SATA là gì? Giao diện ESATA khác với giao diện SATA như thế nào?

Chúng tôi ngày càng nhận được nhiều câu hỏi từ người đọc blog về sự xuất hiện của SATA III (6 Gb/s) và nhu cầu sử dụng nó. Đối với các chuyên gia làm việc trong lĩnh vực CNTT, chủ đề này rất quen thuộc và bài viết này sẽ không được họ đặc biệt quan tâm. Và đối với những người mới bắt đầu hoặc đang tiếp tục làm quen với máy tính, tôi sẽ cho bạn biết tiêu chuẩn mới có gì đặc biệt và nó khác biệt như thế nào so với các phiên bản trước.

Từ quan điểm thiết kế của đầu nối, không có thay đổi đáng kể nào. Bạn có thể kết nối thiết bị SATA-3 với cổng SATA-2 hoặc ngược lại, kết nối thiết bị SATA-2 với cổng SATA-3. Trong trường hợp đầu tiên, thiết bị nhanh hơn sẽ hiểu rằng nó được kết nối với cổng chậm và sẽ hoạt động ở chế độ tương thích ở tốc độ thấp hơn. Trong trường hợp thứ hai, cổng sẽ cung cấp nhiều băng thông hơn đáng kể so với yêu cầu của ổ đĩa, ổ đĩa này vẫn sẽ hoạt động hết công suất.

Ngoài ra, khi mua bo mạch chủ hoặc máy tính có cổng SATA-3, chỉ có các thiết bị SATA-2, bạn đang tạo nền tảng lớn cho tương lai. Theo thời gian, các nhà sản xuất sẽ hoàn toàn chuyển sang phiên bản thứ ba, và khi đó việc mua hàng sẽ hợp lý. Quá trình chuyển đổi đã bắt đầu, ổ cứng hiện đại được sản xuất với SATA-3 và nếu chúng ta đang nói về SSD, thì chúng chỉ được sản xuất với SATA-3 (chúng tôi không tính đến những ổ cứng ngoại lai), vì các phiên bản trước không có khả năng duy trì tốc độ cao như vậy.

Bây giờ tôi sẽ điểm qua ngắn gọn về cả ba phiên bản SATA.

SATA

Phiên bản đầu tiên của SATA, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu ở mức 150 MB/giây. IDE được sử dụng rộng rãi trước đây trong phiên bản mới nhất, nhanh nhất chỉ cung cấp 133 MB/s. Ngoài ra, việc sử dụng giao diện nối tiếp giúp tránh được sự rắc rối với các jumper, điều mà đôi khi vẫn là cơn ác mộng đối với các nhà khoa học máy tính có kinh nghiệm. Bây giờ bạn chỉ cần kết nối ổ cứng với bo mạch chủ là nó sẽ nhận diện và hoạt động bình thường.

SATA-2 (SATA II)

Giả sử rằng theo thời gian, tốc độ một trăm rưỡi megabyte mỗi giây có thể không đủ, các chuyên gia đã phát triển và triển khai phiên bản thứ hai của tiêu chuẩn. Lần này tốc độ 300 MB/giây. Phải nói rằng các chuyên gia đã đúng trong lập luận của mình. Rất nhanh chóng, hóa ra tài nguyên của bản sửa đổi đầu tiên đã cạn kiệt. Ổ cứng tiên tiến hiện đại đọc ở tốc độ khoảng 150-160 MB/s. Và gã khổng lồ 4 TB gần đây của Seagate đã có thể đạt tốc độ hơn 180 MB/s, khiến phiên bản SATA đầu tiên phải nghỉ hưu.

SATA-3

Nếu đối với ổ cứng, khả năng của phiên bản thứ hai hóa ra là quá đủ, thì với việc gia nhập lĩnh vực SSD tốc độ nhanh, rõ ràng là cần phải có thứ gì đó nhanh hơn để truyền dữ liệu từ phương tiện. Việc sử dụng SATA-3 cho phép bạn phát huy hết tiềm năng của SSD. Ổ đĩa trạng thái rắn hiện đại hiển thị tốc độ đọc 540-560 MB/s. Băng thông SATA-3 – Xấp xỉ. 600 MB/giây. Nếu bạn thử ổ đĩa như vậy trên phiên bản thứ hai của SATA, tốc độ của ổ đĩa đó sẽ giảm xuống khoảng 270-280 MB/s. Tức là hơn hai lần. Trên ổ cứng cổ điển, sự khác biệt giữa phiên bản thứ hai và thứ ba là không đáng kể.

Các nhà sản xuất chỉ hỗ trợ thêm phiên bản mới nhất để tương thích với các bo mạch chủ trong tương lai.
Do đó, mỗi phiên bản SATA tiếp theo sẽ nhanh gấp đôi phiên bản trước. Đây là sự khác biệt chính giữa chúng. Trong trường hợp này, bạn không phải lo lắng về xung đột thiết bị. Ổ đĩa được kết nối qua bất kỳ phiên bản SATA nào sẽ hoạt động trên mọi máy tính.

