Serial Advanced Technology Attachment (SATA) ist eine Schnittstelle, mit der Sie Ihre Speichergeräte (HDD, SSD und optische Controller) an das Motherboard anschließen können.
Grundsätzlich ist SATA der Ersatz von PATA, das die parallele Kommunikation (die Übertragung mehrerer Datenbits) einführte. Darüber hinaus sind sie zu einem geworden De-facto-Standard für HDD und SSD Heute.
Seit seiner Präsentation sind wir jedoch auf mehrere Überarbeitungen gestoßen, zuletzt SATA 3.5. Diesbezüglich führt Sie dieser Artikel durch die Unterschiede zwischen diesen Versionen und darüber, ob Sie auf die neueste Version wechseln sollten oder nicht.
Was ist SATA?
Wie der Name schon sagt, ist das Serial Advanced Technology-Anhang Es basiert auf serieller Kommunikation. Das bedeutet, dass die Daten Stück für Stück von den Speichergeräten auf die Hauptplatine des Computers übertragen werden.
Deshalb ist die Datenübertragung über SATA weniger anfällig für Unterbrechungen oder Beschädigungen. Darüber hinaus ist die höhere Datenübertragungsrate ein weiterer Grund, warum die meisten Benutzer sie gegenüber anderen Speichergeräteschnittstellen bevorzugen.
SATA vs. PATA
In den Anfängen verließen wir uns stark auf Parallel Advanced Technology Attachment (PATA), auch bekannt als IDE (Integrated Drive Electronics). Berichten zufolge verwenden sie eine 40-Pin-Konfiguration mit etwa 40 bis 80 leitfähigen Flachbandkabeln.
Neben dem sperrigen Stecker mit großem Pin-Satz war auch die Datenübertragungsrate relativ gering (bis zu 133 MB/s). Darüber hinaus geriet PATA mit der steigenden Drehzahl von Festplatten in Ungnade und wurde schließlich durch SATA ersetzt.
Grundsätzlich war die neue Technologie hinsichtlich der Datenübertragungsrate besser (150 MB/s) und die Datenkorruptionsrate wurde ebenfalls deutlich reduziert. Darüber hinaus waren auch die Datenanschlussstifte vorhanden von 40 auf nur noch 7 reduziert.
Darüber hinaus ersetzte SATA die 4-poligen Molex-Stromanschlüsse durch wesentlich leistungsfähigere Anschlüsse. 15-polige SATA-Stromanschlüsse. Zu den weiteren Verbesserungen zählen die Hot-Swap-Funktion, ein geringerer Stromverbrauch und ein niedriger Preis.
Die grundlegenden Unterschiede zwischen PATA und SATA entnehmen Sie bitte der folgenden Tabelle:
| Faktoren | Pfote | SATA |
| Kommunikationsweg | Parallel | Seriell |
| Datenanschlüsse | 40-poliger Typ mit sperrigen leitfähigen Flachbandkabeln | 7-Pin-Konfiguration |
| Stromanschlüsse | Molex (4-polig) | SATA-Anschluss (15-polig) |
| Datenübertragungsgeschwindigkeit (MB/s) | 60, 100, 133 (drei Versionen) | 150, 300, 600 (drei Revisionen) |
| Heißer Tausch | Nicht verfügbar | Verfügbar |
| Energieverbrauch | Vergleichsweise hoch | Vergleichsweise niedrig |
| Kosten | Vergleichsweise hoch | Vergleichsweise niedrig |
Unterschiede zwischen PATA und SATA
Notiz: SATA und PATA sind inkompatibel, können aber mit beiden Schnittstellen auf demselben Computer koexistieren. Wenn Sie Ihre PATA-Festplatte an ein Motherboard anschließen möchten, das nur über einen SATA-Anschluss verfügt, benötigen Sie daher einen PATA-zu-SATA-Konverter.
SATA-Schnittstellenarchitektur
Unabhängig von der Art der SATA-Busschnittstelle bleibt der Funktionsmechanismus derselbe. Nun, es hat eine fünfschichtige Architektur: physische Schicht, Verbindungsschicht, Transportschicht, Befehlsschicht und Anwendungsschicht.
Hier stellt jede der Schichten Dienste für die darüber liegende Schicht bereit:
- Physikalische Schicht: Diese Schicht stellt sicher, dass SATA-Geräte vom System erkannt werden. Darüber hinaus ist es für die Verbindungsinitialisierung mithilfe von Out-of-Band-Signalisierung (OOB), Codierung auf Bitebene und die Definition physikalischer und elektrischer Eigenschaften verantwortlich.
