SATA: Unterschied zwischen den Versionen

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== SATA ==
== Was ist SATA? ==
Was ist SATA?
* Die Abkürzung SATA steht für "Serial Advanced Technology Attachment" und ist eine Übertragungs-Technik für Festplatten und Wechselspeicher-Laufwerke.
* Die Abkürzung SATA steht für "Serial Advanced Technology Attachment" und ist eine Übertragungs-Technik für Festplatten und Wechselspeicher-Laufwerke.
* Parallele Signalleitungen wurden auf seriellen Betrieb umgestellt, um die Datenübertragungsrate zu erhöhen.[[Datei:SATA ports.jpg|mini]]
* Parallele Signalleitungen wurden auf seriellen Betrieb umgestellt, um die Datenübertragungsrate zu erhöhen.[[Datei:SATA ports.jpg|mini]]
* eine Computer-Schnittstelle für den Datenaustausch mit Festplatten und anderen Speichergeräten.
* eine Computer-Schnittstelle für den Datenaustausch mit Festplatten und anderen Speichergeräten.
* Die erste Version von SATA wurde 2001 vorgestellt.
* Die erste Version von SATA wurde 2001 vorgestellt.  
* SATA-Kabel (Bild oben)
* zwei nebeneinander liegende Anschlüsse auf dem Mainboard (Bild unten)
 
 
 
 
 
* zwei nebeneinander liegende Anschlüsse auf dem Mainboard(Bild unten)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  [[Datei:Serial ATA hard disk connected.jpg|mini]]
  [[Datei:Serial ATA hard disk connected.jpg|mini]]
 
* Serial-ATA-Festplatte mit Datenkabel (links) und Stromkabel (rechts)(Bild rechts)
* Serial-ATA-Festplatte mit Datenkabel (links) und Stromkabel (rechts)(Bild rechts)
* üblich sind auch die Schreibweisen '''SATA''' und '''S-ATA'''
* üblich sind auch die Schreibweisen '''SATA''' und '''S-ATA'''
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== Datenübertragungsraten ==
== Datenübertragungsraten ==
Steigt bei parallelen Datenbussen die Datenübertragungsrate, so verstärken sich zugleich unerwünschte Nebeneffekte, die einer weiteren Erhöhung der Übertragungsrate entgegenstehen.
* Steigt bei parallelen Datenbussen die Datenübertragungsrate, so verstärken sich zugleich Nebeneffekte, die einer weiteren Erhöhung der Übertragungsrate entgegenstehen.
* Zu den unerwünschten Nebeneffekten gehören die zunehmende Asynchronität der parallelen Datenleitungen und das Übersprechen, d.h. die unerwünschte gegenseitige Beeinflussung zwischen den Leitungen.
* Zu den unerwünschten Nebeneffekten gehören die zunehmende Asynchronität der parallelen Datenleitungen und das Übersprechen, d.h. die unerwünschte gegenseitige Beeinflussung zwischen den Leitungen.
* Weiterhin schränken der beim ATA-Bus (Integrated Drive Electronics/IDE-Bus) nicht spezifizierte Bus-Abschluss und die massebezogenen Signale die verwendbare Kabellänge stark ein.
* Weiterhin schränken der beim ATA-Bus (Integrated Drive Electronics/IDE-Bus) nicht spezifizierte Bus-Abschluss und die massebezogenen Signale die verwendbare Kabellänge stark ein.
* Serial ATA nutzt zur Vermeidung dieser Probleme eine serielle Übertragung und auf physikalischer Ebene das Low Voltage Differential Signaling (LVDS).
* Serial ATA nutzt zur Vermeidung dieser Probleme eine serielle Übertragung und auf physikalischer Ebene das Low Voltage Differential Signaling (LVDS)
* Die erste Serial-ATA-Generation wurde mit einer Übertragungsrate von 1,2 Gbit/s spezifiziert und ist damit nur unwesentlich schneller als die letzte und schnellste parallele ATA-Schnittstelle (ATA/133).
 
* Die ''Revision 2.0'' von SATA verdoppelte den Datendurchsatz auf 2,4 Gbit/s.
== Datenübertragungsgeschwindigkeit ==
* Im Jahr 2009 wurde der aktuelle Standard ''Serial-ATA Revision 3.0'' mit 4,8 Gbit/s veröffentlicht.
* Die erste Serial-ATA-Generation wurde mit einer Übertragungsrate von 1,2 Gbit/s spezifiziert und ist damit nur unwesentlich schneller als die schnellste parallele ATA-Schnittstelle (ATA/133).
* Die Hauptversionsnummer der Spezifikation 3.x  wurde in der Zwischenzeit weiter entwickelt und hat Ende 2016 Version 3.3 erreicht  
* Die ''Revision 2.0'' verdoppelte den Datendurchsatz auf 2,4 Gbit/s.
* Der aktuelle Standard ''Serial-ATA Revision 3.0'' hat 4,8 Gbit/s Datendurchsatz
* Die Hauptversionsnummer hat die Version 3.3 erreicht  
* SATA überträgt zur Taktrückgewinnung und zum Gleichspannungsausgleich die Daten kodiert.
* SATA überträgt zur Taktrückgewinnung und zum Gleichspannungsausgleich die Daten kodiert.
* Mit 10 Leitungsbits werden die Daten übertragen.
* Die Daten werden mit 10 Leitungsbits übertragen.
* Eine SATA-1-Verbindung mit einem Leitungstakt von 1,5 GHz überträgt so brutto 15 MByte/s (1,2 GBit/s).
* Eine SATA-1-Verbindung mit einem Leitungstakt von 1,5 GHz überträgt so 15 MByte/s (1,2 GBit/s).
* Selbst die (im Jahr 2016) schnellsten Festplatten beschleunigt werden durch aktuelle SATA-Schnittstellen nicht ausgebremst (600 MByte/s).
* Selbst die schnellsten Festplatten werden durch aktuelle SATA-Schnittstellen nicht ausgebremst (600 MByte/s).
* Die SATA-Schnittstelle stellt also für Festplatten keinen "Flaschenhals" dar, ganz im Gegensatz zu Solid-State-Drives (SSDs), die bei Anbindung per PCI Express mittlerweile mit 2000 bis 5000 MByte/s drei- bis achtmal schneller als die schnellste SATA-Schnittstelle sind.
* Die SATA-Schnittstelle stellt also für Festplatten keinen "Flaschenhals" dar.
*  Ganz im Gegensatz zu Solid-State-Drives (SSDs), die bei Anbindung per PCI Express mittlerweile mit 2000 bis 5000 MByte/s drei- bis achtmal schneller als die schnellste SATA-Schnittstelle sind.


== Technik ==
== Technik ==
=== Datenbus ===
=== Parallele ATA ===
* Während beim ATA-Standard 16 parallele Datenleitungen zum Einsatz kamen, wird bei SATA nur ein Leitungspaar (differenzielle Übertragung) für jede Richtung verwendet.
* Während beim ATA-Standard 16 parallele Datenleitungen zum Einsatz kamen, wird bei SATA nur ein Leitungspaar (differenzielle Übertragung) für jede Richtung verwendet.
* Um bei ATA eine Übertragungsrate von 100 MB/s zu erreichen, war aufgrund der 16 Signalleitungen, der 16-Bit-Rahmen und der Double Data Rate nur ein Takt von 25 MHz nötig.  
* Um bei ATA eine Übertragungsrate von 100 MB/s zu erreichen, war aufgrund der 16 Signalleitungen, der 16-Bit-Rahmen und der Double Data Rate nur ein Takt von 25 MHz nötig.  
* Das vereinfachte den Entwurf der elektronischen Bauteile, da die maximale Schaltzeit bei 20 ns (50 MHz) lag.
* Das vereinfachte den Entwurf der elektronischen Bauteile, da die maximale Schaltzeit bei 20 ns (50 MHz) lag.
* Die synchrone Abtastung der 16 parallelen Bits stellte jedoch zunehmend eine Herausforderung dar: Je höher die Taktrate, desto schwieriger ist der Zeitpunkt auszumachen, an dem alle Bits zugleich stabil anliegen.
* Problem: die synchrone Abtastung der 16 parallelen Bit.
* Je höher die Taktrate, desto schwieriger ist es auszumachen, wann alle Bit zugleich stabil anliegen.
* Ungenauigkeiten beim Kontaktieren der parallelen Stecker verstärken diesen Effekt.
* Ungenauigkeiten beim Kontaktieren der parallelen Stecker verstärken diesen Effekt.
* Bei SATA wird dagegen pro Richtung nur ein Leitungspaar für den Datentransport und für Bestätigungspakete vom Empfänger verwendet.
 
