Какие бывают разъемы жестких дисков? Скорость жёсткого диска (IDE, SATA1,2,3)

Обзор интерфейсов жестких дисков

ATA (Advanced Technology Attachment)

ATA/PATA - параллельный интерфейс для подключения жестких дисков и оптических приводов, созданный во второй половине 80-х годов прошлого века. После появления последовательного интерфейса SATA получил наименование PATA (параллельный ATA). Стандарт непрерывно развивался, и последняя его версия - Ultra ATA/133 - обладает теоретической скоростью передачи данных около 133 Мб/с. Однако жесткие диски PATA, рассчитанные на массовый рынок, достигли только скорости 66 Мб/с. Данный способ передачи данных уже устарел, однако на современных материнских платах все равно устанавливают один разъем PATA.

На один разъем PATA можно подключить два устройства (жесткие диски и/или оптические приводы). При этом может возникнуть конфликт устройств. «Разводить» ATA-устройства приходится вручную с помощью установки на них переключателей (джамперов). При правильной установке джамперов компьютер сможет понять, какое из устройств ведущее (master), а какое ведомое (slave).

PATA использует 40-проводные или 80-проводные интерфейсные кабели, длина которых по стандартам не должна превышать 46 см. Чем больше в системном блоке устройств ATA, тем сложнее обеспечить их оптимальное взаимодействие. Кроме того, широкие шлейфы препятствуют нормальной циркуляции воздуха в корпусе. Вдобавок их достаточно легко повредить при подключении или отключении кабеля.

SATA (Serial ATA)

SATA - последовательный интерфейс для подключения накопителей данных. Пришел на смену PATA в начале 2000-х годов. В настоящее время безраздельно властвует на большинстве персональных компьютеров. Первая версия SATA revision 1.x (SATA/150) обладала теоретической скоростью передачи данных до 150 Мб/с, последняя - SATA rev. 3.0 (SATA/600) - обеспечивает пропускную способность до 600 Мб/с. Впрочем, скорость эта пока не востребована, так как средняя скорость самых быстрых моделей для массового рынка колеблется в районе 150 Мб/с. Тем не менее в среднем SATA-диски в два раза быстрее своих предшественников.

Три версии последовательного интерфейса часто обозначают как SATA I/SATA II/SATA III, что, по мнению разработчиков, неправильно. В теории разные версии интерфейса обладают обратной совместимостью. То есть SATA rev. 2.x можно подключить к материнской плате с разъемом SATA rev. 1.x. Несмотря на то что разъемы взаимозаменяемы, в реальности разные модели материнских плат с разными моделями жестких дисков могут взаимодействовать по-разному.

В SATA, в отличие от PATA, используется 7-контактный интерфейсный кабель с максимальной длиной 1 метр и с небольшой площадью сечения (то есть он гораздо уже кабеля PATA). Также его гораздо сложнее повредить и легче подключать или отключать. Для обладателей старых компьютеров и винчестеров существуют переходники с SATA на PATA и обратно. «Горячая замена» дисков не поддерживается - при включенном системном блоке нельзя отсоединять и присоединять диски SATA (PATA, впрочем, тоже).

Подключение шлейфов к винчестерам:
PATA (сверху; широкий серый) и SATA (снизу; узкий красный)

eSATA (External SATA)

Интерфейс для подключения внешних накопителей. Создан в 2004 году. Поддерживает режим «горячей замены», для чего необходима активация в BIOS режима AHCI. Разъемы SATA и eSATA не совместимы. Длина кабеля увеличена до 2 метров. Также разработан разъем Power eSATA, который позволяет объединить интерфейсный кабель и кабель питания.

FireWire (IEEE 1394)

Последовательный высокоскоростной интерфейс для подключения к ПК различных устройств и создания компьютерной сети. Стандарт IEEE 1394 был принят в 1995 году. С тех пор были разработаны несколько вариантов интерфейсов с различной пропускной способностью (FireWire 800 до 80 Мб/с и FireWire 1600 до 160 Мб/с) и различной конфигурацией разъемов. В FireWire существует возможность «горячего подключения», кроме того, не нужен отдельный кабель для питания.

