Сравниваем SATA 1.0 и SATA 2.0

SATA2 vs SATA1

Статья имеет следующую структуру:
1. Введение – почему появилась данная статья.
2. Эпопея – Одиссей отдыхает (можно пропустить)!
3. Hard and Soft.
4. Тесты.
5. Анализ.
6. Выводы.

Для повышения производительности дисковой подсистемы хотел приобрести второй жесткий диск со скоростью вращения 10000 оборотов в минуту, но его стоимость для меня оказалась великовата. Поэтому было принято решение создание RAIDa 0 – вого уровня. В связи с тем, что у меня уже имелся жесткий диск емкостью 80 Gb использующий интерфейс SATA-1, жесткие диски с интерфейсом IDE – даже не рассматривались. И дело не только в этом, но и в ряде явных преимуществ SATA. Таких как: тонкий шлейф – нет помех вентиляции системного блока; большая скорость передачи информации по интерфейсу; возможность горячей замены; автоматическое присутствие новых технологий (NCQ).

На данный момент существуют диски, использующие интерфейс как SATA-1, так и SATA-2. Но какой интерфейс выбрать? С данным вопросом обратился к консультанту в единственную компьютерную фирму в городе. Он мне заявил, что ни какой разницы в скорости между дисками с интерфейсами SATA-1, SATA-2, IDE – нет! Я усомнился в его заявлении и выбрал жесткий диск с интерфейсом SATA-2.

После получения жесткого диска, я решил проверить свои сомнения.

Я живу в маленьком городке, поэтому компьютерная фирма одна.

Позвонил в магазин – консультанту и спросил о наличии жесткого диска производства фирмы WD емкостью 80 Gb с интерфейсом SATA-2, он мне ответил, что их нет. Дальше решил обратиться к хозяйке фирмы, уж она то будет знать, тем более что согласно моего опыта работы с этой фирмой, от подчиненных мало толку! Хозяйка мне сказала, что да есть аж несколько штук, но толи SATA-1 толи SATA-2 и порекомендовала обратиться в офис. Позвонил в офис и Толик мне сказал, что точно есть! Придя в офис, мне пришлось его уговаривать минут 5-7 сходить на склад (и это при том что, что в одном здании у них офис и центр технической поддержки и склад, все рядом, а идти ему было лень)! Ждал я его минут 15! И в качестве результата – на складе нет ни одной 80! Я был впечатлен!

Делать нечего, заказал и приготовился ждать. Это было начало недели, а ездят они по пятницам, потом еще два дня разбирают товар (было б что), поэтому получил бы я его не ранее начала следующей недели. Приготовился ждать, а тут на следующий день они мне звонят и сообщают, что нашли то, что я хотел! Я удивленный и обрадованный пришел в офис, там меня ждал жесткий диск. Правда, что-то изучение наклейки повергло меня в сомнения, на ней была лишь надпись Serial ATA без двойки, да и пакет выл вскрыт. На высказанные мною сомнения, я получил клятвенные заверения – это новый жесткий диск с интерфейсом SATA-2! Взял что было.

Принес домой, сравнил оба жестких диска – они близнецы! Модели совпали, значит это жесткий диск с интерфейсом SATA-1. Но ради интереса решил подключить его.

Подключил жесткий диск и сразу обнаружил, что он уже разбит на 2 раздела, на одном из них была установлена, рабочая операционная система! Опаньки … БУ. Решение было принято – нести назад, но решил посмотреть, что про него “скажет” Everest? Запускаю Everest Ultimate 4.10 и вижу – SATA-2 странно …. Смотрю на свой старый жесткий диск – тоже SATA-2! Все ясно – Everest не так хорош, как казалось! На помощь в этой ситуации мне пришел прайс Oldi. В котором было написано 800JD – SATA-1, 800AAJS – SATA-2. Позвонил хозяйке и объяснил все выше сказанное, она без проблем согласилась вернуть деньги (еще б не согласилась). Кроме того, клялась привезти то, что мне надо в запаянном пакете.

На следующей день, я вернул свои деньги. И узнал, что на этой недели жесткий диск мне не привезут, только в конце следующей!

Каково же было мое удивление, когда в субботу этой же недели консультант мне сообщили, что жесткий диск привезли! Правда т.к. они заняты разбором товара, забрать его можно будет в понедельник. Прихожу в понедельник в магазин, консультанта нет, но продавец передала мне жесткий диск – Seagate! Да …

В общем, через три недели я все же получил свою 80-ку, даже новую и даже SATA-2!

