Интерфейс SATA II

Все меняется, все новое приходит на смену старому. Вчера на наших столах стояли Duron'ы, Athlon'ы XP, сегодня властвуют более совершенные процессоры, поддерживающие 64-битную архитектуру. Завтра будет что-то другое, нас ждут двухъядерные решения. Конечно, прогресс затрагивает не только центральные процессоры, а каждую деталь нашего ПК. Где-то растут мегагерцы, где-то мегабайты, уменьшается время отклика, время выборки, увеличивается пропускная способность и т.д. Все это заставляет нас делать апгрейд, покупая новую "железку". Понятно, что на общую
производительность системы больше влияют CPU, видеокарта, оперативная память, но не стоит забывать и о нашей информации, которая хранится на жестком диске — в частности, непосредственном доступе к нашим данным.

Появление SATA-интерфейса

Как известно, жесткие диски связаны с общей системой посредством специального интерфейса. Чтобы увеличить максимальную скорость передачи данных, разрабатываются новые интерфейсы. Для начала затронем параллельный стандарт PATA и проследим его эволюцию. Первоначальный интерфейс Parallel ATA имел максимальную пропускную способность 33 Мб/с — это был ATA33. Т.к. ATA33 не позволял реализовать всю возможность жестких дисков, его сменил ATA66 — у него была максимальная скорость передачи данных 66 Мб/с. На смену этому интерфейсу пришел ATA100 (100 Мб/с), а позднее — ATA133 (133 Мб/с). Конечно, необходимость в выпуске новых интерфейсов не обуславливается только ростом максимальной пропускной способности, ведь разрабатываются более объемные винчестеры, а старые интерфейсы уже не в силах работать с ними. Но интерфейс PATA имеет свои ограничения, и параллельная передача данных постепенно сдает позиции, уступая место более совершенному интерфейсу Serial ATA. Первое поколение SATA (Generation 1) характеризуется сменой параллельного интерфейса на последовательный, большей пропускной способностью (150 Мб/с), уменьшением самого кабеля, улучшением электромагнитных свойств, отказом от концепции Master/Slave и рядом других положительных качеств. Появление новых возможностей послужило хорошим стимулом к переходу на SATA — параллельный интерфейс просто не мог предложить нам что-то новое. Однако и по сей день выпускаются жесткие диски, основанные на интерфейсе Parallel ATA. SATA потихоньку вживается как интерфейс передачи данных, но не стремительными темпами. Хотя это вопрос времени... И разработчики тем временем не сидели сложа руки, пока мы осваивали новый стандарт. Они продолжают реализовывать возможности этого стандарта и создают расширенную спецификацию на последовательный интерфейс SATA. Иными словами, SATA 1.0 несколько эволюционирует в более совершенный...

Serial ATA II (SATA 300)

Serial ATA International Organization (SATA-IO) — так сейчас называется организация, которая разработала сам стандарт последовательной передачи данных SATA. Эта организация заверила нас, что первоначально SATA будет представлен со скоростью передачи данных в 150 Мб/с, а планируется постепенно достичь отметки в 600 Мб/с. Шаг к достижению заветной отметки уже сделан — SATA II поддерживает полосу пропускания интерфейса в 300 Мб/с. Хотя скорость возросла в два раза, разработчики уверяют, что это не главное отличие SATA II от своего предшественника. На официальном сайте SATA-IO сайт даже есть заметка: "Первый шаг к лучшему пониманию SATA предполагает, что SATA II — это не фирменный знак (brand) пропускной способности в 3 Гбит/с — это всего лишь одна из особенностей интерфейса. Но т.к. это самая выделяющаяся особенность, то понятия 3 Гбит/с и SATA II стали синонимичными. В этом и кроется источник замешательства".