- Verbindungsschicht: Nach dem Verbindungsaufbau auf der physikalischen Ebene werden hier Frame Information Structures (FIS) über die SATA-Verbindung übertragen. Darüber hinaus ist es auch für die Reduzierung elektromagnetischer Störungen und die Zertifizierung der Datenintegrität verantwortlich.
- Transportschicht: Sobald die FIS an die Transportschicht übertragen werden, definiert diese das Format für jedes einzelne. Darüber hinaus fügt es einen Steuerheader hinzu und weist die Verbindungsschicht für den weiteren Aufbau und die Übertragung an.
- Befehlsebene: Wie der Name schon sagt, stellt die Befehlsschicht der Transportschicht die notwendigen Befehle zur Verfügung, um eine Reihe von Aktionen auszuführen.
- Anwendungsschicht: Die letzte Schicht der SATA-Architektur ist die Anwendungsschicht, die mit SATA-Geräten interagiert. Im Grunde handelt es sich dabei um die Software, die allgemeine ATA-Befehle steuert und für deren korrekte Ausführung sorgt.
SATA-Bewertungen
Nun, PATA war fast zwei Jahrzehnte lang weit verbreitet. Doch selbst nachdem SATA sie ersetzt hatte, war die Datenübertragungsrate immer noch nicht hoch, um besser mit Speichergeräten mit höheren Drehzahlen zu funktionieren.
Daher war es offensichtlich, dass die Benutzer die erste Version von SATA so schnell wie möglich ersetzen wollten. Daher wurde die SATA-Schnittstelle mehrfach überarbeitet, um den Verbraucherbedürfnissen gerecht zu werden.
Leider arbeitet die Serial ATA-Arbeitsgruppe nicht an einer nächsten Revision über 3.5 hinaus. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass dieser alte Protokollstandard durch neuere Technologien ersetzt wird. möglicherweise NVMe. Weitere Informationen hierzu finden Sie in unserem anderen Artikel zu den Unterschieden zwischen SATA und NVMe.
SATA oder SATA 1
SATA, SATA 1 oder SATA-I wurde 2003 eingeführt. Nun, die erste Revision, „1.0a“, diente nur dazu, die Parallel ATA-Technologie zu ersetzen.
Als sie weitergingen, hatten sie eine verbesserte Datenübertragungsgeschwindigkeit Was für ein BUCK aber sie wurden schließlich durch die zweite Revision ersetzt, die vergleichsweise viel schneller war. Darüber hinaus führten sie, wie oben erwähnt, fortschrittliche Strom- und Datenanschlüsse ein, die den Anschluss von Speichergeräten an die Leiterplatte erleichterten.
Zusätzlich hatte SATA 1.0 schwächere Motherboard-Anschlüsse und war leicht zerbrechlich. Tatsächlich waren die meisten Benutzer frustriert über die häufigen losen Verbindungen und Wackelprobleme beim Anschließen an Steckdosen.
Vorteile:
- Insgesamt bessere Technologie als PATA
- Einfachere Verbindung sowohl mit Speichergeräten als auch mit Motherboard-Anschlüssen
- Aufwärtskompatibel mit SATA 2 und 3
Nachteile:
- Nach nur einem Jahr durch SATA 2 ersetzt
- Langsamer und weniger sicher als SATA 2 und 3
- Schwache Anschlüsse
- Heute selten zu finden.
SATA 2
Da SATA 1 noch langsamer war und nicht die höchste Geschwindigkeit einiger Festplatten erreichte, erfolgte 2004 eine umfassende Überarbeitung. Es wurde SATA 2 oder SATA-II genannt und verfügt über eine bessere Datenübertragungsrate, Bandbreitenleistung. Band und darüber hinaus Einführung der NCQ-Implementierungwas in 1.0 fehlte.
Darüber hinaus war diese Generation zweimal überprüft (2,5 im Jahr 2005 und 2,6 im Jahr 2007) für weitere Verbesserungen bei Konnektoren, NCQ-Priorität, NCQ-Download usw.
Vorteile:
- Insgesamt besser als SATA 1
- Einführung in NCQ
- Abwärtskompatibel mit SATA 1
- Aufwärtskompatibel mit SATA 3
Nachteile:
- Ersetzt durch SATA 3
- Kein Verriegelungsmechanismus
SATA 3
Im Jahr 2009 führte die International Serial ATA Organization SATA 3 ein, das SATA 2 ersetzte. Daher verfügen die meisten modernen Motherboards über SATA 3-Anschlüsse. Einige ältere Motherboards verfügen jedoch noch über SATA 2-Anschlüsse.