Tôi khuyên bạn nên đọc bài viết Sử dụng ổ SSD hiện đại trên máy tính có cổng SATA 2, trong đó nói về trải nghiệm sử dụng ổ OCZ Vertex 4 (SATA 6 Gb/s) nhanh trên cổng SATA II cũ, cũng như bài viết Sử dụng ổ cứng hiện đại có SATA 3 trên máy tính có cổng SATA 2, thực hiện một thử nghiệm tương tự nhưng với ổ cứng truyền thống.
Bạn có thể đọc về cách kết nối ổ đĩa SATA với máy tính trong bài viết “

Khi lắp ráp một máy tính hoặc thay đổi các thành phần của nó, người dùng thường phải đối mặt với một số lượng lớn giao diện. Không dễ để đối phó với chúng ngay lập tức, bởi vì, thứ nhất, có rất nhiều trong số chúng, và thứ hai, chúng có một số giống. Điều này thường đặt ra câu hỏi: SATA hay ATA là gì? Đồng thời, điều quan trọng là phải hiểu các loại giao diện này, sự khác biệt và nhiệm vụ.

Giao diện

Trước khi hiểu SATA là gì, chúng ta cần giải thích ngắn gọn giao diện là gì. Đây là một phần tử tương tác bao gồm các đường tín hiệu, bộ điều khiển và một bộ quy tắc.

Bất kỳ cáp hệ thống máy tính nào cũng tương tác với thiết bị và bo mạch chủ. Một đầu của giao diện kết nối với một thiết bị cụ thể và đầu còn lại kết nối với một đầu nối trên nền tảng.

Trao đổi dữ liệu

SATA là gì? Giao diện này có chức năng trao đổi dữ liệu nối tiếp với các thiết bị tích lũy thông tin. Lấy ví dụ, SATA hiện được sử dụng để kết nối ổ cứng với bo mạch chủ.

Giao diện này gần đây đã trở nên phổ biến vì nó tính đến những sai sót của các phát minh trước đây và hóa ra là giao diện phù hợp nhất để kết nối ổ cứng với hệ thống.

SATA có đầu nối 7 chân, trong khi PATA tiền nhiệm của nó có 40 chân. Về vấn đề này, kích thước của giao diện đã giảm đáng kể, điều này cũng dẫn đến giảm lực cản không khí. Do đó, việc tổ chức hệ thống làm mát trở nên dễ dàng hơn nhiều và không khí được tăng tốc nhờ bộ làm mát của nó bắt đầu đến được tất cả các pin.

Một tính năng tích cực khác của cáp SATA là khả năng chống lại nhiều kết nối. Các nhà sản xuất đảm bảo rằng dây nguồn có vật liệu chất lượng cao và bền.

Một thay đổi khác là nguyên tắc kết nối cáp. Trước đây, khi giao diện PATA còn phổ biến, các kết nối được thực hiện theo cặp. Một cáp có thể kết nối hai thiết bị. Bây giờ mỗi thành phần được kết nối bằng một cáp.

Sự thay đổi này đã ảnh hưởng đến công nghệ cộng tác thiết bị. Ngoài ra, các vấn đề về cấu hình hệ thống đã giảm đáng kể và các vấn đề về việc sử dụng các vòng lặp không kết thúc đã biến mất.

Các biến thể

Kể từ khi thế giới biết đến SATA là gì, giao diện này đã tồn tại qua hai thế hệ. Ngoài ra, nó có một số lượng lớn các sửa đổi cho các thiết bị khác nhau. Trong số các loại chính có 1, 2 và 3 phiên bản. SATA cũng có nhiều sửa đổi và bộ điều hợp.

Bản sửa đổi đầu tiên

HDD SATA xuất hiện lần đầu tiên vào năm 2003. Đây là nỗ lực đầu tiên để tạo ra một giao diện. Xe buýt hoạt động ở tốc độ 1500 MHz. Đồng thời, thông lượng không vượt quá 150 MB/s. Vì vậy, nhiều người đã so sánh bản sửa đổi này với Ultra ATA, phiên bản có tốc độ truyền dữ liệu thấp hơn một chút.

Tuy nhiên, một số đổi mới có thể được nêu bật. Đầu tiên, bus nối tiếp thay thế bus song song. Thứ hai, điều này đòi hỏi hoạt động ở tốc độ cao hơn. Thứ ba, vấn đề đồng bộ hóa kênh đã biến mất. Phát minh này mang tính cách mạng trong công nghệ máy tính.

Sửa đổi lần thứ hai

SATA 2 xuất hiện không lâu và xuất hiện ở định dạng cập nhật. Nó bắt đầu hoạt động ở tần số 3000 MHz. Đồng thời, thông lượng ròng bằng 300 MB/s. Khi các nhà sản xuất cơ chế khác nhìn thấy tiềm năng trong giao diện này, họ bắt đầu sử dụng nó trong các sản phẩm mới của mình. Do đó, Nvidia là công ty đầu tiên sản xuất các thiết bị mới sử dụng giao diện này trong chipset.

