시리얼 ATA

Serial ATA
「SATA」는 여기서 리다이렉트 됩니다.그 외의 용도는, SATA(동음이의)를 참조해 주세요.
시리얼 ATA(SATA)
Serial-ATA-Logo.svg
생성된 연도2000
작성자시리얼 ATA 작업 그룹
대체병렬 ATA(PATA)
속도반이중 1.5, 3.0 및 6.0 기가비트/초[1]
스타일.시리얼
핫 플러그 인터페이스옵션[2]
외부 인터페이스옵션(eSATA)
웹 사이트sata-io.org

시리얼 ATA(SATA, Serial AT Attachment)[3]는 호스트 버스 어댑터를 하드 디스크 드라이브, 옵티컬(광학식) 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브 등의 대용량 스토리지 장치에 연결하는 컴퓨터 버스 인터페이스입니다.시리얼 ATA는 이전의 병행 ATA(PATA) 표준을 계승하여 스토리지 디바이스의 주요 인터페이스가 되었습니다.

시리얼 ATA 업계 호환성 사양은 시리얼 ATA 국제기구(SATA-IO)에서 발췌하여 INCITS 기술위원회 T13, AT Attachment(INCITS T13)[4]에 의해 공표됩니다.

역사

SATA는 케이블 크기와 비용 절감(40 또는 80 대신 7개의 컨덕터), 네이티브 핫 스왑, 높은 시그널링 레이트를 통한 데이터 전송 속도, (옵션) I/O 큐잉 프로토콜을 통한 효율적인 전송 등 이전 PATA 인터페이스에 비해 몇 가지 이점을 제공하기 위해 2000년에[5][6] 발표되었습니다.이 사양의 리비전 1.0은 [3]2003년 1월에 공개되었습니다.

시리얼 ATA 업계 호환성 사양은 SATA-IO(Serial ATA International Organization)를 기반으로 합니다.SATA-IO 그룹은 상호 운용성 사양, 테스트 케이스 및 플러그 페스트를 공동으로 작성, 검토, 비준 및 게시합니다.다른 많은 업계 호환성 표준과 마찬가지로 SATA 콘텐츠 소유권은 주로 INCITS T13과[4] SAS(Serial Attached SCSI)를 담당하는 T10의 하위 그룹인 INCITS T10 소위원회(SCSI) 등 다른 업계 조직으로 이전됩니다.이 문서의 나머지 부분에서는 SATA-IO 용어 및 사양에 대해 설명합니다.

2000년에 SATA가 등장하기 전에 PATA는 단순히 ATA로 알려져 있었다."AT Attachment"(AT 첨부 파일) 이름은 일반적으로 IBM [7]AT로 알려진 IBM Personal Computer AT가 1984년에 출시된 이후에 유래되었습니다."AT"는 IBM의 "Advanced Technology"(고급 기술)의 약자였기 때문에, 많은 기업과 조직은 SATA가 "Serial Advanced Technology Attachment"(직렬 고급 기술 첨부 파일)의 약자라고 지적합니다.다만, ATA 사양에서는, 「」라고 하는 이름만을 사용하고 있습니다.AT Attachment"를 참조하십시오.[8]

SATA 호스트 어댑터와 장치는 2쌍의 도체를 통해 고속 시리얼 케이블을 통해 통신합니다.반면 병렬 ATA(기존 ATA 사양에 맞게 재설계)는 16비트 와이드 데이터 버스를 사용하며, 이 모든 것이 훨씬 낮은 주파수로 작동합니다.기존 ATA 소프트웨어 및 응용 프로그램과의 하위 호환성을 보장하기 위해 SATA는 기존 ATA 장치와 동일한 기본 ATA 및 ATAPI 명령 집합을 사용합니다.

세계 최초의 SATA 하드 디스크 드라이브는 2003년 [9]1월에 출시된 Seagate Barracuda SATA V입니다.

SATA는 소비자용 데스크톱 및 노트북 컴퓨터에서 병렬 ATA를 대체했습니다.[10] 2008년 데스크탑 PC 시장에서 SATA의 시장 점유율은 99%였습니다.PATA는 기존 PATA 표준을 기반으로 설계된 CF(CompactFlash) 스토리지를 사용하는 산업용 및 임베디드 애플리케이션에서 PATA의 사용이 감소하면서 대부분의 경우 SATA로 대체되었습니다.CompactFlash를 대체하는 2008년 표준 CFast는 [11][12]SATA를 기반으로 합니다.

특징들

SATA 6 Gbit/s 호스트 컨트롤러, Marvell 칩셋 탑재 PCI Express × 1 카드

핫 플러그

시리얼 ATA 사양에서는, SATA 디바이스는 핫 플러그 대응이 필요합니다.즉, 사양을 만족하는 디바이스는, 전원이 들어가 있는 백플레인 커넥터(신호와 전원 조합)에 디바이스를 삽입 또는 떼어낼 수 있습니다.삽입 후 디바이스가 초기화되어 정상적으로 동작합니다.운영 체제에 따라 호스트가 초기화되어 핫 스왑이 발생할 수도 있습니다.전원이 차단되면 기록되지 않은 데이터가 손실될 수 있지만 안전한 삽입 및 제거를 위해 전원이 켜진 호스트와 디바이스가 유휴 상태에 있을 필요는 없습니다.

PATA와 달리 SATA와 eSATA는 모두 설계상 핫플러그를 지원합니다.그러나 이 기능을 사용하려면 호스트, 디바이스(드라이브) 및 운영 체제 수준에서 적절한 지원이 필요합니다.일반적으로 SATA 장치는 장치 측 핫 플러그 요구 사항을 충족하며, 대부분의 SATA 호스트 어댑터가 [2]이 기능을 지원합니다.

eSATA의 경우 핫 플러그는 AHCI 모드에서만 지원됩니다.IDE 모드는 [13]핫플러그를 지원하지 않습니다.

고급 호스트 컨트롤러 인터페이스

AHCI(Advanced Host Controller Interface)는 인텔이 공개하여 사용하는 오픈호스트 컨트롤러 인터페이스로 사실상의 표준이 되었습니다.핫 플러그 및 NCQ(Native Command Queuing)와 같은 SATA의 고급 기능을 사용할 수 있습니다.마더보드와 칩셋에 의해 AHCI가 활성화되지 않은 경우 SATA 컨트롤러는 일반적으로[a] "IDE 에뮬레이션" 모드로 작동하며, 이는 ATA(IDE라고도 함) 표준에서 지원되지 않는 장치 기능에 액세스할 수 없습니다.

SATA라고 라벨이 붙은 Windows 디바이스 드라이버는, AHCI 모드, RAID 모드, 또는 AHCI가 보급되기 전에 SATA의 고도의 기능에 액세스 할 수 있도록 독자 사양의 드라이버와 커맨드 세트에 의해서 제공되는 모드가 아닌 한, IDE 에뮬레이션 모드로 동작하는 경우가 많습니다.버전 2.6.19 [14]이후 Microsoft Windows, Mac OS X, FreeBSD, Linux, Solaris 및 OpenSolaris의 최신 버전에는 AHCI 지원이 포함되어 있지만 Windows XP와 같은 이전 운영 체제에는 지원되지 않습니다.이러한 경우에서도 인텔 등의 [15]특정 칩셋 전용 드라이버가 작성되었을 가능성이 있습니다.

리비전

SATA 리비전은 일반적으로 "SATA-II"[16]와 같은 로마 숫자 뒤에 대시로 지정되며, 이는 항상 아라비아 숫자(예: "SATA 6 Gbit/s")로 표시되는 속도와의 혼동을 피하기 위해 사용됩니다.제시된 속도는 라인 코드 오버헤드를 포함한 기가비트 단위의 원시 인터페이스 레이트 및 오버헤드를 포함하지 않는 MB/s 단위의 사용 가능한 데이터 레이트입니다.

SATA 리비전 1.0 (1.5 기가비트/초, 150 MB/초, 시리얼 ATA-150)

리비전 1.0a는[3] 2003년1월 7일에 출시되었습니다.현재 SATA 1.5Gbit/s로 알려진 1세대 SATA 인터페이스는 1.5Gbit/[b]s의 속도로 통신하며 NCQ(Native Command Queuing)를 지원하지 않습니다.8b/10b 부호화의 오버헤드를 고려하면, 실제로는 코드화되어 있지 않은 전송 레이트는 1.2 Gbit/s(150 MB/s)입니다.SATA 1.5 Gbit/s의 이론적인 버스트 스루풋은 PATA/133과 비슷하지만 새로운 SATA 장치는 NCQ와 같은 향상된 기능을 제공하여 멀티태스킹 환경에서 성능을 향상시킵니다.