Впервые начал использоваться для захвата фильмов с видеокамер стандарта MiniDV. Чаще применяется для подключения различных мультимедийных устройств, реже - для подключения жестких дисков и массивов RAID. Одно время FireWire планировался на роль замены для ATA.

SCSI (Small Computer System Interface)

Параллельный интерфейс для подключения различных устройств (от жестких дисков и оптических приводов до сканеров и принтеров). Стандартизирован в 1986 году и с тех пор непрерывно развивался. Версия интерфейса Ultra-320 SCSI обладает пропускной способностью до 320 Мб/с. Для подключения устройств используется 50- и 68-контактный кабель. В последних версиях SCSI используется 80-контактный разъем и поддерживается «горячая замена».

Этот интерфейс почти незнаком массовому пользователю из-за высокой стоимости SCSI-дисков. Вследствие этого большинство материнских плат выпускаются без встроенного контроллера. Обычная сфера применения SCSI-дисков - серверы, высокопроизводительные рабочие станции, RAID-массивы. Постепенно уходит в прошлое, так как вытесняется интерфейсом SAS.

SAS (Serial Attached SCSI)

Последовательный интерфейс, пришедший на смену SCSI. Технически более совершенен и более быстр (до 600 Мб/с). Существует несколько различных вариантов разъемов SAS. Интерфейс SCSI использует общую шину, поэтому с контроллером одновременно может работать только одно устройство. SAS за счет реализации выделенных каналов лишен этого недостатка. Обратно совместим с интерфейсом SATA (к нему можно подключить SATA rev. 2.x и SATA rev. 3.x, но не наоборот). В отличие от SATA более надежен, но стоит существенно дороже и потребляет больше энергии. В отличие от SCSI имеет разъемы меньшего размера, что позволяет использовать накопители типоразмера 2,5 дюйма.

USB (Universal Serial Bus)

Последовательный интерфейс для передачи данных различных устройств. По одной шине передаются данные и питание. Поддерживается «горячая замена». USB-устройства могут не иметь собственного источника питания: максимальная сила тока - 500 мА для USB 2.0 и 900 мА для USB 3.0. На практике это означает, что внешние жесткие диски типоразмера 1,8 и 2,5 дюйма получают питание по USB-кабелю. 3,5-дюймовые внешние диски уже требуют отдельного блока питания. Несмотря на то что внешний диск подключается через разъем USB и позиционируется как «жесткий диск USB HDD», внутри устройства находятся обычный винчестер SATA и специальный контроллер SATA-USB.

USB чрезвычайно распространен. Наиболее распространена версия USB 2.0. В ближайшие годы стандартом станет USB 3.0, но пока на рынке не так много устройств USB 3.0 и материнских плат с соответствующей поддержкой. Скорость обмена данными по сравнению с USB 2.0 возросла в 10 раз до 4,8 Гбит/с. Реальная скорость USB 3.0, как показывают тесты, - до 380 Мб/с.

Новый интерфейс использует новые кабели: USB Тип А и USB Тип B. Первый совместим с USB 2.0 Тип А.

Thunderbolt (ранее известный как Light Peak)

Перспективный интерфейс для подключения периферийных устройств к ПК. Разработан фирмой Intel для замены интерфейсов, таких как USB, SCSI, SATA и FireWire. В мае 2010 года был продемонстрирован первый компьютер с Light Peak, а с февраля этого года к поддержке интерфейса присоединилась Apple.

Скорость передачи данных до 10 Гбит/с (в 20 раз быстрее USB 2.0), максимальная длина кабеля 3 метра. Возможны одновременное соединение со множеством устройств, поддержка разных протоколов, «горячее» подключение устройств.

Несмотря на отличные показатели скорости передачи данных, пока неизвестно, станет ли интерфейс Thunderbolt стандартом на массовых ПК.

