SATA Detial Express

Serial ATA（SATA, Serial Advanced Technology Attachment），亦稱序列ATA，是串列SCSI（SAS：Serial Attached SCSI）的孿生兄弟，兩者的排線相容，SATA硬碟可接上SAS介面。它是一種電腦匯流排，主要功能是用作主機板和大量儲存裝置（如硬碟及光碟機）之間的數據傳輸之用。

2000年11月由「Serial ATA Working Group」團體所制定，SATA是已經完全取代舊式PATA（Parallel ATA或稱IDE）的新型硬碟介面，因採用序列方式傳輸資料而得名。在數據傳輸上這一方面，SATA的速度比以往更加快捷，並支援熱插拔，使電腦運作時可以插上或拔除硬體。另一方面，SATA匯流排使用了嵌入式時脈訊號，具備了比以往更強的糾錯能力，能對傳輸指令（不僅是資料）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，提高了資料傳輸的可靠性。不過，SATA和以往最明顯的分別，是用上了較細的排線，有利機箱內部的空氣流通，某程度上增加了整個平台的穩定性。

現時，SATA分別有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gbit/s和SATA 6Gbit/s三種規格。

頻寬速度換算

所謂3Gb/s的演算法，3000MHz的頻率 x 每次發送一個數據 x 80%(8b/10b的編碼) / 8 bits per byte = 300Mbytes/s，同理1.5Gb/s也是這樣可算成150MB/s，也就是一般我們在買硬碟時，有時候會看到SATA 150MB/s / 300MB/s，有時候又會看到SATA 1.5Gb/s / 3Gb/s的緣故。

這與一般的演算法所不同像USB 3.0來說好了，他擁有5GBps的頻寬，以一般來算就是5Gbps/s = 5120Mbps/s = 640MB/s， 所以USB 3.0的頻寬比SATA 3.0的600MB/s 還來的大。

SATA版本頻寬速度
SATA 3.06Gb/s600MB
SATA 2.03Gb/s300MB
SATA 1.01.5Gb/s150MB

[編輯]排線和電源線

SATA排線

傳統的Parallel ATA使用單模信號放大系統「single-end-signal-amplified-system」。在這種系統中，雜訊會隨著正常信號一起傳輸、放大，不易被抑制；在高速時尤其嚴重，為了有效的減少雜訊的干擾，我們只好使用高達5V的電壓來傳送正常訊號，使大電壓的正常訊號蓋過小電壓的雜訊信號。雖然大的電壓可以有效的抑制雜訊，但是大的電壓同時也表示驅動電路的生產成本將因此上升，大電壓更不利於高速傳輸系統的設計和製造，高達5V的傳輸電壓限制了追求高速和低成本的可能性。

和Parallel ATA相比，新的Serial ATA使用了差動信號系統（differential-signal-amplified-system）。這種系統能有效的將雜訊從正常訊號中濾除，良好的雜訊濾除能力使得SATA只要使用低電壓操作即可，和Parallel ATA高達5V的傳輸電壓相比，SATA只要0.5V(500mv) 的峰對峰值電壓即可操作於更高的速度之上。比較正確的說法是：峰對峰值『差模電壓』。

和Parallel ATA的5V驅動電壓相比，0.5V的SATA系統節省電力，其驅動IC的生產成本也較為便宜。

[編輯]進階主機控制器介面

主條目：AHCI

SATA支援進階主機控制器介面（AHCI）功能，可讓SATA儲存裝置啟用進階SATA功能，例如NCQ及熱插拔。

[編輯]SATA 1.5Gb/s

SATA 1.5Gb/s為第一代SATA介面，坊間的非官方名稱為SATA-1[1]，傳輸速度為1.5Gbit/s。

[編輯]SATA 3Gb/s

SATA 3Gb/s在2004年正式推出，坊間的非官方名稱為SATA-2（SATA-II），符合ATA-7規範，傳輸速度可達3.0Gbit/s。這顯示SATA的速度提升是以幾何級數增長，這點和PATA的一級級算術級數增長是不同的。