SATA 1.5 Gbit/s가 최종화된 후 첫 번째 기간 동안 어댑터와 드라이브 제조업체는 "브릿지 칩"을 사용하여 기존 PATA 설계를 SATA 인터페이스와 함께 사용하도록 변환했습니다.브리지드 드라이브에는 SATA 커넥터가 있으며, 전원 커넥터 중 하나 또는 양쪽을 포함할 수 있으며, 일반적으로는 네이티브 SATA와 [17]동등한 성능을 발휘합니다.그러나 대부분의 브리지드 드라이브는 NCQ와 같은 SATA 고유의 기능을 지원하지 않습니다.네이티브 SATA 제품은 2세대 SATA [citation needed]드라이브의 출시로 브리지드 제품을 빠르게 이어받았습니다.

2010년 4월 현재 가장 빠른 10,000rpm SATA 하드 디스크 드라이브는 최대 157MB/[18]s의 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다. 이는 이전 PATA/133 사양의 용량을 넘어 SATA 1.5Gb/s의 용량을 초과합니다.

SATA 리비전 2.0 (3 기가비트/초, 300 MB/초, 시리얼 ATA-300)

컴퓨터 메인보드의 SATA 2 커넥터 (케이블이 꽂혀 있는 경우는 2개 제외)SATA 1, SATA 2, SATA 3 케이블과 커넥터에는 라벨 이외에는 눈에 띄는 차이가 없습니다.

SATA 리비전 2.0은 2004년 4월에 출시되었으며 NCQ(Native Command Queuing)를 도입했습니다.SATA 1.5 Gbit/[19]s와의 하위 호환성이 있습니다.

2세대 SATA 인터페이스는 3.0 Gbit/s의 네이티브 전송 레이트로 동작합니다.이 전송 레이트는 8b/10b 인코딩 방식을 고려할 때 코드화되지 않은 최대 전송 레이트 2.4 Gbit/s(300 MB/s)와 동일합니다.SATA 3 Gbit/s라고도 하는 SATA 리비전 2.0의 이론적인 버스트 처리량은 SATA 리비전 1.0의 처리량을 두 배로 늘립니다.

SATA 사양을 충족하는 모든 SATA 데이터 케이블의 정격은 3.0 Gbit/s이며, 지속적인 데이터 전송 성능 및 폭발적 데이터 전송 성능 저하 없이 최신 기계식 드라이브를 처리합니다.그러나 고성능 플래시 기반 드라이브는 SATA 3 Gbit/s 전송 속도를 초과할 수 있습니다. 이는 SATA 6 Gbit/s 상호 운용성 표준을 통해 해결됩니다.

SATA 리비전 2.5

2005년 8월에 발표된 SATA 리비전 2.5는 사양을 하나의 [20][21]문서로 통합했습니다.

SATA 리비전 2.6

2007년 2월에 발표된 SATA 리비전 2.6에는 다음과 같은 [22]기능이 도입되었습니다.

  • 슬림형 커넥터
  • 마이크로 커넥터(원래는 1.8인치 HDD용).
  • 미니 내장 멀티레인 케이블 및 커넥터.
  • 미니 외장 멀티레인 케이블 및 커넥터.
  • NCQ 우선순위
  • NCQ 언로드
  • BIST 기능 강화 FIS 활성화
  • 시그니처 FIS의 강력한 수신을 위한 기능 강화.

SATA 리비전 3.0 (6 기가비트/초, 600 MB/초, 시리얼 ATA-600)

SATA-IO(Serial ATA International Organization)는 2008년 [23]7월에 SATA 6 Gbit/s 물리 레이어 사양 초안을 제출하고 [24]2008년 8월 18일에 물리 레이어 사양을 비준했습니다.완전한 3.0 표준은 2009년 [25]5월 27일에 출시되었습니다.

3세대 SATA 인터페이스는 6.0기가비트/초의 네이티브 전송 레이트로 동작합니다.8기가비트/초(8b/10b 인코딩을 고려하면 최대 비코드 전송 레이트는 600MB/초)입니다.SATA 6.0 Gbit/s의 이론적인 버스트 스루풋은 SATA 리비전 2.0의 두 배입니다.SATA 3 Gbit/s 및 SATA 1.5 Gbit/[23]s와 역호환됩니다.

SATA 3.0 사양은 다음과 같이 변경되었습니다.

  • 확장 가능한 퍼포먼스를 실현하는6 기가비트/초
  • "SAS 도메인은 SATA 버전 3.0 Gold 사양에서 시리얼 ATA 터널링 프로토콜(STP)을 사용하여 SAS 도메인에 직접 연결된 수정되지 않은 SATA 장치에 대한 연결 및 제어를 지원할 수 있습니다"에 따라 SAS 6 Gbit/s를 포함한 SAS와의 지속적인 호환성을 유지합니다.
  • Isocronous Native Command Queuing(NCQ; 등시성 네이티브명령어 큐잉) 스트리밍 명령어.디지털 콘텐츠애플리케이션 스트리밍에 대해서, 등시성 QoS 데이터 전송을 유효하게 합니다.
  • NCQ 관리 기능은 호스트 처리 및 미처리 NCQ 명령 관리를 활성화하여 성능을 최적화하는 데 도움이 됩니다.
  • 전원 관리 기능이 향상되었습니다.
  • 콤팩트한 1.8인치 스토리지 디바이스용 소형 LIF(Low Insertion Force) 커넥터.
  • 슬림형 SATA 커넥터용 7mm 광학 디스크 드라이브 프로파일(기존 12.7mm 및 9.5mm 프로파일 추가).
  • INCITS ATA8-ACS 규격에 준거.

일반적으로 비디오 스트리밍 및 고우선순위 인터럽트의 서비스 품질 향상을 목적으로 하고 있습니다.또한, 이 표준은 최대 1미터의 거리를 계속 지원합니다.새로운 속도에 따라 칩을 지원하기 위해 더 높은 전력 소비량이 필요할 수 있지만 프로세스 기술과 전원 관리 기술이 개선되면 이 문제가 완화될 수 있습니다.최신 사양에서는 기존 SATA 케이블과 커넥터를 사용할 수 있지만, 일부 OEM 업체는 더 빠른 [26]속도를 위해 호스트 커넥터를 업그레이드할 것으로 예상된다고 2008년에 보고되었습니다.

SATA 리비전 3.1

2011년 7월에 출시된 SATA 리비전 3.1에서는 다음과 같은 기능이 [27][28]도입 또는 변경되었습니다.

  • mSATA, 모바일 컴퓨팅 디바이스의 솔리드 스테이트 드라이브용 SATA, 전기 [29]SATA인 PCI Express Mini Card와 같은 커넥터.
  • 제로 파워의 옵티컬(광학식) 디스크 드라이브, 아이돌 상태의 SATA 옵티컬(광학식) 드라이브에는 전력이 공급되지 않습니다.
  • Queued TRIM 명령으로 솔리드 스테이트 드라이브의 성능을 향상시킵니다.
  • 필요한 링크 전원 관리: 여러 SATA 디바이스의 전체적인 시스템 전력 수요를 줄입니다.
  • 하드웨어 제어 기능, 디바이스 기능의 호스트 식별을 유효하게 합니다.
  • USB(Universal Storage Module)는 가전제품 [30][31]디바이스용 케이블리스 플러그인(슬롯) 전원 스토리지의 새로운 표준입니다.

SATA 리비전 3.2

2013년 8월에 출시된 SATA 버전 3.2에는 다음과 같은 [32]기능이 도입되었습니다.

  • SATA Express 사양은 SATA와 PCI Express 버스를 모두 결합하는 인터페이스를 정의하므로 두 유형의 스토리지 디바이스가 공존할 수 있습니다.PCI Express를 사용하면 1969 MB/s의 훨씬 더 높은 이론 스루풋이 가능합니다.[33][34]
  • SATA M.2 표준은 내부 USB 3.0 포트를 추가한 SATA Express 인터페이스의 소형 폼 팩터 구현입니다. 자세한 [35]내용은 아래 M.2(NGFF) 섹션을 참조하십시오.
  • microSSD는 소형화된 임베디드 SATA 스토리지를 [36]위한 볼 그리드 어레이 전기 인터페이스를 도입했습니다.
  • USM 슬림은 범용 스토리지 모듈(USM) 두께를 14.5mm(0.57인치)에서 9mm(0.35인치)로 줄였다.[37]
  • DevSleep을 사용하면 InstantGo(이전에는 Connected [38]Standby로 알려졌음)와 같은 저전력 모드일 때 상시 가동 장치의 전력 소비를 줄일 수 있습니다.
  • 하이브리드 정보는 솔리드 스테이트 하이브리드 드라이브에 [39][40]더 높은 성능을 제공합니다.