Слева направо: кабели USB 2.0, USB 3.0, Thunderbolt

Сетевые интерфейсы

В последние годы набирают популярность сетевые системы хранения данных. По сути, это отдельный мини-компьютер, выполняющий роль хранилища данных. Называется NAS (англ. Network Attached Storage). Подключается через сетевой кабель, настраивается и управляется с другого ПК через браузер. Некоторые NAS оснащаются дополнительными сервисами (фотогалерея, медиацентр, BitTorrent- и eMule-клиенты, почтовый сервер и т. п.). Покупается для дома в тех случаях, когда необходимо большое дисковое пространство, которым пользуются многие члены семьи (фотографии, видео, аудио). Передача данных от сетевых хранилищ к другим компьютерам сети происходит по кабелю (обычно стандартная гигабитная сеть Ethernet) либо с помощью Wi-Fi.

Резюме

Итак, если вы среднестатистический пользователь компьютера, то ваш выбор - внутренний диск SATA rev 2.x либо SATA rev 3.x. Разницы в скорости между ними практически нет. PATA уже не продаются и устарели, SCSI и SAS - слишком дороги. Если в вашем доме несколько компьютеров и используются общие ресурсы, то пора подумать о покупке сетевого файлового хранилища.

При покупке жёсткого диска могут возникнуть различные неясности, относительно каких-либо параметров. Довольно часто пользователи путаются в интерфейсах жёстких дисков, хотя основных интерфейсов, по сути, всего лишь два – IDE и SATA.

В данной статье мы постараемся основательно разобраться с этим немаловажным параметром, а также подробно рассмотрим каждый из наиболее популярных интерфейсов. Также, не оставим без внимания морально и физически устаревший, на текущий 2014 год, интерфейс IDE, дабы похоронить его окончательно.

Итак, для начала нужно разобраться с понятием интерфейса, именно в контексте жестких дисков. Интерфейс – это средство взаимодействия, в случае HDD, состоящее из сигнальных линий, контроллера интерфейса и специального протокола (набора правил). Как известно один конец кабеля интерфейса (будь-то IDE или SATA), мы вставляем в разъем на HDD, а другой конец – в разъём на материнской плате.

Теперь давайте пройдёмся по каждому из наиболее популярных интерфейсов, но начнём с более старого, который уже достаточно давно вышел из массового потребления, но всё ещё присутствует в ряде устаревших систем.

Интерфейс IDE (ATA)

IDE - Integrated Drive Electronics (электроника, которая встроена в привод). Его ещё называют PATA.

Как уже упоминалось выше, данный интерфейс очень устарел. Разработан он был ещё в далёком 1986 году. Много говорить относительно данного интерфейса и его спецификаций мы не будем. Констатируем тот факт, что обладает он довольно низкой скоростью передачи данных по сравнению с SATA . Применяется IDE лишь в очень старых системах, материнские платы которых, не поддерживают интерфейс SATA, либо в том случае, когда в наличии имеется IDE-диск. На рис.1 изображен шлейф IDE, а соответствующий ему разъём на материнской плате на (рис. 2).

Рис.1

Рис.2

При покупке нового жёсткого диска, нужно ознакомиться с интерфейсами, которые поддерживает Ваша материнская плата (выбор материнской платы ). Новейшие материнские платы, зачастую выпускают без разъёмов IDE, но ещё можно найти достаточно много моделей, которые поддерживают как IDE, так и SATA-интерфейсы. Опять же, при наличии SATA-интерфейса, лучше приобрести соответствующий диск с этим интерфейсом, чем возвращаться в прошлое и покупать IDE-диск (в случае с материнскими платами, которые поддерживают оба стандарта).

Интерфейсы SATA, SATA 2(II), SATA 3 (III)

В 2002 году появились первые жёсткие диски, с прогрессивным, на то время, интерфейсом SATA . Максимальная скорость передачи данных которого, составляла 150 Мбайт/c.

Если говорить о преимуществах, то первое что бросается в глаза – это замена 80-жильного шлейфа (рис.1), на семижильный кабель SATA (рис.3), который намного устойчивее к помехам, что позволило увеличить стандартную длину кабеля с 46 см до 1м. Также, были разработаны соответствующие разъёмы SATA (рис.4), которые в несколько раз компактнее, нежели разъёмы предшествующего стандарта IDE. Это позволило разместить на материнской плате больше разъёмов, теперь на новых материнских платах можно встретить более 6 разъёмов SATA, против традиционных 2-3 IDE, в старых материнских платах ориентированных на данный стандарт.