Sản phẩm mới được cho là sẽ hoạt động với phiên bản SATA trước đó. Nhưng nhiều người dùng phải đối mặt với thực tế là một số thiết bị và bộ điều khiển yêu cầu can thiệp thủ công vào các chế độ vận hành. Vì vậy, một số nhà sản xuất đã giới thiệu các jumper đặc biệt để chuyển đổi giữa SATA 1 và SATA 2.

Sửa đổi lần thứ ba

SATA 3 cũng không mất nhiều thời gian để xuất hiện và đã xuất hiện vào năm 2008. Bản sửa đổi này đạt được tổng thông lượng là 6 Gbit/s. Ngoài thực tế là giao diện mới nhanh hơn, khả năng quản lý năng lượng cũng được cải thiện. Tính đến những sai sót của các phiên bản trước, các nhà phát triển đã nghĩ đến khả năng tương thích của tất cả các giao diện đã phát hành trước đó trong loạt bài này.

SATA III sau đó đã được phát triển. Đây là cách hai loại nữa xuất hiện.

Bản sửa đổi SATA 3.1 nhận được khá nhiều thay đổi đáng kể và không quá đáng kể. Ví dụ: tùy chọn mSATA đã xuất hiện cho thiết bị di động. Với công nghệ Zero-power mới, giao diện không còn cần năng lượng ở chế độ ngủ. Hiệu suất của ổ đĩa thể rắn cũng được cải thiện, mức tiêu thụ năng lượng tổng thể giảm và khả năng nhận dạng máy chủ cũng xuất hiện.

Tiếp theo là Phiên bản SATA 3.2. Thông thường phiên bản này còn được gọi là Express. Nhìn chung, giao diện này tương tác với SATA cổ điển, nhưng giao diện nhà cung cấp dịch vụ trong trường hợp này đã trở thành PCI Express, như đã thấy rõ ngay từ tên gọi. Tất cả điều này dẫn đến những thay đổi trong thiết kế cổng. Sản phẩm mới nhận được hai cổng SATA dài, giúp kết nối cả ổ cứng và ổ hoạt động với SATA Express. Một trong các đầu nối hoạt động ở tốc độ 8 Gbit/s và đầu nối thứ hai - 16 Gbit/s.

Cùng với bản sửa đổi này, một bản sửa đổi của micro SSD đã được biết đến. Nó được thiết kế đặc biệt cho các ổ đĩa tích hợp nhỏ.

"Trao đổi nóng"

Các thiết bị đã phát triển và cùng với chúng, các biến thể giao diện mới đã xuất hiện. Muộn hơn một chút so với phiên bản đầu tiên của SATA, biến thể eSATA đã xuất hiện trên thị trường. Giao diện này giả định kết nối của thiết bị ở chế độ “có thể thay thế nóng”.

Đây là loại chế độ gì? “Trao đổi nóng” cho phép bạn kết nối hoặc ngắt kết nối một thiết bị với hệ thống vẫn có thể hoạt động liên tục. Trong trường hợp này, bạn không cần phải tắt máy tính để kết nối ổ cứng với nó.

Tùy chọn eSATA có những đặc điểm riêng:

• Giao diện hóa ra ít mỏng manh hơn và cũng có thể có số lượng kết nối lớn hơn SATA. Vấn đề duy nhất là cả hai giao diện đều không tương thích.
• Yêu cầu kết nối của hai dây cáp.
• Chiều dài dây đã tăng lên. Điều này được thực hiện để bù đắp cho việc mất đi sự thay đổi mức tín hiệu.
• Tỷ lệ chuyển nhượng ở trên mức trung bình.

Để sử dụng trình kết nối này, một chế độ đặc biệt phải được bật trong hệ điều hành Windows. Để thực hiện việc này, bạn phải vào BIOS và chọn Giao diện bộ điều khiển máy chủ nâng cao.

Trong trường hợp này, nhiều người dùng đã gặp phải sự cố khiến hệ điều hành có thể ngừng tải. Nhưng đây chỉ là thời điểm Windows XP phổ biến, được kết nối với bộ điều khiển có chế độ ATA. Bây giờ vấn đề này hoàn toàn không liên quan, vì hệ điều hành này thực tế không được sử dụng và các hệ điều hành mới không gặp phải vấn đề như vậy.

sửa đổi eSATA

Ban đầu, SATA được liên kết với ổ cứng. Nhưng nhiều nhà phát triển đã bắt đầu tạo ra các phiên bản sửa đổi. Đây là cách Power eSATA ra đời. Tùy chọn này kết hợp eSATA và USB. Giao diện cho phép sử dụng đồng thời cáp Power Over eSATA và kết nối ổ đĩa mà không cần bất kỳ bộ điều hợp nào.

Phiên bản nhỏ

Giao diện SATA cổ điển cũng có những sửa đổi riêng. Năm 2009, đầu nối Mini-SATA được biết đến. Hiện tại nó được định nghĩa là một hệ số hình thức cho các ổ đĩa thể rắn có đầu nối nhỏ hơn so với ổ đĩa cứng.

