Conectores y tecnología SATA

Serial ATA es el nuevo estándar de conexión de discos duros. Hasta hace relativamente poco tiempo, en el mercado del consumo se hacía uso del interfaz ATA normal o Pararell ATA, del que existen variedades de hasta 133Mbytes/seg. Teóricos. Dicho interfaz consistía en unas fajas planas a las cuales se podían conectar hasta dos discos duros (o unidades ópticas).

Serial ATA, la nueva tecnología, es totalmente compatible con la anterior, de manera que no habrá problemas de compatibilidad con los sistemas operativos. De hecho se pueden encontrar conversores Con el formato antiguo, es cierto que a nivel físico está más cercano de lo que sería un puerto

Firewire o un USB, aunque únicamente disponible par a la conexión de unidades internas.

Ventajas que nos reporta este nuevo sistema? En cuanto a velocidad hay ventajas, ya que la nueva interfaz comienza trabajando a 150Mbytes/seg. (133 como máximo en ATA), sin embargo la máxima mejora respecto al sistema anterior (en mi opinión) es el tipo de cableado que se utiliza, mucho más fino y aerodinámico que el anterior , lo que permite que estos cables, al ser muchísimo más finos, faciliten el flujo de aire den tro de la caja, reduciendo el calentamiento de nuestro

equipo. Otra de las mejoras de este tipo de cableado es que permite hasta 1 metro de longitud (medio metro en ATA).

Respecto al cable de alimentación también es diferente al de los discos ATA originales, y las tensiones de trabajo son menores, además no es necesaria la conf iguración “Master/Slave” tradicional.

En los dibujos de abajo se puede ver la diferencia en las conexiones, disco tradicional ATA a la izquierda y un Serial ATA a la derecha.

Los Cables de Datos IDE fueron reemplazados por cables más delgados, con mejores prestaciones,

que no frena el flujo de aire dentro del equipo.

Diferencias entre S-ATA (Serial ATA) y P-ATA (Parallel ATA):

• Se diferencia del P-ATA en que los conectores de datos y alimentación son diferentes y el cable es un cable (7 hilos) no una cinta (40 hilos), con lo que se mejora la ventilación. Para asegurar la compatibilidad, hay fabricantes que colocan los conectores de alimentación para P -ATA y S- ATA en las unidades que fabrican.
• Los discos duros se conectan punto a punto, un disco duro a cada conector de la placa, a diferencia de P-ATA en el que se conectan dos discos a cada conector IDE.
• La razón por la que el cable es serie es que, al tener menos hilos, produce menos interferencias que si utilizase un sistema paralelo, lo que permite aumentar las frecuencias de funcionamiento con mucha mayor facilidad.
• Su relación rendimiento/precio le convierte en un competidor de SCSI. Están apareciendo discos de 10000rpm que sólo existían en SCSI de gama alta. Esta relación rendimiento/precio lo hace muy apropiado en sistemas de almacenamiento masivos, como RAID.
• Este nuevo estándar es compatible con el sistema ID E actual. Como su nombre indica (Serial ATA) es una conexión tipo serie como USB o Firewire. La primera versión ofrece velocidades de hasta 150MB/s, con la segunda generación (SATA 0.3Gb/s) permitiendo 300MB/s. Se espera que alcance los 600MB/s alrededor de 2007.
• S-ATA no supone un cambio únicamente de velocidad s ino también de cableado: se ha conseguido un cable más fino, con menos hilos, que funciona a un voltaje menor (0.25V vs. los 5V del P-ATA) gracias a la tecnología LVDS. Además permite cables de mayor longitud (hasta 1 metro, a diferencia del P-ATA, que no puede sobrepasar los 45 cm.).
• Un punto a tener en consideración es que para poder instalarlo en un PC, la placa madre debe poseer un conector S-ATA. S-ATA en contrario a P-ATA facilita tecnología NCQ.

Capa física

Cada puerto, multiplicador, dispositivo o adaptador SATA o SAS ("Serial Attached SCSI") tiene un número de puerto único de 64 bits. Una especie d e MAC o código de barras del producto con un código NAA de 4 bits; un código de fabricante de 24 bits asignado por la autoridad normativa, y un código de dispositivo a disposiciónde cada fabricante de 36 bits.