Рис.3

Рис.4

Далее, появился стандарт SATA ІІ, скорость передачи данных докатилась до 300 Мбайт/c. Данный стандарт заимел множество преимуществ, среди них: технология Native Command Queuing (именно она позволила достичь скорости 300Мбайт/с), горячее подключение дисков, выполнение нескольких команд одной транзакцией и другие.

Ну, а в 2009 году на свет был представлен интерфейс SATA 3 . Данным стандартом предусмотрена передача данных со скоростью 600 Мбайт/c (для жёстких дисков «ой» как избыточно).

В актив улучшений интерфейса можно дописать более эффективное управление питанием и, конечно же, повышение скорости.

Следует отметить, что SATA, SATA II и SATA III, полностью совместимы , что очень практично, в силу множества апгрейдов различных компонентов системы. Также, хотелось бы обратить внимание на тот факт, что интерфейс SATA используют SSD –диски и DVD/СD-приводы. Именно для быстрых SSD-дисков, будут очень к стати, высокие скорости SATA-интерфейса.

В виде небольшого итога данной статьи, ещё раз скажу, что при выборе жёсткого диска (конкретно интерфейса), необходимо обратить внимание на то, какой из стандартов поддерживает Ваша материнская плата. В свете современных тенденций – это, скорее всего, будет какой-либо из стандартов SATA. А для старых материнских плат и жёстких дисков всегда остается стандарт IDE.

Теперь, сомнения по поводу того, какой же интерфейс выбрать: IDE или SATA, должны исчезнуть. Удачи!

P.S. Мы рассмотрели наиболее популярные интерфейсы, более специфических существует большое множество. К примеру, съёмные жёсткие диски используют стандарт eSATA и т.д.

Каждый пользователь хочет, чтобы его компьютер работал быстро и без ошибок. Конечно, это зависит от многих аспектов: количество оперативной памяти, количество памяти на системном диске, операционная система, количество ядер и разрядность процессора. Но, даже если ваш компьютер составлен из самых новых элементов, он не сможет быстро передавать информацию между накопительными устройствами без скоростной шины данных. Именно от нее зависит количество и скорость передачи информации. Ниже мы рассмотрим всем известный интерфейс SATA и сравним две различные спецификации: SATA 1.0 и SATA 2.0.

Описание

Интерфейс SATA обеспечивает последовательную передачу данных между информационными накопителями. SATA была создана после развития параллельного интерфейса ATA, его еще называют IDE. После создания и тестирования интерфейс SATA отметился хорошими показателями. Это касалось не только передачи данных, но и нового 7 — ми контактного разъема который пришел на смену своему старшему брату 40 — ка разъемном ATA или PATA. Это значительно повлияло на физические показатели.

Уменьшив разъем разработчики соответственно уменьшили и коннектор. Это тоже большой плюс, ведь площадь, которую занимал коннектор предыдущей версии шины, уменьшили минимум в 3 раза. Это позволило лучше охлаждать коннектор и разместить большое их количество на материнской плате. В свою очередь, это позволило создавать подключения многих накопителей отдельно.

SATA отказался от версии подключения PATA (два устройства на один шлейф) и это еще один большой плюс, ведь в таком случае, каждое устройство подключается отдельным кабелем, что забирает проблему задержек, из-за подключения двух устройств и при поломке одного из устройств или неисправность кабеля (что маловероятно), вы не потеряете возможность работы с другим устройством. Во время сборки или разборки вам легко отсоединять разъем от коннектора, что обеспечивает устойчивость к многократным подключениям. Отсутствует конфликт Slave / Master. Кабель этого интерфейса занимает малое пространство, что соответственно дает возможность лучшего охлаждения других устройств компьютера.

Разъем интерфейса SATA подает 3 различные напряжения питания: + 12В, + 5В, + 3,3В хотя новые устройства могут работать без подачи напряжения + 3,3В. На этом разработчики не перестают нас удивлять. Данный интерфейс имеет возможность похвастаться наличием горячего подключения, что способно обезопасить пользователя от частых поломок. Не все знают, что нельзя отключать электронные устройства при включенным компьютером.