В тестирование принимали участи следующие жесткие диски:

Дата выпуска жестких дисков

Все жесткие диски тестировались на следующей машине:

На нем тестировались SATA

Тестировалось на следующей операционной системе: Windows 2003 Enterprise SP0.

Драйвера использовались “родные”, идущие в комплекте с материнской платой.

Для тестов использовался Everest Ultimate 4.10.

Методика тестирования:
1. Были отключены лишние программы (антивирус, firewall и т.д.), “чистый трей”;
2. Проведена дефрагментация дисков;
3. Тестирование проводилось после перезагрузки с временем стабилизации 5 минут;
4. Результат проверялся три раза – данные совпадали;
5. Жесткие диски WD 800AAJS и WD 800JD (новый) тестировались по очереди, подключаясь к одному и тому же шлейфу.

Проверил так же, оказывает ли влияние на результат то, к какому каналу подключен жесткий диск. Я использую 1 – к нему подключен WD 800JD (старый) и 2 – к нему подключен WD 800AAJS. Проверил очень просто – переподключил шлейфы и получил: 1 канал – WD 800AAJS, 2 канал – WD 800JD. Вывод – не влияют, т.к. результаты одинаковые!

Результаты тестирования жестких дисков представлены ниже:

Результаты HDD на интерфейсе SATA-2

Для удобства я склеил результаты трех жестких дисков в один Screenshot.

Сводная таблица

Из приведенных выше таблиц видно, что жесткий диск WD800AAJS в среднем на 19 % быстрее жесткого диска WD800 JD (old) и на 15 % быстрее WD800 JD (new). Давайте разбираться почему?

Первая мысль – возраст!

Если сравнивать только жесткие диски WD800AAJS и WD800 JD (old), то можно предположить, что все дело в возрасте (разница составляет почти 2 года). Т.е. в том, что новый жесткий диск имеет: более совершенную механику, большую плотность записи на дюйм квадратный, оптимизированный firmware и т.д. Но данный вывод опровергают данные жесткого диска WD800 JD (new), которые практически совпадают с данными WD800 JD (old). Разница в возрасте между WD800AAJS и WD800 JD (new) всего 3 месяца, так что технологическое отставание мало вероятно.

Вторая мысль – “свойства” (так их называет Everest) жесткого диска!

Давайте взглянем на них в таком порядке WD800AAJS, WD800 JD (old), WD800 JD (new).

(кликните по картинке для увеличения)
Свойства wd800aajs

(кликните по картинке для увеличения)
Свойства wd800jd old

(кликните по картинке для увеличения)
Свойства wd800jd new

Опять же если сравнить WD800AAJS и WD800 JD (old), то можно заметить, что последний не поддерживает многие свойства, например NCQ и др. И опять же можно сделать вывод, что все дело в этом, но данный вывод разбивается о данные жесткого диска WD800 JD (new). Который поддерживает практически все те же свойства что и жесткий диск WD800AAJS, включая и NCQ. Поэтому – дело не в свойствах! Кстати, скорее всего, благодаря технологии NCQ жесткий диск WD800 JD (new) оказался на 3,8 % быстрее WD800 JD (old), что говорит не о такой уж ее ценности (если диск не фрагментирован)!

Поэтому остается единственное предположение – преимущество самого интерфейса SATA-2 над SATA-1! Хотя само предположение странно, т.к. основное отличие интерфейса SATA-2 в увеличении со 150 до 300 Mb/s скорости передачи информации по интерфейсу.

Проверить это можно переведя жесткие диски в режим SATA-1, путем установки джампера на жестком диске в положение 5-6, или из диспетчера устройств, или в БИОСе и протестировав. Кстати жесткие диски WD800JD были подключены к интерфейсу SATA-2, поэтому Everest и указывал в качестве интерфейса SATA-2. Вот что получилось.

Результаты HDD на интерфейсе SATA-1

Сравним полученные результаты с результатами тестов полученных при тестировании с интерфейсом SATA-2.

Таблица сравнения интерфейсов SATA-2 с SATA-1

Из этих данных видно, что интерфейс влияет только на скорость чтения из буфера, и она соответственно упала (до одинаковой величины), т.к. скорость интерфейса уменьшилась. При этом все остальные показатели остались прежними!

