Razlike med kabli SATA in drugimi podatkovnimi kabli v računalniku

Informatec Digital » Viri » Razlike med kabli SATA in drugimi podatkovnimi kabli v računalniku

Če sestavljate ali nadgrajujete računalnik, boste prej ali slej naleteli na ... SATA kabli in klasični podatkovni kabli ki povezujejo trde diske in druge naprave z matično ploščo. Na prvi pogled se morda zdijo vsi enaki, vendar je za njimi več, kot se zdi na prvi pogled: vrste, različice, uporaba, združljivost, omejitve ... in celo tehnologije, ki so postale zastarele.

V naslednjih vrsticah si boste podrobneje ogledali Kaj točno je SATA in kako se razlikuje od drugih podatkovnih kablov?Katere vrste konektorjev in kablov obstajajo (notranji in zunanji), kakšne hitrosti ponujajo njihove različne generacije, kako se primerjajo s sodobnejšimi vmesniki in zakaj se govori o "koncu dobe SATA", čeprav je do nje še dolga pot.

Kaj je SATA in kako se razlikuje od drugih podatkovnih kablov?

Standard SATA, kratica za Serijski pripomoček za napredno tehnologijoGre za serijski vmesnik za prenos podatkov, ki povezuje matično ploščo z napravami za shranjevanje, kot so mehanski trdi diski (HDD), pogoni SSD (Solid State Drives), bralniki in zapisovalniki CD/DVD/Blu-ray ter druge visokozmogljive periferne naprave.

Za razliko od starega PATA ali IDE, ki je uporabljal široki ploščati kabli s 40 ali 80 žilami Čeprav je SATA dovoljeval dve napravi na trak (konfigurirani kot glavna in podrejena), se je odločil za arhitekturo od točke do točke: ena naprava na kabel, z majhnim 7-pinskim priključkom za podatke in še enim 15-pinskim priključkom za napajanje.

Ta serijska povezava omogoča višje hitrosti prenosa, veliko ožji in daljši kabli, izboljšano kroženje zraka znotraj ohišja in možnost vroče zamenjave pogonov brez izklopa računalnika, če operacijski sistem in gonilnik to podpirata.

V primerjavi z drugimi sodobnimi podatkovnimi kabli, kot so npr. USBMedtem ko linije Thunderbolt in PCI Express za NVMe zaostajajo v surovi zmogljivosti, SATA ostaja najzmogljivejša tehnologija. najpogostejši vmesnik za trde diske in številne cenovno ugodne SSD-jezlasti v namiznih računalnikih in opremi srednjega ali velikega razreda.

Različice SATA in hitrosti prenosa

Od svoje uvedbe v začetku 2000-ih je vmesnik SATA doživel več revizij, ki so povečale največjo pasovno širino. Čeprav organizacija SATA-IO priporoča uporabo "revizije 1.x, 2.x in 3.x", v praksi skoraj vsi uporabljajo to terminologijo. SATA I, SATA II in SATA III.

Uradne specifikacije običajno prikazujejo hitrost v Gb/s (gigabiti na sekundo)Čeprav je v mnogih specifikacijah izdelkov hitrost izražena v MB/s (megabajtih na sekundo), je pomembno razumeti, da 8 bitov sestavlja 1 bajt in da SATA uporablja kodiranje 8b/10b, kar pomeni, da se za vsakih 8 uporabnih bitov prek vodila pošlje 10 bitov, kar predstavlja približno 20 % dodatne obremenitve.

V grobem so različne generacije SATA naslednje glede na teoretične hitrosti povezave in dejanske hitrosti prenosa:

• SATA I (SATA 1,5 Gb/s)Prva generacija z 1,5 Gb/s povezavo in največjo efektivno hitrostjo prenosa okoli 150 MB/s. Bila je začetna različica, ki je že očitno prekašala najboljši PATA.
• SATA II (SATA 3 Gb/s)Druga generacija, ki je podvojila hitrost povezave na 3 Gb/s in dosegla efektivno hitrost okoli 300 MB/s. Znana je tudi kot Serial ATA-300.
• SATA III (SATA 6 Gb/s): tretja generacija in trenutno najbolj razširjena, s hitrostjo povezave 6 Gb/s in največjo efektivno hitrostjo 550–600 MB/s, kar najdemo v hitrih sodobnih SATA SSD-jih.