* Dabei kommt eine 8b/10b-Kodierung zum Einsatz, und es wird pro Takt jeweils nur ein Bit übertragen.
=== Serial SATA ===
* Bei SATA wird pro Richtung nur ein Leitungspaar für den Datentransport und für Bestätigungspakete vom Empfänger verwendet.
* Es kommt eine 8b/10b-Kodierung zum Einsatz, und es wird pro Takt jeweils nur ein Bit übertragen.
* Dadurch wird bei einer Datenrate von 150 MB/s ein Takt von 1500 MHz benötigt.
* Dadurch wird bei einer Datenrate von 150 MB/s ein Takt von 1500 MHz benötigt.
* Die Zeit für den Datenempfang und die Quittierung beträgt damit gerade einmal 0,667 ns.
* Die Zeit für den Datenempfang und die Quittierung beträgt damit 0,667 ns.
* Die Schaltzeit liegt damit im Bereich von 0,273 ns,  also wesentlich niedriger als die 10 ns bei
* Die Schaltzeit liegt damit bei 0,273 ns.


=== Datenleitung ===
=== Anschlussleitungen ===
* Optisch sind die verwendeten Kabel die größte Änderung zu (P)ATA.
==== Kabelunterschiede ====
* Die Daten werden mittels eines leichten, flexiblen Kabels durch sieben Leiter mit flachen, 8 mm breiten Steckern auf jeder Seite übertragen.  
* Die Daten werden mittels eines flexiblen Kabels durch sieben Leiter mit flachen, 8 mm breiten Steckern auf jeder Seite übertragen.  
* Das Kabel kann bis zu 1 m lang sein, eSATA-Kabel bis zu 2 m und xSATA bis zu 8 m.
* Das Kabel kann bis zu 1 m lang sein, eSATA-Kabel bis zu 2 m und xSATA bis zu 8 m.
* Im Vergleich zum 50,8 mm breiten, maximal 45 cm langen 40- oder 80-adrigen Übertragungskabel des parallelen ATA vereinfacht sich die Verkabelung von Komplettsystemen, und verbessert die Luftzirkulation innerhalb des Gehäuses.
* Im Vergleich zum 50,8 mm breiten, maximal 45 cm langen 40- oder 80-adrigen Übertragungskabel des parallelen ATA vereinfacht sich das Verkabeln von Komplettsystemen.
* Das Konzept von Master/Slave-Beziehungen zwischen den Geräten, wie beim P-ATA-Standard, wurde abgeschafft.
* Verbesserung der Luftzirkulation innerhalb des Gehäuses.
* Serial ATA hat nur ein Gerät pro Kabel, daher sind auch keine Jumper-Einstellungen an den Geräten nötig.
* Die Stecker sind kodiert, dadurch können die Kabel nicht verkehrt aufgesteckt werden
* Die Stecker sind kodiert, dadurch können die Kabel nicht verkehrt aufgesteckt werden.
* Ein Kritikpunkt am SATA-Stecker war die fehlende Verriegelung; Korrektur in der zweiten Revision.
* Ein Kritikpunkt am SATA-Stecker war die fehlende Verriegelung; das wurde mit Erscheinen der zweiten Revision korrigiert.
* Unabhängig von der Revision können jedoch die gleichen Kabel verwendet werden.
* Unabhängig von der Revision können jedoch die gleichen Kabel verwendet werden.
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Serial ATA1 Data Cable.jpg|Serial-ATA-Kabel
Serial ATA1 Data Cable.jpg|Serial-ATA-Kabel
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==== Spannungsversorgung ====
 
* Der Standard sieht für SATA-Festplatten auch für die Spannungsversorgung spezielle Stecker vor. Sie sind ebenfalls flach, aber breiter als das SATA-Datenkabel.
* Der Standard sieht für SATA-Festplatten auch für die Spannungsversorgung spezielle Stecker vor. Sie sind ebenfalls flach, aber breiter als das SATA-Datenkabel.
* Anders als bei IDE-Festplatten werden für 2,5″-Notebook- und 3,5″-Festplatten die gleichen Stecker verwendet.
* Anders als bei IDE-Festplatten werden für 2,5″-Notebook- und 3,5″-Festplatten die gleichen Stecker verwendet.
* Auf 15 Pins verteilt werden 3,3&nbsp;V, 5&nbsp;V und 12&nbsp;V auf je drei nebeneinander liegenden Pins angelegt und über fünf Masse-Pins zurückgeführt.
* Auf 15 Pins verteilt werden 3,3 V, 5 V und 12 V auf je drei nebeneinander liegenden Pins angelegt und über fünf Masse-Pins zurückgeführt.
* Zugunsten der Kompatibilität mit älteren Netzteilen, die keine 3,3-V-Stränge für den Anschluss von Festplatten bereitstellen, nutzten 3,5″-SATA-Festplatten zunächst nur 5 V und 12 V.  
* Zugunsten der Kompatibilität mit älteren Netzteilen, die keine 3,3-V-Stränge für den Anschluss von Festplatten haben, nutzten 3,5″-SATA-Festplatten zunächst nur 5 V und 12 V.  
* 2,5″-Platten verzichten üblicherweise auf die Nutzung von 12 V, fast immer auch auf 3,3 V.
 
* Nachdem sich die Versorgung mit 3,3 V nicht durchsetzen konnte, wurde sie in der SATA-Spezifikation 3.2 entfernt und einer der nun frei werdenden Pins mit DevSleep belegt.
==== Einschaltverhalten ====
* Ein dort anliegender High-Pegel weist die Platte an, in einen sehr tiefen Schlafzustand zu gehen, der nur einige Milliwatt verbraucht.
* Beim Hotplugging ist es erforderlich, Spannungseinbrüche des Netzteils durch eine plötzliche hohe Stromaufnahme des neu angeschlossenen Gerätes zu verhindern.
* Beim Hotplugging ist es erforderlich, Spannungseinbrüche des Netzteils durch eine plötzliche hohe Stromaufnahme des neu angeschlossenen Gerätes zu verhindern.
* Die Buchse ist so konstruiert, dass zuerst Pin 4 und 12 den Massekontakt herstellen.
* Die Buchse ist so konstruiert, dass zuerst Pin 4 und 12 den Massekontakt herstellen.
* Anschließend findet zum strombegrenzten Pre-Charge der Elektronik zusammen mit den restlichen Masseleitungen je ein Pin pro Versorgungsspannung (3, 7, 13) als voreilender Kontakt.
* Anschließend findet zum strombegrenzten Pre-Charge der Elektronik zusammen mit den restlichen Masseleitungen je ein Pin pro Versorgungsspannung (3, 7, 13) als voreilender Kontakt.
* Erst dann schließen die restlichen Pins, und die Platte geht in Betrieb.
* Erst dann schließen die restlichen Pins, und die Platte geht in Betrieb.
* Pin 11 des SATA-Stromsteckers kommt eine Doppelrolle zu: Über ihn kann von der Platte ein „Staggered Spin-up“ gefordert werden (Eingang), und die Platte kann darüber eine LED zur Anzeige von Plattenaktivität ansteuern (Ausgang).
==== Slimline SATA ====
* Er ist nicht dafür ausgelegt, eine LED direkt zu betreiben.
* Slimline SATA wurde mit SATA 2.6 für kleinere Geräte mit geringerem Leistungsbedarf eingeführt, z.&nbsp;B.&nbsp; optische Laufwerke in Notebooks.
* Beim Anschluss an gewöhnliche Netzteile liegt Pin 11 im Stecker an Masse, dann läuft die angeschlossene Platte beim Einschalten des Netzteils an, und eine LED kann nicht angesteuert werden.
* In Disk-Arrays, welche Backplanes für die SATA-Schnittstellen verwenden, wird Pin 11 nicht oder nur hochohmig beschaltet.
* Dann läuft eine Platte mit „Staggered-Spin-up“-Feature erst dann an, wenn der Host-Controller es anfordert.
* Anschließend kann die Platte über denselben Pin und einen Verstärker in der Backplane eine LED ansteuern.
* Der Anlaufstrom von Festplatten ist erheblich höher als der Betriebsstrom.
* Indem der zentrale Steuerrechner in dem Disk-Array die einzelnen Platten nacheinander anlaufen lässt, kann der Einschaltstrom begrenzt werden. Das erlaubt eine effizientere Dimensionierung des Netzteils.
 
