Serial ATA

La norme Serial ATA, ou S-ATA, ou SATA, sert à connecter une mémoire de masse à une carte mère. Elle spécifie surtout un format de transfert de données et un format de câble.

Présentation

Le Serial ATA a de multiples avantages comparé à son prédécesseur, les trois principaux étant sa vitesse, la gestion des câbles et le branchement à chaud (Hot-Plug). L'ancienne norme ATA est couramment désignée sous le nom «Parallel ATA» (P-ATA) pour que les deux ne soient pas confondues.

Les premiers modèles de Serial ATA, apparus en 2003 permettent un débit théorique de 150 Mio par seconde, mais ont été conçus pour aller énormément plus vite. Le Serial ATA II double sa vitesse à 300 Mio/s puis les 600 Mio/s sont prévus pour 2009. Cependant à 150 Mio/s ce n'est que 17 Mio/s de plus que le plus rapide des Parallel ATA : l'ATA/133. Les bus parallèles ont désormais des difficultés pour augmenter leurs vitesses à cause d'un problème de synchronisation des lignes de données. Le Serial ATA utilise le nouveau LVDS pour la signalisation. L'augmentation du débit de l'interface est sans grand intérêt quand un seul disque est utilisé, puisque ceux-ci ne permettent pas (en 2007) un débit supérieur à 100 Mio/s, d'autant plus que, contrairement au P-ATA où l'ensemble des disques branchés sur un seul câble doivent partager la bande passante, en SATA chaque disque dispose du maximum autorisé par sa norme et celle du contrôleur. La norme SATA 3Gbit/s permet l'utilisation de multiplicateurs de ports, qui permettent d'utiliser plusieurs disques à partir d'un seul connecteur du contrôleur.

Câbles et connecteurs

Données

Photo du connecteur de données coudé Serial ATA

Le plus grand changement comparé au Parallel ATA se trouve dans l'aspect physique des câbles utilisés. Les données sont transmises par 2 paires différentielles (une paire pour la transmission et une pour la réception), protégées par 3 fils de masses. Ces sept conducteurs étant regroupés sur une nappe plate, peu flexible, avec des connecteurs de 8 mm à chaque extrémité. Elle peut atteindre une longueur allant jusqu'à 1 mètre. Comparé au court (45 cm) câble de 40 ou 80 fils du Parallel ATA, le flux d'air, et par conséquent le refroidissement des équipements, est perfectionné grâce à cette plus faible largeur de câble. Le concept de rapport maître/esclave entre les systèmes a été abandonné. Le Serial ATA n'a qu'un périphérique par câble (connexion point à point). Les connecteurs ont des détrompeurs, il n'est par conséquent pas envisageable de mettre des connecteurs de câble à l'envers, l'unique défaut étant l'absence de «clips» sur certains câbles, ce qui peut provoquer un débranchement inopiné en cas de manipulation, ce qui est de toute manière fortement déconseillé. Les mêmes connecteurs physiques sont utilisés pour les disques durs de 3, 5 et 2, 5 pouces mais aussi les lecteurs et graveurs de CD/DVD-ROM.

Le Serial ATA utilise le codage 8b/10b pour effectuer des transferts, servant à travailler sur des meilleures fréquences.

Broche #	Fonction
1	Masse
2	A+ (Transmission)
3	A− (Transmission)
4	Masse
5	B− (Reception)
6	B+ (Reception)
7	Masse
8	coding notch

Alimentation

Broche #		Fonction
—
	1	3, 3 V
	2
	3
	4	Masse
	5
	6
	7	5 V
	8
	9
	10	Masse
	11	Activité
	12	Masse
	13	12 V
	14
	15

Un connecteur d'alimentation électrique SATA. Il est comparable à un connecteur de données, mais en plus large (il possède 15 broches au lieu de 7).