Wie erwartet kam die dritte Generation mit einer deutlich höheren Datenübertragungsrate. Unter den verschiedenen Änderungen ist die bemerkenswerteste Verschlussmechanismus Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Anschlüsse nicht schnell lösen.
Zusätzlich war SATA 3 oder SATA-III dabei fünfmal überprüftund jedes Update fügt neue Funktionen hinzu: 3.1 (2011), 3.2 (2013), 3.3 (2016), 3.4 (2018) und 3.5 (2020). Grundsätzlich führte jede Revision zu einer höheren Leistung und einer besseren Integration sekundärer Speichergeräte.
Vorteile:
- Beste SATA-Generation
- Einführung in den Schließmechanismus
- Abwärtskompatibilität mit SATA 1 und 2
Nachteile:
- Langsamer und weniger sicher als NVMe
- Es wird bald durch die NVMe-Schnittstelle ersetzt
Was ist der Unterschied? SATA vs. SATA 2 vs. SATA 3
Nachdem Sie nun die drei SATA-Generationen kennen, ist es an der Zeit, sich mit den Hauptunterschieden zwischen ihnen zu befassen.
Im Allgemeinen unterscheiden sich SATA, SATA 2 und SATA 3 in den Header-Beschriftungen, der Datenübertragungsrate, der NCQ-Implementierung, dem Verriegelungsmechanismus, den Datenanschlüssen und den Stromanschlüssen. In diesem Abschnitt lernen Sie jeden dieser Faktoren kurz kennen.
Datenübertragungsrate
Die Datenübertragungsrate bestimmt die Geschwindigkeit der SATA-Schnittstelle. Grundsätzlich lässt sich darunter die Datenmenge definieren, die von Festplatten oder SSDs auf den Host-Computer übertragen wird.
Nun, die Datenübertragungsrate ist der wichtigste Unterschied zwischen den drei SATA-Generationen. Tatsächlich hilft uns dieser Faktor dabei, die schnellste SATA-Version zu ermitteln.
Berichten zufolge ersetzte die erste SATA-Generation (SATA-I) PATA und hat eine unverschlüsselte Datenübertragungsgeschwindigkeit von 150 MB/s (1,5 GB/s). Möglich wird dies durch die 8b/10b-Kodierung, bei der ein 8-Bit-Wort in ein 10-Bit-Symbol umgewandelt wird.
Als nächstes hat die zweite Generation von SATA, auch bekannt als SATA-II oder SATA 2, eine native Datenübertragungsrate, die genau doppelt so hoch ist wie die der ersten Generation, nämlich 300 MB/s (3,0 GB/s), was auch die 8b/10b-Kodierung darstellt.
Schließlich verwendet SATA 3 auch das 8b/10b-Kodierungsschema und hat eine native Datenübertragungsrate von 600 MB/s (6,0 GB/s). Daher ist es ganz klar, dass die dritte Generation deutlich schneller ist als die beiden anderen Revisionen.
Aussehen
Kommen wir nun zu seinem Aussehen, dem SATA-Kabel und -Anschlüsse sehen genau gleich aus. Allerdings produzieren Motherboard-Hersteller Kabel in verschiedenen Farben (rot, blau, gelb, schwarz, orange), um die verschiedenen SATA-Generationen zu unterscheiden.
Allerdings gibt es einen sichtbaren Unterschied bei den Kabelanschlüssen. Während SATA 1 und 2 ziemlich identisch aussehen, unterscheidet sich SATA 3 durch den zusätzlichen Verriegelungsmechanismus von den beiden vorherigen.
Ob SATA 1, 2 oder 3, Sie können sie alle an denselben Motherboard-Header anschließen. Daher ist die einzige Möglichkeit, Ports zu identifizieren, per Überprüfung der Portbezeichnung.
Für SATA 2 finden Sie Angaben wie SATA 2_2, SATA2_5, SATA2_3 usw. Ebenso finden Sie für SATA 3 Angaben wie SATA 3_3, SATA 3, SATA 3_5 usw. Wenn Sie jedoch einen Computer aus den frühen 2000er Jahren besitzen, werden Sie wahrscheinlich feststellen, dass die Etiketten nur in SATA gedruckt sind, was bedeutet, dass sie von der ersten Generation stammen.