SATA 리비전 3.3

2016년 2월에 출시된 SATA 버전 3.3에는 다음과 같은 기능이 [41][42]도입되었습니다.

  • SMR(Shingled Magnetic Recording)을 지원하여 미디어상의 트랙을 겹침으로써 하드 디스크 드라이브의 용량을 25% 이상 증가시킵니다.
  • Power Disable 기능(PWDIS 핀 참조)에 의해, SATA 드라이브의 전원을 리모트로 재투입할 수 있습니다.또, 리빌드·프로세스를 고속화하는 리빌드·어시스트 기능에 의해서, 데이터 센터의 유지보수가 용이하게 됩니다.
  • 송신기 강조 사양은, 전기 부하가 높은 환경에서 호스트와 디바이스간의 상호 운용성과 신뢰성을 향상시킵니다.
  • 액티비티 인디케이터와 시차 스핀업을 같은 핀으로 제어할 수 있기 때문에 유연성이 향상되고 사용자에게 선택의 폭이 넓어집니다.

새로운 전원 비활성화 기능(SAS 전원 비활성화 기능과 유사)은 SATA 전원 커넥터의 핀 3을 사용합니다.핀 3에서 3.3V 전원을 공급하는 일부 레거시 전원 공급 장치에서는 Power Disable 기능이 있는 드라이브가 하드 리셋 상태로 고착되어 회전 속도를 높일 수 없습니다.통상, 이 문제는,[43] 심플한 「Molelex to SATA」전원 어댑터를 사용해 이러한 드라이브에 전력을 공급하는 것으로 해결할 수 있습니다.

SATA 리비전 3.4

2018년 6월에 출시된 SATA 버전 3.4에는 성능에 [44]미치는 영향을 최소화하면서 장치 상태를 모니터링하고 하우스키핑 작업을 실행할 수 있는 다음과 같은 기능이 도입되었습니다.

  • 내구성/주문된 쓰기 알림: 선택한 중요한 캐시 데이터를 미디어에 쓸 수 있어 일반 작업에 미치는 영향을 최소화합니다.
  • 디바이스 온도 감시:SFF-8609 규격의 대역외(OOB) 통신에 의해, 통상의 동작에 영향을 주지 않고, SATA 디바이스의 온도등의 상태를 액티브하게 감시할 수 있습니다.
  • 디바이스 슬립 신호 타이밍: 제조원 간의 호환성을 높이기 위한 추가 정의를 제공합니다.

SATA 리비전 3.5

2020년 7월에 출시된 SATA 버전 3.5에는 성능 이점을 높이고 SATA 장치 및 제품의 다른 업계 I/O [45]표준과의 통합을 촉진하는 기능이 도입되었습니다.

  • 3세대 PHY용 디바이스 전송 강조: SATA를 다른 I/O 측정 솔루션의 다른 특징과 연계하여 SATA-IO 구성원의 테스트와 통합을 지원합니다.
  • Defined Ordered NCQ Commands: 호스트가 큐잉된 명령어 간의 처리 관계를 지정하고 큐에서 명령어가 처리되는 순서를 설정할 수 있습니다.
  • 명령 기간 제한 기능: 호스트가 서비스 품질 카테고리를 정의할 수 있도록 함으로써 지연 시간을 단축하고 명령 속성을 보다 세밀하게 제어할 수 있습니다.이 기능을 통해 OCP(Open Compute Project)가 확립하고 INCITS T13 기술위원회 표준에 명시된 "Fast Fail" 요건에 SATA를 맞출 수 있습니다.

케이블, 커넥터 및 포트

3.5인치 SATA 드라이브 위에 2.5인치 SATA 드라이브, 데이터 및 전원 커넥터 클로즈업.3.5인치 드라이브에는 8개의 점퍼 핀도 있습니다.

SATA 드라이브와 병렬 ATA 드라이브의 가장 큰 차이는 커넥터와 케이블입니다.PATA와 달리 3.5인치 SATA 하드 디스크(데스크탑 및 서버 컴퓨터용)와 2.5인치 디스크(노트북 또는 소형 [46]컴퓨터용)에 동일한 커넥터가 사용됩니다.

데이터 및 전원용 표준 SATA 커넥터의 도체 피치는 1.27mm(0.050인치)입니다.SATA 커넥터를 연결하려면 삽입력이 낮아야 합니다.소형 미니 SATA 또는 mSATA 커넥터는 1.8인치 SATA 드라이브, 일부 DVD 및 Blu-ray 드라이브, 미니 SSD와 [47]같은 소형 디바이스에 사용됩니다.

외부 장치에는 특별한 eSATA 커넥터가 지정되어 있으며, 내부 커넥터를 단단히 고정하기 위한 클립을 옵션으로 구현하고 있습니다.SATA 드라이브를 SAS 컨트롤러에 연결하여 네이티브 SAS 디스크와 동일한 물리적 케이블로 통신할 수 있지만 SATA 컨트롤러는 SAS 디스크를 처리할 수 없습니다.

(예를 들어 메인보드 상의) 암컷형 SATA 포트는 실수로 플러그를 뽑지 않도록 잠금 장치 또는 클립이 있는 SATA 데이터 케이블과 함께 사용합니다.일부 SATA 케이블에는 회로 기판에 쉽게 연결할 수 있도록 직각 또는 좌각 커넥터가 있습니다.

데이터 커넥터

참고 항목: SATA Express 커넥터
표준 커넥터, 데이터 세그먼트[48]
핀 번호 짝짓기 기능.
1 첫 번째 땅
2 두 번째 A+(송신)
3 두 번째 A-(송신)
4 첫 번째 땅
5 두 번째 B-(수신)
6 두 번째 B+(수신)
7 첫 번째 땅
— 코딩 노치

SATA 표준에서는 7개의 컨덕터(2쌍으로 3개의 접지 및 4개의 활성 데이터 라인)와 양 끝에 8mm 폭의 웨이퍼 커넥터가 있는 데이터 케이블을 정의합니다.SATA 케이블의 길이는 최대 1미터(3.3피트)이며, 1개의 메인보드 소켓을 1개의 하드 드라이브에 연결할 수 있습니다.이에 비해 PATA 리본 케이블은 1개의 메인보드 소켓을 1개 또는 2개의 하드 드라이브에 연결하고 40 또는 80개의 와이어를 운반하며 PATA 사양에 따라 길이가 45cm(18인치)로 제한됩니다.단, 최대 90cm(35인치)의 케이블을 쉽게 사용할 수 있습니다.따라서 SATA 커넥터와 케이블은 밀폐된 공간에 쉽게 장착할 수 있으며 공기의 냉각에 방해가 되는 요소를 줄일 수 있습니다.PATA보다 실수로 플러그를 뽑거나 파손되기 쉽지만, 사용자는 작은(통상 금속) 스프링으로 플러그를 소켓에 고정하는 잠금 기능이 있는 케이블을 구입할 수 있습니다.

SATA 커넥터는 직선, 직각 또는 좌각일 수 있습니다.각진 커넥터는 로프로파일 접속을 가능하게 합니다.직각(90도라고도 함) 커넥터는 케이블을 드라이브로부터 회로 보드측에서 바로 분리합니다.좌각(일명 270도) 커넥터는 드라이브를 통해 케이블을 상단으로 유도합니다.

전기 접속을 통한 고속 데이터 전송과 관련된 문제 중 하나는 노이즈로 설명되며, 이는 데이터 회로와 다른 회로 간의 전기적 결합에 기인합니다.그 결과 데이터 회로는 다른 회로에 영향을 미쳐 영향을 받을 수 있습니다.설계자는 이러한 의도하지 않은 결합의 바람직하지 않은 영향을 줄이기 위해 많은 기술을 사용합니다.SATA 링크에서 사용되는 기술 중 하나가 차동 신호입니다.이것은 싱글 엔드 시그널링을 사용하는PATA에 대한 확장입니다.각 차동[49] 쌍에 대해 접지 연결이 여러 개 있는 완전 차폐 이중 동축 도체를 사용하면 채널 간의 분리가 개선되고 어려운 전기 환경에서 데이터가 손실될 가능성이 줄어듭니다.