'''Slimline SATA'''
 
* Slimline SATA wurde mit SATA 2.6 für kleinere Geräte mit geringerem Leistungsbedarf eingeführt, z. B. optische Laufwerke in Notebooks.
* Die Stromversorgung ist nur sechspolig ausgeführt und liefert ausschließlich 5 Volt.
* Die Stromversorgung ist nur sechspolig ausgeführt und liefert ausschließlich 5 Volt.


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SATA connector Slimline CD-ROM.jpg|Slimline SATA an einem optischen Laufwerk
SATA connector Slimline CD-ROM.jpg|Slimline SATA an einem optischen Laufwerk
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==== Jumper ====
* Master/Slave-Beziehungen zw. den Geräten, wie beim P-ATA-Standard, wurden abgeschafft.
* Serial ATA hat nur ein Gerät pro Kabel, daher sind auch keine Jumper-Einstellungen nötig.


== Versionen des Serial-ATA-Standards ==
== Versionen des Serial-ATA-Standards ==
{| class="wikitable float-right"
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|-
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! colspan="3"| Bezeichnungen !! colspan="2" | Netto-Datenrate
! colspan="3"| Bezeichnungen !! colspan="2" | Netto-Datenrate
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=== SATA I Serial ATA 1,5 Gbit/s ===
=== SATA I Serial ATA 1,5 Gbit/s ===
* Diese Spezifikation wird häufig „SATA I“ genannt, allerdings ist das keine gültige Bezeichnung für die Schnittstelle.
* Die Spezifikation „SATA I“ ist keine gültige Bezeichnung für die Schnittstelle.
 
* Serial ATA wurde 2002 von den Firmen APT Technologies, Dell, IBM, Intel, Seagate und Maxtor Corporation entwickelt (Serial ATA International Organization).
* Serial ATA wurde 2002 von den Firmen APT Technologies, Dell, IBM, Intel, Seagate und Maxtor Corporation entwickelt (Serial ATA International Organization).
* Der Datendurchsatz von SATA 1,5 Gbit/s liegt bei theoretischen 1,2 Gbit/s pro Richtung. Durch Serial ATA soll die Verbindung zwischen Laufwerken und das Austauschen von Komponenten unter anderem im laufenden Betrieb vereinfacht werden.
* Der Datendurchsatz von SATA 1,5 Gbit/s liegt bei theoretischen 1,2 Gbit/s pro Richtung.  
* Durch SATA soll die Verbindung zwischen Laufwerken und das Austauschen von Komponenten im laufenden Betrieb vereinfacht werden.


=== SATA II SATA-300 Serial ATA 3,0 Gbit/s ===
=== SATA II SATA-300 Serial ATA 3,0 Gbit/s ===
* Diese Spezifikation wird meistens „SATA II“ genannt, zum Teil auch „SATA-300“, allerdings sind das keine gültigen Bezeichnungen für die Schnittstelle.
* Diese Spezifikation wird „SATA II“ genannt, zum Teil auch „SATA-300“. Das sind keine gültigen Bezeichnungen für die Schnittstelle.
* Stattdessen empfiehlt die ''Serial ATA International Organization'' „SATA Revision 2.x“ oder „SATA 3 Gbit/s“.[[http://translate.google.com/translate?hl=de&sl=auto&tl=de&u=https%3A%2F%2Fsata-io.org%2Fdevelopers%2Fsata-naming-guidelines]]
* Stattdessen empfiehlt die ''Serial ATA International Organization'' „SATA Revision 2.x“ oder „SATA 3 Gbit/s“.[[http://translate.google.com/translate?hl=de&sl=auto&tl=de&u=https%3A%2F%2Fsata-io.org%2Fdevelopers%2Fsata-naming-guidelines]]
* SATA 3,0 Gbit/s wurde Anfang 2005 eingeführt.
* SATA 3,0 Gbit/s wurde Anfang 2005 eingeführt.
* Der Datendurchsatz von SATA 3,0 Gbit/s liegt bei theoretischen 2,4 Gbit/s, also doppelt so hoch wie bei der ersten SATA-Generation.
* Der Datendurchsatz von SATA 3,0 Gbit/s liegt bei theoretischen 2,4 Gbit/s, also doppelt so hoch wie bei der ersten SATA-Generation.
Optionale Fähigkeiten:
==== Optionale Fähigkeiten ====
* NCQ: Native Command Queuing. Mit diesem Standard wird die Verwaltung der Schreib- und Lesevorgänge optimiert und beschleunigt. NCQ muss von Festplatte, Controller (Hardware)  und Treiber unterstützt werden.
* '''NCQ:''' Native Command Queuing: Mit diesem Standard wird die Verwaltung der Schreib- und Lesevorgänge optimiert und beschleunigt. NCQ muss von Festplatte, Controller (Hardware)  und Treiber unterstützt werden.
* eSATA: ''External SATA'', für externe Laufwerke, maximale Kabellänge zwei Meter
* '''HotSwap:''' Austausch des Laufwerks im laufenden Betrieb, ohne dass das System heruntergefahren werden muss  
* Datenrate von 2,4 Gbit/s
* '''Staggered Spinup:''' Zeitverzögertes Einschalten mehrerer Laufwerke, um zum Beispiel das Netzteil nicht zu überlasten  
* HotSwap: Austausch des Laufwerks im laufenden Betrieb, ohne dass das System heruntergefahren werden muss  
* '''Port Multiplier:''' Der Port-Multiplier wird mit einem SATA-Port des Rechners verbunden und bietet bis zu 15 Anschlüsse für SATA-Laufwerke.  
* Staggered Spinup: Zeitverzögertes Einschalten mehrerer Laufwerke, um zum Beispiel das Netzteil nicht zu überlasten  
* Die Laufwerke teilen sich die verfügbare Übertragungsbandbreite.  
* Port Multiplier: Der Port-Multiplier wird mit einem SATA-Port des Rechners verbunden und bietet bis zu 15 Anschlüsse für SATA-Laufwerke.  
* Wollen z.&nbsp;B.&nbsp; drei Laufwerke gleichzeitig mit 800 Mbit/s je Laufwerk übertragen, können diese eine 3-Gbit/s-Strecke auslasten.
* Die Laufwerke teilen sich die verfügbare Übertragungsbandbreite. Wollen zum Beispiel drei Laufwerke gleichzeitig mit 800 Mbit/s je Laufwerk übertragen, können diese eine 3-Gbit/s-Strecke auslasten.  
* Port Selector: Mit einem Port-Selector kann zwischen zwei redundanten Übertragungsstrecken umgeschaltet werden. So kann man das Problem Single-Point-of-Failure (Single Point of Failure/SPoF) umgehen.
* Zwei Rechner können auf dasselbe Laufwerk zugreifen. Die beiden Rechner müssen allerdings selbst festlegen, wer jeweils aktiv ist (immer nur einer). Diese Auswahl bzw. Umschaltung kann durch nicht-spezifizierte Mechanismen erfolgen.
* xSATA: Mit xSATA können die Laufwerke weiter entfernt (maximal acht Meter, wie bei Serial Attached SCSI) vom Rechner platziert sein als mit eSATA. Dazu benötigt man allerdings andere Kabel und Steckverbinder.
* Diese Fähigkeiten sind nicht auf SATA-3,0-Gbit/s-Festplatten beschränkt, sie können auch von SATA-Festplatten der ersten Generation angeboten werden.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.sata-io.org/3g.asp |titel=SATA 3Gb/s Feature of the Month |hrsg=The Serial ATA International Organization (SATA-IO) |archiv-url=https://web.archive.org/web/20080111123930/http://www.sata-io.org/3g.asp |archiv-datum=2008-01-11 |zugriff=2010-10-12 |sprache=en}}</ref>