NCQ-Implementierung
Native Command Queuing (NCQ) ist eine der SATA-Funktionen, die dafür sorgt, dass Lese-/Schreibkopfbewegungen deutlich reduziert werden, sodass sie in der bestmöglichen Reihenfolge ausgeführt werden.
In SATA 1 war diese Funktion nicht verfügbar, was zu unnötigen Kopfbewegungen führte. Dies führte zu einer schlechten Leistung und dazu, dass Festplatten oder SSDs schnell verschleißten (wenn auch immer noch besser als PATA).
SATA 2 und 3 verwenden jedoch dieses Protokoll, das Speicherlaufwerke ermöglicht selbstbestimmende wirksame Ordnung. Dadurch wurde die Anzahl der Kopfdrehungen erheblich reduziert und die gleiche Arbeit wurde viel schneller ausgeführt als bei SATA 1 ohne NCQ-Implementierung.
Schauen wir uns die Abbildung oben an, um dies schneller zu verstehen. Bei SATA 1 dreht sich der Laufwerkskopf dreimal, um eine Aufgabe auszuführen, wobei er einen längeren Weg zurücklegt. Bei NCQ-implementierten SATA 2 und 3 hingegen dreht sich der Laufwerkskopf nur zweimal und nimmt einen kürzeren Weg, um dieselbe Aufgabe zu erledigen.
Datenanschluss
Obwohl die SATA-Datenanschlüsse 1, 2 und 3 alle identisch aussehen, unterscheiden sie sich in ihren Merkmalen deutlich voneinander.
Nun, es gibt keinen merklichen Unterschied zwischen SATA 1 und 2. Allerdings begann die Revision von SATA 3.0 zu verwenden zwei Paar Differentiale, abgeschirmt mit Lamellen was einen erheblichen Vorteil in der Übertragungsleitung darstellte. Dies erleichtert grundsätzlich die Kabelführung und reduziert überraschenderweise auch die Kosten.
Stecker
Im Gegensatz zu Datenanschlüssen hat die Serial ATA Working Group viele Änderungen an Stromanschlüssen vorgenommen. Nun, die erste Überarbeitung wurde in Version 2.6 übernommen, die a hervorbrachte schlanker Stecker zur Verwendung durch tragbare optische Laufwerke und andere kleinere Faktoren.
Zusätzlich auch Revision 2.6 Einführung von Micro-SATA und einen separaten Mikrodaten-Anschluss, der deutlich dünner ist. Allerdings war dies nur für 1,8-Zoll-Festplatten gedacht.
Zusätzlich wurde Revision 3.3 übernommen PWDIS an seinem dritten Pin Damit können Sie den POWER DISABLE-Modus aufrufen und verlassen. Dadurch war es auch mit den SAS-Spezifikationen kompatibel.
Schließlich waren frühere Versionen von SATA 1 auch mit Molex-Anschlüssen ausgestattet, um mit PATA-Kabeln kompatibel zu sein. Dies wurde jedoch aus den neuesten Versionen von SATA 1 entfernt und ist nicht mehr zu finden.
Nun, Sie können unseren anderen Beitrag lesen, der Ihnen zeigt, wie Sie ein SATA-Stromkabel anschließen.
Verschlussmechanismus
Nun, das Hauptproblem bei den SATA 1-Datenanschlüssen bestand darin, dass sie sich aufgrund des fehlenden Verriegelungsmechanismus leicht lösen ließen. Obwohl SATA 2 die Anschlüsse verbesserte, fehlten ihnen immer noch Schlösser, die die Verbindung sicher machten.
Allerdings SATA 3 Einführung spezieller Metall-Verriegelungsklammern die dafür sorgen, dass Kabel nicht so leicht einstecken. Darüber hinaus gibt es rechts oder links abgewinkelte Anschlüsse, die auch ein versehentliches Verlieren von Kabeln verhindern.
Wie in der Abbildung oben gezeigt, verfügte Revision 2.0 nicht über den Verriegelungsmechanismus. Andererseits gibt es bei SATA 3.0 eine kleine Metallfeder, die dafür sorgt, dass der Stecker sicher mit dem Motherboard und den Anschlüssen der Speichergeräte verbunden ist.
Ähnlichkeiten zwischen SATA, SATA 2 und SATA 3
Wie oben erwähnt, verfügen SATA 1, 2 und 3 über eine ähnlicher Arbeitsmechanismus und übernehmen Sie die gleiche Architektur. Zusätzlich die Daten- und Stromanschlüsse Pin-Konfigurationen Sie bleiben auch gleich.
