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Hardware - Serial ATA (SATA)

Por Benedito Silva Júnior - publicado em 03/08/2016


Serial ATA, SATA ou S-ATA (acrônimo para Serial AT Attachment) é uma tecnologia de transferência de dados em série entre um computador e dispositivos de armazenamento em massa (mass storage devices) como unidades de disco rígido e drives ópticos.

Serial ATA (SATA)
Portas SATA

É o sucessor da tecnologia ATA (acrônimo de AT Attachment, introduzido em 1984 pela IBM em seu computador AT. ATA, também conhecido como IDE ou Integrated Drive Electronics) que foi renomeada para PATA (Parallel ATA) para se diferenciar de SATA.

Diferentemente dos discos rígidos IDE, que transmitem os dados através de cabos de quarenta ou oitenta fios paralelos, o que resulta num cabo enorme, os discos rígidos SATA transferem os dados em série.

Os cabos Serial ATA são formados por dois pares de fios (um par para transmissão e outro par para recepção) usando transmissão diferencial, e mais três fios terra, totalizando 7 fios, o que permite usar cabos com menor diâmetro que não interferem na ventilação do gabinete.

As principais vantagens sobre a tradicional interface paralela é que o SATA, com a estratégia de transmissão serial, possui maior rapidez na transferência de dados, possibilidade de remover ou acrescentar dispositivos do tipo hot-swap e utilização de cabos mais finos que permitem o resfriamento de ar de forma mais eficiente.

Advanced Host Controller Interface

O padrão de interface dos controladores SATA é AHCI (Advanced Host Controller Interface) que permite a utilização de recursos avançados, como o SATA hot plug e NCQ (Native Command Queuing), sejam ativados quando o AHCI não está conectado no chipset da placa-mãe.

Isso porque os controladores SATA, normalmente funcionam em emulação "IDE", cuja função não permite que os recursos do dispositivo sejam acessados, pois o padrão ATA/IDE não suporta. Os controladores de dispositivos de drivers do Windows são rotulados como SATA, mas funcionam normalmente na emulação do modo IDE, exceto se forem expressos como AHCI.

Enquanto que os drivers incluídos com o Windows XP não suportam AHCI devido ter sido implementada por proprietários controladores de dispositivos. As versões atuais do Windows, Mac OS X e Linux têm suporte nativo para AHCI.

Serial ATA (SATA)

Características

» O padrão Serial ATA usa o esquema de codificação conhecido como 8B/10B, também usado na Fast Ethernet;

» Hot swapping - pode ser trocado a "quente", ou seja, enquanto está ligado;

» Capacidade de reconhecer os dispositivos de imediato após serem conectados;

» Ligação de dispositivos exteriores;

» A atual especificação SATA pode apoiar as taxas de transferência de dados tão elevadas quanto 6,0 Gbit /s por aparelho;

» SATA usa apenas 4 sinais de linhas;

» Os cabos são mais compactos e mais baratos do que PATA;

» SATA suporta hot-swap e NCQ;

» Existe um conector especial (eSATA) especificado para dispositivos externos e, opcionalmente implementado como uma provisão para clips, com o objetivo de assegurar que as conexões internas fiquem firmemente no lugar;

» Os drives SATA podem ser conectados em SAS (Serial Attached SCSI) e comunicar-se ao mesmo cabo físico em discos nativos do SAS, mas os controladores SATA não podem manipular discos do SAS.

Throughput

A primeira geração Serial-ATA, também conhecida como SATA/150 ou mesmo SATA I, funciona em 1,5 giga-hertz. A transferência de dados é de 1,2 gigabits por segundo ou 150 megabytes por segundo, o que permite cabos mais longos do que os antigos cabos IDE ou ATA/133.

Com o lançamento do chipset NVIDIA nForce4 em 2004 a taxa de clock dos Discos Rígidos SATA foi duplicada chegando a 3.0 GHz com uma transferência máxima de 300 MB/s. SATA II é geralmente compatível com SATA I, tanto de SATA II para SATA I quanto ao contrário, o que permite usar os mesmos plugs e os mesmos cabos.

No entanto alguns sistemas não suportam a velocidade SATA II e a velocidade do clock deve ser limitada manualmente para 150 Mb/s por meio de um jumper. A tecnologia SATA II também é conhecida como SATA/300. Abaixo uma tabela com o resumo das características de velocidade do padrão.

Serial ATA (SATA)

Codificação

Estes protocolos de transmissão de alta velocidade usam uma codificação lógica conhecida como 8b10b. O sinal é enviado usando o NRZ (Non-return to Zero) que codifica a LVDS (Low Voltage Differential Signaling).

A codificação e sincronização do sinal no 8b10b é incluído na sequência dos dados. Esta técnica é conhecida como recuperação dos dados do relógio(Clock Data Recovery), porque ela não usa um sinal separado de sincronização. Em vez disso, ela usa o serial do sinal de 0 a 1 transição para recuperar o sinal do relógio.

Armazenamento Externo Visando o mercado de consumo armazenamento externo, eSATA entra no mercado já servido pela interface USB e FireWire. É provável que eSATA venha acompanhado com USB 2,0 e FireWire external storage por várias razões.

Tal como no início de 2008 a grande maioria do mercado de massa de computadores têm portas USB e muitos computadores e aparelhos eletroeletrônicos têm portas FireWire, mas poucos têm dispositivos externos SATA .

A partir do segundo semestre de 2008, SATA-IO espera eSATA, para fornecer energia a eSATA dispositivos, sem a necessidade de um conector de força adicional, separado.

Antes de descobrir o padrão eSATA, houve uma série de produtos projetados para conexões externas de unidades SATA. Algumas destas utilizaram o conector SATA interno ou mesmo conectores destinados a outros interfaces, tais como FireWire.

Estes produtos não são como o padrão eSATA. A especificação final eSATA traz como características específicas um conector projetado para manuseio, semelhante ao conector SATA regular, mas com reforços em ambos os lados "macho e fêmea, inspirado pelo conector USB. É mais difícil de se desconectar, e com um conector exata, consideravelmente, mais força é necessário para danificar o conector, e se ele quebrar, é provável que seja o lado fêmea, sendo um cabo de fácil substituição.

SATA e SCSI

SCSI, oferece atualmente taxas de transferência mais altas do que SATA, mas é um bus mais complexo geralmente tendo por resultado um custo mais elevado de produção.

Alguns fabricantes de drives SCSI oferecem garantias mais longas para seus dispositivos, indicando um controle de qualidade possivelmente mais elevado de produção comparados aos dispositivos de PATA/SATA. Os drives SCSI, SAS e FC são tipicamente mais caros por isso são tradicionalmente usados em servidores e array discs, onde o alto custo é justificável. Unidades ATA e SATA evoluíram no mercado de computadores domésticos, daí a opinião geral de que eles são menos confiáveis.

Como esses dois mundos começaram a sobreposição, o tema da confiabilidade se tornou um tanto controverso. Vale a pena notar que geralmente a unidade de disco tem uma baixa taxa de insucesso (ou alta taxa de sucesso) devido ao aumento de qualidade das suas cabeças, bandejas e suporte a processos de produção, não por causa de ter uma certa interface.


 
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