Blogger templates

I Support the Bring Them Back Campaign

2 Αυγ 2012

Τι είναι PATA, SATA & eSATA;


Δίαυλος επικοινωνίας PATA
Το ΑΤΑ (Advanced Technology Attachment) είναι πρότυπο διεπαφής για τη διασύνδεση εσωτερικών μονάδων αποθήκευσης με τον υπολογιστή. Το πρότυπο ATA έχει να παρουσιάσει μια μακρά ιστορία εξέλιξης, περιλαμβάνοντας την ανάπτυξη της διεπαφής IDE (Integrated Drive Electrσonics) της εταιρίας Western Digital. Έτσι, στην πράξη χρησιμοποιούνται πολλά συνώνυμα για τις διάφορες εκδόσεις και παραλλαγές του ATA, όπως φαίνεται και στον παρακάτω πίνακα. Μάλιστα, μετά την εισαγωγή του προτύπου SATA (Serial ATA) το 2003, το αρχικό ATA μετονομάστηκε αναδρομικά σε PATA (Parallel ATA).
Αν και το ΑΤΑ δημιουργήθηκε αρχικά για τη διασύνδεση σκληρών δίσκων, στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε και για μονάδες CD-ROM, DVD-ROM, tape drives, Zip drives, κ.ά. Για να είναι εφικτή η μετάδοση εντολών όπως "media eject", έγινε εισαγωγή του προτύπου ATAPI (ATΑ Packet Interface), το οποίο θεωρείται πλέον αναπόσπαστο τμήμα του ATA που αφορά στις "speaking ATA" συσκευές, όπως αυτές αποκαλούνται.
NameYearMB/sec 
ATA-119868.3IDE, ATA
ATA-2199416.7EIDE, Fast-IDE, Fast-ATA, Fast-ATA-2, Ultra-ATA
ATA-3199616.7 
ATA/ 
ATAPI-4
199733,3Ultra-ATA/33, UDMA/33
ATA/
ATAPI-5
199866.7*Ultra-ATA/66, UDMA/66, UDMA4, PATA/66
ATA/
ATAPI-6
2000100*Ultra-ATA/100, UDMA/100, UDMA5, PATA/100
ATA/
ATAPI-7
2001133*Ultra-ATA/133, UDMA/133, UDMA6, PATA/133
Η μετάδοση δεδομένων στο ATA γίνεται παράλληλα ανά 16 bit. Στις αρχικές εκδόσεις αναπτύχθηκε ο τύπος μετάδοσης PIO mode (Programmed I/O). Όπως φαίνεται στον επόμενο πίνακα, ο μέγιστος ρυθμός μετάδοσης είναι 16,6 MB/sec (PIO Mode 4). Ένας άλλος τύπος που συνέχισε να εξελίσσεται και στις πιο πρόσφατες εκδόσεις του ATA είναι το DMA mode που υποστηρίζει ρυθμούς έως 133 MB/sec (Ultra DMA Mode 6) (βλ. σχετικό θέμα).
PIO modesMB/sec Ultra DMA modesMB/sec
0
1
2
3
4
3.3
5.2
8.3
11.1
16.6
 0
1
2
3
4
5
6
16.7
25.0
33.3
44.4
66.7
100
133
PATA
PATA
Όπως φαίνεται στις παραπάνω εικόνες, η παροχή ηλεκτρικής ισχύος στη μονάδα γίνεται μέσω ενός καλωδίου που ξεκινά από το τροφοδοτικό του υπολογιστή και καταλήγει σε βύσμα τύπου Molex 4 επαφών, από όπου παρέχονται οι τάσεις 12V, 5V και Gnd.