==== eSATA External Serial ATA (eSATA) ====
=== eSATA External Serial ATA (eSATA) ===
SATA- (links) und eSATA-Stecker im Vergleich
SATA- (links) und eSATA-Stecker im Vergleich
[[Datei:SATA2_und_eSATA-Stecker.jpg]]   
[[Datei:SATA2_und_eSATA-Stecker.jpg|mini|none|eSATA]]   
 
 
 
 
[[Datei:ESATA slotblech.jpg|mini|]]
[[Datei:ESATA slotblech.jpg|mini|]]
Slotblech zum Anschluss externer SATA-Laufwerke (eSATA)
Slotblech zum Anschluss externer SATA-Laufwerke (eSATA)


* SATA wurde für den Anschluss von Geräten innerhalb eines Rechners geschaffen.
 
* Deswegen verfügen die Kabel und Stecker nicht über die nötige Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen.
 
* Die Stecker haben keine ausreichende mechanische Belastbarkeit für den Betrieb außerhalb eines (abgeschirmten) Gehäuses.


 
=== externe Festplatte mit SATA ===
 
* Mit einer SATA-Steckkarte wird ein SATA-Anschluss ins Innere des Gehäuses geführt und der andere durch das Slotblech, so dass direkt ein SATA-Kabel angeschlossen werden kann.
 
* Kabelseitige Klammern an den Steckern dienen der Fixierung am Slotblech und verhinderten ein unabsichtliches Herausziehen des Kabels.
 
 
* SATA wurde für den Anschluss von Geräten innerhalb eines Rechners geschaffen.
* Deswegen verfügen die Kabel und Stecker nicht über die nötige Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen und die Stecker nicht über eine ausreichende mechanische Belastbarkeit für den Betrieb außerhalb eines (abgeschirmten) Gehäuses.
* Sehr bald kam der Wunsch auf, z. B. auch externe Festplatten mittels des schnellen SATA anschließen zu können.
* In den Anfangszeiten wurde das dahingehend gelöst, dass auf einer SATA-Steckkarte ein SATA-Anschluss ins Innere des Gehäuses führte und der andere durch das Slotblech geführt wurde, so dass direkt ein SATA-Kabel angeschlossen werden konnte.
* Kabelseitige Klammern an den Steckern dienten der Fixierung am Slotblech und verhinderten ein unabsichtliches Herausziehen des Kabels.
* Diese Anschlussform eignete sich nur zum Anschluss von nackten Laufwerken, die nicht in externen Gehäusen lagen.
* Diese Anschlussform eignete sich nur zum Anschluss von nackten Laufwerken, die nicht in externen Gehäusen lagen.
* Mit ''SATA Revision 2'' wurden jedoch auch Kabel und Stecker für den externen Betrieb standardisiert: „External Serial ATA“, kurz „eSATA“.
* Die dafür vorgesehenen Stecker sind nicht mit denen für den Betrieb innerhalb des Gehäuses kompatibel.
* eSATA definiert abgeschirmte Kabel mit bis zu zwei Metern Länge und neue Stecker/Buchsen mit folgenden Eigenschaften:
* Neue inkompatible Stecker/Buchsengeometrie ohne die L-Form der SATA-Stecker/Buchsen, was verhindern soll, dass versehentlich Kabel für den internen Betrieb extern verwendet werden.
* Stecker und Buchse sind wie die Kabel geschirmt, um elektromagnetische Störungen zu verhindern.
* Die Kontakte liegen tiefer in den Steckern/Buchsen, damit die Abschirmung sicheren Kontakt hat und statische Aufladung abfließen kann, bevor sich die Signalkontakte berühren.
* Die Buchsen haben kleine Federn, um die mechanische Stabilität zu verbessern und versehentliches Herausziehen zu verhindern.
* Stecker und Buchsen sollen mindestens 5000 Steckzyklen überstehen (SATA: min. 50).
* Durch Verschärfung der elektrischen Anforderungen (leichte Erhöhung des Spannungslevels beim Sender, erhöhte Empfindlichkeit des Empfängerbausteins) soll die sichere Übertragung über zwei Meter erreicht werden.
* Eine Stromversorgung des externen Gerätes über das eSATA-Kabel ist nicht möglich.
* Es sind eSATA-Slotbleche erhältlich, deren Kabel auf die internen SATA-Buchsen der Hauptplatinen passen; die Abschirmung ist über das PC-Gehäuse gegeben.
* Damit kann jede Hauptplatine auf eSATA adaptiert werden.
*  Jedoch bleibt die maximal erlaubte Kabellänge bei solchen Adaptern auf einen Meter (inklusive der Kabel vom Mainboard zum Slotblech) beschränkt, da die internen Anschlüsse nicht die elektrischen Anforderungen für eSATA erfüllen.
* Hot-plug ist damit je nach Controller nicht möglich. In diesem Fall müssen eSATA-Geräte vor dem Hochfahren des Rechners angeschlossen werden und können erst nach dem Herunterfahren wieder entfernt werden.
* Es sind eSATA-Sticks verfügbar, welche sich die hohen Datenraten von eSATA im Vergleich zu USB-Massenspeichern auch mobil zu Nutze machen.
==== eSATAp Power eSATA External Power over Serial AT(P) ====
[[Datei:Esatap port.JPG|mini]]
* Kombinierter eSATAp und USB 2.0-Stecker (Bild rechts)
* Der eSATAp-Standard sollte bis Mitte 2008 standardisiert worden sein, was aber bis heute (Stand Ende Oktober 2010) noch nicht geschehen ist.r=Info zu eSATAp
* Mittlerweile sind eSATAp-Geräte (Memory Sticks) auf dem Markt, deren Stecker USB-kompatibel und gleichzeitig eSATA-kompatibel sind.
* Die eSATA-Nutzung benötigt aber zusätzlich eine Stromversorgung (z.&nbsp;B. Power over USB).
* Auch entsprechende Karten mit eSATAp-Steckplätzen werden angeboten. Mit ''Power eSATA'' versucht der Hardwarehersteller Micro-Star International|MSI das Problem der fehlenden Stromversorgung zu lösen.
* Bei diesem modifizierten eSATA-Anschluss wurde ein Teil der USB-Technik zur Stromversorgung in den eSATA-Anschluss eingebaut>.
* Dazu gibt es auch die Erweiterung eSATApD vom Hardwarehersteller Delock, die neben 5 V auch 12 V verwendet und damit auch den Betrieb von 3,5″-Festplatten ohne zusätzliche Spannungsversorgung erlaubt.
* An eine eSATAp-Buchse können meist auch USB-Geräte angeschlossen werden, worauf ein entsprechendes Logo hinweist.
=== SATA 6Gb/s SATA 6G SATA III SATA-600 Serial ATA 6,0 Gbit/s ===
=== SATA 6Gb/s SATA 6G SATA III SATA-600 Serial ATA 6,0 Gbit/s ===
* Im August 2008 veröffentlichte die SATA-IO erste Details zur dritten Version des SATA-Protokolls, das abermals eine Verdopplung der Transferrate im Vergleich zu seinem Vorgänger vorsieht.
==== Neuerungen ====
* Am 27. Mai 2009 wurde die Fertigstellung des Standards bekanntgegeben.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.sata-io.org/documents/SATA-Revision-3.0-Press-Release-FINAL-052609.pdf |titel=SATA-IO Releases SATA Revision 3.0 Specification |hrsg=The Serial ATA International Organization (SATA-IO) |datum=2009-05-27 |zugriff=2010-10-12 |format=PDF; 110&nbsp;kB |sprache=en |kommentar=Pressemitteilungen zur Finalen Spezifikation der Serial ATA Revision 3.0}}</ref> Die Schnittstelle ist weiterhin abwärtskompatibel, was unter anderem durch die Beibehaltung des bisher verwendeten Steckertyps sichergestellt wird.
* Im August 2008 (fertig Mai 2009) veröffentlichte die SATA-IO erste Details zur dritten Version des SATA-Protokolls, das abermals eine Verdopplung der Transferrate im Vergleich zu seinem Vorgänger vorsieht.
* Zusätzlich wurden neue Steckverbindungen für 1,8″-Festplatten (in Low Insertion Force|LIF-Bauart) und für neue, nur 7&nbsp;mm hohe optische Laufwerke definiert.
* Die Schnittstelle ist weiterhin abwärtskompatibel, was unter anderem durch die Beibehaltung des bisher verwendeten Steckertyps sichergestellt wird.
* Weitere Neuerungen des Standards sind unter anderem Native Command Queuing|Native-Command-Queuing-Erweiterungen für isochrones Streaming und die Verwaltung ausstehender Befehle, sowie verbesserte Stromsparfunktionen.
* Zusätzlich wurden neue Steckverbindungen für 1,8″-Festplatten (in Low Insertion Force-Bauart) und für neue, nur 7mm hohe optische Laufwerke definiert.
 