  • A seven-pin SATA data cable (left-angled version of the connector)

    7핀 SATA 데이터 케이블(커넥터의 좌각 버전)

  • SATA connector on a 3.5-inch hard drive, with data pins on the left and power pins on the right. The two different pin lengths ensure a specific mating order; the longer lengths are ground pins and make contact first.

    데이터 핀이 왼쪽에 있고 전원 핀이 오른쪽에 있는 3.5인치 하드 드라이브의 SATA 커넥터.두 개의 서로 다른 핀 길이는 특정 접합 순서를 보장합니다. 길이가 길면 접지 핀이 되고 먼저 접촉합니다.

  • SATA 3.0 (6 Gbit/s) cable showing the two foil shielded differential pairs.

    2개의 포일 실드 차동 페어를 나타내는 SATA 3.0(6 Gbit/s) 케이블.

전원 커넥터

표준 커넥터

표준 커넥터, 전원 세그먼트
핀 번호 짝짓기 기능.
— 코딩 노치
1 세 번째 3.3 V 전원
2 세 번째
3 두 번째 Power Disable(PWDIS) 모드 시작/종료
(3.3 V 전원, SATA 3.3보다 이전 프리차지)
4 첫 번째 땅
5 두 번째
6 두 번째
7 두 번째 5 V 전원, 프리차지
8 세 번째 5 V 전원
9 세 번째
10 두 번째 땅
11 세 번째 스핀업/액티비티 시차 발생
12 첫 번째 땅
13 두 번째 12 V 전원, 프리차지
14 세 번째 12 V 전원
15 세 번째
15핀 SATA 전원 커넥터(이 커넥터에는 오렌지색 3.3V 와이어가 없음)

SATA는 PATA(Parallel ATA) 디바이스에서 사용되는 4핀 Molex 커넥터와 다른 전원 커넥터를 지정합니다(또, 이전의 소형 스토리지 디바이스는 ST-506 하드 디스크 드라이브, IBM PC 이전의 플로피 디스크 드라이브에도 사용됩니다).이 커넥터는 SATA 데이터 커넥터와 마찬가지로 웨이퍼 타입의 커넥터이지만 폭은 훨씬 넓습니다(7핀이 15핀에서 7핀).일부 초기 SATA 드라이브에는 새로운 15핀 커넥터와 함께 4핀 Molex 전원 커넥터가 포함되어 있었지만, 현재 대부분의 SATA 드라이브에는 후자만 탑재되어 있습니다.

새로운 SATA 전원 커넥터에는 다음과 같은 [50]몇 가지 이유로 핀이 더 많이 포함되어 있습니다.

  • 3.3V는 기존의 5V 및 12V 전원과 함께 공급됩니다.다만, 실제로 사용하고 있는 드라이브는 거의 없기 때문에, 어댑터가 있는 4 핀 Molex 커넥터로부터 전력을 공급받을 수 있습니다.
  • SATA 리비전 3.3의 핀 3은 PWDIS로 재정의되어 SAS 사양과의 호환성을 위해 POWER DISABLE 모드를 시작하거나 종료하기 위해 사용됩니다.핀 3이 HIGH(최대 2.1~3.6V)로 구동되면 드라이브 회로에 대한 전원이 비활성화됩니다.SATA 버전 3.1 또는 이전 버전으로 설계된 시스템에서는 이 기능이 있는 드라이브의 전원이 켜지지 않습니다.이는 핀 3이 HIGH로 구동되면 드라이브의 전원이 [43]켜지지 않기 때문입니다.
  • 저항을 줄이고 전류 용량을 늘리기 위해 각 그룹의 핀 하나가 사전 충전을 위해 사용되지만 각 전압은 병렬로 3개의 핀에 의해 공급됩니다(아래 참조).각 핀은 1.5A를 반송할 수 있어야 합니다.
  • 5개의 병렬 핀이 저저항 접지 연결을 제공합니다.
  • 공급 전압마다 2개의 접지 핀과 1개의 핀이 핫 플러그 프리차징을 지원합니다.핫 스왑 케이블의 접지 핀 4와 12는 길이가 가장 길기 때문에 커넥터가 맞물렸을 때 가장 먼저 접촉합니다.드라이브 전원 커넥터 핀 3, 7, 및 13은 다른 핀보다 길기 때문에 다음에 접촉합니다.드라이브는 이를 사용하여 전류 제한 저항을 통해 내부 바이패스 캐패시터를 충전합니다.마지막으로 나머지 전원핀이 접촉하여 저항을 바이패스하고 각 전압의 저저항원을 제공합니다.이 2단계 접합 프로세스는 다른 부하에 대한 글리치와 SATA 전원 커넥터 접점의 아크 또는 침식을 방지합니다.
  • 핀 11은 스핀업, 액티비티 인디케이터, 또는 아무것도 하지 않는 경우에 기능합니다.이것은 오픈 컬렉터 신호이며, 커넥터 또는 드라이브에 의해 풀다운될 수 있습니다.대부분의 케이블식 SATA 전원 커넥터에서와 같이 커넥터를 아래로 당기면 전원이 공급되는 즉시 드라이브가 회전합니다.부동인 채로 두면, 드라이브는 통화할 때까지 대기합니다.이로 인해 많은 드라이브가 동시에 회전하는 것을 방지하여 전력을 너무 많이 소비할 수 있습니다.또, 드라이브의 동작을 나타내기 위해서, 핀이 아래로 당겨집니다.LED를 통해 사용자에게 피드백을 제공하는 데 사용할 수 있습니다.

패시브 어댑터는 4핀 Molex 커넥터를 SATA 전원 커넥터로 변환하여 Molex 커넥터에서 사용할 수 있는5V 및 12V 라인을 제공합니다만, 3.3V는 사용할 수 없습니다.또, 3.3 V의 전원 [51]장치를 추가하는 일렉트로닉스를 포함한 4 핀 Molex-to-SATA 전원 어댑터도 있습니다.그러나 대부분의 드라이브에는 3.3V 전원선이 [52]필요하지 않습니다.

슬림형 커넥터

슬림형 커넥터, 전원 세그먼트
핀 번호 짝짓기 기능.
— 코딩 노치
1 세 번째 디바이스의 존재
2 두 번째 5 V 전원
3 두 번째
4 두 번째 제조 진단
5 첫 번째 땅
6 첫 번째

SATA 2.6은 슬림라인 커넥터를 정의한 최초의 리비전입니다.노트북 옵티컬(광학식) 드라이브와 같은 소형 폼 팩터용으로 설계되었습니다.슬림라인 전원 커넥터의 핀 1은 디바이스의 존재를 나타내는 것으로, 핫 스왑이 가능한 다른 핀보다 짧습니다.슬림라인 신호 커넥터는 표준 버전과 동일하며, 전원 커넥터는 6핀으로 줄어들어 +12V 또는 +[22][53]3.3V가 아닌 +5V만 공급됩니다.

저비용 어댑터는 표준 SATA에서 슬림형 SATA로 변환하기 위해 존재합니다.

  • A six-pin slimline SATA power connector

    6핀 슬림라인 SATA 전원 커넥터

  • The back of a SATA-based slimline optical drive

    SATA 기반의 슬림형 옵티컬(광학식) 드라이브의 후면

마이크로 커넥터

마이크로 커넥터, 전원 세그먼트
핀 번호 짝짓기 기능.
1 세 번째 3.3 V 전원
2 두 번째
3 첫 번째 땅
4 첫 번째
5 두 번째 5 V 전원
6 세 번째
7 세 번째 예약필
— 코딩 노치
8 세 번째 벤더 고유
9 두 번째
커넥터에 번호가 매겨진 데이터와 전원 핀이 있는 1.8인치 마이크로 SATA 하드 드라이브.

마이크로 SATA 커넥터(USATA 또는 [54]μSATA라고도 함)는 SATA 2.6에서 시작되었으며 1.8인치 하드 디스크 드라이브용입니다.외관은 비슷하지만 표준 데이터 커넥터보다 약간 얇은 마이크로 데이터 커넥터도 있습니다.

