Serial ATA

Serial ATA(SATA) označuje vinformaticepočítačovousběrnici, která využívá datové rozhraní pro připojení velkokapacitních paměťových zařízení, jako jsoupevnéaoptickédisky. SATA řadiče jsou zpravidla určeny pro stolní počítače.
Rozhraní SATA zdědilo po řadičiATAmodulPIOaDMA. Dosahuje vyšších rychlostí oproti řadiči ATA, protože přenos probíhá sériově na vysoké frekvenci (až 6000 MHz). Disky se připojují přímým a samostatným kabelem k řadiči a tím pádem se nemusejí rozlišovat naMaster,SlaveaCable Select. Oproti sběrnici ATA podporuje navíc odpojování a připojování zařízení za chodu počítače (Hot Plug)a také technologiiNCQ. Díky sériové komunikaci není jako uIDE (PATA)potřeba 40/80 žilový kabel, ale používá se kabel podstatně menších rozměrů.
Od roku 2007 nahradilo postupně rozhraní SATA zastaralé PATA ve všech prodávaných počítačích. Rozhraní PATA však stále přetrvává v průmyslových a vestavěných zařízeních, která jsou závislá na datových úložištích CompactFlash i přesto, že nový standard datových úložišť CFast bude založený právě na rozhraní SATA.
Ke konci roku 2000 byla schválena specifikace nového standardu v podobě první generace rozhraní SATA, dnes známé jako SATA 1.5 Gbit/s, které komunikujepřenosovou rychlostíaž 1,5 Gb/s (150 MB/s). Skutečná přenosová rychlost však díky režii činí 1,2 Gbit/s (~143 MB/s), což se příliš neodlišuje od maximální přenosové rychlostiPATA/133, ale SATA navíc nabízí funkciNCQ, která zlepšuje výkon v prostředí multitaskingu.
Od dubna 2009 dokáží mechanické pevné disky přenášetdatarychlostí až 131 MB/s, což je ještě v rámci možností starší specifikace PATA/133. Nicméně výkonnéflashovédisky umožňovaly přenášet data mnohem vyšší rychlostí, a to až 201 MB/s, takže se standard SATA 1.5 Gbit/s stal pro tato zařízení nedostatečným.
Po několika letech, kdy se první SATA 1.5 Gbit/s postupně rozšířilo do pevných disků, optických mechanik a především dozákladních desekcoby integrovaná součást, byla představena zpětně kompatibilní druhá revize s názvem SATA 3.0 Gbit/s, která nabízí zdvojnásobenou maximální propustnost ze 150 MB/s na 300 MB/s. Skutečná přenosová rychlost činí kvůli režii 286 MB/s, ale pro zjednodušení se hodnota zaokrouhluje nahoru. Mezi standardem SATA 1.5 Gbit/s a SATA 3 Gbit/s zůstala zachovánazpětná kompatibilita, která byla vyřešena pomocí přepínacíhojumperua tímto se současně vyřešily problémy se staršímichipsety.
Po uvedení standardu SATA 3 Gbit/s se očekávalo, že se svou přenosovou rychlostí na nějakou dobu uspokojí požadavky mechanických pevných disků, které už tak sotva využily výkon SATA 1.5 Gbit/s. Nicméně vysokorychlostní flashové disky opět dosahovaly maximální přenosové rychlosti SATA 3 Gbit/s.
Podle původních plánů Serial ATA International Organization z roku 2000 měla být třetí revize sběrnice Serial ATA s označením SATA 6.0 Gb/s uvedena na trh již v srpnu 2007, nakonec se s ní setkáváme se zpožděním až v roce 2009. Přenosová rychlost standardu SATA 6 Gbit/s byla znovu zdvojnásobena – ze 300 MB/s na 600 MB/s. I ty nejrychlejší konvenční pevné disky sotva využily přenosovou rychlost původního standardu SATA 1.5 Gbit/s, ale diskysolid-state drive(SSD) už byly limitovány rychlejším standardem SATA II 3 Gbit/s rychlostí 250 MB/s při čtení.
Nejnovější disky SSD, vybavené integrovanouvyrovnávací pamětíDRAM, již profitují z maximální přenosové rychlosti nejnovějšího standardu SATA 6 Gbit/s. První pevný disk SATA 6 Gbit/s uvedla na trh společnostSeagate(model Barracuda XT o velikosti 2 TB z roku 2009).
