SATA

SATA yani Seri ATA, bilgisayar donanımı içerisinde bir veri taşıma teknolojisidir. Özellikle sabit diskten ya da sabit diske veri aktarımı işlevini yerine getirir. ATA teknolojisinin üstüne üretilmiştir. İsim karışıklığı olmaması için eski ATA ismi PATA (Paralel ATA) olarak değiştirilmiştir. Hem SATA hem de PATA sürücüsü IDE sürücüsüdür.

SATA I, SATA II ve SATA III olarak üç ayrı versiyonu bulunmaktadır. SATA I (ya da sadece SATA) ilk çıkmıştır ve teorik limit hızı 1.5 GBit/s olarak belirtilir. Ardından SATA II biraz daha geliştirilmiş ve standartlar daha uyumlu olarak piyasaya sürülmüştür. SATA II'nin teorik hızı 3.0 GBit/s çıkması planlanmaktadır. Sata III ün teorik hızı 6.0 GBit/s olarak belirtilmiştir.

SATA sürücülere geçilmeden önce mevcut olan en son Parallel ATA sürücü ile Seri ATA arasındaki hız farkı fazla değildi. En son PATA versiyonu olan Ultra ATA II ile 1.3 GBit/s data transfer hızına ulaşılıyordu.

İlk kuşak SATA arayüzleri, SATA/150 veya SATA 1 olarak da bilinir, 1.5 Gb/s hızla calışırlar. Seri ATA fiziksel katmanda (physical layer ) 8B/10B kodlama (encoding ) kullanır. Bu kodlama şeması %80 oranında etkilidir, fiili olarak 1.2 Gbits/s veya 150 MB/s veri transfer oranı sağlar. Seri bağlantının (serial link ) kolaylığı ve LVDS kullanımıyla,uzun sürücü kabloları ve yüksek hızlarda geçiş yolları kullanılabilir oldu.

SATA'nın tanıtımından kısa bir süre sonra, gelişmeler standartlaştı. 3 Gb/s sinyal oranı PHY katmanına eklenmesiyle veri işlem hacmi iki katına çıktı. SATA 3.0 Gb/s, SATA 1.5 Gb/s gibi 8B/10B kodlama kullanır ve fiili olarak 2.4 Gb/s veya 300 MB/s veri transfer oranı sağlar. SATA 3.0 Gb/s aygıtlarıyla SATA 1.5 Gb/s denetleyicileri arasındaki uyumluluğu sağlamak için, sonra çıkarılan aygıtlar orijinal 1.5 Gb/s oranını desteklemeleri gerekti. Pratikte, bazı eski SATA denetleyicileri SATA hız ölçütlerini desteklemediler ve SATA 3.0 Gb/s çevre aygıtları elle yapılandırılarak 1.5 Gb/s oranına bir atlayıcı(jumper) kullanılarak çekildi. VIA VT8237 ve VT8237R güney köprüleri, VIA VT6420 ve VT6421L bağımsız SATA denetleyicileri bu problemin oluştuğu chipset lerdendir. SİS 760 ve 964 chipsetleride bu problemi göstermesine rağmen güncellenmiş SATA denetleyici ROM'u ile düzeltilmiştir. 3,0 Gb/s özelleştirmesi genel olarak “Serial ATA II” (“SATA II”) olarak bilinse de bu kullanım yanlıştır. Doğrusu, SATA Revizyon 2.0'dır.

SATA-IO 6.0 GB/s oranını standart hale getirmeyi planlamaktadır. Teorik olarak işlem hacminin iki katına çıkmasına rağmen, geleneksel sabit diskler bu hıza ulaşamadı. Bununla birlikte 6.0 GB/s standardı geçit çoklayıcılarıyla (port multipliers) birleştirmede kullanışlı olacak böylece bir Seri ATA geçidine birçok sürücü bağlanabilecek. Ayrıca RAM diskleri gibi katı hal sürücüleri de (solid-state drives ) bağlanabilir. Normal kullanımda çağdaş kişisel bilgisayarlarda hem SATA hem de SATA 1.5 GB/s sabit disk sürücülerinin çalışma hızları önceki IDE arayüzleri (50 MB/s altında çalışan) ile karşılaştırılabilir.

Her cihaza ayrı kablo ve ayrı bant genişliği verilerek, SATA, PATA ile ortak kullanılan yoldan çıkarıldı. Aynı miktarda SATA aygıtlarını desteklemek için iki kat daha fazla sunucu denetleyicisi gerekir. SATA'nın tanıtımı sırasında bu önemli bir sorun değildi. Denetleyici ASIC içine başka bir denetleyici eklenebilir. Fazladan yedi sinyal hattı ve PCB için kablo ucunda yer açılması maliyette ufak bir artış yaratır.

