s 398 MB/s 12 m 126 (16,777,216 with switches)
InfiniBand
Quad Rate
10 Gbit/s 0.98 GB/s 5 m (copper)[21][22]

<10 km (fiber)

One with point-to-point, many with switched fabric
Thunderbolt 10 Gbit/s 1.22 GB/s 3 m (copper)
100 m (fiber)
10 W (copper only) 7 个
Thunderbolt 2 20 Gbit/s 2.44 GB/s 3 m (copper)
100 m (fiber)
10 W (copper only) 7 个
Thunderbolt 3 40 Gbit/s 4.88 GB/s 3 m (copper)
100 m (fiber)
100 W (copper only) 7 个

与 PATA 不同,SATA 和 eSATA 都支持热插拔,但此功能需要主机、装置和操作系统的支持。基本上所有 SATA 装置(硬盘)都支持热插拔(基于装置的需要),绝大部分的 SATA 主机适配器都支持此指令。[23]

注解

  1. ^ 16 Gbit/s raw bit rate, with 128b/130b encoding.
  2. ^ 16 Gbit/s raw bit rate, with 128b/130b encoding.
  3. ^ 15 ns cycles, 16-bit transfers.
  4. ^ 10 Gbit/s raw bit rate, with 128b/132b encoding.
  5. ^ USB 3.0 specification was released to hardware vendors on 17 November 2008.

参考数据

  1. ^ SATA Naming Guidelines. SATA-IO. [2008-12-24]. (原始内容存档于2009-01-31). 
  2. ^ SATA-IO Releases Revision 3.1 Specification (PDF). SATA-IO. 2011-07-18 [2013-07-22]. (原始内容存档 (PDF)于2014-02-22). 
  3. ^ Hilbert Hagedoorn. SATA 3.1 specifications have been published. guru3d.com. 2011-07-20 [2012-09-26]. (原始内容存档于2013-05-17). 
  4. ^ Msata Faq. forum.notebookreview.com. [2011-10-30]. (原始内容存档于2012-02-10). 
  5. ^ Serial ATA International Organization: SATA Universal Storage Module (USM). sata-io.org. [2011-10-30]. (原始内容存档于2011-11-01). 
  6. ^ Perenson, Melissa J. New Universal Storage Module Promises to Evolve Portable Data. PCWorld. [2014-02-12]. (原始内容存档于2014-02-21). 
  7. ^ SATA3也落后了? SATA新接口标准将到来页面存档备份,存于互联网档案馆) - zol.com.cn
  8. ^ 打破传输瓶颈SATA Express接口标准即将登场页面存档备份,存于互联网档案馆) - mydrivers.com
  9. ^ SATA的下一代“SATA Express”页面存档备份,存于互联网档案馆) - coolaler.com
  10. ^ Speedy 8Gbit, 16Gbit SATA Express systems coming this year页面存档备份,存于互联网档案馆) - computerworld.com
  11. ^ [1]页面存档备份,存于互联网档案馆) - Serial ATA国际组织
  12. ^ eSATAp Application. delock.de. [2010-01-26]. (原始内容存档于2012-02-10). 
  13. ^ Fast Just Got Faster: SATA 6Gbit/s (PDF). sata-io.org. May 27, 2009 [2011-10-25]. (原始内容存档 (PDF)于2013-05-28). 
  14. ^ Designing Serial ATA For Today's Applications and Tomorrow's Storage Needs (PDF). sata-io.org. [2011-10-25]. (原始内容 (PDF)存档于2011-11-01). 
  15. ^ 15.0 15.1 FireWire Developer Note: FireWire Concepts. Apple Developer Connection. [2009-07-13]. 
  16. ^ 16 cables can be daisy chained up to 72 m
  17. ^ Howse, Brett. USB Power Delivery v2.0 Specification Finalized - USB Gains Alternate Modes. AnandTech. September 17, 2014 [2015-01-15]. (原始内容存档于2015-01-24). 
  18. ^ Universal Serial Bus Specification Revision 3.0. 20 December 2012: 75 (4–4.11) [14 April 2011]. (原始内容存档于2011-05-14). 
  19. ^ 19.0 19.1 19.2 19.3 Frenzel, Louis E. USB 3.0 Protocol Analyzer Jumpstarts 4.8-Gbit/s I/O Projects. Electronic Design. September 25, 2008 [2009-07-03]. (原始内容存档于2012-05-03). 
  20. ^ USB hubs can be daisy chained up to 25 m
  21. ^ Minich, Makia. Infiniband Based Cable Comparison (PDF). 25 June 2007 [11 February 2008]. (原始内容 (PDF)存档于2012-02-10). 
  22. ^ Feldman, Michael. Optical Cables Light Up InfiniBand. HPCwire (Tabor Publications & Events). 17 July 2007: 1 [2008-02-11]. (原始内容存档于2012-03-29). 
  23. ^ Software status — ata Wiki. ata.wiki.kernel.org. 2008-08-17 [2010-01-26]. (原始内容存档于2009-01-24). 

外部链接

相关条目

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
SATA
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.