추가 핀

SATA 드라이브, 특히 기계식 드라이브는 4핀 이상의 추가 인터페이스를 갖추고 있으며, 이 인터페이스는 균일하게 표준화되지 않았지만 각 드라이브 제조업체에서 정의한 유사한 용도로 사용됩니다.IDE 드라이브에서는 마스터 드라이브와 슬레이브 드라이브의 셋업에 이러한 추가 핀을 사용했기 때문에 SATA 드라이브에서는 일반적으로 USB-SATA 브리지에서 사용하는 다른 전원 모드를 선택하거나 [55][56]점퍼를 사용하여 스펙트럼 확산 클로킹, SATA 속도 제한 또는 공장 출하 시 모드와 같은 추가 기능을 사용할 수 있습니다.

eSATA

SATAe와 혼동하지 마십시오.
eSATA 공식 로고
SATA(왼쪽) 및 eSATA(오른쪽) 커넥터
eSATA 포트

2004년에 표준화된 eSATA(e는 외부 연결용)는 외부 연결을 위한 다양한 SATA를 제공합니다.보다 견고한 커넥터, 보다 긴 실드 케이블 및 보다 엄격한(단, 하위 호환성이 있는) 전기 표준을 사용합니다.프로토콜 및 논리적 신호(링크/전송 계층 이상)는 내부 SATA와 동일합니다.차이점은 다음과 같습니다.

  • 최소 전송 진폭 증가: 범위는 400~600mV가 아닌 500~600mV입니다.
  • 최소 수신 진폭 감소: 범위는 325~600mV가 아닌 240~600mV입니다.
  • 최대 케이블 길이는 1미터(3.3피트)에서 2미터(6.6피트)로 증가했습니다.
  • eSATA 케이블 및 커넥터는 SATA 1.0a 케이블 및 커넥터와 유사하지만 다음과 같은 예외가 있습니다.
    • eSATA 커넥터는 차폐되지 않은 내부 케이블이 외부에서 사용되는 것을 방지하기 위해 기계적으로 다릅니다.eSATA 커넥터는 "L" 모양의 키를 폐기하고 가이드의 위치와 크기를 변경합니다.
    • eSATA 삽입 깊이는 5mm가 아니라 6.6mm로 더 깊습니다.접점의 위치도 변경됩니다.
    • eSATA 케이블에는 FCC 및 CE 요건에 대한 EMI를 줄이기 위한 추가 차폐가 있습니다.내부 케이블은 차폐 케이스 안에 있기 때문에 EMI 요건을 충족하기 위해 추가 차폐가 필요하지 않습니다.
    • eSATA 커넥터는 실드 접촉 및 기계적 고정에 금속 스프링을 사용합니다.
    • eSATA 커넥터의 설계 수명은 5,000매팅입니다.일반 SATA 커넥터는 50매팅으로만 지정됩니다.

소비자 시장을 겨냥한 eSATA는 USB 및 FireWire 인터페이스를 통해 제공되는 외부 스토리지 시장에 진출합니다.SATA 인터페이스에는 몇 가지 이점이 있습니다.FireWire 또는 USB 인터페이스를 사용하는 대부분의 외장 하드 디스크 드라이브 케이스는 PATA 또는 SATA 드라이브와 "브릿지"를 사용하여 드라이브의 인터페이스와 인클로저의 외부 포트를 변환합니다. 이 브리징은 비효율적인 부분을 야기합니다.일부 단일 디스크는 실제 사용 [18]시 157MB/s를 전송할 수 있습니다. 이는 USB 2.0 또는 FireWire 400(IEEEE 1394a)의 최대 전송 속도보다 약 4배 빠르고 FireWire 800의 최대 전송 속도보다 약 2배 빠른 속도입니다.S3200 FireWire 1394b 사양은 약 400 MB/s(3.2 기가비트/초)에 달하며 USB 3.0의 공칭 속도는 5 기가비트/초입니다.자기 감시 분석 및 보고 기술과 같은 일부 낮은 수준의 드라이브 기능. USB[57]나 파이어 와이어나 USB+FireWire 다리를 통해로 실리콘 이미지 JMicron고 NVIDIA와 함께 공동해 왔다 eSATA이 문제들을 제공했다에서 컨트롤러 제조 업체(그리고 그것의 운전자들)ATA장치보다는 SCSI장치로서eSATA 드라이브를 겪지 않아 작동하지 않다.nFWindows Vista 용 드라이버입니다.이 경우 SATA 드라이브에는 낮은 수준의 기능에 액세스할 수 없습니다.

SATA 6G의 eSATA 버전은 6.0 Gbit/s로 작동합니다(SATA III라는 용어는 SATA-IO 조직에서는 SATA II 3.0 Gbit/s(구어로는 "SATA 3G"[bit/s] 또는 "SATA 300"[MB/S])와 혼동하지 않도록 합니다).G" (비트/초) 또는 "SATA 150" (MB/초)따라서 eSATA 연결은 [58]서로 무시할 수 있을 정도의 차이로 작동합니다.일단 인터페이스가 드라이브가 처리할 수 있는 속도만큼 빠르게 데이터를 전송할 수 있다면, 인터페이스 속도를 높인다고 해서 데이터 전송이 향상되지는 않습니다.

그러나 eSATA 인터페이스에는 다음과 같은 단점이 있습니다.

  • eSATA 인터페이스가 보급되기 전에 제작된 장치에는 외부 SATA 커넥터가 없습니다.
  • 소형 폼 팩터 장치(예: 외부 2.5인치 디스크)의 경우 일반적으로 PC 호스팅 USB 또는 FireWire 링크를 통해 장치를 작동하기에 충분한 전력을 공급할 수 있습니다.그러나 eSATA 커넥터는 전원을 공급할 수 없으며 외부 장치용 전원 공급 장치가 필요합니다.관련된 eSATP(단, 기계적으로 호환되지 않는, eSATA/USB라고도 함) 커넥터는 외부 SATA 연결에 전원을 공급하므로 추가 전원 공급이 [59]필요하지 않습니다.

2017년 중반 현재 전용 외부 SATA(eSATA) 커넥터를 갖춘 새 컴퓨터는 거의 없으며, USB3와 USB3 타입 C(종종 Thunderbolt 대체 모드 포함)가 이전 USB 커넥터를 대체하기 시작했습니다.USB3와 eSATA를 모두 지원하는 단일 포트가 있는 경우도 있습니다.

내장 eSATA 인터페이스가 없는 데스크톱 컴퓨터에서는 eSATA Host Bus Adapter(HBA; 호스트 버스 어댑터)를 설치할 수 있습니다. 메인보드가 SATA를 지원하는 경우 외부에서 사용할 수 있는 eSATA 커넥터를 추가할 수 있습니다.현재 희귀[60] Cardbus 또는[61] ExpressCard를 탑재한 노트북 컴퓨터에서 eSATA HBA를 추가할 수 있습니다.패시브 어댑터에서는 eSATA 신호 레벨을 준수하지 않기 때문에 최대 케이블 길이가 1미터(3.3피트)로 줄어듭니다.

eSATP

주요 기사: eSATP
eSATP 포트

eSATP는 파워드 eSATA의 약자입니다.Power over eSATA, Power eSATA, eSATA/USB 콤보 또는 eSATA USB 하이브리드 포트(EUHP)라고도 합니다.eSATP 포트에는 USB 2.0(또는 그 이전) 포트의 4핀, eSATA 포트의 7핀 및 옵션으로 12V 전원 [62]핀 2개가 조합되어 있습니다.eSATA가 아닌 USB와 마찬가지로 SATA 트래픽과 디바이스 전원이 하나의 케이블에 통합되어 있습니다.5V 전원은 2개의 USB 핀을 통해 공급되며, 12V 전원은 옵션으로 제공될 수 있습니다.노트북이 아닌 데스크톱 컴퓨터는 일반적으로 12V의 전원을 공급하므로 2.5인치 드라이브와 같은 5V 디바이스와 더불어 이 전압을 필요로 하는 디바이스(일반적으로 3.5인치 디스크 및 CD/DVD 드라이브)에 전력을 공급할 수 있습니다.

USB 및 eSATA 디바이스는 각각 USB 또는 eSATA 케이블로 연결하면 eSATAp 포트와 함께 사용할 수 있습니다.eSATA 디바이스는 eSATAp 케이블을 통해 전력을 공급할 수 없지만, 특수 케이블을 사용하면 SATA 또는 eSATA와 전원 커넥터를 eSATAp 포트에서 사용할 수 있습니다.

eSATP 커넥터는 내장 SATA, USB 및 전원 커넥터용 브래킷과 외부에서 액세스할 수 있는 eSATP 포트를 장착하여 내장 SATA 및 USB가 있는 컴퓨터에 내장할 수 있습니다.eSATP 커넥터는 여러 장치에 내장되어 있지만 제조업체는 공식 표준을 참조하지 않습니다.