Mini-SATA hoạt động trong máy tính xách tay và các thiết bị khác hoạt động với ổ SSD nhỏ. Nhiều khả năng, mSATA có nguồn gốc từ giao diện PCI Express Minin Card. Cả hai đầu nối đều tương thích về điện nhưng có tín hiệu khác nhau.

Bộ chuyển đổi SATA

Nhìn vào sự đa dạng của các biến thể SATA và các sửa đổi khác nhau của nó, có thể thấy rõ rằng để có được tất cả những điều tốt đẹp này, bạn cần phải mua bộ điều hợp. Tất nhiên, không phải lúc nào cũng cần đến bộ điều hợp. Nhưng có những thiết bị có kiểu kết nối lỗi thời và yêu cầu giao diện phù hợp.

Bộ chuyển đổi phổ biến nhất là SATA sang IDE và ngược lại. Vì IDE là phiên bản lỗi thời nên nhu cầu về bộ điều hợp gần như không còn nữa. Trước đây, câu hỏi này có liên quan vì nhiều thiết bị, bao gồm cả bo mạch chủ, hoạt động với ATA. Giờ đây, tất cả các thiết bị đều hoạt động trên các phiên bản khác nhau của SATA (chủ yếu là phiên bản thứ ba) và do đó không yêu cầu bộ điều hợp.

Vấn đề về bộ điều hợp có thể liên quan trong trường hợp có giao diện hiện đại hơn. Vì vậy, một số người dùng đang tìm kiếm bộ chuyển đổi mSATA-M.2 hoặc USB-SATA.

Bộ điều hợp rất dễ tìm. Đặc biệt có rất nhiều trong số chúng trong các cửa hàng trực tuyến phổ biến của Trung Quốc. Nhân tiện, đây là nơi thường đặt hàng những cơ chế như vậy.

kết luận

Đầu nối SATA có lịch sử lâu đời. Nó phát triển và mỗi năm đều có những sửa đổi mới nhanh hơn và hiệu quả hơn nhiều. Giống như bất kỳ giao diện nào khác, người ta cho rằng giao diện này sẽ sớm được thay thế bằng một phiên bản cải tiến khác, phiên bản này sẽ xuất hiện với tốc độ truyền dữ liệu tăng lên.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ nói về những gì cho phép bạn kết nối ổ cứng với máy tính, cụ thể là giao diện ổ cứng. Chính xác hơn, về giao diện ổ cứng, bởi vì rất nhiều công nghệ đã được phát minh để kết nối các thiết bị này trong suốt quá trình tồn tại của chúng và sự phong phú của các tiêu chuẩn trong lĩnh vực này có thể khiến người dùng thiếu kinh nghiệm bối rối. Tuy nhiên, điều đầu tiên trước tiên.

Giao diện ổ cứng (hay nói đúng hơn là giao diện ổ đĩa ngoài, vì chúng không chỉ có thể là ổ đĩa mà còn có thể là các loại ổ đĩa khác, chẳng hạn như ổ đĩa quang) được thiết kế để trao đổi thông tin giữa các thiết bị bộ nhớ ngoài này và bo mạch chủ. Các giao diện ổ cứng, không kém gì các thông số vật lý của ổ đĩa, ảnh hưởng đến nhiều đặc tính hoạt động của ổ đĩa và hiệu suất của chúng. Đặc biệt, giao diện ổ đĩa xác định các thông số như tốc độ trao đổi dữ liệu giữa ổ cứng và bo mạch chủ, số lượng thiết bị có thể kết nối với máy tính, khả năng tạo mảng đĩa, khả năng cắm nóng, hỗ trợ NCQ. và công nghệ AHCI, v.v. Nó cũng phụ thuộc vào giao diện ổ cứng mà bạn sẽ cần cáp, dây hoặc bộ chuyển đổi nào để kết nối nó với bo mạch chủ.

SCSI - Giao diện hệ thống máy tính nhỏ

Giao diện SCSI là một trong những giao diện lâu đời nhất được thiết kế để kết nối các thiết bị lưu trữ trong máy tính cá nhân. Tiêu chuẩn này xuất hiện vào đầu những năm 1980. Một trong những nhà phát triển của nó là Alan Shugart, còn được biết đến là người phát minh ra ổ đĩa mềm.

Xuất hiện giao diện SCSI trên bo mạch và cáp kết nối với nó

Tiêu chuẩn SCSI (theo truyền thống, chữ viết tắt này được đọc trong phiên âm tiếng Nga là “skazi”) ban đầu được thiết kế để sử dụng trong máy tính cá nhân, bằng chứng là chính tên của định dạng - Giao diện hệ thống máy tính nhỏ hoặc giao diện hệ thống cho máy tính nhỏ. Tuy nhiên, điều đó đã xảy ra khi các ổ đĩa loại này chủ yếu được sử dụng trong các máy tính cá nhân cao cấp và sau đó là trong các máy chủ. Điều này là do thực tế là, mặc dù có kiến ​​​​trúc thành công và nhiều bộ lệnh, nhưng việc triển khai kỹ thuật của giao diện khá phức tạp và không phù hợp với túi tiền của các PC đại chúng.