SATA'ya geçişi kolaylaştırmak için, birçok üretici PATA sürücülerindeki denetleyicileri hemen hemen aynı olan ve mantık kartı üstünde köprü chipi içeren sürücüler üretti. SATA bağlayıcıları bulunan köprü sürücüleri, güç bağlayıcılarının bir türünü veya her ikisini de içerebilir ve genelde yerel sürücülerle aynı işleyişi gösterir. Fakat SATA'nın bazı belirleyici özelliklerini desteklemeyebilir. 2004 yılından itibaren, başlıca sabit disk üreticileri köprülü veya yerel SATA sürücülerini üretiyor.

Seri tutturulmuş SCSI (SAS) denetleyicisine SATA sürücüleri bağlanabilir ve aynı fiziksel kablo üzerinden iletişim kurulabilir. Fakat SAS diskleri SATA denetleyicilerine bağlanmayadabilir.

SATA'nın paralel ATA'dan en belirgin farkı güç ve veri kablolarıdır. SATA standartları yedi iletken kullanan bir veri kablosu ve her iki başında 8-mm genişliğinde wafer bağlayıcıları olduğunu belirtir.SATA kabloları 1 m (39 inc) uzunluğuna kadar olabilir. Karşılaştıracak olursak PATA ribbon kabloları 40 ya da 80 iletken kabloları içerir ve en fazla 46 cm (18 in) olabilir. SATAdaki iletkenlerin azaltılması, SATA kablolarını, PATA kablolarından daha dar yapar. Sonuçta daha dar alanlarda kullanımı kolaylaşır ve hava dolaşımınıda kolaylaştırır (fakat bu tür kablolarda bollaşma daha sık görülebilir).

PATA sürücüleri tarafından kullanılan 4 pinli Molex bağlayıcısı ve birçok bilgisayar bileşeni, SATA standartlarının belirttiği güç bağlayıcısından çok farklı bağlayıcılar kullanır. Veri kablosu gibi, wafer bazlı, fakat 15 pinli şekli ikisinin arasındaki karışıklığı engeller. Güç bağlayıcılarının tepesindeki plastik birleştiriciler ince olduğu için takarken en ufak bir zorlamayla kırılır, sonuçta birleştiriciyi kullanışsız hale getirir. Çok sayıdaki pin 3 farklı gerilim değeri sağlamak için kullanılır : 3.3 V, 5 V, 12 V. Her gerilim 3 pinin bir araya gelmesiyle sağlanır. Kalan 5 pin GND, yani 0 volttur. Pin11, son pin, yeni sürücülerdeki staggered spinup için kullanılır. Kaynak pinleri bir araya gelir çünkü pinler bir araya gelmezlerse aygıtlar için gerekli akımı sağlayamazlar. Her 3 gerilimden birer pin hotplugging için kullanılır. Bu fiziksel bağlantı (3.5-in (90 mm) ve 2.5-in (70 mm)) dizüstü bilgisayarların sabit diskleri için kullanılır. SATA güç bağlayıcısını desteklemeyen güç kaynaklarının kullanımı için bazı SATA sürücüleri PATA tarzında 4 pinli Molex bağlayıcı içerir.

4 pinli Molex bağlayıcısını SATA güç bağlayıcısına çevirmek için adaptörler kullanılabilir. Fakat 4 pinli Molex bağlayıcıları 3.3V sağlamadığı için, bu adaptörler 5 V ve 12 V güç sağlarlar, 3.3 V hattı bağlanmaz. 3.3 V güç isteyen sürücüler bu adaptörle kullanılmaz. Sürücü üreticileri 3.3 V güç hatlarının çoğunu kullanım dışı bırakmıştır. Buna rağmen 3.3 V güç olmadan, SATA aygıtları hotplugging'i gerçekleştiremez.

USB ve Firewire'ın harici disk ile olan iletişimi için çeviriye ihtiyacı vardır. Bundan dolayı harici USB/Firewire çevirici ATA protokolünü USB veya Firewire'a çeviren PATA veya SATA köprü chipi içerir. S.M.A.R.T. gibi sürücü özellikleri olanlar bu şekilde etkili kullanılamaz ve USB/Firewire ile ulaşılan transfer hızı, tüm geçit veri oranının yarısı kadardır (50 Mb veri transfer oranı 70 Mb/s üzerine çıkar.