Για τη διασύνδεση της μονάδας αποθήκευσης με τη μητρική πλακέτα του υπολογιστή χρησιμοποιείται υποδοχή 40 επαφών, ενώ το αντίστοιχο καλώδιο έχει τη μορφή καλωδιοταινίας. Το μέγιστο μήκος του καλωδίου είναι 46 cm, επιτρέποντας έτσι διασυνδέσεις μόνο στο εσωτερικό της κεντρικής μονάδας του υπολογιστή. Το καλώδιο περιλαμβάνει 2 ή 3 βύσματα ώστε να μπορεί να συνδέεται η μητρική πακέτα με 1 ή 2 μονάδες αποθήκευσης αντίστοιχα.
PATA
Αρχικά οι καλωδιοταινίες ΑΤΑ (IDE) αποτελούνταν από 40 γραμμές. Στη συνέχεια, για την επίτευξη υψηλότερων ρυθμών, δημιουργήθηκε μια παραλλαγή η οποία αποτελείται από 80 γραμμές. Οι επιπλέον 40 γραμμές είναι γείωση (Gnd) και προστέθηκαν εναλλάξ ανάμεσα στις ήδη υπάρχουσες για να αντιμετωπίσουν τα φαινόμενα των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών ανάμεσα στις γειτονικές γραμμές. Έτσι, παρόλο που το νέο καλώδιο δεν διαφέρει σε μέγεθος ούτε έχει εμφανώς διαφορετικά βύσματα από το απλό, ωστόσο είναι υποχρεωτικό προκειμένου να επιτευχθούν οι υψηλότεροι ρυθμοί μετάδοσης των εκδόσεων από την PΑΤΑ/66 και μετά. Στο καλώδιο 40-wire όλα τα βύσματα συνήθως είναι μαύρου χρώματος ενώ η καλωδιοταινία είναι γκρι. Στο καλώδιο 80-wire τα βύσματα συνήθως είναι διαφορετικού χρώματος: μπλε για το άκρο της μητρικής πλακέτας, γκρι στη μεσαία θέση και μαύρο για το άλλο άκρο. Επίσης, στο καλώδιο 80-wire οι καλωδιοταινία συνήθως είναι κίτρινη.
Συνήθως στις μητρικές πλακέτες ενσωματώνονταν 2 ελεγκτές IDE (primary και secondary), στον καθένα από τους οποίους μπορούσαν να συνδεθούν μέχρι 2 μονάδες αποθήκευσης τύπου ATA/ATAPI, επομένως μέχρι 4 μονάδες συνολικά. Σήμερα, με τη γενική επικράτηση του SATA, μπορεί σε μία μητρική πλακέτα να υπάρχει μόνο ένας ελεγκτής IDE, ή ακόμα και κανένας.
Στις επόμενες εικόνες φαίνονται διάφοροι τρόποι διασύνδεσης των μονάδων αποθήκευσης. Βέβαια, προτείνεται να μη συνδέονται στην ίδια καλωδιοταινία 2 μονάδες, αν είναι εφικτό, αφού όταν θα πρέπει να μεταφερθούν δεδομένα από τη μία μονάδα στην άλλη τότε η διαδικασία αυτή θα καθυστερεί περισσότερο.
PATA   PATA   PATA
Σύνδεση μονάδων αποθήκευσης σε καλωδιοταινίες ATA (IDE)
Στην περίπτωση που σε μία καλωδιοταινία συνδέονται 2 μονάδες αποθήκευσης, θα πρέπει να καθοριστεί ποια από αυτές θα λειτουργεί ως master (device 0) και ποια ως slave (device 1), μέσω βραχυκυκλωτήρων (jumpers), όπως φαίνεται και στην επόμενη εικόνα.