Različne revizije (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 itd.) so dodajale Manjše izboljšave in nove funkcijeVendar brez povečanja omejitve 6 Gb/s. Od leta 2008 ni bilo hitrostnega skoka, deloma zato, ker mehanski trdi diski ne izkoriščajo več teh prednosti in ker se je trg visokozmogljivih SSD-jev premaknil proti PCIe in NVMe.

Ključna točka je, da Vse generacije SATA so združljive z nazajNapravo SATA III lahko priključite na vrata SATA II s kablom SATA I, vendar bo hitrost vedno omejena z najpočasnejšim elementom v verigi (krmilnik, kabel ali pogon). Pri nekaterih starejših pogonih je bilo treba prilagoditi mostiček, da se pri priključitvi na matične plošče prve generacije vsili način 1,5 Gb/s.

Dve glavni vrsti SATA kablov: podatkovni in napajalni

Ko govorimo o "kablu SATA", pravzaprav mislimo na dve različni vrsti kablov, ki delujeta vzporednoEden prenaša podatke, drugi pa napaja napravo. Oba se priključujeta na isti disk ali pogon, vendar na ločena fizična priključka.

Na običajnih 2,5- in 3,5-palčnih SATA diskih boste na zadnji strani vedno videli dve reži: Majhna reža (7 pinov) je podatkovna vrata.Daljša reža (15-pinska) je namenjena za napajanje. Brez priključenih obeh kablov enota ne bo delovala, razen pri posebnih kombiniranih konektorjih.

Podatkovni kabel SATA

Podatkovni kabel SATA to omogoča prenos informacij med matično ploščo in napravo za shranjevanjeGre za relativno tanek in fleksibilen kabel s 7-pinskim konektorjem na vsakem koncu, ki se priključi na vrata SATA matične plošče in priključek pogona.

Ti kabli so običajno na voljo v številnih barvah (rdeča, modra, črna, rumena, oranžna in celo modeli, ki Svetijo se v temi), vendar barva sploh ne vpliva na zmogljivost: gre zgolj za estetsko zadevo ali način razlikovanja skupin vrat na nekaterih matičnih ploščah.

Obstajajo različice s priključki ravno ali pod kotom 90 stopinjKotni kabli so zelo uporabni v ozkih ohišjih ali ko grafična kartica delno blokira vrata SATA, saj omogočajo prilagajanje kabla brez napenjanja. Tipična dolžina je v namiznih računalnikih približno 30–50 cm, kar je dovolj, da dosežete od matične plošče do ležišč za pogone.

Glede razlike med kabli za SATA 2.0 in 3.0, Na fizični ravni so praktično enakiNekateri proizvajalci kabel označujejo kot "SATA 6 Gb/s" ali model označijo z drugo oznako, vendar jih je v praksi mogoče uporabljati izmenično s pogoni SATA II ali SATA III. Izboljšanje hitrosti je v vmesniku in krmilniku, ne v plastiki kabla.

Napajalni kabel SATA

Druga pomembna komponenta je napajalni kabel SATA, ki se začne pri napajalna enota (PSU) in se konča v 15-pinskem priključku enote. Njegov namen je dovajati stabilno napetost napravi po več linijah: 3,3 V, 5 V in 12 V, ki so notranje porazdeljene v skupinah nožic, ki lahko delujejo vzporedno in prenesejo večji tok.

Napajalni priključek SATA ohranja tipične L-oblikovana zasnova z zarezo Da bi preprečili napake pri orientaciji, ga je mogoče vstaviti le na en način. Čeprav ima 15 pinov, imajo številni napajalniki le štiri glavne žice, specifikacija pa dovoljuje adapterje iz starejšega 4-pinskega Molex priključka na enega ali več SATA priključkov.

Na trgu boste našli napajalne kable SATA. ravne in kotne, z ali brez zadrževalne sponkein razvejitvene kable, ki imajo več zaporednih priključkov za napajanje več enot z istim kablom. Zelo pogosti so tudi adapterji Molex-SATA za predelavo starih napajalnikov.

Ta nova napajalna povezava v primerjavi s klasičnim Molexom omogoča funkcije, kot so vroča zamenjava in napredno upravljanje energije diskov in je standard v skoraj vseh sodobnih SATA pogonih, tako namiznih kot prenosnih (pogosto v nizkoprofilnih različicah).

