Serial ATA

La normeSerial ATAouSATA(de l'anglaisSerial Advanced Technology Attachment, ou S-ATA), permet de connecter à unecarte mèretoutpériphériquecompatible avec cette norme (disque dur,lecteur de DVD,etc.). Elle spécifie notamment un format de transfert dedonnéesainsi qu'un format decâble d'alimentation.
Cette norme succède à la norme «parallel ATA», connue alors sous le nom d'« IDE » utilisant des nappes de fils en parallèle, encombrants et sensibles aux interférences. Elle tend à être remplacée progressivement par la normeNVMe, orientée vers les disques électroniques de typeSSD
LeSerial ATAa de multiples avantages par rapport à son prédécesseur, les trois principaux étant :
L'ancienne norme ATA est communément désignée sous le nom «Parallel ATA» (P-ATA, PATA ou IDE) afin que les deux ne soient pas confondues.
Les premiers modèles deSerial ATA, apparus en2003permettent un débit théorique de 1,5Gbit/s, mais ont été conçus pour aller bien plus vite. LeSerialATAIIdouble son débit à 3Gbit/spuis leSATAIIIà 6Gbit/sest apparu en2009.
Le débit théorique de 1,5Gbit/scorrespond à 150Mo/sune fois que lecodage 8b/10best pris en compte ; il n'est en pratique que de 17Mo/sde plus que le plus rapide desParallel ATA: l'ATA/133. Néanmoins cela n'est pas le principal avantage du SATA par rapport au PATA, en effet :
Avec les disques durs à plateaux tournants, l'augmentation du débit de l'interface est sans grand intérêt lorsqu'un seul disque est utilisé, puisqu'en 2010 ceux-ci ne permettaient pas un débit crête supérieur à 150Mo/s, d'autant plus que, contrairement au P-ATA où tous les disques branchés sur un seul câble doivent partager la bande passante, en SATA chaque disque dispose du maximum autorisé par sa norme et celle du contrôleur.La normeSATA IIpermet l'utilisation de multiplicateurs de ports, qui permettent d'utiliser plusieurs disques à partir d'un seul connecteur du contrôleur.
Les normes SATA II (débit crête pratique ~300Mo/s) et SATA III (débit crête pratique ~600Mo/s) deviennent utiles pour des utilisations avec plusieursSSD, dont les débits commencent à dépasser les 400 à 500Mo/spour les modèles haut de gamme début 2012.
Le plus grand changement par rapport auParallel ATAse trouve dans l'aspect physique des câbles utilisés. Les données sont transmises par deuxpaires différentielles(une paire pour l'émission et une pour la réception), protégées par trois fils demasse. Ces sept conducteurs étant regroupés sur une nappe plate, peu flexible, avec des connecteurs de 8mmà chaque extrémité. Elle peut atteindre une longueur de 1m. Comparé au court (45cm) câble de 40 ou 80 fils duParallel ATA, le flux d'air, et donc le refroidissement des équipements, est amélioré grâce à cette plus faible largeur de câble. Le concept de rapport maître/esclave entre les dispositifs a été abandonné. LeSerial ATAn'a qu'un périphérique par câble (connexion point à point). Les connecteurs ont desdétrompeurs, il n'est donc pas possible de mettre des connecteurs de câble à l'envers. Certains câbles sont dotés de «clips» de verrouillage, d'autres non. L'absence de clip peut provoquer un débranchement inopiné en cas de manipulation, ce qui est de toute manière fortement déconseillé. Les mêmes connecteurs physiques sont utilisés pour lesdisques dursde 3,5 et 2,5 pouces ainsi que les lecteurs et graveurs de CD/DVD internes de PC de bureau.
LeSerial ATAutilise lecodage 8b/10bpour effectuer des transferts de données, permettant de travailler à des fréquences plus élevées.
Les disques durs natifs enSerial ATAexigent également un connecteur électrique d’alimentation différent, faisant partie de la norme. Le connecteur standard d’alimentation ressemble à celui des données, mais en plus large, ainsi il n’est pas possible de confondre les deux. Une alimentation de 3,3Vest ajoutée par rapport au P-ATA, ce qui porte le total à quinze broches pour assurer trois tensions d’alimentation si nécessaire : 3,3V, 5Vet 12V.
Pendant une période de transition, divers adaptateurs entreParalleletSerial ATAsont prévus pour convertir l'un en l'autre. Pour exécuter la conversion duSerialvers leParallel ATAou vice versa, un pont (oubridge) est utilisé. Il y a une pénalité de performance visible avec cet arrangement, et les testsdu début2003ont montré une réduction de performance de l'ordre de 30-50 %. Cette restriction disparaît quand les contrôleurs et les disques durs supportent leSerial ATAnativement.
Une norme similaire pour leSCSI, leSerial Attached SCSI(SAS), a été ratifiée à la fin de l'année2003. Elle a un certain niveau de compatibilité avec leSerial ATA. Les premiers modèles dedisques dursà la normeSASsont sortis au troisième trimestre2004.
Un élémentSATA I, II ou IIIpeut être branché sur une carte mèreSATA I, II ou III. Le débit obtenu sera alors celui de l'élément le plus lent.Par exemple, un disque durSATA IIIsur une carte mèreSATA IIaura un débit limité par la carte mère à 300Mo/s.