Les disques durs natifs en Serial ATA exigent aussi un connecteur électrique d'alimentation différent, faisant partie de la norme. Le connecteur standard d'alimentation est comparable à celui des données, mais en plus large, ainsi il ne devrait pas être envisageable de confondre les deux. Une alimentation de 3, 3 V est ajoutée par-rapport au PATA, ce qui porte à un total de 15 broches pour assurer trois tensions d'alimentation si nécessaire : 3, 3 V, 5 V et 12 V.

Compatibilité

Pendant une période de transition, divers adaptateurs entre Parallel et Serial ATA sont prévus pour convertir l'un en l'autre. Pour exécuter la conversion du Serial vers le Parallel ATA ou vice versa, un pont (ou bridge) est utilisé. Il y a une pénalité de performance visible avec cet arrangement, et les tests du début 2003 ont montré une réduction de performance de l'ordre de 30-50 %. Cette restriction disparaît lorsque les contrôleurs et les disques durs supportent le Serial ATA nativement.

Une norme identique pour le SCSI, le Serial Attached SCSI (SAS), a été ratifiée à la fin de l'année 2003. Elle a un certain niveau de compatibilité avec le Serial ATA. Les premiers modèles de disques durs à la norme SAS sont sortis au troisième trimestre 2004.

Version 2.6 du Serial ATA

Le SATA-IO (Serial ATA International Organization) a énoncé (début 2007) les spécifications 2.6^[1] :

Câble et connecteur internes minces afin d'utiliser les unités optiques SATA dans des unités centrales plus compactes.
Connecteur micro SATA pour les disques 1, 8 pouce pour favoriser l'intégration de ces disques dans les UMPC.
Mini câble/connecteur SATA interne et externe «multilane» (possibilité de coupler plusieurs canaux SATA) afin de perfectionner la bande passante avec les périphériques et de proposer des connecteurs plus petits.
Optimisations NCQ afin d'offrir une meilleure gestion des données prioritaires.
Optimisations NCQ Unload autorise l'utilisation de technologie pour protéger les disques sur les PC portables en cas de chute accidentelle.

Révision III du Serial ATA

La prochaine évolution du Serial-ATA développée par l'organisation SATA-IO se nomme SATA 6Gbit/s^[2].

Les débits maximum théoriques doubleront et passeront à 600 Mio/s.
La nouvelle norme utilisera les mêmes câbles et sera complètement compatible avec les périphériques et connecteurs plus anciens.

L'arrivée sur le marché est prévue avant la fin de l'année 2009. Les disques durs SSD atteignant déjà 299 Mio/s, le SATA 6Gbit/s ne pourrait arriver à un meilleur moment. Pour être compatibles, les futures cartes mères nécessiteront un southbridge intégrant cette nouvelle version. Le premier southbridge annoncé est le RD890 d'AMD, prévu pour la seconde moitié de 2009. ^[3]. La première démonstration publique, organisée par AMD et Seagate a permis d'atteindre des débits de 589 Mio/s^[4]

eSATA

eSATA (external SATA) est une adaptation du protocole SATA au branchement de périphériques externes. Ses principales caractéristiques sont :

Tension d'émission supérieure à la norme SATA (500-600 mV au lieu de 400-600 mV) ;
Tension de réception inférieure à la norme SATA (240-600 mV au lieu de 325-600 mV) ;
Protocole semblable, pour pouvoir utiliser les mêmes équipements ;
Longueur de câble maximum de 2 m.

Notes et références

↑ Le Serial-ATA en route pour la version 2.6 (Clubic. com)
↑ SATA Naming Guidelines http ://serialata. org/developers/naming_guidelines. asp
↑ Puissance-pc. com http ://www. puissance-pc. net/cpu-mobo-ram/premieres-photos-dune-carte-mere-rd890. html?Itemid=48
↑ Tom's Hardware http ://www. tomshardware. com/news/Seagate-AMD-SATA3-Standard, 7223. html

Voir aussi

Liens externes

(en) Site officiel
(en) Serial ATA (SATA), schéma de câblage

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