Чтобы понять, какие новые возможности поддерживает SATA II, взглянем на таблицу спецификаций, которая находится на том же сайте SATA-IO:

Ну, а теперь по порядку рассмотрим основные нововведения, поддерживаемые интерфейсом SATA II:

Native Command Queuing (NCQ) — технология изменения очередности команд. Особый алгоритм организации очередей из команд, позволяющий перераспределять команды с целью увеличения пропускной способности и тем самым достигать максимально возможной производительности. Иными словами, все запросы от процессора выстраиваются в очередность из 32 команд, затем контроллер SATA-устройства вычисляет точную очередность их выполнения, исходя из того, где размещены данные на диске. Такая оптимизация позволяет обработать большее количество запросов за меньшее время, используя команды прямого доступа к памяти (FPDMA). Кроме того, т.к. механика жесткого диска эксплуатируется заметно ниже, то и само устройство прослужит намного дольше. Согласитесь, что износ механики для винчестеров является характерной проблемой. И хорошо, что технология NCQ делает шаг к ее решению.

Port Multipiers — технология умножения (разделения) портов. При помощи умножителя (концентратора) портов мы имеем возможность подключить к одному каналу до 15 устройств вместо одного (как это было в SATA 1.0). Здесь же стоит отметить, что SATA II интерфейс в плане подключения полностью совместим с SATA-устройствами первого поколения, и наоборот. Однако винчестер, основанный на SATA 1.0, при подключении к SATA II каналу будет работать на своей максимальной скорости, т.е. не более 150 Мб/с. 300 Мб/с ему не достичь, хотя некоторым SATA II винчестерам тоже не видать этой отметки, но об этом ниже.
Hot Plug — возможность горячего подключения/отключения устройства. Теперь подключение всех контактов питания и шины данных производится в правильном порядке. Весьма полезная функция — пригодится для частого использования внешних накопителей. Кстати, следующее нововведение как раз и создано для владельцев внешних накопителей.

External SATA (eSATA/xSATA) — интерфейс, предназначенный для подключения внешних устройств хранения данных. SATA выходит на рынок внешних накопителей и предлагает более производительную альтернативу таким внешним интерфейсам, как USB и FireWire. Существует eSATA, а также расширенная версия — xSATA. xSATA позволяет использовать кабель длиной до 8 метров вместо двух. Технология уже интегрируется в современные материнские платы для настольных систем.

Staggered Spin-up — улучшения коснулись создания RAID-массивов, а именно подключения накопителей и их правильного питания.
Будет ли винчестер поддерживать какие-то из этих возможностей — решать разработчикам самих винчестеров. SATA-IO в таблице спецификаций приводит примеры, как по названию изделия определить поддерживаемые технологии.

А теперь вернемся к пропускной способности в 3 Гбит/с. На самом деле не всем винчестерам, основанным на SATA II интерфейсе, доступна максимальная пропускная способность. Некоторые разработчики жестких дисков ограничивают эту скорость. Так что, покупая SATA II винчестер, вы не получите гарантий, что он будет работать на максимальной скорости интерфейса Serial ATA II. Разработчики напоминают нам об этом в последней строке таблицы: "Не используйте SATA II, чтобы представить 3 Гбит/с".

Заключение

Пока сложно что-либо говорить о конкретной полезности расширения. Дело в том, что в нашей стране пока очень мало SATA II устройств. В Интернете часто встречаются рассуждения, что SATA II интерфейсом было бы неплохо пользоваться, но далеко не обязательно. Надеюсь, что SATA-IO усилит проникновение своего детища в массы. А для этого нужно иметь хорошие контакты с разработчиками накопителей и ПО. Но мы не можем отрицать, что SATA II — это следующий шаг в эволюции прекрасного интерфейса передачи данных. Пожелаем разработчикам дальнейшего удачного развития.
Напоследок дам несколько ссылок по SATA II:
сайт — официальный сайт разработчиков SATA II. Представлено множество технических описаний возможностей стандарта. (сайт англоязычный)
сайт — обзор трех винчестеров SATA II (Samsung, Hitachi, Western Digital). (сайт англоязычный) сайт — обзор трех винчестеров SATA II в сравнении с винчестером SATA 1.0. (сайт англоязычный)
сайт — этот же обзор, переведенный на русский язык.

Валентин Канашин