LeSATA-IO(Serial ATA International Organization) a énoncé (début2007) les spécifications 2.6:
La dernière évolution duSerial-ATAdéveloppée par l'organisationSATA-IOs'appelle SATA 6Gbit/set les débits maximum en pratique ont doublé et sont passés à 750Mo/s. En effet, l'arrivée sur le marché desSSDà contrôleursSandForce SF-1200et SF-1500 (atteignant les 250/300Mo/s) saturent leSATA II, et l'annonce des nouveaux contrôleursSandForce SF-20xxprévus pour le2trimestre 2011 (ils atteignent 500Mo/s) rendent cette évolution obligatoire. La nouvelle norme utilise les mêmes câbles et est totalement compatible avec les périphériques et connecteurs plus anciens.
Pour être compatibles avec le SATA III, les cartes mères nécessiteront unsouthbridgeintégrant cette nouvelle version, ou avec l'intégration d'une puce Marvell, comme pour lechipsetP55. Le premiersouthbridgeannoncé est le RD890 d'AMD. La première démonstration publique, organisée parAMDetSeagatea permis d'atteindre des débits de 589Mo/s.
En 2012, une part croissante desSSDsaturent le débit maximal offert que ce soit en lecture ou en écriture. En raison de la démocratisation des SSD, équipant au moins les PCmoyenne gammeen disque système, la norme SATA III tend à devenir obsolète, à peine généralisée. Ainsi, lePCI Expresssemble être le successeur du SATA, au moins pour les SSD.
mSATA(mini SATA) est une adaptation du protocole SATA destinée aux netbooks et ordinateur portables, mais aussi aux appareils utilisant des petits disques durs ouSSD. Le connecteur mini-SATA est plus petit que le SATA mais offre les mêmes performances que ce dernier. Le mini-SATA ressemble fort à une carte mini PCI-Express, il supporte pour les derniers en date (2013) la normeSATA IIIà 6Gbit/s.
Appelé SATAe ou SATAE pour SATA Express.
eSATA(external SATA) est une adaptation du protocole SATA au branchement de périphériques externes. Ses principales caractéristiques sont :
Le port USB, depuis USB 3.0, concurrence sérieusement le port eSATA car il offre des débits comparables voire supérieurs à ce dernier en étant plus ergonomique car incluant les lignes d'alimentations.
Ce port est conçu pour fonctionner à la fois avec le SATA et l'USB. eSATAp est l'abréviation depowered eSATA. Il est également connu sous les noms dePower over eSATA,Power eSATA,eSATA/USB CombooueSATA USB Hybrid Port(EUHP). Un port eSATAp combine les quatre broches du port USB 2.0 (P1 à P4 qui comprend une alimentation 5V) et les sept broches du port eSATA (P5 à P11). Les deux broches d'alimentation de 12V(P12 et P13) qui sont optionnelles (La marque Delock utilise l’appellation eSATApd quand le port fournit aussi du +12V). Elles sont positionnées sur l'extérieur de chaque ergot de la prise.
En général, les ordinateurs portables ne fournissent pas une alimentation de 12Vmais uniquement du 5V; ce qui est en général suffisant pour les lecteurs de 2,5 pouces. Par contre sur les ordinateurs de bureau, quand l'option est incluse, il est possible d'alimenter des dispositifs nécessitant cette tension, comme des disques de 3,5 pouces et des lecteurs de CD/DVD.
Les appareils USB et eSATA peuvent être utilisés avec un port eSATAp, lorsqu'ils sont branchés avec un câble USB ou eSATA, respectivement. Un appareil eSATA ne peut pas être alimenté par un câble eSATAp, mais un câble spécial permet d'utiliser des connecteurs SATA ou eSATA et l'alimentation à partir d'un port eSATAp.
Le débit eSATAp n'est pas nécessairement le même que le SATA, de nombreux boîtiers et docks qui prennent en charge à la fois l'eSATA et l'USB utilisent des puces de pont combo qui peuvent réduire considérablement le débit, et le débit USB est celui de la version USB prise en charge par le port.
L'interfaceMicro-SATAest disponible pour les disques durs 1,8", elle est surtout destinée aux PC ultraportables et tablettes. Le connecteur Micro-SATA ressemble au connecteur SATA standard en plus petit, le connecteur d'alimentation est plus compact (neuf broches au lieu de quinze) et possède un détrompeur situé entre lesbroches 7 et 8. Les taux de transfert théoriques sont de 230Mo/sen lecture et de 180Mo/sen écriture.
Le connecteurM.2, anciennement connu sous le nom deNext Generation Form Factor(NGFF), est une spécification pour les cartes d'extension internes et les connecteurs associés. Il remplace le standard mSATA, qui utilise la disposition et les connecteurs de la carte physiquePCI ExpressMini Card. Les spécifications physiques plus flexibles du M.2 permettent des largeurs et des longueurs de modules différentes et, associées à la disponibilité de fonctionnalités d'interface plus avancées, rendent le M.2 plus adapté que le mSATA pour les applications SSD en général et en particulier pour l'utilisation dans de petits périphériques tels que les ultrabooks ou tablettes.
Le connecteur M.2 possède différentes encoches de détrompage qui indiquent les différentes fonctions et capacités des hôtes et modules M.2, ce qui empêche le branchement des modules M.2 dans des connecteurs hôtes incompatibles avec les fonctions.
Le connecteurU.2(anciennement SFF-8639) équipe certainsSSD PCI Expressutilisant quatre lignesPCIe 3.0. Ce connecteur ne se trouve que sur les équipements professionnels et est en 2019 très peu connu du grand public. Il permet des débits qui vont en théorie jusqu'à 4Go/s.