* Weitere Neuerungen des Standards sind unter anderem für isochrones Streaming und die Verwaltung ausstehender Befehle, sowie verbesserte Stromsparfunktionen
* Die nun auf 6,0&nbsp;Gbit/s erhöhte Geschwindigkeit kommt primär den Solid-State-Drives zugute, da diese bereits 2010 die Geschwindigkeit der ''SATA Revision&nbsp;2.0'' voll ausnutzen konnten.
* Von den konventionellen Festplatten können dagegen nur die schnellsten an die Grenzen des ersten Standards stoßen.
* Auch die erste Festplatte nach ''Revision&nbsp;3.0'', die Seagate Barracuda XT 7200.12,<ref>{{Internetquelle |url=http://www.seagate.com/ww/v/index.jsp?locale=en-US&name=null&vgnextoid=d190ff72f68c3210VgnVCM1000001a48090aRCRD |titel=Seagate Ships World’s Fastest Desktop Hard Drive. First Drive to Feature Serial ATA 6Gbit/Second Technology |hrsg=Seagate |datum=2009-09-21 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20090924215219/http://www.seagate.com/ww/v/index.jsp?locale=en-US&name=null&vgnextoid=d190ff72f68c3210VgnVCM1000001a48090aRCRD |archiv-datum=2009-09-24 |zugriff=2015-05-20 |sprache=en |kommentar=Pressemitteilung zur weltweit ersten SATA 6Gb/s-Festplatte}}</ref> liegt mit 138&nbsp;MB/s unterhalb dieser Grenze.
* Allerdings profitiert bei beiden Laufwerkstypen zumindest der Festplattencache von der schnelleren Anbindung.
 
* Der vollständige Name der neuen Norm lautet „Serial ATA International Organization: Serial ATA Revision 3.0“.
* Als alternative Benennungen sieht die SATA-IO außerdem „SATA Revision 3.x“ und „SATA 6Gbit/s“ vor. „SATA III“ und „SATA-600“ sind hingegen keine normierten Bezeichnungen.<ref name="naming" />


=== SATA Express 8&nbsp;Gbit/s und 16&nbsp;Gbit/s ===
=== SATA Express 8 Gbit/s und 16 Gbit/s ===
* SATA 3.2 führt die neue Schnittstelle „SATA Express“ ein mit Übertragungsraten von 8&nbsp;Gbit/s je PCIe-Lane.
* SATA Revision 3.2 mit „SATA Express“ wurde im August 2013 veröffentlicht.
* SATA Express verwendet die Technologie von PCI Express&nbsp;3.0.
* SATA 3.2 führt die neue Schnittstelle „SATA Express“ mit Übertragungsraten von 8Gbit/s je PCIe-Lane ein.
* Dieser Standard nützt vor allem bei Verwendung von Solid State Drives, die bereits die Bandbreite von SATA 6.0&nbsp;Gbit/s ausschöpfen.
* SATA Express verwendet die Technologie von PCI Express 3.0.
* SATA Revision&nbsp;3.2 mit „SATA Express“ wurde im August 2013 veröffentlicht.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.sata-io.org/sata-revision-32 |titel=SATA Revision 3.2 |titelerg=(nur für Mitglieder mit Account erreichbar) |zugriff=2013-10-23}}</ref> SATA Express konnte sich am Markt nie durchsetzen und bis heute sind auch keine SATA-Express-Laufwerke im freien Handel erschienen.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.pcgameshardware.de/SSD-Hardware-255552/News/SSDs-oder-HDDs-mit-SATA-Express-erhaeltlich-Der-Leserbrief-der-Woche-1227275/ |titel=SSDs oder HDDs mit SATA-Express erhältlich? Der Leserbrief der Woche |datum=2017-05-07 |abruf=2020-05-09 |sprache=de}}</ref>
* Dieser Standard nützt vor allem bei Verwendung von Solid State Drives, die bereits die Bandbreite von SATA 6.0 Gbit/s ausschöpfen.
* SATA Express konnte sich am Markt nie durchsetzen.


== Anschlussvarianten ==
== Anschlussvarianten ==
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* Physisch handelt es sich um den gleichen Anschluss wie bei Mini PCI Express, allerdings werden die Leitungen elektrisch wie SATA-Kabel angesteuert.
* Physisch handelt es sich um den gleichen Anschluss wie bei Mini PCI Express, allerdings werden die Leitungen elektrisch wie SATA-Kabel angesteuert.
* Dabei verwendet mSATA entweder die erste (1,5 Gbit/s), zweite (3,0 Gbit/s) oder dritte (6,0 Gbit/s) Revision der SATA-Spezifikation zur Übertragung der Signale.
* Dabei verwendet mSATA entweder die erste (1,5 Gbit/s), zweite (3,0 Gbit/s) oder dritte (6,0 Gbit/s) Revision der SATA-Spezifikation zur Übertragung der Signale.
* Zu den ersten Produkten mit mSATA-Speicher gehören einige Notebooks von Dell und Lenovo und das MacBook Air der Serie 2010 von Apple, wobei das MacBook Air ein vom Standard abweichendes Format der SSD verbaut hat.
* Zu den ersten Produkten mit mSATA-Speicher gehören einige Notebooks, wobei z.&nbsp;B.&nbsp; ein vom Standard abweichendes Format der SSD verbaut ist.
* Bedingt durch die relativ späte Standardisierung sind auch viele Produkte auf dem Markt, die eigene, zu mSATA inkompatible Schnittstellen und Formfaktoren verwenden.
* Bedingt durch die relativ späte Standardisierung sind auch viele Produkte auf dem Markt, die eigene, zu mSATA inkompatible Schnittstellen und Formfaktoren verwenden.