Druge vrste in različice kablov in konektorjev SATA

Poleg tradicionalnih podatkovnih in napajalnih kablov ekosistem SATA vključuje tudi več formatov in adapterjev ki so se pojavili za zadovoljevanje specifičnih potreb: omejen prostor v ohišjih, zunanje enote, kompaktni sistemi ali prehod na druge vmesnike, kot sta USB ali M.2.

Mostovi SATA na USB in SATA na druge vmesnike

Kabli in adapterji SATA na USB so postali zelo priročna rešitev za Priključite notranje trde diske in SSD-je prek vrat USB brez potrebe po zunanjem ohišju. Običajno imajo na enem koncu priključek SATA za podatke in napajanje, na drugem pa priključek USB-A ali USB-C, pogosto z dodatnim napajanjem.

So kot nalašč za kloniranje diskov, hitro varnostno kopiranje ali obnovitev podatkov iz računalnika, ki se ne zažene več. Omogočajo tudi stare trde diske uporabite kot zunanje diske "Pripravljeni na boj", ki jih po potrebi povezujejo in odklapljajo.

V isti skupini imamo tudi t. i. SATA mostovi do drugih vmesnikovNotranji adapterji SATA-USB (kot so tisti, ki jih PlayStation 4 uporablja za svoje trde diske), pretvorniki za sprednje reže ali zunanja ohišja ali adapterji microSATA v M.2, ki so se uporabljali v starejših prenosnikih za namestitev NVMe SSD-jev, čeprav z velikim ozkim grlom.

eSATA: SATA za zunanjo uporabo

Vključeni so bili nekateri računalniki izpred nekaj let zadnja vrata eSATA ali nosilci, ki so notranja vrata SATA pretvorili v zunanjakar vam je omogočilo priklop zunanjih trdih diskov ali priklopnih postaj brez uporabe USB-ja. Na voljo so bili tudi kabli eSATA–microSATA, zelo uporabni za uporabo notranjih diskov kot zunanjih diskov brez ohišja.

S prihodom USB 3.x, USB-C in ThunderbolteSATA, ki ponuja višje hitrosti (10, 20 Gb/s hitrejši) in univerzalno združljivost, izginja. Danes ga je redko videti v novih računalnikih, številni nosilci eSATA in pripadajoči kabli pa so zastareli.

Mikro SATA in kombinirani priključki

Priključek je bil zasnovan za kompaktne in prenosne naprave. Micro SATA (včasih imenovan uSATA ali μSATA)ki združuje podatkovne in napajalne kontakte v enem kosu, hkrati pa ohranja logično ločitev med obema vodiloma.

Ta vrsta konektorja se je pogosto uporabljala v prenosniki, vgrajeni sistemi in ohišja z možnostjo vroče menjavePri teh pogonih je treba disk preprosto vstaviti, da se napaja in priključi na krmilnik, s čimer se odpravi potreba po ločenih kablih. Njihov cilj je bil bolje izkoristiti prostor in poenostaviti montažo.

S standardizacijo Enote M.2 In v sodobnih prenosnikih je bil NVMe, Micro SATA izpodrinjen in je zdaj praktično v pokoju, čeprav se nekateri še vedno pojavljajo. adapterji in mostovi za ponovno uporabo stare strojne opreme ali ga priključiti na obstoječo opremo.

Nizkoprofilni SATA

Nizkoprofilni SATA kabli so posebej zasnovane različice ploščati in ozki, kot običajni podatkovni kabli SATAZasnovani so bili z mislijo na zelo kompaktna ohišja in računalnike, kjer je notranji prostor zelo omejen, na primer osebni računalniki. Mini-ITX z dolgimi grafičnimi karticami.

Njihova prednost je, da zavzamejo tako malo prostora, da Dva nizkoprofilna kabla imata lahko debelino običajnega kabla SATAolajšajo upravljanje kablov in pretok zraka. Relativno pogosti so v prenosnikih in sistemih brez ohišja, nekoliko manj pa v stolpnih računalnikih, razen v zelo tesnih konfiguracijah.