Разъемы

Устройства данного интерфейса используют два разъема подключения: 7 — контактный для подключения шины данных и 15 — контактный для подключения питания. Но, стандарт SATA позволяет выбрать два разных подключения питания: 15 — контактный или 4 — контактный разъем Molex. Обратите внимание на то, что при использовании двух различных типов силовых разъемов, возможны определенного рода повреждения.

В интерфейсе SATA присутствуют два канала передачи данных. Первый от контроллера к устройству, второй от устройства к контроллеру. С помощью технологии LVDS, передача данных происходит по каждой паре проводов экранированной витой пары.

Инженеры SATA не перестают удивлять новыми разработками и по этому, в настоящее время, существует 13 — контактный разъем. Сейчас его используют в портативных и мобильных устройствах, а также серверах.

Чем отличаются SATA 1.0 и SATA 2.0

Данный интерфейс быстро развивался и каждый параметр совершенствовался пошагово. Разница между SATA 1.0 и SATA 2.0 содержится почти в каждом параметре, начиная с главного — частоты и т.д.

1. Частота SATA 1.0: 1,5 ГГц, а частота SATA 2.0: 3 ГГц.
2. Пропускная способность SATA 1.0: 1,2 Гбит / с, а пропускная способность SATA 2.0: 3 Гбит / с.

Как вы видите, системной разницы параметров — не очень много. Но, именно усовершенствования значительно влияет на работу компьютера.

Что общего у SATA 1.0 и SATA 2.0

Общего у них гораздо больше, чем разного и в этом случае много спорных вопросов и предложений по поводу плюсов и минусов.

Система кодирования SATA 1.0 и SATA 2.0: 8b / 10b. Хотя система кодирования одинакова, SATA 1.0 теряет 20% производительности . Физически интерфейсы одинаковые, что позволяет осуществлять подключение различных разъемов и коннекторов SATA. Они совместимы при подключении. SATA 2.0 совместим с SATA 1.0, но при таком подключении, теряется скорость передачи информации через скоростные ограничения порта.

SATA – это интерфейс использующийся для связи между материнской платой и HDD. Технология основывается на протоколе правил, который определяет, как будут передаваться биты в контроллере, который осуществляет передачу и сигнальные линии на кабеле. Интерфейс является последовательным, а это значит, что данные передаются бит за битом.

Разработка технологии началась ещё в 2000 г., лучшими компаниями в IT-сфере. В материнские платы разъём начал интегрироваться в 2003 г.

SATA – переводится как последовательное применение новейших технологий. Расшифровывается как Serial Advanced Technology Attachment. Ключевым тут является слово Serial, что означает «последовательное», чем соответственно и отличается интерфейс от своего предшественника PATA.

IDE (он же PATA) использует параллельную передачу данных , чем сильно уступает по скорости более новому интерфейсу. К тому же IDE использует 40-контактный кабель, чем затрудняет циркуляцию воздуха внутри ПК и способствует росту температуры.

Кабеля и разъемы

Для подключения жесткого диска с помощью Serial ATA потребуется два кабеля .

Первый кабель служит для передачи данных и имеет 7 контактов. Второй же SATA кабель является питанием и подключается непосредственно к блоку питания через 4-х контактный MOLEX-разъём. Напряжение, которое проходит через кабель питания равняется 3, 3,5 и 12 В, при этом сила тока 4,5 А.

Чтобы не создавать резких скачков в переходе с одного интерфейса на другой, в плане питания, на многих HDD присутствуют старый 4-х контактный разъём.

Более новые HDD используют уже только 15-контактный SATA разъём.

Кабель SATA

Кабель питания

Интерфейс SATA и IDE

Разновидности САТА

С момента выхода (2003 г.) разработка технологии не стояла на месте и выпускались всё более быстрые и стабильные версии. На данный момент существует 6 основных версий, которые широко популярны и востребованы.