=== micro SATA ===
=== micro SATA ===
* Der Anschluss war in Konkurrenz zum mSATA und sollte mit diesem nicht verwechselt werden. Der Anschluss wurde mit SATA 2.6 im Februar 2007 eingeführt.
* Der Anschluss war in Konkurrenz zum mSATA und sollte mit diesem nicht verwechselt werden.
* Der Anschluss wurde mit SATA 2.6 im Februar 2007 eingeführt.
* Er war insbesondere für 1,8″-Festplatten/SSDs gedacht, ist aber seit etlichen Jahren komplett durch die M.2-Schnittstelle verdrängt worden.
* Er war insbesondere für 1,8″-Festplatten/SSDs gedacht, ist aber seit etlichen Jahren komplett durch die M.2-Schnittstelle verdrängt worden.


=== Slimline Connector ===
=== Slimline Connector ===
Der ''Slimline Connector'' ist ein erstmals in SATA 2.6 definierter Steckverbinder für „small-form-factor“-Geräte, wie beispielsweise SlimLine-CD/DVD-Laufwerke für Notebooks.
Der ''Slimline Connector'' ist ein erstmals in SATA 2.6 definierter Steckverbinder für „small-form-factor“-Geräte, wie beispielsweise SlimLine-CD/DVD-Laufwerke für Notebooks.
Der Slimline Connector besteht aus einem Signalsegment und einem Stromversorgungssegment mit folgender Belegung:
Der Slimline Connector besteht aus einem Signalsegment und einem Stromversorgungssegment.


==Links==
==Links==
===inter===
 
===intern===
 
==Kontrollfragen==
 
 
 
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''Die Abkürzung von SATA?''
<div class="mw-collapsible-content">'''Serial Advanced Technology Attachment'''</div>
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''Was ist ein SSD?''
<div class="mw-collapsible-content">'''SSD steht für Solid-State Drive (Solid-State-Laufwerk). Eine SSD basiert auf NAND Flash- oder DRAM-Speicherchips und arbeitet nicht mit Scheiben und anderen mechanischen Komponenten, die für Festplatten (HDDs) verwendet werden.'''</div>
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''Kann man dieses Laufwerk Über USB oder eSATA als externes Laufwerk verwnden?''
<div class="mw-collapsible-content">'''Ja. Kingston SSDs können in externen USB-, e-SATA-, Thunderbolt- und Firewire- Gehäusen verwendet werden. Beachten Sie bitte, dass bei einer Aktivierung des Passworts über den ATA-Security-Befehl nicht über ein externes Laufwerk auf das Laufwerk zugegriffen werden kann.'''</div>
</div>
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''Was sind SMART-Attribute?''
<div class="mw-collapsible-content">'''S.M.A.R.T. steht für „Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology” (Technologie zur Selbstüberwachung, Analyse und Berichterstattung) und ist Bestandteil der ATA-Norm. SMART-Attribute werden zum Messen des Laufwerksbetriebszustands verwendet, und um den Benutzer (Administrator, Softwareprogramm, usw.) vor einer zu erwartenden Störung zu warnen.'''</div>
</div>
<div class="toccolours mw-collapsible mw-collapsed">
''Abkurzung von NCQ?''
<div class="mw-collapsible-content">''' Native Command Queuing.'''</div>
</div>
 
===extern===
===extern===
http://translate.google.com/translate?hl=de&sl=auto&tl=de&u=https%3A%2F%2Fsata-io.org%2Fdevelopers%2Fsata-naming-guidelines
# https://de.wikipedia.org/wiki/Low_Voltage_Differential_Signaling
# http://translate.google.com/translate?hl=de&sl=auto&tl=de&u=https%3A%2F%2Fsata-io.org%2Fdevelopers%2Fsata-naming-guidelines
 
[[Kategorie:Storage/Hardware]]

Aktuelle Version vom 22. Februar 2024, 11:20 Uhr

Was ist SATA?

  • Die Abkürzung SATA steht für "Serial Advanced Technology Attachment" und ist eine Übertragungs-Technik für Festplatten und Wechselspeicher-Laufwerke.
  • Parallele Signalleitungen wurden auf seriellen Betrieb umgestellt, um die Datenübertragungsrate zu erhöhen.
  • eine Computer-Schnittstelle für den Datenaustausch mit Festplatten und anderen Speichergeräten.
  • Die erste Version von SATA wurde 2001 vorgestellt.
  • zwei nebeneinander liegende Anschlüsse auf dem Mainboard (Bild unten)
  • Serial-ATA-Festplatte mit Datenkabel (links) und Stromkabel (rechts)(Bild rechts)
  • üblich sind auch die Schreibweisen SATA und S-ATA
  • ATA/ATAPI/ATA steht hierbei für das Übertragungsprotokoll „IBM Personal Computer/AT/AT Attachment“
  • im Unterschied dazu werden bei SATA die Daten jedoch seriell übertragen.

Geschichte

  • Serial ATA wurde im Jahr 2000 von Intel aus dem älteren ATA/ATAPI/ATA-Standard entwickelt.
  • Daten werden von einem parallelen Bus zu einer bit-seriellen Punkt-zu-Punkt-Verbindung übertragen, d.h., die Daten werden seriell übertragen (Bit für Bit) und nicht in 16-Bit-"Wörtern".
  • SATA hat drei Hauptvorteile: höhere Datentransferrate, vereinfachte Kabelführung und der Austausch von Datenträgern im laufenden Betrieb (Hot-Plug).
  • Der ältere ATA-Standard wird retronym (nachträgliche Neubenennung) als Parallel ATA (PATA) bezeichnet.
  • Beide Anschlusstypen befanden sich zunächst parallel auf der Hauptplatine.
  • ATA/ATAPI/PATA-Anschlüsse werden seit 2010 zunehmend weggelassen.
  • Ein SATA-Anschluss auf der Hauptplatine ist also für nur ein Gerät vorgesehen.
  • Serial ATA ist nicht auf Festplatten beschränkt.
  • Mittels ATA/ATAPI/ATAPI-Protokoll können auch SATA-Bandlaufwerke, DVD-Laufwerke und Brenner oder Speicherkartenlesegeräte verwendet werden.
  • External Serial ATA (eSATA) steht oder stand zudem in Konkurrenz zu USB, FireWire und Thunderbolt.