선행 표준 구현

  • 최종 eSATA 3 Gbit/s 사양 이전에는 SATA 드라이브의 외부 연결을 위해 많은 제품이 설계되었습니다.이 중 일부는 내부 SATA 커넥터 또는 FireWire와 같은 다른 인터페이스 사양에 맞게 설계된 커넥터를 사용합니다.이러한 제품은 eSATA를 준수하지 않습니다.최종 eSATA 사양은 일반 SATA 커넥터와 비슷하지만, USB 커넥터에서 영감을 받아 수컷과 암컷 양쪽을 강화한 거친 취급을 위해 설계된 특정 커넥터를 갖추고 있습니다.eSATA는 부주의로 플러그를 뽑지 않고 당기기나 흔들림에도 견딜 수 있으며 수컷 SATA 커넥터(하드 드라이브)가 파손될 수 있습니다.e 또는 호스트 어댑터(일반적으로 컴퓨터 내부에 장착됨)eSATA 커넥터의 경우 커넥터를 손상시키기 위해 상당한 힘이 필요합니다.커넥터가 파손된 경우 케이블 자체의 [citation needed]암측일 가능성이 높기 때문에 비교적 쉽게 교체할 수 있습니다.
  • 최종 eSATA 6 Gbit/s 사양 이전에는 내부 전용 솔루션용 6 Gbit/s SATA 3.0 컨트롤러가 있었기 때문에 많은 애드온 카드와 일부 메인보드가 eSATA 6 Gbit/s 지원을 광고했습니다.이러한 구현은 비표준이며, eSATA 6 Gbit/s 요구사항은 2011년 7월 18일 SATA 3.1 [63]사양으로 승인되었습니다.일부 제품은 eSATA 6 Gbit/s를 완전히 준수하지 않을 수 있습니다.

미니 SATA(mSATA)

참고 항목: PCI Express © Mini-SATA (mSATA) 베리안트
mSATA SSD

Mini-SATA([54]mSATA)는 2009년 [64]9월 21일 시리얼 ATA 국제기구에 의해 발표되었습니다.애플리케이션에는 넷북, 노트북 및 작은 설치 공간에 솔리드 스테이트 드라이브가 필요한 기타 장치가 포함됩니다.

mSATA 커넥터의 물리 치수는 PCI Express Mini Card [65]인터페이스와 동일하지만 인터페이스는 전기적으로 호환되지 않습니다.데이터 신호(TX±/RX±SATA, PETn0 PETp0 PERp0 PCI Express)는 PCI Express 호스트 대신 SATA 호스트 컨트롤러에 연결해야 합니다.

M.2 규격은 mSATA와 mini-PCIe를 [66]모두 대체했습니다.

SFF-8784 커넥터

SFF-8784 커넥터[67]
맨 아래 정상
핀 기능. 핀 기능. 핀 기능. 핀 기능.
1 땅 6 미사용 11 땅 16 +5 V
2 땅 7 +5 V 12 B+(송신) 17 땅
3 땅 8 미사용 13 B-(송신) 18 A-(수신)
4 접지[c] 9 미사용 14 땅 19 A+(수신)
5 이끌었다 10 땅 15 +5 V 20 땅

높이 5mm(0.20인치)의 슬림형 2.5인치 SATA 디바이스는 20핀 SFF-8784 엣지 커넥터를 사용하여 공간을 절약합니다.SFF-8784는 데이터 신호와 전원선을 슬림형 커넥터에 조합하여 추가 공간을 많이 사용하는 커넥터 없이 디바이스의 프린트 기판(PCB)[67]에 직접 접속할 수 있도록 함으로써 울트라북 등의 휴대용 디바이스의 내부 레이아웃을 더욱 압축할 수 있습니다.

핀 1~10은 커넥터 하단에 있고 핀 11~20은 [67]상단에 있습니다.

SATA Express

컴퓨터 메인보드에 2개의 SATA Express 커넥터(연한 회색)가 있습니다.오른쪽에는 일반적인 SATA 커넥터(진한 회색)가 있습니다.
주요 기사: SATA Express

SATA Express는 처음에는 SATA 3.2 [68]사양으로 표준화되었으며 SATA 또는 PCI Express 스토리지 장치를 지원하는 인터페이스입니다.호스트 커넥터는 표준 3.5인치 SATA 데이터 커넥터와 하위 호환되므로 최대 2개의 레거시 SATA 디바이스를 [69]연결할 수 있습니다.동시에 호스트 커넥터는 스토리지 디바이스에 대한 순수 PCI Express 연결로서 최대 2개의 PCI Express 3.0 레인을 제공하여 최대 2GB/[32][70]s의 대역폭을 허용합니다.

SATA 인터페이스의 네이티브 속도를 2배로 하는 일반적인 접근 방식 대신 PCI Express는 6기가비트/초 이상의 데이터 전송 속도를 실현하기 위해 선택되었습니다.그 결과, 네이티브 SATA 속도를 두 배로 높이면 시간이 너무 오래 걸리고 SATA 표준을 너무 많이 변경해야 하며, 기존 PCI [71]Express 버스에 비해 전력 소비량이 훨씬 더 커집니다.

SATA Express는 레거시 AHCI(Advanced Host Controller Interface)를 지원할 뿐만 아니라 연결된 PCI Express 스토리지 [72]디바이스의 논리 디바이스 인터페이스로 NVMe(NVM Express)를 사용할 수도 있습니다.

아래에 설명된 M.2 폼 팩터가 더 큰 인기를 끌면서 SATA Express는 실패한 표준으로 간주되어 마더보드에서 전용 포트가 빠르게 사라졌습니다.

M.2(NGFF)

mSATA(왼쪽)와 M.2(사이즈 2242, 오른쪽) SSD의 크기 비교
M.2(2242) 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)가 USB 3.0 어댑터에 접속되어 컴퓨터에 접속되어 있다.
주요 기사: M.2

M.2(이전의 차세대 폼 팩터(NGFF))는 컴퓨터 확장 카드 및 관련 커넥터의 사양입니다.PCI Express Mini Card 물리 레이아웃을 사용하는 mSATA 표준을 대체합니다.더 작고 유연한 물리 사양과 더 고급 기능을 갖춘 M.2는 특히 울트라북이나 [73]태블릿과 같은 소형 장치에서 사용되는 솔리드 스테이트 스토리지 애플리케이션에 더 적합합니다.

M.2 규격은 mSATA 규격에 대한 개정 및 개선으로 설계되었으며, 이를 통해 더 큰 규모의 인쇄 회로 기판(PCB)을 제조할 수 있습니다.mSATA는 기존의 PCI Express Mini Card 폼 팩터와 커넥터를 활용했지만,[73][74][75] M.2는 설치 공간을 최소화하면서 카드 공간을 최대한 활용할 수 있도록 설계되었습니다.

지원되는 호스트 컨트롤러 인터페이스 및 내부적으로 제공되는 포트는 SATA Express 인터페이스에서 정의된 포트보다 더 큰 집합입니다.기본적으로 M.2 표준은 SATA Express 인터페이스의 소형 폼 팩터 구현이며 내부 USB 3.0 [73]포트가 추가되었습니다.

U.2 (SFF-8639)

U.2, 이전에는 SFF-8639로 불렸습니다.M.2와 마찬가지로 PCI Express 전기 신호를 전송하지만 U.2는 PCIe 3.0 × 4 링크를 사용하여 각 방향으로 32기가비트/초의 높은 대역폭을 제공합니다.최대 하위 호환성을 제공하기 위해 U.2 커넥터는 SATA 및 멀티패스 [76]SAS도 지원합니다.

프로토콜

SATA 규격은 물리적, 링크 및 전송이라는 세 가지 프로토콜 계층을 정의합니다.

물리층

물리 계층은 SATA의 전기적 및 물리적 특성(케이블 치수 및 패러시틱, 드라이버 전압 수준 및 수신기 작동 범위 등)과 물리적 코딩 하위 시스템(비트 수준 인코딩, 와이어 상의 장치 감지 및 링크 초기화)을 정의합니다.

물리 전송에서는 차동 시그널링을 사용합니다.SATA PHY 에는, 송신 쌍과 수신 쌍이 포함되어 있습니다.SATA 링크를 사용하지 않는 경우(예: 장치가 연결되어 있지 않은 경우) 송신기는 송신 핀을 공통 모드 전압 레벨로 플로팅할 수 있습니다.SATA 링크가 활성화되거나 링크 초기화 단계에 있는 경우 트랜스미터는 지정된 차동 전압(SATA/I의 경우 1.5V)으로 송신 핀을 구동합니다.