Technologie Hot Plug umožňuje odpojit či připojit daný disk i za běhu a v případě podpory i při spuštěném operačním systému. Pevný disk se tak svým způsobem chová stejně jako flashdisk. Všechna zařízení SATA podporují Hot Plug, nicméně skutečnou podporu Hot Plug umožňují pouze zařízení fungující v nativním režimu a ne v emulaci IDE, což vyžaduje mít vBIOSunastaven režim AHCI (Advanced Host Controller Interface). Některé z prvních řadičů SATA a starší operační systémy jako například Windows XP přímo nepodporují režim AHCI.
SATA řadič využívá jako standardní rozhraní AHCI (Advanced Host Controller Interface), které umožňuje využívat některé pokročilé funkce jako například SATA hotplug a Native Command Queuing (NCQ). Pokud není AHCI povoleno základní deskou nebo chipsetem (resp. nastavením v BIOSu), SATA řadič obvykle pracuje v módu „IDE emulace“, což neumožňuje využívat pokročilé funkce zařízení, protože ATA/IDE standard tyto funkce nepodporuje. Ovladače zařízení vMicrosoft Windows, které jsou označeny jako SATA, obvykle pracují v režimu IDE emulace, pokud není výslovně uvedeno, že mají pracovat v AHCI nebo RAID režimu. Zatímco ovladače, které jsou součástí Windows XP, nepodporují AHCI režim, je možné podporu AHCI implementovat pomocí proprietárních ovladačů.Windows Vista,Windows 7,FreeBSDaLinuxs jádrem verze 2.6.19 a novější stejně jakoSolarisa OpenSolaris již nativní podporu režimu AHCI obsahují.
NCQ (Native Command Queuing) má za úkol zvýšit výkon pevných disků, díky lepšímu řazení dat, respektive pohybu hlaviček pevného disku. Rozdíl ve výkonu (NCQ musí podporovat i pevný disk) lze pozorovat především v náročnějších situacích, kdy je vyžadováno čtení či zápis od několika procesů současně a ve větším měřítku. S moderní technologií AHCI se o optimální a vylepšený chod NCQ řadičů stará operační systém, respektive ovladač. U moderních SSD disků se NCQ používá pro lepší rozložení a zpracování dat dle odezvy čipů. Tato technologie je nicméně nefunkční, pokud je AHCI mod vypnutý a daný pevný disk či SSD běží v IDE režimu.
Mini-SATA (zkráceně mSATA) je odlišné rozhraní od micro konektorua bylo zveřejněno 21. září 2009,je určeno pro připojení SSD disků do notebooků, kde je potřeba úspora místa. Rozměry mSATA konektoru jsou shodné s rozhranímPCI Express Mini Card,ale zapojení je odlišné (datové signály (TX±/RX± SATA, PETn0 PETp0 PERn0 PERp0 PCI Express) vyžadují připojení k SATA řadiči místoPCI-Expressřadiči.
Nástupcem mSATA i mini-PCIe rozhraní je specifikaceM.2.
Rozhraní eSATA se používá pro připojení vnějších datových zařízení, nabízí stejnou rychlost a podporu technologií jako SATA. Její výhodou je vyšší přenosová rychlost, než nabízí běžnější sběrniceUSB, ovšem nemá od výrobců základních desek a externích datových médií takovou podporu, protože konektor neobsahuje vodiče s napájením.
Základní vlastnosti:
SATA Power konektor(anglickySerial Advanced Technology Attachment Power Connector) ve stolníchpočítačíchpro napájenípevných disků,SSD disků,optických mechanika podobně. Jde o přímého nástupce konektoruMOLEX, vůči kterému je jeho výhodou menší rozměr, více přenesenýchnapětí, zalisování kabelů do konektoru, a podporuhot plug. Nevýhodou je pak větší složitost, ne tak pevné držení konektoru při zapojení a zároveň absence konektoru ve staršíchzdrojích(lze však vyřešit redukcí MOLEX na SATA power).
Do konektoru jsou přivedeny čtyři nebo pětvodičů(viz tabulka vpravo). Konektor je osazen 15piny. Jsou rozděleny do skupin po třech pinech. Tři přenášejínapětí3,3V, další tři 5 V, další tři 12 V, pět slouží kuzemněnía jeden k ovládáníotáčeknebo zemnění (pouze při podpoře zařízení). Jeden z každé trojice kladných napětí je použit kHot plugu(piny 3, 7 a 13). Tyto piny jsou v zařízení o něco delší, takže je napětí připojeno první a Hot plug zařízení to rozpozná. Většina zařízení nevyužívá napětí 3,3 V a proto se vyrábějí kabely s absencí tohoto vodiče.