Serial ATA یا به عبارت ساده تر SATA، استاندارد جدیدی از رابط (درگاه اتصال - اینترفیس ) بین دیسک های سخت و مادربرد به شمار می رود که برای جایگزین شدن با نسل قبلی خود Parallel ATA (که به اختصار ATA یا IDE نامیده می شود) معرفی گردیده است. سرعت انتقال اطلاعات در اینترفیس SATA و نوع جدید تر آن SATA II به ترتیب 150 و 300 مگابایت در ثانیه، در برابر حداکثر 133 مگابایت در اینترفیس قدیمی تر ATA می باشد.اما با وجود گذشت بیش از دو سال از ورود تکنولوژی Serial ATA به عرصه سخت افزار ، همچنان بسیاری از کاربران از تفاوت ها و مزیت های عمده این تکنولوژی ارتباطی ویژه ابزار ذخیره سازی اطلاعات، نسبت به نسل قبلی آن یا همان ATA بی اطلاع اند. در این مقاله، فراتر از اینکه SATA صرفا به خاطر سرعت انتقال اطلاعات بیشتر شناخته می شود، به بررسی کامل تفاوت های دو تکنولوژی SATA و ATA خواهیم پرداخت.
همانطور که از نام Parallel در اینترفیس Parallel ATA و Serial در Serial ATA برداشت می شود، تفاوت عمده این دو رابط در نحوه انتقال اطلاعات (بیت ها) است. اطلاعات در رابط ATA به صورت موازی و در رابط SATA اطلاعات به صورت سری انتقال داده می شوند. همانطور که می دانیم، مزیت انتقال اطلاعات به صورت موازی در برابر انتقال سری، تعداد بیشتر اطلاعات ارسال شده در یک واحد پردازشی و در نهایت سرعت بیشتر می باشد. اما چگونه است که با وجود سرعت بیشتر در حالت موازی، رابط جدید تر از نوع سری و با سرعت بیشتری نسبت به رابط موازی ساخته شده است؟
پاسخ به این سوال تقریبا ساده است. همانطور که می دانید هر جریان عبوری در یک رشته یا سیم، نسبت به جریان عبوری با جهت معکوس در رشته کناری خود تاثیری به نام میدان الکترو مغناطیسی ایجاد می کند که این میدان الکترو مغناطیسی با افزایش سرعت و سیکل جریان قدرت یبشتری یافته و باعث ایجاد اختلال (نویز) گردیده که در نهایت انتقال جریان را با مشکل مواجه می کند. حال هرچه تعداد رشته هایی که جریان ازآنها عبور می کند بیشتر و به هم نزدیکتر باشند، این مشکل نیز بیشترنمایان می گردد.
رابط ATA/33 از مجموع 40 و رابط های ATA/66 تا ATA/133 از 80 رشته سیم حامل جریان تشکیل شده اند. این رشته های به صورت یک در میان اطلاعات را ارسال و در یافت می کنند. میدان الکترو مغناطیسی حاصل از این جریانات تا سرعت ATA/66 قابل صرف نظر است. این جریان در سرعت های بیشتر یعنی از ATA/66 تا ATA/133 با اضافه شدن 40 رشته سیم خنثی (اتصال زمین) در بین رشته های حامل جریان نیز قابل کنترل است. بله، دلیل وجود 40 رشته سیم اضافه در کابل های ATA/66 و بالاتر از آن نسبت به کابل ATA/33 نیز همین نکته است. اما برای بالاتر بردن سرعت در رابط های بالا می باید این میدان مغناطیسی کنترل شود که عملا ادامه کار را با محدودیت های فنی روبرو می سازد.
دلیل اصلی مهاجرت از رابط های موازی به سری در دیسک های سخت نیز همین امر است. در رابط سری چون اطلاعات یا در حالت ارسال و یا در حالت دریافت می باشند، ازاین میدان مغناطیسی صرف نظر می شود. اما چگونه است که سرعت انتقال در رابط سری SATA با رابط موازی ATA برابر و حتی بسیار بیشتر از آن است؟
این سوال نیز پاسخ نسبتا ساده ای دارد. برای جبران افت سرعت در حالت سری، باید سرعت رفت و برگشت را در هر سیکل کاری بالاتر برد. در سرعت سیکل برابر، سرعت انتقال رابط موازی حدودا هشت برابر بیش از حالت سری است. بنابر این برای جبران این اختلاف و پیشی گرفتن از آن، سیکل و به عبارتی فاصله زمانی هر رفت و برگشت در رابط سری را باید افزایش داد که این نکته نیز به راحتی و با استفاده از تراشه های قدرتمند امروزی قابل انجام است، به همین دلیل است که امروزه شاهد انواع دیسک های سخت حجیم 300 و 500 گیگابایتی SATA II با سرعتی حدود 300MB/S در بازار هستیم.
خانواده SATA:
همانطور که گفته شد SATA استاندارد جدید برای انتقال اطلاعات به صورت سری از دیسک سخت به مادربرد است. در حال حاضر دو نسخه از این استاندارد معرفی شده که به ترتیب عبارتند از SATA I (به اختصار SATA) و SATA II . سرعت انتقال اطلاعات درنوع اول برابر با 150MB/S و در نوع دوم یا همان SATA II برابر با 300MB/S (البته در حالت تئوری) می باشد. با اینکه سرعت اسمی انتقال اطلاعات در دیسک های SATA II دوبرابر SATA I است اما این تفاوت در واقعیت به ندرت از 20% فراتر می رود.
در اصل بخش عمده این افزایش سرعت به لطف وجود فناوری جدیدی با نام Native Command Queuing در دیسک های سخت SATA II بدست می آید. در واقع تاثیر NCQ به این صورت است که باعث می شود اطلاعاتی که برای خواندن توسط هد دستگاه در صفحات مدور ذخیره سازی (پلاتر ها - صفحات آلمینیومی به شکل دایره که در محفظه دیسک سخت قرار دارند و اطلاعات بر روی آنها به صورت صفر و یک و رمش مغناطیسی ذخیره می شوند) قرار دارند، طوری چیده شوند که با حداقل چرخش صفحات، اطلاعات توسط هد دستگاه خوانده شوند. با دقت در تصویر زیر با نحوه عمل این شیوه بیشتر آشنا خواهید شد :
همانطور که در تصویر قبل مشاهده کردید، برای خوانده شدن توسط اطلاعات 1 - 2 - 3 - 4 توسط هد دستگاه، در حالتی که از فناوری NCQ استفاده شده صفحه مدور نیاز به 1.5 دور چرخش دارد. در مقابل دیسک سختی که فاقد فناوری NCQ است، به بیش از 2.5 دور برای خوانده شدن اطلاعات توسط هد دستگاه نیاز دارد.
البته لازم به ذکر است که برای استفاده از فناوری NCQ حتما چیپست مادربرد ( یا چیپی که وظیفه ترجمه اطلاعات دریافتی از دیسک سخت را دارد) نیز باید از این فناوری پشتیبانی کند. تقریبا تمامی مادربرد هایی که با پشتیبانی از SATA II به فروش می رسند از این قابلیت پشتیبانی می کنند.
شامل 17 اسلاید POWERPOINT
دانلود پاورپوینت Serial ATA