Tuy nhiên, tiêu chuẩn này có một số tính năng không có sẵn cho các loại giao diện khác. Ví dụ: dây kết nối các thiết bị Giao diện hệ thống máy tính nhỏ có thể có chiều dài tối đa là 12 m và tốc độ truyền dữ liệu có thể là 640 MB/s.

Giống như giao diện IDE xuất hiện muộn hơn một chút, giao diện SCSI là song song. Điều này có nghĩa là giao diện sử dụng các bus truyền thông tin qua một số dây dẫn. Tính năng này là một trong những yếu tố hạn chế cho sự phát triển của tiêu chuẩn và do đó, tiêu chuẩn SAS nhất quán, tiên tiến hơn (từ SCSI đính kèm nối tiếp) đã được phát triển để thay thế nó.

SAS - SCSI đính kèm nối tiếp

Đây là giao diện đĩa máy chủ SAS trông như thế nào

SCSI đính kèm nối tiếp được phát triển như một cải tiến cho Giao diện hệ thống máy tính nhỏ khá cũ để kết nối các ổ đĩa cứng. Mặc dù thực tế là SCSI nối tiếp sử dụng những ưu điểm chính của phiên bản trước nhưng nó vẫn có nhiều ưu điểm. Trong số đó cần lưu ý những điều sau:

• Sử dụng bus chung cho tất cả các thiết bị.
• Giao thức truyền thông nối tiếp được SAS sử dụng cho phép sử dụng ít đường tín hiệu hơn.
• Không cần phải chấm dứt xe buýt.
• Số lượng thiết bị được kết nối hầu như không giới hạn.
• Thông lượng cao hơn (lên tới 12 Gbps). Việc triển khai giao thức SAS trong tương lai dự kiến ​​sẽ hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lên tới 24 Gbit/s.
• Khả năng kết nối ổ đĩa với giao diện Serial ATA với bộ điều khiển SAS.

Theo quy định, hệ thống SCSI nối tiếp được xây dựng trên cơ sở một số thành phần. Các thành phần chính bao gồm:

• Thiết bị mục tiêu. Danh mục này bao gồm các ổ đĩa hoặc mảng đĩa thực tế.
• Bộ khởi tạo là những con chip được thiết kế để tạo ra yêu cầu tới các thiết bị mục tiêu.
• Hệ thống phân phối dữ liệu - cáp kết nối thiết bị mục tiêu và bộ khởi động

Đầu nối SCSI nối tiếp có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, tùy thuộc vào loại (bên ngoài hoặc bên trong) và phiên bản SAS. Dưới đây là đầu nối bên trong SFF-8482 và đầu nối bên ngoài SFF-8644 được thiết kế cho SAS-3:

Bên trái là đầu nối SAS bên trong SFF-8482; Bên phải là đầu nối SAS SFF-8644 bên ngoài có cáp.

Một vài ví dụ về sự xuất hiện của dây và adapter SAS: Dây HD-Mini SAS và dây adapter SAS-Serial ATA.

Bên trái là cáp HD Mini SAS; Bên phải là cáp chuyển đổi từ SAS sang Serial ATA.

Dây lửa - IEEE 1394

Ngày nay, bạn thường có thể tìm thấy các ổ cứng có giao diện Firewire. Mặc dù giao diện Firewire có thể kết nối bất kỳ loại thiết bị ngoại vi nào với máy tính và nó không phải là giao diện chuyên dụng được thiết kế dành riêng cho việc kết nối ổ cứng, tuy nhiên Firewire có một số tính năng giúp nó cực kỳ thuận tiện cho mục đích này.

FireWire - IEEE 1394 - xem trên máy tính xách tay

Giao diện Firewire được phát triển vào giữa những năm 1990. Sự phát triển bắt đầu với công ty nổi tiếng Apple, công ty cần bus riêng, khác với USB, để kết nối các thiết bị ngoại vi, chủ yếu là đa phương tiện. Thông số kỹ thuật mô tả hoạt động của bus Firewire được gọi là IEEE 1394.

Firewire là một trong những định dạng bus ngoài nối tiếp tốc độ cao được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Các tính năng chính của tiêu chuẩn bao gồm:

• Khả năng kết nối nóng của thiết bị.
• Kiến trúc xe buýt mở.
• Cấu trúc liên kết linh hoạt để kết nối các thiết bị.
• Tốc độ truyền dữ liệu rất khác nhau – từ 100 đến 3200 Mbit/s.
• Khả năng truyền dữ liệu giữa các thiết bị mà không cần máy tính.
• Khả năng tổ chức mạng cục bộ bằng xe buýt.
• Truyền tải điện qua bus.
• Một số lượng lớn các thiết bị được kết nối (lên tới 63).