Sata

Первую модель, в данный момент встретить в ПК достаточно сложно. Работает на частоте 1.5 ГГц и имеет пропускную способность в 150 Мб/с , что не сильно превышает пропускную способность Ultra ATA. Основным преимуществом перед прошлым интерфейсом является последовательная шина, которая обеспечивает большую скорость передачи данных.

Sata 2

SATA 2 вышла на следующий год после выхода первой версии. Частота шины стала 3 ГГц , а пропускная способность 300 Мб/с . Использовала чипсет от NVIDIA с названием nForce 4. Визуально выглядит, как и первая версия.

Sata 3

Первая вариация 3 версии появилась в 2008 году. Скорость передачи данных 600 Мб/с .

В версии 3.1 была улучшена работа с SSD, снижено общее энергопотребление для системы, в которую входят несколько устройств.

Версия 3.2 имеет отличительную особенность — это слияние в PCI Express и Serial ATA названное как SATA Express. Основным является PCI, но программно по-прежнему совместим с Serial ATA. Имеет пропускную способность в 1969 Мб/с .

Esata

Данная технология используется для подключения внешних устройств, использующих функцию «Hot Swap ». Разъёмы были изменены и теперь несовместимы с стандартным Serial ATA хотя сигнально они идентичны. Также разъёмы стали более прочными, что позволяет сделать больше число подключений/отключений устройств до выхода из строя. Используются два кабеля, один для передачи данных, другой для питания.

Разъем Esata

Отличие Esata и SATA

Power eSATA

Power eSATA (eSATAp) – специально разработан для того, чтобы избавится от двух кабелей требуемых при подключении. Данный интерфейс по одному кабелю передаёт данные и питание, чем упрощает использование.

Msata

Интерфейс, который используется в нетбуках и ультрабуках, заменяя собой более громоздкий разъём предшественника. Пропускная способность 6 Гбит/с .

SAS

Интерфейс подключения по физическому каналу, аналогу Serial ATA, устройств, которые управляются с помощью набора команд SCSI. Тем самым появляется возможность подключать любые устройства , которые в управлении используют набор команда SCSI, этому так же способствует обратная совместимость с Serial ATA. Если сравнивать два эти интерфейса, то топология SAS находится на более развитом уровне, что позволяет подключить по двум или более каналам параллельно одно устройство. Первые ревизии SAS и Serial ATA 2 значились как синонимы, но со временем создатели решили, что использование SCSI в ПК нецелесообразно и разделили их.

Что такое

Это технология совмещения PCI Express и SATA. На материнской плате выглядит как два рядом расположенных порта SATA, что позволяет подключить как устройства использующие прошлые интерфейсы так и более новый. Пропускная способность 8 Гб/с при подключении одного разъёма и 16 Гб/с при подключении сразу двух разъёмов.

Разъемы Sata Express

Кабель Sata Express

Отличия и совместимость

Все версии обратно совместимы между собой. Т.е. при наличии Serial ATA 3 пользователь без труда сможет подключить устройство использующее версию 2. И так со всеми версиями.

Пропускная способность у 3 версии вдвое выше чем у 2 и составляет 6 Гбит/с . По сравнению с предыдущей было улучшено управление питанием .

Распиновка

Распиновка кабеля питания Serial ATA:

Распиновка кабеля подключения :

Как узнать какой SATA на материнской плате

Узнать какой разъём Serial ATA установлен на материнской плате пользователь может в несколько способов. Для владельцев стационарных ПК первый способ будет наиболее актуальный.

Нужно снять боковую крышку системного блока, чтобы добраться до материнской платы. Если у вас ноутбук придётся производит полную разборку. Делать это неопытному пользователю не рекомендуется. После того, как добрались до материнской платы следует найти разъём с надписью SATA или же можно просто отследить кабель, который идёт от HDD в материнскую плату. Возле этого разъёма на материнке и будет написано SATA. 6 Гб/с – это третья ревизия, а 3 Гб/с — это вторая.

Если же нет возможности разобрать, а разъём Serial ATA узнать нужно, можно воспользоваться программами. Нужно скачать программу HWiNFO , установить её и открыть.

В главном окне выбрать Bus – Pci Bus и посмотреть в правой части окна какие порты Serial ATA присутствуют на материнской плате.

2 года назад