Trenutno je veliko funkcij, ki so jih ti kabli nekoč opravljali, neposredno prevzela M.2 SSD pogoni, nameščeni na matični ploščiki ne potrebujejo kablov. Kljub temu ostajajo uporabna možnost, če morate kar najbolje izkoristiti razpoložljiv prostor, ne da bi pri tem žrtvovali 2,5-palčne SATA diske.

SATA nosilci in podaljški

Izraz nosilci SATA zajema dodatke, ki se uporabljajo za premaknite notranja vrata SATA na zunanjo stran ohišja, običajno s ploščo, ki se privije na zadnjo stran (kot da bi šlo za razširitveno kartico) in ponuja zunanja vrata eSATA ali SATA.

Ti nosilci so bili pogosto uporabljeni za Dodajte povezljivost ohišjem brez dostopnih ležišč ali olajšajte dostop do pogonov, ki se pogosto priklapljajo in odklapljajoVendar pa z izginotjem eSATA iz večine sodobnih matičnih plošč in popularizacijo USB 3.x zdaj igrajo zelo manjšo vlogo.

Kako uporabljati SATA kable za namestitev in razširitev pomnilnika

Namestitev pogona SATA je relativno preprosta, vendar je priporočljivo slediti nekaj korakom, da zagotovite, da Podatki in napajanje so pravilno priključeni in sistem to zazna brez težavPostopek se med trdim diskom (HDD) in SATA SSD-jem malo razlikuje.

Če obstoječi trdi disk zamenjujete z drugim iste vrste, lahko podatkovni kabel pustite priključen na matično ploščo in preprosto Odklopite konec, ki gre na stari pogon, in ga priključite na novega.Enako velja za napajalni kabel, če le-ta to omogoča.

Za dodajanje dodatne enote bi bil tipičen vrstni red naslednji:

• Popolnoma izklopite računalnik in ga izključite iz električne vtičnice.nato odstranite stransko ploščo iz ohišja.
• Novo enoto postavite v Na voljo 3,5-palčni ali 2,5-palčni reži, pritrdite ga z vijaki ali uporabite sistem brez orodja v ohišju.
• Preverite, ali je dolžina Podatkovni kabel SATA omogoča enostaven dostop iz prostega priključka na plošči do enote, brez nenavadnih napetosti.
• En konec podatkovnega kabla priključite na SATA priključek trdega diska drugega pa na prosta vrata SATA na matični plošči, po možnosti začenši s SATA0 ali SATA1 (glejte si sitotisk ali priročnik).
• Povežite a Napajalni kabel SATA iz napajalnika na 15-pinski priključek enote.
• Preverite, ali sta oba priključka pravilno nameščena in ali kabli ne motijo ​​ventilatorjev ali grafične kartice.
• Zaprite ohišje, vklopite računalnik in vstopite v BIOS/UEFI ali operacijski sistem, da Preverite, ali se nova enota pravilno prikaže.

V napravah, zasnovanih za vročo zamenjavo, kot so odstranljivi predali ali nekatere profesionalne omare, je ta postopek poenostavljen, saj Notranji okvir združuje podatkovne in napajalne priključke in preprosto potisnite enoto v pladenj.

SATA kabli v primerjavi z drugimi vmesniki: PATA, SCSI, SAS, PCIe, USB-C…

Da bi v celoti razumeli »razliko med kabli SATA in podatkovnimi kabli«, je koristno pogledati nazaj in videti, s katerimi tehnologijami konkurira ali je konkuriral. SATA ni le nadomestil PATA, ampak je z njim tudi sobival. SCSI in SAS v profesionalnem okolju In zdaj se sooča s pritiskom PCIe, NVMe in USB-C na strani zmogljivosti.

PATA / IDE: neposredni predhodnik

Pred SATA so prevladovali kabli PATA, znani tudi kot IDE ali Parallel ATA. Ti so bili široki trakovi s 40 ali 80 nitmi ki je lahko s kablom povezal do dve napravi, s tipično konfiguracijo master/slave in velikimi, nerodnimi priključki.

Kar zadeva zmogljivost, so najnovejše revizije PATA, ki so na voljo med 33 MB / s in 133 MB / s Največja teoretična pasovna širina je bila očitno pod 150 MB/s prve generacije SATA. Poleg tega so kabli PATA ovirali pretok zraka in oteževali čisto sestavljanje.