Để kết nối các ổ đĩa cứng (thường thông qua vỏ ổ cứng ngoài) thông qua bus Firewire, theo quy định, tiêu chuẩn SBP-2 đặc biệt được sử dụng, tiêu chuẩn này sử dụng bộ lệnh giao thức Giao diện Hệ thống Máy tính Nhỏ. Có thể kết nối các thiết bị Firewire với đầu nối USB thông thường, nhưng điều này cần có bộ chuyển đổi đặc biệt.

IDE - Điện tử truyền động tích hợp

IDE viết tắt chắc chắn được hầu hết người dùng máy tính cá nhân biết đến. Chuẩn giao diện kết nối ổ cứng IDE được phát triển bởi hãng sản xuất ổ cứng nổi tiếng - Western Digital. Ưu điểm của IDE so với các giao diện khác tồn tại vào thời điểm đó, đặc biệt là Giao diện hệ thống máy tính nhỏ, cũng như tiêu chuẩn ST-506, là không cần cài đặt bộ điều khiển ổ cứng trên bo mạch chủ. Tiêu chuẩn IDE ngụ ý việc cài đặt một bộ điều khiển ổ đĩa trên chính ổ đĩa đó và chỉ còn lại một bộ điều hợp giao diện máy chủ để kết nối các ổ đĩa IDE trên bo mạch chủ.

Giao diện IDE trên bo mạch chủ

Sự đổi mới này đã cải thiện các thông số hoạt động của ổ IDE do khoảng cách giữa bộ điều khiển và ổ đĩa đã được giảm bớt. Ngoài ra, việc cài đặt bộ điều khiển IDE bên trong hộp ổ cứng giúp đơn giản hóa phần nào cả bo mạch chủ và việc sản xuất ổ cứng, vì công nghệ này đã mang lại sự tự do cho các nhà sản xuất về mặt tổ chức tối ưu logic của ổ đĩa.

Công nghệ mới ban đầu được gọi là Integrated Drive Electronics. Sau đó, một tiêu chuẩn đã được phát triển để mô tả nó, được gọi là ATA. Tên này bắt nguồn từ phần cuối của tên dòng máy tính PC/AT bằng cách thêm từ Attachment.

Cáp IDE được sử dụng để kết nối ổ cứng hoặc thiết bị khác, chẳng hạn như ổ đĩa quang hỗ trợ công nghệ Integrated Drive Electronics, với bo mạch chủ. Vì ATA đề cập đến các giao diện song song (do đó nó còn được gọi là Parallel ATA hoặc PATA), nghĩa là các giao diện cung cấp truyền dữ liệu đồng thời qua nhiều đường dây, cáp dữ liệu của nó có một số lượng lớn dây dẫn (thường là 40, và trong các phiên bản gần đây của ATA). giao thức có thể sử dụng cáp 80 lõi). Cáp dữ liệu điển hình cho tiêu chuẩn này thường phẳng và rộng, nhưng cũng có loại cáp tròn. Cáp nguồn cho ổ đĩa Parallel ATA có đầu nối 4 chân và được kết nối với nguồn điện của máy tính.

Dưới đây là ví dụ về cáp IDE và cáp dữ liệu PATA tròn:

Hình thức của cáp giao diện: bên trái - phẳng, bên phải bện tròn - PATA hoặc IDE.

Nhờ chi phí tương đối thấp của các ổ đĩa Parallel ATA, việc dễ dàng triển khai giao diện trên bo mạch chủ, cũng như sự dễ dàng cài đặt và cấu hình các thiết bị PATA cho người dùng, các loại ổ đĩa Điện tử Ổ đĩa Tích hợp đã bị loại bỏ trong một thời gian dài. các thiết bị thuộc loại giao diện khác từ thị trường ổ cứng dành cho máy tính cá nhân bình dân.

Tuy nhiên, tiêu chuẩn PATA cũng có một số nhược điểm. Trước hết, đây là giới hạn về độ dài mà cáp dữ liệu Parallel ATA có thể có - không quá 0,5 m. Ngoài ra, việc tổ chức giao diện song song áp đặt một số hạn chế về tốc độ truyền dữ liệu tối đa. Nó không hỗ trợ tiêu chuẩn PATA và nhiều tính năng nâng cao mà các loại giao diện khác có, chẳng hạn như cắm nóng thiết bị.

SATA - ATA nối tiếp

Xem giao diện SATA trên bo mạch chủ

Giao diện SATA (Serial ATA), đúng như tên gọi, là một cải tiến so với ATA. Sự cải tiến này trước hết bao gồm việc chuyển đổi ATA song song truyền thống (Parallel ATA) thành giao diện nối tiếp. Tuy nhiên, sự khác biệt giữa chuẩn Serial ATA và chuẩn truyền thống không chỉ giới hạn ở điều này. Ngoài việc thay đổi kiểu truyền dữ liệu từ song song sang nối tiếp, các đầu nối dữ liệu và nguồn cũng thay đổi.