SATA 3Gb/s比SATA 1.5Gb/s進步的地方在於：

1. 3.0Gb/s的高傳輸速度

2. 支援真正的SATA指令排序（NCQ）

3. SATA 3Gb/s資料線長度最多2m。 SATA 1.5Gb/s只是1m，PATA更短到50cm

4. 全新的圍擋式介面更穩固。

[編輯]SATA 6Gb/s

SATA 6Gb/s官方標誌

SATA 6Gb/s 在2009年年5月26日SATA-IO 完成 SATA 3.0 最終規格發布，比上一代提升一倍速率至6Gb/s，此外增加多項新技術，包涵新增 NCQ 指令以改良傳輸技術，並減低傳輸時所需耗電量。

依據 Serial ATA Revison 3.0 規格白皮書，AHCI底下改善了(NCQ)序列指令NCQ 的指令數目、NCQ的指令優先權及演算法SATA 3.0亦會增加，包括為即時性的資源提供優先處理，主要用於影像及音像傳輸方面。此外 SATA 3.0 同時會為正被系統處理中的資源作優先安排，大大提升了系統的執行效率。

為了降低耗電SATA 3.0 採用全新INCITS ATA8-ACS標準，不但可相容舊有的 SATA 裝置、改良傳輸訊號技術，亦大幅減低了 SATA2.0傳輸時所需功耗。

針對筆記型電腦(NB)市場對體積的需求，SATA 3.0提供了較一般SATA2.0介面細小的LIF介面(Low Insertion Force Connector) ，專門針對 1.8 吋的儲存裝置，包括僅厚 7mm 光碟機。

[編輯]eSATA

eSATA 官方標誌

External Serial ATA的略稱，是為面向外接驅動器而制定的Serial ATA 1.0a的擴充功能規格。雖然規模比較小，但已經有相對應的產品在市面流通。

  • 為了防止誤接，eSATA的介面形狀與SATA的介面形狀是不一樣的。
  • 連線線的最大長度為2m。
  • 支援熱插拔。
  • 傳輸速度可以達到現在主流的USB2.0的傳輸速度的2倍以上。
  • 提高接頭的插拔耐用度。

[編輯]eSATA與其他規格的比較

名稱↓頻寬 (Mbit/s)↓速度 (MB/s)↓接線最大長度 (m)↓電源供應↓每頻道最多可接設備↓
eSATA30003002 with eSATA HBA (1 with passive adapter)否 [2]1（15 with port multiplier）
串列SCSI30003758否4
SATA 6.0Gb/s6000600
SATA 3.0Gb/s30003002否1（15 with port multiplier）
SATA 1.5Gb/s15001501否1 per line
PATA 13310641330.46（18 英寸）否2
FireWire32003144393100; alternate cables available for 100 m+15 W, 12–25 V63 (with hub)
FireWire 80078698.25100[3]15 W, 12–25 V63 (with hub)
FireWire 40039349.134.5[3][4]15 W, 12–25 V63 (with hub)
USB 3.05120640
USB 2.0480605[5]2.5 W, 5 V127 (with hub)
USB 1.1121.5
USB 1.01.50.1875
Ultra-320SCSI256032012否15 (plus the HBA)
Fiber Channel
透過銅線		400040012否126
（16777216 withswitches）
Fiber Channel
透過光纖		1052020002–50000否126
（16777216 withswitches）
Infiniband
12X Quad-rate		120000120005 （銅線）[6][7]

<10000 （光纖）

否1 with Point to point
Many with switched fabric

[編輯]參見

[編輯]參考資料

  1. ^ SATA Naming Guidelines. SATA-IO [2008-12-24].
  2. ^ SATA-IO states power will be added by 2009
  3. ^ 3.0 3.1 FireWire Developer Note: FireWire Concepts. Apple Developer Connection.
  4. ^ 16 cables can be daisy chained up to 72 m
  5. ^ USB hubs can be daisy chained up to 25 m
  6. ^ Minich, Makia. Infiniband Based Cable Comparison (PDF). 2007-06-25 [2008-02-11].
  7. ^ Feldman, Michael. Optical Cables Light Up InfiniBand. HPCwire. Tabor Publications & Events. 2007-07-17: (1) [2008-02-11].

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