В чем дело? Я вроде как зашел в тупик, т.к. проверил вроде все: дату (новая механика, повышенная плотность …), свойства, интерфейс.

Причина выяснилась после изучения расшифровки маркировки! Оказалось все дело в АА – повышенной плотности записи на дюйм квадратный. Благодаря ей все показатели чтения выше, чем у жестких дисков с обычной плотностью записи. Таким образом, чисто “случайно” я выбрал более быстрый жесткий диск.

Жесткие диски с интерфейсом SATA-2 равны по производительности жестким дискам с интерфейсом SATA-1! Так как разницы между ними нет. Связано это с тем что: 1) Новые жесткие диски с интерфейсом SATA-1 поддерживают те же свойства, что и жесткие диски с интерфейсом SATA-2, включая и NCQ (хотя изначально это была одна из основных особенностей SATA-2). 2) Если материнская плата поддерживает интерфейс SATA-2 то именно в этом режиме будут работать жесткие диски с интерфейсом SATA.

Поэтому можно брать любой жесткий диск с интерфейсом SATA, только надо обращать внимание на маркировку, т.е. брать диски с повышенной плотность записи! Данное утверждение справедливо не только для жестких дисков фирмы WD, но и других производителей.

Сравниваем SATA 1.0 и SATA 2.0 | Важные отличие | Что лучше

SATA 1.0 и 2.0 отличаются скоростью передачи данных. На первом поколении максимальная пропускная способность составляет 150 мегабайт в секунду, на втором – 300 мегабайт в секунду. Такая разница объясняется различной тактовой частотой интерфейса.

Тем не менее, есть несколько тонкостей. Вышеуказанные скорости – «сферические и в вакууме». А на практике они могут быть немного ниже. Разберёмся, чем отличаются SATA 1.0 и SATA 2.0, и как подобрать совместимое оборудование.

Особенности работы SATA и другого оборудования компьютера

Любой цифровой интерфейс – будь то SATA, USB или даже Wi-Fi – работает на определённой тактовой частоте. Этот параметр описывает скорость, с которой передаются данные по нему.

То есть, например, SATA 1.0 работает на частоте 1.5 ГГц. Это значит, что 1.5 млрд раз в секунду по этому интерфейсу передаются данные – «единичка» и «нолик». От тактовой частоты зависит скорость обмена информацией. Чем выше тактовая частота – тем больше данных в секунду может быть передано по «кабелю».

За тактовую частоту периферийных интерфейсов – и, в частности, SATA – отвечает чипсет. Это устройство на материнской плате определяет взаимосвязь между различными элементами компьютера – процессором, оперативной памятью, постоянной памятью, видеокартой и так далее. И именно оно управляет потоками данных, а также частотой их передачи.

И если материнская плата и установленный на ней чипсет жёстко зафиксировали частоту интерфейса передачи данных на накопители с постоянной памятью на значении 1.5 ГГц (что соответствует стандарту 1.0) – увеличить её никак не получится. Ну, во всяком случае, если не переделывать всю схемотехнику устройства. А это настолько сложно и дорого, что проще купить новую «материнку».

Есть ли смысл устанавливать быстрые накопители на медленный компьютер

Все поколения SATA – I, II, III, Express – имеют одинаковые разъёмы и кросс-совместимы. То есть к «быстрой» материнской плате можно подключить «медленный» накопитель – и наоборот. Однако скорость передачи данных всегда урезается по меньшему из двух.

Если у материнки интерфейс 1.0, а к ней подключён накопитель 2.0 – скорость передачи данных будет соответствовать стандарту 1.0;

Если у компьютера 2.0, а в него установлен диск с 1.0 – скорость передачи будет соответствовать 1.0.

Единственное «но» – у некоторых HDD второго поколения имеется специальный чип, который не даёт адекватно работать с SATA-I. Но ничего страшного! Эти же диски для обеспечения кросс-совместимости оснащаются специальным джампером, который переключает режим работы с SATA-II на предыдущий стандарт, так что поддержка обоих итераций всё-таки достигается.

Также стоит отметить, что скорость чтения и записи у современных жёстких дисков – например, Western Digital Blue или Green – превышает те самые 150 мегабайт в секунду. Причём часто даже в режиме случайного доступа. Поэтому нет смысла устанавливать высокоскоростные накопители (как современные жёсткие диски, так и SSD) в устаревшие компьютеры. Всё равно фактическая скорость определяется другими комплектующими на материнской плате.