Ena od prednosti SATA je bila praktično poenotenje isti tip priključka za 3,5-palčne trde diske za namizne računalnike in 2,5-palčne trde diske za prenosne računalnikeZa razliko od PATA, ki je uporabljal različne priključke glede na obliko, je SATA za napajanje uporabljal 4-pinski Molex priključek, medtem ko je SATA predstavil svoj lasten 15-pinski priključek z več napajalnimi vodniki.

Kabli SCSI in SAS

SCSI (vmesnik za majhne računalniške sisteme) je bil leta referenčni standard v profesionalna oprema, strežniki in delovne postajeUporabljali so ga ne le za trde diske, temveč tudi za optične pogone, skenerje, profesionalne tiskalnike in druge zahtevne periferne naprave.

Kabli SCSI in njihovi nasledniki so se razvili v SAS (Serial Attached SCSI), serijski vmesnik, zasnovan za visokozmogljivo in visoko razpoložljivo poslovno shranjevanjeSAS v mnogih primerih ohranja združljivost na ravni priključkov s SATA: pogon SAS je običajno mogoče priključiti na zadnjo ploščo ali krmilnik SATA, vendar vrata samo SATA ne morejo podpirati pogonov SAS.

Največja prednost SAS-a je njegova skalabilnost: Vsaka vrata SAS lahko podpirajo do 16 enot prek razširjevalnikov, ena sama kartica SAS pa lahko nadzoruje več deset ali več sto diskov v istem sistemu, z možnostjo naslavljanja do 65.535 naprav v naprednih konfiguracijah.

Čeprav je SATA "norma" za domače uporabnike, v okoljih vrhunskih strežnikov in pomnilniških nizov ni. SAS je ponudil več možnosti za zmogljivost, zanesljivost in topologijočeprav z očitno višjimi stroški.

PCIe, NVMe, U.2, M.2 in vzpon novih vmesnikov

Razlog, zakaj se o hipotetičnem "SATA IV" skoraj ne govori, je tesno povezan s pojavom SSD-ji, ki temeljijo na PCI Express in protokolu NVMeNamesto uporabe ločenega kabla SATA se ti pogoni priključijo neposredno na PCIe linije matične plošče, kar odpravlja ozka grla.

V domačem video formatu je zvezda Format M.2Majhna, podolgovata kartica, ki se privije neposredno na matično ploščo, brez dodatnih kablov ali priključkov. V profesionalnih okoljih je vmesnik U.2 Pridobil je veljavo kot nadomestek za SATA v sistemih na ravni podjetij, saj združuje prednosti SSD-jev (nizka latenca, visoka hitrost) z velike zmogljivosti shranjevanja in izboljšan toplotni nadzorObstajajo modeli U.2 SSD, ki zmorejo več kot 60 TB kapacitete s hitrostmi, ki so precej boljše od SATA III.

Po drugi strani pa za zunanje enote, USB-C in Thunderbolt Prevzeli so vlogo, ki je bila nekoč namenjena eSATA. Njihove najnovejše različice si delijo fizični priključek in omogočajo ogromne hitrosti prenosa, zaradi česar so priljubljena možnost za zunanja ohišja, priklopne postaje in visokohitrostne prenosne rešitve za shranjevanje.

Ali SATA izginja?

V industriji se splošna prepričanja kažejo, da je SATA v jasni fazi zrelosti in celo upadanjaOd leta 2008 se njegova največja hitrost ni povečala, glavne inovacije pri shranjevanju pa so šle v smeri PCIe in NVMe, kjer je prostor za nadaljnje povečanje zmogljivosti.

Kljub temu imajo pogoni SATA (trdi diski in diski SSD) še vedno zelo pomembna vrzel kot ekonomično shranjevanje množičnih količinZa shranjevanje velikih knjižnic datotek, varnostnih kopij, večpredstavnostnih vsebin ali podatkov, ki ne zahtevajo ekstremnih hitrosti, ostaja razmerje med ceno in zmogljivostjo SATA zelo privlačno.

Poleg tega številna ohišja še vedno ponujajo namenske 3,5-palčne in 2,5-palčne reže za te vrste pogonov, dober del trenutnih čipov pa jih ohranja. več vrat SATA za podporo običajnih trdih diskovVmesnik bo najverjetneje postopoma izgubljal na pomembnosti, vendar bo še leta sobival z novimi tehnologijami.