SATA 물리 코딩은 8b/10b 인코딩으로 알려진 라인 인코딩 시스템을 사용합니다.이 방식은 디퍼렌셜 시리얼 링크를 유지하는 데 필요한 여러 기능을 제공합니다.첫째, 스트림에는 SATA 호스트/드라이브가 클로킹을 추출하는 데 필요한 동기화 정보가 포함되어 있습니다.8b/10b 인코딩 시퀀스는 수신기가 별도로 전송되는 기준 클럭 파형을 사용하지 않고도 비트 정렬을 달성할 수 있도록 주기적인 에지 전환을 포함합니다.또, 이 시퀀스는, 송신 드라이버와 수신기 입력을 AC커플링 할 수 있는 중립(DC밸런스) 비트 스트림을 유지합니다.일반적으로 실제 SATA 시그널링은 반이중으로, 데이터를 한 번에 읽거나 쓸 수 있습니다.

또한 SATA는 8b/10b에 정의된 특수 문자 중 일부를 사용합니다.특히 PHY 레이어는 쉼표(K28.5) 문자를 사용하여 심볼 정렬을 유지합니다.링크상의 2개의 디바이스 간의 클럭환율 매칭에는 특정 4개의 심볼시퀀스인 ALIGN 프리미티브가 사용됩니다.다른 특수 기호는 상위 계층(링크 및 전송)에서 생성 및 소비되는 흐름 제어 정보를 전달합니다.

호스트와 드라이브 간의 물리적 전송에는 개별 포인트 투 포인트 AC 커플링 Low-to-Point Differential Signaling(LVDS; 저전압 차동 신호) 링크가 사용됩니다.

PHY 레이어는 케이블상의 다른 SATA/디바이스의 검출과 링크의 초기화를 담당합니다.링크 초기화 프로세스 중에 PHY는 정의된 패턴으로 송신기를 전기 아이돌과 특정 10b 문자 간에 전환하고 상호 지원되는 시그널링 레이트(1.5, 3.0 또는 6.0 Gbit/s)를 네고시에이트하여 최종적으로 원단 디바이스의 PHY-LA에 동기화함으로써 특수한 대역 외 신호를 로컬로 생성합니다.yer 데이터 스트림이 시간 동안 링크 레이어에서 데이터는 전송되지 않습니다.

링크 초기화가 완료되면 링크 레이어가 데이터 전송을 인계하고 PHY는 비트 전송 전에 8b/10b 변환만 제공합니다.

링크 레이어

PHY 레이어가 링크를 확립하면 링크레이어는 SATA 링크를 통한 Frame Information Structures(FIS; 프레임 정보 구조)의 송수신을 담당합니다.FIS는 제어 정보 또는 페이로드 데이터를 포함하는 패킷이다.각 패킷에는 헤더(유형 식별)와 내용이 유형에 따라 달라지는 페이로드가 포함됩니다.링크 레이어는 링크 상의 흐름 제어도 관리합니다.

트랜스포트 레이어

시리얼 ATA 사양의 레이어 3은 트랜스포트 레이어입니다.이 레이어는 프레임에 작용하여 적절한 순서로 프레임을 송수신하는 역할을 합니다.운송 계층은 FIS 구조물의 조립과 해체를 처리하는데, 여기에는 예를 들어 등록 FIS에서 작업 파일로 내용을 추출하고 지휘 계층에 알리는 것이 포함된다.추상적인 방법으로, 전송 계층은 명령 계층에 의해 요청된 FIS 구조를 생성 및 인코딩하고 프레임을 수신할 때 이러한 구조를 제거하는 역할을 한다.

DMA 데이터가 전송되고 상위 명령 계층으로부터 수신될 때, 전송 계층은 FIS 제어 헤더를 페이로드에 추가하고 링크 계층에 전송을 준비하도록 통지한다.데이터가 수신될 때 동일한 절차가 수행되지만 역순으로 수행됩니다.링크 레이어는, 착신 데이터를 사용할 수 있는 것을 트랜스포트 레이어에 통지합니다.데이터가 링크 계층에 의해 처리되면, 전송 계층은 데이터를 명령 계층으로 전송하기 전에 FIS 헤더를 검사하고 제거한다.

토폴로지

'포트 멀티플라이어'도 참조
SATA 토폴로지: 호스트(H), 승수(M) 및 디바이스(D)

SATA는 포인트 투 포인트 아키텍처를 사용합니다.컨트롤러와 스토리지 디바이스 간의 물리적 연결은 다른 컨트롤러 및 스토리지 디바이스 간에 공유되지 않습니다.SATA는 멀티플라이어를 정의하며, 단일 SATA 컨트롤러 포트로 최대 15개의 스토리지 디바이스를 구동할 수 있습니다.멀티플라이어는 허브의 기능을 수행합니다.컨트롤러와 각 스토리지 디바이스는 [77]허브에 연결됩니다.이는 SAS 익스팬더와 개념적으로 유사합니다.

최신 PC 시스템에는 SATA 컨트롤러가 메인보드에 내장되어 있으며, 일반적으로 2~8개의 포트를 갖추고 있습니다.애드인 SATA 호스트 어댑터를 통해 추가 포트를 설치할 수 있습니다(다양한 버스 인터페이스:USB, PCI, PCIe).

하위 및 상위 호환성

SATA 및 PATA

SATA 컨버터가 연결된 PATA 하드 디스크.

하드웨어 인터페이스 수준에서 SATA 디바이스와 PATA(Parallel AT Attachment) 디바이스는 완전히 호환되지 않습니다.어댑터가 없으면 상호 접속할 수 없습니다.

애플리케이션 레벨에서 SATA 디바이스는 PATA [78]디바이스와 같이 동작하도록 지정할 수 있습니다.

대부분의 메인보드는 "레거시 모드" 옵션을 제공하여 SATA 드라이브가 표준 컨트롤러의 PATA 드라이브처럼 OS에 인식되도록 합니다.이 레거시 모드에서는 셋업 중에 특정 드라이버를 로드할 필요가 없기 때문에 OS 설치가 간단하지만 SATA의 일부 (벤더 고유의) 기능에 대한 지원은 희생됩니다.레거시 모드는 표준 PATA 컨트롤러 인터페이스가 지원하는 드라이브는 4개뿐이기 때문에 보드의 PATA 또는 SATA 포트 중 일부를 항상 비활성화하는 것은 아닙니다(대부분 비활성화된 포트는 설정 가능합니다).

ATA 명령 집합의 공통 유산으로 인해 저비용 PATA-SATA 브리지 칩이 확산되었습니다.브리지 칩은 PATA 드라이브(네이티브 SATA 드라이브 완료 이전) 및 독립형 컨버터에서 널리 사용되었습니다.PATA 드라이브에 접속하면, 디바이스측 컨버터를 사용해 PATA 드라이브가 SATA 드라이브로서 기능합니다.호스트측 컨버터를 사용하면, 메인보드 PATA 포토를 SATA 드라이브에 접속할 수 있습니다.

시장에서는 USB, Firewire 또는 eSATA를 통해 PC와 인터페이스하는 PATA 및 SATA 드라이브용 전원 인클로저를 생산해 왔습니다. 단, 위에서 언급한 제한 사항이 있습니다.SATA 커넥터가 있는 PCI 카드는 SATA 커넥터 없이 SATA 드라이브를 레거시 시스템에 연결할 수 있습니다.

SATA 1.5 기가비트/초 및 SATA 3 기가비트/초

SATA 표준의 설계자는, 향후의 SATA 표준의 개정판과의 후방 및 전방 호환성을 목표로 하고 있습니다.차세대 SATA 드라이브를 표준 레거시 SATA 1.5 Gbit/s 호스트 컨트롤러가 장착된 메인보드에 설치할 때 발생할 수 있는 상호 운용성 문제를 방지하기 위해 많은 제조업체에서 새로운 드라이브를 이전 표준 모드로 쉽게 전환하도록 했습니다.그러한 충당부채의 예는 다음과 같다.