Datenübertragungsraten

  • Steigt bei parallelen Datenbussen die Datenübertragungsrate, so verstärken sich zugleich Nebeneffekte, die einer weiteren Erhöhung der Übertragungsrate entgegenstehen.
  • Zu den unerwünschten Nebeneffekten gehören die zunehmende Asynchronität der parallelen Datenleitungen und das Übersprechen, d.h. die unerwünschte gegenseitige Beeinflussung zwischen den Leitungen.
  • Weiterhin schränken der beim ATA-Bus (Integrated Drive Electronics/IDE-Bus) nicht spezifizierte Bus-Abschluss und die massebezogenen Signale die verwendbare Kabellänge stark ein.
  • Serial ATA nutzt zur Vermeidung dieser Probleme eine serielle Übertragung und auf physikalischer Ebene das Low Voltage Differential Signaling (LVDS)

Datenübertragungsgeschwindigkeit

  • Die erste Serial-ATA-Generation wurde mit einer Übertragungsrate von 1,2 Gbit/s spezifiziert und ist damit nur unwesentlich schneller als die schnellste parallele ATA-Schnittstelle (ATA/133).
  • Die Revision 2.0 verdoppelte den Datendurchsatz auf 2,4 Gbit/s.
  • Der aktuelle Standard Serial-ATA Revision 3.0 hat 4,8 Gbit/s Datendurchsatz
  • Die Hauptversionsnummer hat die Version 3.3 erreicht
  • SATA überträgt zur Taktrückgewinnung und zum Gleichspannungsausgleich die Daten kodiert.
  • Die Daten werden mit 10 Leitungsbits übertragen.
  • Eine SATA-1-Verbindung mit einem Leitungstakt von 1,5 GHz überträgt so 15 MByte/s (1,2 GBit/s).
  • Selbst die schnellsten Festplatten werden durch aktuelle SATA-Schnittstellen nicht ausgebremst (600 MByte/s).
  • Die SATA-Schnittstelle stellt also für Festplatten keinen "Flaschenhals" dar.
  • Ganz im Gegensatz zu Solid-State-Drives (SSDs), die bei Anbindung per PCI Express mittlerweile mit 2000 bis 5000 MByte/s drei- bis achtmal schneller als die schnellste SATA-Schnittstelle sind.

Technik

Parallele ATA

  • Während beim ATA-Standard 16 parallele Datenleitungen zum Einsatz kamen, wird bei SATA nur ein Leitungspaar (differenzielle Übertragung) für jede Richtung verwendet.
  • Um bei ATA eine Übertragungsrate von 100 MB/s zu erreichen, war aufgrund der 16 Signalleitungen, der 16-Bit-Rahmen und der Double Data Rate nur ein Takt von 25 MHz nötig.
  • Das vereinfachte den Entwurf der elektronischen Bauteile, da die maximale Schaltzeit bei 20 ns (50 MHz) lag.
  • Problem: die synchrone Abtastung der 16 parallelen Bit.
  • Je höher die Taktrate, desto schwieriger ist es auszumachen, wann alle Bit zugleich stabil anliegen.
  • Ungenauigkeiten beim Kontaktieren der parallelen Stecker verstärken diesen Effekt.

Serial SATA

  • Bei SATA wird pro Richtung nur ein Leitungspaar für den Datentransport und für Bestätigungspakete vom Empfänger verwendet.
  • Es kommt eine 8b/10b-Kodierung zum Einsatz, und es wird pro Takt jeweils nur ein Bit übertragen.
  • Dadurch wird bei einer Datenrate von 150 MB/s ein Takt von 1500 MHz benötigt.
  • Die Zeit für den Datenempfang und die Quittierung beträgt damit 0,667 ns.
  • Die Schaltzeit liegt damit bei 0,273 ns.

Anschlussleitungen

Kabelunterschiede

  • Die Daten werden mittels eines flexiblen Kabels durch sieben Leiter mit flachen, 8 mm breiten Steckern auf jeder Seite übertragen.
  • Das Kabel kann bis zu 1 m lang sein, eSATA-Kabel bis zu 2 m und xSATA bis zu 8 m.
  • Im Vergleich zum 50,8 mm breiten, maximal 45 cm langen 40- oder 80-adrigen Übertragungskabel des parallelen ATA vereinfacht sich das Verkabeln von Komplettsystemen.
  • Verbesserung der Luftzirkulation innerhalb des Gehäuses.
  • Die Stecker sind kodiert, dadurch können die Kabel nicht verkehrt aufgesteckt werden
  • Ein Kritikpunkt am SATA-Stecker war die fehlende Verriegelung; Korrektur in der zweiten Revision.
  • Unabhängig von der Revision können jedoch die gleichen Kabel verwendet werden.
  • 80- und 40-adriges (P)ATA-Kabel (grau) im Vergleich zu einem Serial-ATA-Kabel (blau)
    80- und 40-adriges (P)ATA-Kabel (grau) im Vergleich zu einem Serial-ATA-Kabel (blau)
  • SATA-Stecker, links SATA mit Verriegelungsclip
    SATA-Stecker, links SATA mit Verriegelungsclip
  • Serial-ATA-Kabel
    Serial-ATA-Kabel

Spannungsversorgung

  • Der Standard sieht für SATA-Festplatten auch für die Spannungsversorgung spezielle Stecker vor. Sie sind ebenfalls flach, aber breiter als das SATA-Datenkabel.
  • Anders als bei IDE-Festplatten werden für 2,5″-Notebook- und 3,5″-Festplatten die gleichen Stecker verwendet.
  • Auf 15 Pins verteilt werden 3,3 V, 5 V und 12 V auf je drei nebeneinander liegenden Pins angelegt und über fünf Masse-Pins zurückgeführt.
  • Zugunsten der Kompatibilität mit älteren Netzteilen, die keine 3,3-V-Stränge für den Anschluss von Festplatten haben, nutzten 3,5″-SATA-Festplatten zunächst nur 5 V und 12 V.

Einschaltverhalten

  • Beim Hotplugging ist es erforderlich, Spannungseinbrüche des Netzteils durch eine plötzliche hohe Stromaufnahme des neu angeschlossenen Gerätes zu verhindern.
  • Die Buchse ist so konstruiert, dass zuerst Pin 4 und 12 den Massekontakt herstellen.
  • Anschließend findet zum strombegrenzten Pre-Charge der Elektronik zusammen mit den restlichen Masseleitungen je ein Pin pro Versorgungsspannung (3, 7, 13) als voreilender Kontakt.
  • Erst dann schließen die restlichen Pins, und die Platte geht in Betrieb.

Slimline SATA

  • Slimline SATA wurde mit SATA 2.6 für kleinere Geräte mit geringerem Leistungsbedarf eingeführt, z. B.  optische Laufwerke in Notebooks.
  • Die Stromversorgung ist nur sechspolig ausgeführt und liefert ausschließlich 5 Volt.
  • Slimline-SATA-Stromversorgung
    Slimline-SATA-Stromversorgung
  • Slimline SATA Power unterstützt nur 5 V
    Slimline SATA Power unterstützt nur 5 V
  • Slimline SATA an einem optischen Laufwerk
    Slimline SATA an einem optischen Laufwerk

Jumper

  • Master/Slave-Beziehungen zw. den Geräten, wie beim P-ATA-Standard, wurden abgeschafft.
  • Serial ATA hat nur ein Gerät pro Kabel, daher sind auch keine Jumper-Einstellungen nötig.

Versionen des Serial-ATA-Standards

Bezeichnungen Netto-Datenrate
offiziell inoffiziell Gbit/s MB/s
Serial
ATA		 1,5 Gbit/s II SATA-150 1,20 150
3,0 Gbit/s, SATA Revision 2.x I SATA-300 2,40 300
6,0 Gbit/s, SATA Revision 3.x SATA III, SATA-600 4,80 600
SATA
Express		 8 Gbit/s (PCIe 3.x), SATA Revision 3.2 7,88 985
16 Gbit/s (PCIe 4.0), SATA Revision 3.2 15,76 1969

SATA I Serial ATA 1,5 Gbit/s

  • Die Spezifikation „SATA I“ ist keine gültige Bezeichnung für die Schnittstelle.
  • Serial ATA wurde 2002 von den Firmen APT Technologies, Dell, IBM, Intel, Seagate und Maxtor Corporation entwickelt (Serial ATA International Organization).
  • Der Datendurchsatz von SATA 1,5 Gbit/s liegt bei theoretischen 1,2 Gbit/s pro Richtung.
  • Durch SATA soll die Verbindung zwischen Laufwerken und das Austauschen von Komponenten im laufenden Betrieb vereinfacht werden.