Идеальный вариант апгрейда

Интерфейс 1.0 был представлен в далёком 2003 году, и первые компьютеры с его поддержкой вышли тогда же. Так что на момент написания этого материала ему уже 16 лет – и его можно назвать слишком устаревшим.

Второе поколение технологии было представлено уже через год. Его разработала компания NVIDIA и реализовала в чипсете nForce 4. Первые компьютеры с поддержкой Serial ATA 2.0 были представлены в конце 2004 года. Так что на настоящий момент даже он считается устаревшим.

Ревизия 3.0 была представлена в 2008 году. Она обеспечивает пропускную способность в 600 мегабайт в секунду, так что превосходно подходит для SSD-накопителей и высокоскоростных жёстких дисков.

А последнее на настоящий момент поколение – Express – и вовсе подразумевает «переезд» на шину PCI Express. Благодаря этому максимальная пропускная способность составляет 1.2 гигабайта в секунду, однако совместимого оборудования крайне мало.

Таким образом, если планируется апгрейд, то сейчас лучше приобрести материнскую плату с поддержкой SATA III. Только в этом случае использование SSD-накопителей будет максимально оправдано. Да и другие внешние хранилища данных будут работать быстрее.

Интересная особенность поколения 1.0

У первого поколения этого интерфейса есть одна очень интересная особенность – подключённые жёсткие диски могут запитываться от блока питания через разъём Molex (стандартный четырёхконтактный, который использовался ещё во времена IDE). Это необходимо для обеспечения совместимости с устаревшим оборудованием.

Тем не менее, нельзя подключать к HDD одновременно четырёхконтактное питание Molex и 15-контактное питание Serial ATA. Это может привести к разнородным повреждениям, включая более масштабные, чем просто выгорание жёсткого диска.

В последующих ревизиях поддержку Molex убрали. Сейчас её можно встретить разве что в некоторых оптических приводах без поддержки Blu-Ray, поскольку у них всё равно производительность «такая себе» и заморачиваться подключением последних итераций интерфейса компания-разработчик вряд ли станет.

Подключить жёсткий диск с SATA к блоку питания, у которого соответствующего разъёма нет, поможет специальный переходник с двух Molex. Продаются такие адаптеры практически во всех магазинах цифровой техники и электроники.

Сравниваем SATA 1.0 и SATA 2.0

Отличие IDE / SATA / SATA2 / SATA3

Чем отличаются IDE от SATA?

1. Разъемы интерфейсов.
2. Принцип передачи данных
3. Скорость передачи данных.

Вид HDD с интерфейсом IDE:

Вид HDD с интерфейсом SATA:

Вид HDD с интерфейсом SATA2:

В принципе SATA и SATA II внешне ничем не отличаются. Отличия в скорости передачи данных в 2 раза.

• IDE скорость передачи данных равна 32 – 58 Мб/сек.
• SATA – 1.5Гбит/сек.
• SATA II – 3Гбит/сек.
• SATA III – 6Гбит/сек.

Для IDE-шных HDD нужны свои шлейфы а для SATA-шных – свои:

SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

SATA или SATA Revision 1.x (до 1.5 Гбит/с)
Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБ/с). (20%-я потеря производительности объясняется использованием системы кодирования 8B/10B, при которой на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита). Пропускная способность SATA/150 незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133). Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной. Несмотря на то, что последовательный способ обмена принципиально медленнее параллельного, в данном случае это компенсируется возможностью работы на более высоких частотах за счёт большей помехоустойчивости кабеля. Это достигается меньшим числом проводников и объединением информационных проводников в две витые пары, экранированные заземлёнными проводниками.

SATA2 или SATA Revision 2.x (до 3 Гбит/с)
Стандарт SATA/300 работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 2,4 Гбит/с (300 МБ/с). Впервые был реализован в контроллере чипсета nForce 4 фирмы «NVIDIA». Часто стандарт SATA/300 называют SATA II или SATA 2.0. Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 должны быть совместимы (как контроллер SATA/300 с устройством SATA/150, так и контроллер SATA/150 с устройством SATA/300) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на HDD фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300, для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).