Erstens sind die Datenanschlüsse 8 mm breit und verfügen über insgesamt sieben Pins: drei Masse- und vier Datenleitungen (A+, A-, B+, B-). Andererseits sind die Stromanschlüsse relativ breiter und haben eine 15-Pin-Konfiguration: neun Stromleitungen, fünf Erdungen und eine für tolle Aktivitäten. Interessanterweise liegen neueren Motherboards zwei bis vier dieser SATA-Kabel im Lieferumfang bei.
Allerdings sind die Pins der Slimline- und Micro-Power-Anschlüsse deutlich reduziert. Der Wirkmechanismus bleibt jedoch identisch.
Im weiteren Verlauf verfügen alle SATA-Generationen über eine optionale Hot-Plug-Schnittstelle. Um es zu aktivieren, benötigen Sie jedoch ein unterstütztes Hostgerät und Betriebssystem.
Schließlich sind es alle SATA-Rezensionen vorwärts- und rückwärtskompatibel. Das bedeutet, dass Sie ein SATA 1-Kabel an den SATA-Ports 2 und 3 oder ein SATA 2-Kabel an den SATA-Ports 1 und 3 und SATA 3 an den Ports 1 und 2 verwenden können.
Vorsicht: Trotz der Legacy-Unterstützung ist die maximale Geschwindigkeitsfähigkeit aufgrund von Unterschieden zwischen Port- und Kabelgeneration eingeschränkt. Wenn Sie beispielsweise einen SATA-3-Anschluss an SATA-2-Ports verwenden, ist das Speichergerät auf SATA-2-Funktionen beschränkt.
Soll ich auf SATA 3 umsteigen?
Da SATA 1 oder 2 Lese- und Schreibfunktionen effizient auf den SATA 3-Ports ausführen können, können Sie diese weiterhin verwenden, anstatt auf SATA 3 aufzurüsten. Allerdings sind Sie auf viele Funktionen beschränkt, die in der dritten Generation verfügbar sind.
Ebenso entfällt der Verriegelungsmechanismus für die SATA-3-Anschlüsse, wenn Sie dennoch lieber SATA-1- und -2-Kabel verwenden möchten.
Auch die Verwendung von SATA 2 oder 3 auf Festplatten ist völlig in Ordnung, da beide die maximale Geschwindigkeit unterstützen, die von den meisten Festplatten unterstützt wird. Jedoch, SSDs haben normalerweise eine Geschwindigkeit von 500 MB/s. Um das Beste daraus zu machen, empfehlen wir die Verwendung von SATA 3.
Wenn Ihr Motherboard also nur SATA 2 unterstützt, Sie aber SATA 3-Anschlüsse hinzufügen möchten, können Sie dies problemlos mithilfe von Erweiterungskarten tun.
Wenn Sie also ein Upgrade auf SATA 3 planen, können Sie einen Blick auf die abschließende Vergleichstabelle unten werfen und selbst entscheiden.
| Faktoren | sata1 | SATA 2 | SATA 3 |
| Datenübertragungsrate | 150 MB/s | 300 MB/s | 600 MB/s |
| Aussehen | Portbezeichnungen haben nur SATA | Die Portbezeichnungen lauten SATA 2_2, SATA2_5, SATA2_3 usw. | Die Portbezeichnungen lauten SATA 3_3, SATA 3, SATA 3_5 usw. |
| NCQ-Implementierung | NEIN | Ja | Ja |
| Datenanschluss | 7-Pin-Konfiguration | 7-Pin-Konfiguration | 7-Pin-Konfiguration und verwendet zwei foliengeschirmte Differentialpaarkabel |
| Stecker | 15-Pin-Konfiguration, frühere Versionen enthielten Molex- und SATA-Anschlüsse | 15-Pin-Konfiguration, Einführung in Micro-SATA und Slim-Anschlüsse | 15-Pin-Konfiguration, PWDIS am dritten Pin |
| Verschlussmechanismus | Nicht verfügbar | Besser als SATA 2, aber ohne Metallverriegelung | Die Metallverriegelung sorgt für eine ordnungsgemäße Verbindung zwischen Stecker und Buchse. |
| Legacy-Unterstützung | Aufwärtskompatibel mit SATA 1 und SATA 2 | Vorwärtskompatibel mit SATA 3 und abwärtskompatibel mit SATA 1 | Abwärtskompatibel mit SATA 1 und 2 |
| Hot-Plug-Funktion | Verfügbar | Verfügbar | Verfügbar |
Endgültiger Vergleich: SATA vs. SATA 2 vs. SATA 3