Topología
SATA es una arquitectura en estrella. Es decir, la conexión entre puerto y dispositivo es directa. Por consiguiente, no es un bus en el que coexistan distintos clientes ni concentradores ("Hubs"). Cada dispositivo disfruta la totalidad del ancho de banda de la conexión sin que exista la sobrecarga inherente a los mecanismos arbitraje y detección de colisiones.
El centro de la estrella es un controlador host, embebido en la placa-base, o instalado como una tarjeta en uno de sus zócalos, que actúa como puente entre los datos paralelos del bus y el dispositivo SATA. Existen controladores con más de una salida (generalmente 4 u 8), de forma que pueden conectarse varios dispositivos. Como veremos más adelante, también se han
diseñado multiplicadores de puerto que permiten, por así decirlo, subdividir los brazos de la estrella a fin de poder instalar más dispositivos ( conceptualmente funcionan como un "Hub").

Conexiones
Los dispositivos SATA tienen dos tipos de cables de conexión, de señal y de fuerza. La forma concreta depende de la posición relativa del dispositivo respecto al controlador host. A este respecto caben tres posibilidades:
• Dispositivo interno conectado directamente al controlador host mediante conectores
como el de la figura 2.
• Dispositivo interno conectado a una salida del controlador host mediante cables de
 alimentación y señal.
• Dispositivo externo conectado al controlador host mediante un cable de señal. En estos
casos, el dispositivo suele disponer de su propia fuente de alimentación.
• La figura muestra el aspecto de los conectores SATA para conexión directa Controlador
host
Dispositivo interno. Puede observarse que el zócalo SATA estándar tiene dos zonas, aquí se denominan segmentos; una de señal y otra de fuerza ("Signal
segment" y "Power segment"). La zona de señal tiene 7 contactos (S1-S7), que
corresponden con otros tantos conductores, de los cuales tres son de tierra, quedando 2 pares para datos.

Nomenclatura:
HT+, HT-. Par de señales diferenciales de transmisión del lado del host ("Host
Transmitter"). HR+, HR- Ídem de recepción ("Host Receiver").
DT+ y DT- par de señales diferenciales de transmisión del lado del dispositivo
("Device Transmitter").
DR+, DR-. Ídem de recepción ("Device Receiver"). G. Tierra ("Ground").
Es destacable que el estándar utiliza distinto tipo de conectores para las conexiones externas e internas. Por ejemplo, los conectores de la figura 4 situados al exterior, son distintos de los que quedarían en la parte interior del chasis. Los conectores internos son conocidos como tipo L en razón de su perfil, mientras que los externos tienen una carcasa metálica conectada a tierra para protegerlos de las interferencias EM y adoptan la forma indicada en la figura.

También es digno de mención que para facilitar la transición, algunos dispositivos SATA disponen de un conector de fuerza duplicado, de forma que pueden usar el conector de fuerza SATA o el P4 de alimentación tradicional.

La figura muestra la disposición de contactos en dos dispositivos SATA de 2.5" y 3.5" de factor de forma (son los formatos de disco de equipos portátiles y de sobremesa respectivamente). La figura muestra la disposición habitual de contactos en un dispositivo IDE/ATA equivalente.

Los dispositivos SATA se han diseñado para ser conectados directamente en estrella. Sin que exista ningún tipo de encadenamiento ("Daisy chaini ng") ni "Jumpers" o interruptores de configuración (que se realiza por software). Quiero recalcarlo porque el otro día (Junio 2005), me acerqué a mi proveedor habitual para adquirir una unidad SATA 3.5" de 300 GB, que pienso utilizar como reserva y "Back-up" de los equipos en que trabajo habitualmente. Además de los conectores habituales, que podéis ver en la figura 7 (sin el P4 de toma de fuerza), esta unidad Barracuda de Seagate presenta otro pequeño conector auxiliar con de 4 pines. Ante mi extrañeza al examinarlo, el vendedor me aseguró muyserio que, a pesar de ser Serial ATA, estos contactos se utilizaban para conectar la unidad como primaria/secundaria al estilo ATA/IDE.
Me pareció muy extraño y en contra de lo que se sabía al respecto, pero de todas formas, necesitaba una toma auxiliar de fuerza para alimentar un pequeño ventilador de refrigeración del "Housing" donde pretendía instalar la unidad, y pensaba que quizás se trataba de esto. La respuesta al misterio es que se trata de pines "Factory use only", que no deben ser tocados en absoluto.

Cable y conector
El cable se compone de dos pares apantallados a los que se suministra una impedancia de
100 Ohmios.