PATA 
Master (MA ή DS)Για μία μονάδα (single) ή την κύρια μονάδα αποθήκευσης
Slave (SL ή PK)Για τη δευτερεύουσα μονάδα
Cable Select (CS)Ο καθορισμός γίνεται από τη θέση της μονάδας στην καλωδιοταινία (υπό προϋποθέσεις)
Καθορισμός μονάδας master ή slave μέσω βραχυκυκλωτήρα
Να σημειωθεί ότι για να είναι δυνατός ο καθορισμός μιας μονάδας ως master ή slave μέσω της δυνατότητας Cable Select, επειδή σε αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιείται η επαφή CSEL του καλωδίου (pin 28), τότε αυτό θα πρέπει να πληροί μια από τις εξής προϋποθέσεις:
α) Αν πρόκειται για 40-wire καλωδιοταινία τότε θα πρέπει να έχει κοπεί η επαφή CSEL ανάμεσα στα δύο βύσματα στα οποία θα συνδεθούν οι μονάδες αποθήκευσης. Έτσι η μονάδα master θα είναι αυτή που συνδέεται στο μεσαίο βύσμα και η μονάδα slave στο ακραίο βύσμα. Όμως, αν δεν υφίσταται η μονάδα slave τότε θα προκαλούνται ανακλάσεις των ηλεκτρικών σημάτων πάνω στο καλώδιο, ειδικά στους υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης, οπότε αυτή εκδοχή δεν προτείνεται.
β) Αν πρόκειται για 80-wire καλωδιοταινία, επειδή στο μαύρο βύσμα η επαφή CSEL είναι ενωμένη κανονικά ενώ στο γκρι όχι, τότε προκύπτει ότι η μονάδα master θα είναι αυτή που συνδέεται στο μαύρο βύσμα (στο ακραίο) και η μονάδα slave στο γκρι (στο μεσαίο).
Πάντως, αν μέσω των βραχυκυκλωτήρων καθοριστούν σαφώς οι συσκευές master και slave, τότε δεν παίζει ρόλο σε ποιο βύσμα της καλωδιοταινίας θα συνδεθούν.
SATA & PATA cables
Καλώδιο SATA στα αριστερά και PATA (IDE) στα δεξιά
Motherboard SATA & PATA
Μητρική πλακέτα με 2 υποδοχές PATA (IDE) στα αριστερά και 4 υποδοχές SATA δεξιότερα
Δίαυλος επικοινωνίας SATA
Το SATA (Serial ATA) είναι το σύγχρονο πρότυπο για τη διασύνδεση μονάδων αποθήκευσης με τον υπολογιστή. Σήμερα πλέον έχει αντικαταστήσει σχεδόν πλήρως τον παράλληλο δίαυλο PATA. Σε αντίθεση με αυτόν, μεταφέρει τα δεδομένα σειριακά αντί παράλληλα. Αυτό δίνει το πλεονέκτημα των λιγότερων καλωδιώσεων και, κατά συνέπεια, του πιο λιτού σχεδιασμού.
Στον πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζονται οι διάφορες εκδόσεις του SATA. Στην 1η έκδοσή του υποστήριζε ρυθμό μετάδοσης μέχρι 150 MB/sec, ενώ η τελευταία 3η έκδοσή του υποστηρίζει ρυθμό μετάδοσης μέχρι 600 MB/sec. Βέβαια, να σημειωθεί ότι μέχρι πριν λίγα χρόνια οι μηχανικοί σκληροί δίσκοι διαχειρίζονταν δεδομένα με ρυθμούς συνήθως έως 40 με 50 MB/sec, ενώ σήμερα μπορούν να φτάσουν μέχρι και 130 MB/sec, δηλαδή με ταχύτητες που καλύπτονται ακόμα και από τις προδιαγραφές του PATA/133. Όμως, τα υψηλής απόδοσης flash drives που έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται μπορούν να μεταφέρουν δεδομένα με ρυθμούς που φτάνουν τα 200 MB/sec. Επίσης, η ενσωματωμένη μνήμη cache που πολλές μονάδες αποθήκευσης διαθέτουν είναι δυνατό να αυξήσει τους παραπάνω ρυθμούς μετάδοσης, γεγονός που κάνει χρήσιμη την ύπαρξη αυτών των νεότερων εκδόσεων του προτύπου SATA.