Şu anda çoğu bilgisayarın anakartlarının eSATA bağlantıları yoktur. eSATA sunucusu geçit adaptörü (HBA) kullanılarak aktif hale getirilebilir. Masaüstü sistemler için grup bağlayıcı veya dizüstü bilgisayarlar için cardbus veya expresscard kullanılır. eSATA ve SATA arasındaki arayüze geçmek için blerinin geri uyumluluğu ismen olmasa da fiilen var, SATA yerel sürücülerinin belirleyici özelliklerinden olan güç ve veri bağlayıcıları PATA, SCSI veya diğer sabit disk biçimlerinin kullandığı bağlayıcılarla uyuşmaz. Yine de SATA disklere bağlanıp onların PATA gibi çalışmalarını sağlayan dönüştürücüler var. Bazı sürücüler hem SATA hem de MOLEX güç bağlantılarıyla gelirler. Yukarıda anlatılan kurallar içerisinde SATA sürücülerini harici USB gibi davranmasını sağlayan güç çeviricileri vardır.

Diğer arayüzlerle geri uyumluluğuna rağmen kendisiyle hem geçmiş hem de gelecek uyumludur. Bu genelde hangi teknik özelliklerin uyum göstereceğinden endişelenmeden bir SATA sürücüsünü SATA denetleyicisine bağlayabileceğiniz anlamına gelir. Burada dikkat edilecek nokta ise bazı eski denetleyicilerin hızını düzgün ayarlayamaması ve böylece sabit diskin hızının bir atlayıcı üzerinden zorlanması gerekitiğidir.

mSATA; Yeni nesil desktop ve notebook anakartlar üzerinde bulunabilen özellikle ultrabooklarda tercih sebebi olan ve mini-SSD belleğin direkt olarak anakarta bağlanmasını sağlayan iletişim yoludur. SATA3 (6G b/s) hızına sahiptir.

mSATA bağlantı yoluna direkt olarak bağlanabilen mini-SSD bellekler 1.8" boyutlarında olup 2.5" ve 3.5" SSD belleklere göre daha düşük maliyetlidir. Günümüzde 500/600 Mb/s okuma ve 500/600 Mb/s yazma hızlarına ulaşmışlardır.

SCSI SATA'dan daha yüksek transfer oranı sağlar, fakat üretim maliyeti daha fazla olan daha karmaşık bir geçit yapısı vardır. Sürücü üreticileri SCSI aygıtları için daha uzun garanti verir yine de PATA/SATA aygıtlarıyla, SCSI aygıtlarının üretiminde belirtilen kaliteli kontrol karşılaştırılır. SCSI geçitleri birkaç sürücüyle bağlantıya olanak verirken SATA kablo başına bir taneye olanak verir. SATA 3.0 Gb/s her aygıt başına 300 Mb/s azami bant genişliği verirken, SCSI her geçit başına 320 Mb/s verir.

Geçidin azami hızı haricinde 3 özelliği performansı çok ciddi etkiler : devamlı transfer oranı ; platter rotation speed ; head seak time. Bu bilgiler sabit diskin modeline özgüdür ve sabit diskin üretici tarafından verilen veri föyünden bulunabilir. Bu bilgiler Aralık 2006’nın en performanslı sürücülerindendir. Tablodan da görüldüğü gibi SCSI’lar için arama süresi çok kısadır ve devamlı transfer oranı çok yüksektir. Geçit bant genişliği ile sınırlandırılmamış disk performansları yaklaşık olarak 0.5*(bir revolution süresi+full stroke seek time) dır. SCSI için bu değer 6 ms ve SATA 3 için ise 12.7 ms dir. Bilgisayarda SCSI kullanan herhangi bir sabit bellek aktivitesi SATA 3 kullanana göre çok daha hızlıdır.

İster SATA teknolojisi kullanılsın ister PATA, sabit disklerin hızlarının, bu teknolojilerin veri aktarma hızına göre çok düşük olmasından (50Mb/s'in altında), büyük bir performans farkı kazanılmamaktadır. Fakat SATA kabloları çok ince olduğundan, daha az yer kaplamaktadır. Bunun yanı sıra PATA'lardaki gibi master/slave düzenlemesi yoktur. Her disk ayrı olarak, kendi başına tanımlıdır. SATA her ne olur ise olsun geciktirilmiş ve çok daha önceden geçilmesi gereken bir teknoloji idi. PATA'nın problemi asıl olarak çift sürücü ile performansının çok kötü seviyede düşük kalması. Sürücülerin susması, cevap vermemesi gibi problemler SATA'nın yaygınlaşması ile sona ermiştir.