  • Seagate/Maxtor는 강제 1.5기가비트/초와 1.5/3기가비트/초의 네고시에이트된 동작 사이에서 드라이브를 전환할 수 있도록 사용자가 접근할 수 있는 점퍼 스위치를 추가했습니다.
  • Western Digital은 OPT1 enabled라는 점퍼 설정을 사용하여 1.5 Gbit/s의 데이터 전송 속도를 강제합니다(OPT1은 점퍼를 핀5와 핀6에 꽂으면 유효합니다).
  • 제조업체 웹 사이트에서 다운로드할 수 있는 소프트웨어를 사용하여 Samsung 드라이브를 강제로 1.5Gbit/s 모드로 만들 수 있습니다.일부 삼성 드라이브를 이러한 방식으로 구성하려면 드라이브를 프로그래밍하는 동안 SATA-2(SATA 3.0 Gbit/s) 컨트롤러를 일시적으로 사용해야 합니다.

"force 150" 스위치(또는 동등한 것)는 PCI 카드의 SATA 컨트롤러에 SATA 3 Gbit/s 하드 드라이브를 연결할 때도 유용합니다. 이러한 컨트롤러(Silicon Image 칩 등)의 대부분은 PCI 버스가 1.5 Gbit/s 속도에 도달할 수 없음에도 불구하고 3 Gbit/s로 작동하기 때문입니다.이로 인해 이 상태를 특별히 테스트하지 않고 디스크 [citation needed]전송 속도를 제한하지 않는 운영 체제에서 데이터가 손상될 수 있습니다.

SATA 3 기가비트/초 및 SATA 6 기가비트/초

SATA 3 Gbit/s와 SATA 6 Gbit/s는 서로 호환됩니다.SATA 3 Gbit/s 장치는 SATA 6 Gbit/s 장치에만 연결할 수 있지만 SATA 3 Gbit/s 장치에는 속도가 느린 SATA 6 Gbit/s 장치에만 연결할 수 있습니다.

SATA 1.5 기가비트/초 및 SATA 6 기가비트/초

SATA 1.5 기가비트/초와 SATA 6 기가비트/초는 서로 호환됩니다.SATA 1.5 Gbit/s 장치는 느린 1.5 Gbit/s 속도의 SATA 6 Gbit/s 장치에만 연결되지만 SATA 1.5 Gbit/s 장치에는 연결되지 않습니다.

다른 인터페이스와의 비교

SATA 및 SCSI

병렬 SCSI는 SATA보다 더 복잡한 버스를 사용하기 때문에 일반적으로 제조 비용이 높아집니다.SCSI 버스도 하나의 공유 채널에서 여러 드라이브를 연결할 수 있는 반면 SATA는 포트 멀티플라이어를 사용하지 않는 한 채널당 하나의 드라이브를 사용할 수 있습니다.직렬 연결 SCSI는 SATA와 동일한 물리적 상호 연결을 사용하며, 대부분의 SAS HBA는 3 및 6 Gbit/s SATA 장치도 지원합니다(HBA는 직렬 ATA 터널링 프로토콜 지원 필요).

SATA 3 Gbit/s는 이론적으로 디바이스당 최대 300 MB/s의 대역폭을 제공합니다.이는 SCSI Ultra 320의 정격 속도보다 약간 낮으며, [79]버스 상의 모든 디바이스에 대해 최대 320 MB/s의 총 속도보다 약간 낮습니다.SCSI 드라이브는 절단-재접속 [80]및 집약 퍼포먼스로 인해 단순한 (명령어 기반) 포트 멀티플라이어를 통해 연결된 여러 SATA 드라이브보다 뛰어난 지속적인 throughput을 제공합니다.일반적으로 SATA 디바이스는 SAS 인클로저 및 어댑터와 호환되지만 SCSI 디바이스는 SATA 버스에 직접 연결할 수 없습니다.

SCSI, SAS 및 FC(파이버 채널) 드라이브는 SATA보다 가격이 비싸기 때문에 성능 향상으로 추가 비용이 발생하는 서버 및 디스크 어레이에서 사용됩니다.저렴한 ATA 및 SATA 드라이브는 가정용 컴퓨터 시장에서 발전했기 때문에 신뢰성이 떨어진다는 견해가 있습니다.이 두 세계가 겹치면서 신뢰성에 대한 주제가 다소 논란이 되었다.일반적으로 디스크 드라이브의 고장률은 인터페이스가 아니라 헤드, 플래터 및 지원 제조 공정의 품질과 관련이 있습니다.

비즈니스 시장에서 시리얼 ATA의 사용은 2006년 22%에서 [81]2008년 28%로 증가했습니다.

다른 버스와의 비교

다음 항목도 참조하십시오.디바이스 비트레이트 리스트

SCA-2 커넥터가 있는 SCSI-3 디바이스는 핫스왑용으로 설계되어 있습니다.많은 서버 시스템과 RAID 시스템은 투과적인 핫 스왑을 위한 하드웨어 지원을 제공합니다.SCA-2 커넥터보다 이전 SCSI 표준의 설계자는 핫 스왑을 목표로 하지 않았지만, 실제로는 대부분의 RAID 구현이 하드 디스크의 핫 스왑을 지원하고 있습니다.

이름. 미가공 데이터 레이트 데이터 레이트 최대 케이블 길이 전원 공급 채널당 디바이스 수
eSATA 6 기가비트/초 600 MB/s
  • 2미터
  • 1 m (패시브 SATA 어댑터 포함)
 아니요. 1(포트 멀티플라이어 포함 15)
eSATP 6 기가비트/초 600 MB/s 5 V, 옵션으로 12[82] V
SATA Express 16 기가비트/초 1.97 GB/s[d] 1미터 아니요.
SATA 리비전 3.0 6 기가비트/초 600 MB/s[83]
SATA 리비전 2.0 3 기가비트/초 300 MB/s
SATA 리비전 1.0 1.5 기가비트/초 150 MB/s[84] 1
PATA (IDE) 133 1.064 기가비트/초 133.3 MB/s[e] 0.46m(18인치) 5 V (2.5 인치 드라이브 44 핀 커넥터만) 2
SAS-4 22.5 기가비트/초 2.25 GB/s 10미터 백플레인 커넥터만 1 (확장기에서는 65,000 이상)
SAS-3 12 기가비트/초 1.2 GB/s
SAS-2 6 기가비트/초 600 MB/s
SAS-1 3 기가비트/초 300 MB/s
IEEE 1394(FireWire) 3200 3.144 기가비트/초 393 MB/s 100 m (특수 케이블로 더 많이) 15 W, 12 ~25 V 63(허브 포함)
IEEE 1394(FireWire) 800 786 Mbit/s 98.25 MB/s 100미터[85]
IEEE 1394(FireWire) 400 393 Mbit/s 49.13 MB/s 4.5 m[85][86]
USB 3.2 (2세대) 20 기가비트/초 2.44 GB/s[f] 1 m (패시브 케이블 USB-IF 표준) ○ 100 W, 5, 12 또는 20 V}[87] 127(허브 [88]포함)
USB 3.1 (제2세대) 10 기가비트/초 1.22 GB/s[g] 1 m (패시브 케이블 USB-IF 표준) 100 W, 5, 12 또는 20[87] V 127(허브 [88]포함)
USB 3.0[h] (USB 3.2세대, 1세대) 5 기가비트/초 610 MB/s 이상(excl.프로토콜)
오버헤드, 흐름 제어 및 프레임)[89] 		2 m (패시브 케이블 USB-IF 표준) 4.5 W, 5 V
USB 2.0 480 Mbit/s 58 MB/s 5미터[90] 2.5 W, 5 V
USB 1.1 12 Mbit/s 1.5 MB/s 3미터 네.
SCSI Ultra-320 2.56 기가비트/초 320 MB/s 12미터 SCA 백플레인만 15 호스트 버스 어댑터/호스트
10GFC 파이버 채널 10.52 기가비트/초 1.195 GB/s 2 m ~ 50 km 아니요. 126(스위치에서는 16,164,216)
4GFC 파이버 채널 4.25 기가비트/초 398 MB/s 12미터
인피니 밴드
쿼드레이트		 10 기가비트/초 0.98 GB/s
  • 5 m (수직)[91][92]
  • 10km 미만(경고)
 포인트 투 포인트 포함 1, 스위치드 패브릭 포함 다수
썬더볼트 10 기가비트/초 1.22 GB/s
  • 3 m (수직)
  • 100 m (수직)
 10 W (동선만) 7
썬더볼트 2 20 기가비트/초 2.44 GB/s
썬더볼트 3 40 기가비트/초 4.88 GB/s 100 W (동선만)

「 」를 참조해 주세요.

메모들

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외부 링크

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