Sběrnice SATA v detailech

Sběrnice, bez které by výpočetní technika jenom stěží fungovala. Nedílná součást počítačů, kterou nyní poznáte do detailu. Jak šel čas se sběrnicí SATA a co všechno byste o ní měli vědět?

Sběrnice SATA, to je zkratka pro počítačovou sběrnici Serial ATA sloužící pro připojení optických a pevných disků, respektive paměťových zařízení. Předchůdcem SATA je PATA, což byla sběrnice využívaná u starší výpočetní techniky. Jenže, doba jde neustále kupředu a výrobci pevných disků začaly zrychlovat. V ten moment se hlavním omezujícím článkem stala sběrnice PATA a vznikl nástupce v podání SATA. K plnohodnotnému nahrazení PATA, potažmo IDE došlo někdy kolem roku 2009, kdy se tato sběrnice stala určitým standardem a její porty jsou nedílnou součástí základních desek.

Provedení sběrnice SATA

V rámci sběrnice SATA je třeba popsat všechny části zajišťující dostatečnou přenosovou rychlost. Jak už padla zmínka, u základních desek je to speciální konektor, který je na první pohled menší nežli postarší IDE, respektive PATA. Ten své užití nachází jen u staré výpočetní techniky, popřípadě v určitých situacích v komerčním a průmyslovém sektoru. U všech ostatních počítačů jednoznačně vede SATA.

Konektor SATA obsahuje sedm vodičů, přičemž každý z nich plní svoji roli. Vodiče jdoucí za sebou vypadají následovně – Zem, DATA A+, DATA A-, Zem, Data B+, Data B- a Zem. Ve stejném duchu je koncipován i samotný SATA kabel. Oproti PATA jde o tenčí kabel skládající se ze sedmi vodičů. Jak prozradil popis konektoru, tři vodiče jsou zem, tedy GND a čtyři jsou datové. V rámci SATA kabelu lze zmínit ještě takové náležitosti, jakými jsou vyšší výkon, menší úroveň napětí 250 mV a oboustranný přenos. Délka kabelu pro sběrnici SATA má své fyzické limity, a to do jednoho metru.

Ostatní provedení SATA sběrnice

Kromě klasického kabelu a konektoru SATA se můžete setkat ještě s některými dalšími variantami. Známá je například mSATA neboli mini-SATA. Jde o zmenšenou verzi konektoru a kabelu, která z hlediska zapojení vypadá následovně TX±/RX±. Sběrnice eSATA se pak stala nedílnou součástí SSD disků a své primární využití nachází hlavně u notebooků, kde je kladen důraz na celkovou úsporu místa vnitřních komponent.

V rámci sběrnice SATA narazíte také na napájecí konektor. Ten je označován, jako SATA Power Connector. Patnáctipinový konektor, který je v podstatě konkurentem a nástupem známého konektoru MOLEX. Mezi jeho přednosti patří určitě lepší kompaktnost. Na druhou stranu pevnost připojení konektoru není oproti MOLEX tak výrazná. Pokud jde o počet vodičů, do napájecího konektoru jsou přivedeny čtyři, popřípadě je jich pět.

Narazit můžete ještě na SATA sběrnici s integrovaným napájením. Tento model se nejčastěji používá u notebooků. Poznáte ho podle označení eSATAp nebo Power eSATA.

SATA 1.0 až SATA 3.0

I když se sběrnice SATA kolem roku 2009 stala naprosto běžným standardem všech základních desek počítačů, historie pochopitelně sahá mnohem dál do minulosti. Stejně, jako se vyvíjela paměťová zařízení a jejich rychlosti, vznikaly nové standardy sběrnice SATA.

SATA 1.0 jako náhrada PATA/133

První generace označovaná jako SATA 1.0 se oficiálně objevila v roce 2000, kdy vedle pevných mechanických disků propukl boom těch flashových. A právě u nich začala sběrnice PATA ztrácet. Kvůli tomu se objevil standard SATA 1.0 s funkcí NCQ. Za ní se skrývá anglické slovní spojení Native Command Queuing, což v překladu znamená přirozené řazení příkazů. S pomocí této funkce lze dosáhnout vyšších výkonů pevných disků práce v rámci sběrnice SATA. Nutná je pochopitelně i podpora této funkce ze strany pevného disku.

Co se týče přenosových rychlostí sběrnice SATA 1.0, ta je až 1,5 Gb/s. Pro představu, tento údaj odpovídá rychlosti 150 MB/s. Při reálném použití je dosahováno rychlosti kolem 143 MB/s, což byla adekvátní náhrada sběrnice PATA. I když se SATA 1.0 svou přenosovou rychlostí přibližovala k PATA/133, výsledek byl s použitím funkce NCQ daleko lepší.

SATA 2.0 se zpětnou kompatibilitou

Požadavky mechanických pevných disků šly neustále kupředu. To byl předpoklad vzniku nového standardu SATA 2.0, který na takovou situaci samozřejmě zavčasu zareagoval. Po sběrnici SATA 1.0 se tedy objevila druhá generace spojovaná s označením 3 Gb/s. Tento číselný údaj prozrazuje, že došlo ke dvojnásobnému navýšení propustnosti. SATA 2.0 nabídla přenosovou rychlost až 300 MB/s, přičemž skutečná rychlost byla o trochu nižší. Tento standard tak na nějaký čas dokázal pokrýt požadavky na rychlejší přenosy flashových disků.

Provedení SATA 2.0 zaručuje zpětnou kompatibilitu s první generací SATA 1.0. K určení vhodného standardu stačilo využít jumper, díky němuž došlo k přepnutí ze SATA 1.0 na SATA 2.0 a naopak.

SATA 3.0 s označením SATA 6 Gb/s

Posledním standardem v řadě je sběrnice SATA 3.0. Právě kolem roku 2009 se objevil jeden z posledních zažitých standardů sběrnice SATA. Ten je připraven plně vyhovět přenosovým rychlostem SSD disků, které jsou mnohdy vybaveny vyrovnávací pamětí DRAM. Z logiky věci a výše uvedených informací jasně vyplývá, že další standard nabídl dvojnásobné zvýšení přenosové rychlosti, podle čehož vzniklo i samotné označení 6 Gb/s. Datová propustnost takové sběrnice je tudíž 600 MB/s, v reálu o něco méně.

Funkce sběrnice SATA

V úvodu tohoto článku jsme se zmínili o funkci NCQ, která je využitelná především při náročnějších situací, respektive při práci s pevným diskem. U této technologie je třeba dodat, že její funkčnost se odvíjí od zapnutého AHCI módu.

Za zkratkou AHCI se skrývá slovní spojení Advanced Host Controller Interface, což je rozhraní, které využívá SATA řadič. Při zapnutí tohoto rozhraní pak směle přejdete z IDE emulace k pokročilejším možnostem, jakými jsou například zmiňovaná funkce NCQ a SATA Hot Plug.

Právě technologie Hot Plug je poměrně užitečnou. Nabízí jí v podstatě všechna zařízení SATA. Jde o to, že pevný disk můžete odpojit nebo následně připojit v běhu, respektive v průběhu aktuálního fungování pevného disku. Díky funkci SATA Hot Plug se konkrétní pevný disk chová stejně, jako flashdisk.

Vzhledem k tomu, že sběrnice SATA je vlastně kabelem, možná se vám svým obsahem hodí jeden z našich předchozích článků Nejčastěji využívané počítačové kabely. Při tvorbě pořádku v počítačové skříni oceníte také rady typu Organizace kabelů v rámci výpočetní techniky.