Dưới đây là cáp dữ liệu SATA:

Cáp dữ liệu cho giao diện SATA

Điều này giúp có thể sử dụng dây dài hơn nhiều và tăng tốc độ truyền dữ liệu. Tuy nhiên, nhược điểm là các thiết bị PATA, vốn có mặt trên thị trường với số lượng lớn trước khi SATA ra đời, đã không thể kết nối trực tiếp với các đầu nối mới. Đúng là hầu hết các bo mạch chủ mới vẫn có đầu nối cũ và hỗ trợ kết nối các thiết bị cũ hơn. Tuy nhiên, thao tác ngược lại - kết nối loại ổ đĩa mới với bo mạch chủ cũ thường gây ra nhiều vấn đề hơn. Đối với thao tác này, người dùng thường yêu cầu bộ chuyển đổi Serial ATA sang PATA. Bộ chuyển đổi cáp nguồn thường có thiết kế tương đối đơn giản.

Bộ chuyển đổi nguồn ATA sang PATA nối tiếp:

Bên trái là hình ảnh tổng thể của cáp; Bên phải là hình ảnh phóng to của các đầu nối PATA và Serial ATA

Tuy nhiên, tình huống phức tạp hơn với một thiết bị như bộ chuyển đổi để kết nối thiết bị giao diện nối tiếp với đầu nối giao diện song song. Thông thường, bộ chuyển đổi loại này được chế tạo dưới dạng một vi mạch nhỏ.

Xuất hiện bộ chuyển đổi hai chiều đa năng giữa các giao diện SATA - IDE

Hiện tại, giao diện Serial ATA trên thực tế đã thay thế Parallel ATA và ổ đĩa PATA hiện chỉ có thể được tìm thấy chủ yếu trong các máy tính khá cũ. Một tính năng khác của tiêu chuẩn mới đảm bảo tính phổ biến rộng rãi của nó là hỗ trợ.

Loại adapter từ IDE sang SATA

Bạn có thể cho chúng tôi biết thêm một chút về công nghệ NCQ. Ưu điểm chính của NCQ là nó cho phép bạn sử dụng các ý tưởng đã được triển khai từ lâu trong giao thức SCSI. Đặc biệt, NCQ hỗ trợ một hệ thống sắp xếp các hoạt động đọc/ghi tuần tự trên nhiều ổ đĩa được cài đặt trong hệ thống. Như vậy, NCQ có thể cải thiện đáng kể hiệu năng của ổ đĩa, đặc biệt là mảng ổ cứng.

Loại bộ chuyển đổi từ SATA sang IDE

Để sử dụng NCQ, cần có hỗ trợ công nghệ ở phía ổ cứng cũng như trên bộ điều hợp máy chủ của bo mạch chủ. Hầu như tất cả các bộ điều hợp hỗ trợ AHCI cũng hỗ trợ NCQ. Ngoài ra, một số bộ điều hợp độc quyền cũ hơn cũng hỗ trợ NCQ. Ngoài ra, để NCQ hoạt động được cần có sự hỗ trợ từ hệ điều hành.

eSATA - SATA ngoài

Điều đáng nói riêng là định dạng eSATA (SATA bên ngoài), định dạng này có vẻ đầy hứa hẹn vào thời điểm đó nhưng chưa bao giờ trở nên phổ biến. Như bạn có thể đoán từ cái tên, eSATA là một loại Serial ATA được thiết kế để kết nối các ổ đĩa ngoài độc quyền. Tiêu chuẩn eSATA cung cấp hầu hết các khả năng của tiêu chuẩn cho các thiết bị bên ngoài, tức là. Serial ATA bên trong, đặc biệt là cùng hệ thống tín hiệu và lệnh và cùng tốc độ cao.

Đầu nối eSATA trên máy tính xách tay

Tuy nhiên, eSATA cũng có một số điểm khác biệt so với tiêu chuẩn bus nội bộ đã khai sinh ra nó. Đặc biệt, eSATA hỗ trợ cáp dữ liệu dài hơn (lên tới 2 m) và cũng có yêu cầu cao hơn về điện năng cho ổ đĩa. Ngoài ra, đầu nối eSATA hơi khác so với đầu nối ATA Nối tiếp tiêu chuẩn.

Tuy nhiên, so với các bus ngoài khác, chẳng hạn như USB và Firewire, eSATA có một nhược điểm đáng kể. Mặc dù các bus này cho phép thiết bị được cấp nguồn qua chính cáp bus, ổ eSATA yêu cầu các đầu nối đặc biệt để cấp nguồn. Vì vậy, mặc dù có tốc độ truyền dữ liệu tương đối cao nhưng eSATA hiện tại vẫn chưa được phổ biến làm giao diện kết nối ổ đĩa ngoài.