SATA II SATA-300 Serial ATA 3,0 Gbit/s

  • Diese Spezifikation wird „SATA II“ genannt, zum Teil auch „SATA-300“. Das sind keine gültigen Bezeichnungen für die Schnittstelle.
  • Stattdessen empfiehlt die Serial ATA International Organization „SATA Revision 2.x“ oder „SATA 3 Gbit/s“.[[1]]
  • SATA 3,0 Gbit/s wurde Anfang 2005 eingeführt.
  • Der Datendurchsatz von SATA 3,0 Gbit/s liegt bei theoretischen 2,4 Gbit/s, also doppelt so hoch wie bei der ersten SATA-Generation.

Optionale Fähigkeiten

  • NCQ: Native Command Queuing: Mit diesem Standard wird die Verwaltung der Schreib- und Lesevorgänge optimiert und beschleunigt. NCQ muss von Festplatte, Controller (Hardware) und Treiber unterstützt werden.
  • HotSwap: Austausch des Laufwerks im laufenden Betrieb, ohne dass das System heruntergefahren werden muss
  • Staggered Spinup: Zeitverzögertes Einschalten mehrerer Laufwerke, um zum Beispiel das Netzteil nicht zu überlasten
  • Port Multiplier: Der Port-Multiplier wird mit einem SATA-Port des Rechners verbunden und bietet bis zu 15 Anschlüsse für SATA-Laufwerke.
  • Die Laufwerke teilen sich die verfügbare Übertragungsbandbreite.
  • Wollen z. B.  drei Laufwerke gleichzeitig mit 800 Mbit/s je Laufwerk übertragen, können diese eine 3-Gbit/s-Strecke auslasten.

eSATA External Serial ATA (eSATA)

SATA- (links) und eSATA-Stecker im Vergleich

eSATA

Slotblech zum Anschluss externer SATA-Laufwerke (eSATA)

  • SATA wurde für den Anschluss von Geräten innerhalb eines Rechners geschaffen.
  • Deswegen verfügen die Kabel und Stecker nicht über die nötige Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen.
  • Die Stecker haben keine ausreichende mechanische Belastbarkeit für den Betrieb außerhalb eines (abgeschirmten) Gehäuses.

externe Festplatte mit SATA

  • Mit einer SATA-Steckkarte wird ein SATA-Anschluss ins Innere des Gehäuses geführt und der andere durch das Slotblech, so dass direkt ein SATA-Kabel angeschlossen werden kann.
  • Kabelseitige Klammern an den Steckern dienen der Fixierung am Slotblech und verhinderten ein unabsichtliches Herausziehen des Kabels.
  • Diese Anschlussform eignete sich nur zum Anschluss von nackten Laufwerken, die nicht in externen Gehäusen lagen.

SATA 6Gb/s SATA 6G SATA III SATA-600 Serial ATA 6,0 Gbit/s

Neuerungen

  • Im August 2008 (fertig Mai 2009) veröffentlichte die SATA-IO erste Details zur dritten Version des SATA-Protokolls, das abermals eine Verdopplung der Transferrate im Vergleich zu seinem Vorgänger vorsieht.
  • Die Schnittstelle ist weiterhin abwärtskompatibel, was unter anderem durch die Beibehaltung des bisher verwendeten Steckertyps sichergestellt wird.
  • Zusätzlich wurden neue Steckverbindungen für 1,8″-Festplatten (in Low Insertion Force-Bauart) und für neue, nur 7mm hohe optische Laufwerke definiert.
  • Weitere Neuerungen des Standards sind unter anderem für isochrones Streaming und die Verwaltung ausstehender Befehle, sowie verbesserte Stromsparfunktionen

SATA Express 8 Gbit/s und 16 Gbit/s

  • SATA Revision 3.2 mit „SATA Express“ wurde im August 2013 veröffentlicht.
  • SATA 3.2 führt die neue Schnittstelle „SATA Express“ mit Übertragungsraten von 8Gbit/s je PCIe-Lane ein.
  • SATA Express verwendet die Technologie von PCI Express 3.0.
  • Dieser Standard nützt vor allem bei Verwendung von Solid State Drives, die bereits die Bandbreite von SATA 6.0 Gbit/s ausschöpfen.
  • SATA Express konnte sich am Markt nie durchsetzen.

Anschlussvarianten

m

SATA-SSD mit externem Festplattengehäuse (Bild oben)

Adapter

mSATA an Standard-SATA-Anschluss (Bild Mitte)

mSATA-SSD-Modul (Bild unten)

mini-SATA (mSATA)

  • mSATA wurde im September 2009 von Samsung Electronics und der JEDEC Solid State Technology Association spezifiziert, um kleinere Speicher zu ermöglichen.
  • Physisch handelt es sich um den gleichen Anschluss wie bei Mini PCI Express, allerdings werden die Leitungen elektrisch wie SATA-Kabel angesteuert.
  • Dabei verwendet mSATA entweder die erste (1,5 Gbit/s), zweite (3,0 Gbit/s) oder dritte (6,0 Gbit/s) Revision der SATA-Spezifikation zur Übertragung der Signale.
  • Zu den ersten Produkten mit mSATA-Speicher gehören einige Notebooks, wobei z. B.  ein vom Standard abweichendes Format der SSD verbaut ist.
  • Bedingt durch die relativ späte Standardisierung sind auch viele Produkte auf dem Markt, die eigene, zu mSATA inkompatible Schnittstellen und Formfaktoren verwenden.

micro SATA

  • Der Anschluss war in Konkurrenz zum mSATA und sollte mit diesem nicht verwechselt werden.
  • Der Anschluss wurde mit SATA 2.6 im Februar 2007 eingeführt.
  • Er war insbesondere für 1,8″-Festplatten/SSDs gedacht, ist aber seit etlichen Jahren komplett durch die M.2-Schnittstelle verdrängt worden.

Slimline Connector

Der Slimline Connector ist ein erstmals in SATA 2.6 definierter Steckverbinder für „small-form-factor“-Geräte, wie beispielsweise SlimLine-CD/DVD-Laufwerke für Notebooks. Der Slimline Connector besteht aus einem Signalsegment und einem Stromversorgungssegment.

Links

intern

Kontrollfragen

Die Abkürzung von SATA?

Serial Advanced Technology Attachment

Was ist ein SSD?

SSD steht für Solid-State Drive (Solid-State-Laufwerk). Eine SSD basiert auf NAND Flash- oder DRAM-Speicherchips und arbeitet nicht mit Scheiben und anderen mechanischen Komponenten, die für Festplatten (HDDs) verwendet werden.

Kann man dieses Laufwerk Über USB oder eSATA als externes Laufwerk verwnden?

Ja. Kingston SSDs können in externen USB-, e-SATA-, Thunderbolt- und Firewire- Gehäusen verwendet werden. Beachten Sie bitte, dass bei einer Aktivierung des Passworts über den ATA-Security-Befehl nicht über ein externes Laufwerk auf das Laufwerk zugegriffen werden kann.

Was sind SMART-Attribute?

S.M.A.R.T. steht für „Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology” (Technologie zur Selbstüberwachung, Analyse und Berichterstattung) und ist Bestandteil der ATA-Norm. SMART-Attribute werden zum Messen des Laufwerksbetriebszustands verwendet, und um den Benutzer (Administrator, Softwareprogramm, usw.) vor einer zu erwartenden Störung zu warnen.

Abkurzung von NCQ?

Native Command Queuing.

extern

  1. https://de.wikipedia.org/wiki/Low_Voltage_Differential_Signaling
  2. http://translate.google.com/translate?hl=de&sl=auto&tl=de&u=https%3A%2F%2Fsata-io.org%2Fdevelopers%2Fsata-naming-guidelines
Abgerufen von „https://wiki.foxtom.de/index.php?title=SATA&oldid=94743“