NameYearMB/sec 
SATA2003150SATA 1.5 Gb/s, SATA 1, SATA/150
SATA 22004300SATA 3 Gb/s, SATA II, SATA/300
SATA 32009600SATA 6 Gb/s, SATA/600
NameYearMB/sec 
eSATA2004300external SATA 3 Gb/s
SATA deviceSATA Power CableSATA Data Cable
SATA cables
Όπως φαίνεται στις παραπάνω εικόνες, η παροχή ηλεκτρικής ισχύος στη μονάδα γίνεται μέσω ενός καλωδίου που ξεκινά από το τροφοδοτικό του υπολογιστή και καταλήγει σε βύσμα τύπου «L» (L-connector) 15 επαφών, από όπου παρέχονται οι τάσεις 12V, 3.3V, 5V και Gnd. Βέβαια, τον πρώτο καιρό πολλοί κατασκευαστές εφοδίαζαν τις μονάδες και με υποδοχή τύπου Molex (τύπου PATA) ώστε να είναι δυνατή η χρήση των παλιότερων τροφοδοτικών που δεν παρείχαν σύνδεση τροφοδοσίας SATA. Έτσι, συνήθως στις μονάδες δεν γίνεται χρήση της τάσης των 3.3V, γεγονός που επιτρέπει ακόμα και τη χρήση απλών μετατροπέων τροφοδοσίας από PATA σε SATA.
PATA to SATA   PATA to SATA
Μετατροπείς καλωδίων δεδομένων και τροφοδοσίας από PATA σε SATA
Για τη διασύνδεση κάθε μονάδας αποθήκευσης με τη μητρική πλακέτα του υπολογιστή χρησιμοποιείται ξεχωριστό καλώδιο με βύσματα τύπου «L» 7 επαφών και στα δύο άκρα. Το μέγιστο μήκος είναι 1 m. Η ύπαρξη λιγότερων γραμμών, σε αντίθεση με τις παραδοσιακές καλωδιοταινίες των 40 επαφών, επιτρέπει τον καλύτερο αερισμό της κεντρικής μονάδας του υπολογιστή και, παράλληλα, επιτυγχάνει την αποφυγή των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Τα βύσματα που χρησιμοποιεί ο δίαυλος SATA είναι πιο εύχρηστα και, παράλληλα, αποκλείουν τη λανθασμένη τοποθέτησή τους. Για την μεταφορά δεδομένων απαιτείται λιγότερη ενέργεια, χαρακτηριστικό που κάνει τον δίαυλο ιδανικό για τους φορητούς υπολογιστές.
Δίαυλος επικοινωνίας eSATA
external SATAΤο πρότυπο eSATA (external SATA) δημιουργήθηκε το 2004 με σκοπό τη διασύνδεση εξωτερικών μονάδων αποθήκευσης SATA. Το eSATA προδιαγράφει διαφορετικά βύσματα τύπου «Ι» (I-connector), στη θέση των βυσμάτων τύπου «L», ενώ το μέγιστο μήκος του καλωδίου φτάνει τα 2 m. Ο ρυθμός μετάδοσης φτάνει τα 300 MB/sec.
Να σημειωθεί ότι πριν την καθιέρωση του προτύπου eSATA κάποιοι κατασκευαστές εξωτερικών μονάδων αποθήκευσης SATA χρησιμοποίησαν τους εσωτερικούς συνδέσμους του SATA (L-connector), ή ακόμα και βύσματα άλλων προτύπων, όπως του IEEE 1394 Firewire. Έτσι, όλα αυτά τα προϊόντα δεν είναι συμβατά με το eSATA.
SATA & eSATA cables 
eSATA
I-connector (μέγιστο μήκος: 2 m)
SATA
L-connector (μέγιστο μήκος: 1 m)
Βύσματα καλωδίων eSATA και SATA
external SATA
Στο μέσο διακρίνονται 2 θύρες τύπου eSATA

0 σχόλια :

Δημοσίευση σχολίου