Phần kết luận

Thông tin được lưu trữ trên ổ cứng không thể hữu ích cho người dùng hoặc các chương trình ứng dụng có thể truy cập được cho đến khi được bộ xử lý trung tâm của máy tính truy cập. Giao diện ổ cứng cung cấp phương tiện liên lạc giữa các ổ đĩa này và bo mạch chủ. Ngày nay, có rất nhiều loại giao diện ổ cứng khác nhau, mỗi loại đều có những ưu điểm, nhược điểm và tính năng đặc trưng riêng. Chúng tôi hy vọng rằng thông tin được cung cấp trong bài viết này sẽ phần lớn hữu ích cho người đọc, bởi vì việc lựa chọn ổ cứng hiện đại phần lớn không chỉ được quyết định bởi các đặc điểm bên trong của nó, chẳng hạn như dung lượng, bộ nhớ đệm, tốc độ truy cập và quay mà còn bởi giao diện mà nó được phát triển.

2 năm trước

Giao diện SATA 1 gần như bị lãng quên, nhưng các thế hệ thay thế nó định kỳ khiến chúng ta phải suy nghĩ về vấn đề tương thích giữa SATA 2 và SATA 3. Theo quy luật, vấn đề này liên quan đến SSD và các mẫu HDD mới nhất được kết nối với bo mạch chủ cũ hơn. Trong trường hợp này, có một câu hỏi về khả năng tương thích ngược của các thành phần; nhiều người dùng muốn tiết kiệm tiền thường không muốn chú ý đến việc giảm hiệu suất. Tình huống tương tự - đầu nối có thể được kết nối với cả SATA 2 và SATA 3, nhưng thiết bị không phàn nàn về điều này theo bất kỳ cách nào, vì vậy chúng tôi kết nối nó - và mọi thứ đều hoạt động.

Sự khác biệt giữa SATA 3 và SATA 2 về mặt thiết kế - không có. SATA 2 là giao diện trao đổi dữ liệu có tốc độ tối đa lên tới 3 Gbit/s, SATA 3 hoàn toàn có thể tăng tốc độ lên gấp 2 lần - lên tới 6 Gbit/s.

Nếu chúng ta lấy ổ cứng HDD thông thường rồi kết nối với bo mạch chủ SATA 3 thì sẽ không có nhiều khác biệt về so với SATA 2. Tất cả đều là về cơ chế của ổ cứng - nó không thể cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao và tốc độ tối đa thực tế có thể được coi là 200-250 Mb/s - điều này có tính đến thực tế là thông lượng tối đa là 300 Mb/ giây hoặc 3 Gb/s. Vì thế sản xuất ổ cứng có SATA 3- Đây không gì khác hơn là một động thái thương mại. Một ổ đĩa như vậy có thể được kết nối với cổng sata 2 và không nhận thấy tốc độ trao đổi dữ liệu bị giảm.

Một tình huống khác là với các thiết bị SSD, thường chỉ được sản xuất với giao diện SATA 3, nhưng chúng cũng có thể kết nối với cổng SATA2. Trong trường hợp này, tốc độ đọc và ghi thấp hơn đáng kể so với tốc độ mà nhà sản xuất công bố trên 50-70% . Vì thế ứng dụng SSD trên bo mạch chủ cũ với giao diện SATA 2, xét về mặt tăng tốc công việc thì không hợp lý. Độ ổn định cơ học và mức tiêu thụ điện năng thấp có thể là một tác động tích cực, nhưng 2 ưu điểm này chỉ phù hợp với các thiết bị di động - máy tính xách tay, netbook, slimbook hoặc ultrabook. Mặc dù, mặt khác, ổ SSD do đặc tính công nghệ sẽ hoạt động nhanh hơn ổ cứng ngay cả khi kết nối với giao diện chậm, làm mất hơn một nửa tốc độ truyền dữ liệu tối đa có thể.

SATA 3 hoạt động trên tần số cao hơnhơn phiên bản thứ 2, do đóđộ trễ giảm đi, và ngay cả ổ cứng thể rắn có SATA 3 được kết nối với cổng SATA 2 sẽ hoạt động nhanh hơn ổ cứng có SATA 2. Nhưng người dùng bình thường sẽ chỉ có thể nhận thấy sự khác biệt khi kiểm tra hoặc khởi động Windows trong quá trình làm việc bình thường; ứng dụng, sự khác biệt gần như vô hình.

Một sự khác biệt không quan trọng nhưng đáng kể giữa SATA 3 và SATA 2 là khả năng quản lý năng lượng của thiết bị được cải thiện. Cải tiến này đặc biệt phù hợp với các thiết bị di động.

Sự khác biệt giữa SATA 2 và SATA 3 như sau:

• Thông lượng của giao diện SATA 3 đạt 6 Gbit/s và SATA 2 đạt 3 Gbit/s.
• Đối với ổ cứng, SATA 3 có thể coi là vô dụng.
• Khi làm việc với SSD, SATA 3 mang lại tốc độ truyền dữ liệu cao.
• Giao diện SATA 3 hoạt động ở tần số cao hơn.
• Về mặt lý thuyết, giao diện SATA 3 giúp cải thiện khả năng quản lý nguồn điện của thiết bị.