Was ist der Unterschied zwischen SATA und seriell?

Serial-ATA heißt übersetzt: „Serial Advanced Technology Attachement“, kurz SATA oder S-ATA. Dahinter verbirgt sich ein Schnittstellen-Standard. Die Schnittstelle ist für den Datentransfer zwischen Computersystemen und Festplatten sowie Wechselspeicher-Laufwerken verantwortlich. SATA ist eine Weiterentwicklung des Vorgängerstandards ATA. Der Unterschied besteht darin, dass SATA die Daten nicht parallel, sondern seriell überträgt – Bit für Bit. Mittlerweile gibt es verschiedene Versionen der SATA-Schnittstelle, die jeweils unterschiedliche Datenraten aufweisen.

Inhaltsverzeichnis

• Kurzdefinition
• Allgemeine Informationen über SATA
• Geschichte und Entwicklung von SATA
• Anwendungsmöglichkeiten

sata-teaser

Allgemeine Informationen über SATA

Unterschiede zu ATA und Vorzüge

Der größte Unterschied ergibt sich aus der Art der Datenübertragung. Serial-ATA arbeitet im Vergleich zum Vorgänger mit einer seriellen Punkt-zu-Punkt-Verbindung. Daraus resultieren höhere Übertragungsraten und ein vereinfachtes Kabelmanagement. Die SATA-Kabel sind dünner und flexibler als die breiten, sperrigen ATA-Flachbandkabel. Außerdem ermöglichen sie eine bessere Kabelführung im Rechnergehäuse, da ein SATA-Kabel bis zu einem Meter lang sein kann. SATA kommt mit nur sieben physischen Leitungen aus, wohingegen ATA 40 Leitungen benötigt. Auf diese Weise sorgen selbst höhere Taktfrequenzen nicht für das Übersprechen von Signalen oder eine elektromagnetische Störung. Ein weiterer Vorteil ist die Signalspannung, welche bei SATA nur 250 Millivolt beträgt. Im Vergleich dazu: ATA weist eine Spannung von fünf Volt auf.

Ausführungen von Serial-ATA

Hinsichtlich der zu übertragenden Befehle, Register und Daten agiert SATA ebenso wie der ATA-Standard. Die parallelen Daten werden in Echtzeit in serielle Datenströme konvertiert. Als Codierung wird eine 8B/10B-Codierung angewandt. Für eine Information von einem Byte werden zehn einzelne Bits genutzt. Die beiden zusätzlichen Bits erhöhen einerseits die Häufigkeit des Signal-Flankenwechsels, andererseits vermindern sie jedoch den Datendurchsatz. Sowohl die Sende- als auch die Empfangssignale werden als differenzielle Signale gegenphasig auf verschiedene Leitungen übertragen. So wird die Störanfälligkeit minimiert, da sich Störungen auf beide Leitungen verteilen und aufgrund der Differenzbildung entfernt werden.

Ausführungen von Serial-ATA

• • Serial-ATA 1,5 Gbit/s

Die Datenrate der Schnittelle beträgt 1,5 Gigabit pro Sekunde. Daraus resultiert ein Datendurchsatz von bis zu 150 Megabyte pro Sekunde. Serial-ATA 1,5 ist die erste SATA-Version.

• • Serial-ATA 3 Gbit/s

Diese SATA-Version wurde 2005 vorgestellt. Im Vergleich zu Serial-ATA 1,5 wurde die Datenrate dieser Schnittstelle um das Doppelte erhöht – auf 3 Gigabit pro Sekunde. Daraus ergibt sich ebenso eine verdoppelte Datentransferrate von 300 Megabyte pro Sekunde. Umgangssprachlich wird diese Ausführung als SATA 2 oder SATA II bezeichnet. Laut der SATA-IO (Serial-ATA International Organization) dürfen diese Bezeichnungen nicht mehr verwendet werden.

• • Serial-ATA 6 Gbit/s

Auch diese SATA-Version darf gemäß der SATA-IO nicht mehr SATA III oder SATA 3.0 genannt werden. SATA 6 Gbit/s wurde 2009 vorgestellt. Sie zeichnet sich durch eine Datenübertragungsrate von 6 Gigabit pro Sekunde aus. In der Theorie kann die Ausführung 750 MG/s übertragen. Durch die 8B/10B-Codierung relativiert sich der Wert jedoch auf 600 Megabyte pro Sekunde.

SATA ist jedoch abwärtskompatibel. Es können also auch Geräte mit einem älteren SATA-Standard angeschlossen werden. Dadurch sinkt allerdings auch die Datenrate entsprechend der Festplatten-Leistung.

Es gibt zudem eine Schnittstelle für die Anbindung externer Geräte – external SATA (eSATA). Weitere Varianten sind: mini-SATA, micro-SATA sowie SATA für 2,5-Zoll-Festplatten mit einer Bauhöhe von 5 Millimetern. Mini-SATA ist eine kleinere SATA-Karte, die für Solid-State-Drives vorgesehen ist. Sie läuft auf dem Mini-PCI-Express und ist somit bestens für den Einsatz in Notebooks und Netbooks geeignet.

Geschichte und Entwicklung

Der Schnittstellen-Standard wurde im Jahr 2000 von Intel® als Nachfolger des ATA-Standards entwickelt. Ein Jahr später wurde die erste Version des Standards vorgestellt. Die ersten Controller und Festplatten gab es bereits Anfang 2003. Bis sich der Schnittstellen-Standard auf dem Markt etabliert hatte, verging ein weiteres Jahr. Mit 150 Mbyte/s knüpfte SATA direkt an die parallel arbeitende ATA-Schnittstelle mit 133 Mbyte/s an. Im Bereich der Festplatten wurde SATA recht schnell zum Standard. Ganz im Gegensatz zu den optischen Laufwerken wie CD-ROM und DVD. Für diese Laufwerke wurde SATA erst relevant, als Intel® bei seinen Chipsätzen auf die ATA-Schnittstelle verzichtete.

Der Datendurchsatz der SATA 6G-Schnittstelle wurde bereits auf 600 Mbyte/s erhöht. Das ist jedoch für Datenspeicher mit Flash-Memory (SSDs) noch nicht schnell genug. Um Datenmengen bis über 1.000 Mbyte/s lesen und schreiben zu können, wurde eine Schnittstelle benötigt, die dazu auch in der Lage ist. Für eine solche SSD bieten sich der SATA-Nachfolger SATA Express (SATAe) oder der PCI Express (PCIe) als Schnittstelle für Massenspeicher an.

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