Druge naprave in komponente, ki uporabljajo kable SATA

Čeprav je skoraj vedno povezan s trdimi diski in SSD-ji, se vmesnik SATA uporablja tudi v druge komponente računalnika, ki potrebujejo tako napajanje kot podatkovni kanal relativno hitro in enostavno za upravljanje.

Med najpogostejšimi napravami, ki se povezujejo prek SATA, so:

• optični pogoniTrenutni bralniki in zapisovalniki CD-jev, DVD-jev in Blu-ray običajno uporabljajo isti podatkovni priključek SATA in standardni napajalni kabel SATA.
• Čitalniki pomnilniških karticMnogi notranji modeli uporabljajo priključek SATA za napajanje in prenos podatkov iz kartic na matično ploščo.
• Reže za vročo zamenjavo: škatle in moduli, ki omogočajo vstavljanje in odstranjevanje diskov brez izklopa opreme, z uporabo notranjih podatkovnih in napajalnih priključkov SATA.
• Razširitvene karticeNekatere napredne omrežne kartice ali dodatni krmilniki vrat zahtevajo dodatno napajanje prek priključka za napajanje SATA.
• RGB krmilniki in vozlišča ventilatorjevŠtevilna ohišja srednjega in višjega cenovnega razreda vključujejo svetlobna vozlišča in ventilatorje, ki se napajajo prek kabla SATA, kar zagotavlja več moči kot preprost priključek matične plošče.
• Vsestranski tekočinski hladilni sistemiČrpalka in krmilna elektronika se običajno napajata prek namenskega SATA napajalnega priključka.

V vseh teh primerih je ključno, da priključek za napajanje SATA zagotavlja stabilen tok pri različnih napetostihMedtem ko je vmesnik pri uporabi za podatke dovolj hiter in zrel, da močno poenostavi krmilno elektroniko.

Praktična razlika med podatkovnimi kabli SATA in kabli drugih standardov

Če se lotimo praktične plati sestavljanja osebnih računalnikov, je tipično vprašanje običajno: kakšna je dejanska razlika med Podatkovni kabel SATA iz drugih podatkovnih kablov kot so notranja vrata USB, kabli sprednje plošče ali kabli PCIe?

Najbolj očitna razlika je priključek: podatkovni kabel SATA ima tanka glava s 7 poravnanimi zatiči in zarezo v obliki črke LZasnovan izključno za priključitev pogonov za shranjevanje in nekaterih perifernih naprav, ki uporabljajo protokol SATA. Ne služi nobenemu drugemu namenu in nima istega formata kot USB ali priključki matične plošče, kot so zvočna vrata na sprednji plošči ali vrata USB.

Kar zadeva delovanje, kabel SATA nosi Namenska povezava od točke do točke med napravo in krmilnikomz dogovorjeno hitrostjo (1,5 / 3 / 6 Gb/s) in specifičnim komunikacijskim protokolom (AHCI ali drugi v prvih generacijah). Kabel USB je na primer del vodila, ki si ga deli več naprav, in uporablja zelo drugačen protokol.

Z vidika uporabnika to pomeni, da se kabel SATA vedno uporablja za Priključite notranje pogone in enote SATA ali pa z uporabo adapterjev razširite to povezavo na druge formate.medtem ko se drugi računalniški »podatkovni kabli« uporabljajo za zaslone (DisplayPort, HDMI), zunanje periferne naprave (USB) ali za notranjo visokohitrostno komunikacijo (PCIe, napajalni kabli za grafične kartice itd.).

Čeprav so si nekateri kabli lahko vizualno podobni ali imajo iste barve, ima vsak ... Natančno delovanje, izrazita razporeditev pinov in edinstvene električne specifikacijeZato jih nikoli ne smete zamenjati, razen če so izrecno združljivi (kot sta SAS in SATA v nekaterih priključkih).

Celoten ekosistem pomeni, da danes, SATA kabli ostajajo ključni element pri sestavljanju srednje velikih osebnih računalnikov in strežnikov.še posebej, ko govorimo o velikih količinah podatkov, varnostnih kopijah, domačih NAS-jih ali sistemih, kjer imata zmogljivost in stroški prednost pred največjo zmogljivostjo.