SATA3 или SATA Revision 3.x (до 6 Гбит/с)
Спецификация SATA Revision 3.0 предусматривает возможность передачи данных на скорости до 6 Гбит/с (практически до 4,8 Гбит/с – 600 МБ/с). В числе улучшений SATA Revision 3.0 по сравнению с предыдущей версией спецификации, помимо более высокой скорости, можно отметить улучшенное управление питанием. Также будет сохранена совместимость, как на уровне разъёмов и кабелей SATA, так и на уровне протоколов обмена. Кстати, консорциум SATA-IO предостерегает от применения для обозначения поколений SATA доморощенных терминов вроде SATA III, SATA 3.0 или SATA Gen 3. Полное правильное название спецификации — SATA Revision 3.0; название интерфейса — SATA 6Gb/s.

Описание SATA
SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока.

SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.

Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.

Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA Revision 2.x).

Стандарт SATA не предусматривает горячую замену активного устройства (используемого Операционной Системой) (вплоть до SATA Revision 3.x), дополнительно подключенные диски отключать можно постепенно – питание, шлейф, а подключать в обратном порядке – шлейф, питание. После отключенияподключения диска нужно в диспетчере задач обновить конфигурацию.

Разъёмы SATA
SATA-устройства используют два разъёма: 7-контактный (подключение шины данных) и 15-контактный (подключение питания). Стандарт SATA предусматривает возможность использовать вместо 15-контактного разъёма питания стандартный 4-контактный разъём Molex.
Использование одновременно обоих типов силовых разъёмов может привести к повреждению устройства.

Интерфейс SATA имеет два канала передачи данных, от контроллера к устройству и от устройства к контроллеру. Для передачи сигнала используется технология LVDS, провода каждой пары являются экранированными витыми парами.

Что такое eSATA?
eSATA (External SATA) — интерфейс подключения внешних устройств, поддерживающий режим «горячей замены» (англ. Hot-plug). Был создан несколько позже SATA (в середине 2004). Основные особенности eSATA:
Разъёмы менее хрупкие и конструктивно рассчитаны на большее число подключений.
Требует для подключения два провода: шину данных и кабель питания. В новых спецификациях планируется отказаться от отдельного кабеля питания для выносных eSATA-устройств.
Длина кабеля увеличена до 2 м. Средняя практическая скорость передачи данных выше, чем у USB или IEEE 1394. Существенно снижается нагрузка на центральный процессор. Уменьшены требования к сигнальным напряжениям по сравнению с SATA.

Что такое Power eSATA
Изначально eSATA передаёт только данные. Для питания должен использоваться отдельный кабель. Компания MicroStar создала новый вид eSATA-разъёма, совместив eSATA (для данных) с USB (для питания). Новый вид разъёма имеет название Power eSATA.

Что такое SAS
Интерфейс SAS (англ. Serial Attached SCSI) обеспечивает подключение по физическому интерфейсу, аналогичному SATA, устройств, управляемых набором команд SCSI. Обладая обратной совместимостью с SATA, он даёт возможность подключать по этому интерфейсу любые устройства, управляемые набором команд SCSI — не только HDD, но и сканеры, принтеры и др. По сравнению с SATA, SAS обеспечивает более развитую топологию, позволяя осуществлять параллельное подключение одного устройства по двум или более каналам. Также поддерживаются расширители шины, позволяющие подключить несколько SAS-устройств к одному порту.

SAS и SATA2 в первых редакциях были синонимами. Но, позже производители посчитали, что реализовывать SCSI полностью в настольных компьютерах нецелесообразно, поэтому мы сейчас наблюдаем такое разделение. К слову, такие высокие скорости, заложенные в стандарте SATA, на первый взгляд могут показаться излишними — обычный SATA HDD использует, в лучшем случае, 40-45 % пропускной способности шины. Однако работа с буфером винчестера происходит на полной скорости интерфейса.

«Переходники» с SATA на IDE и c IDE на SATA
Существуют платы, позволяющие подключать устройства SATA к IDE-контроллерам и наоборот. Это активные устройства (которые, по сути, имитируют устройство и контроллер в одной микросхеме). Такие устройства требуют питания (обычно 5 или 12 вольт), подключаются к разъёмам Molex серии 8981 (обычно маленький).

Источники:

http://overclockers.ru/blog/StrateG/show/11319/SATA2_vs_SATA1
http://expertology.ru/chem-otlichayutsya-sata-1-0-i-sata-2-0/
http://www.fight.org.ua/hdddrives/IDE_SATA_SATA2_SATA3.html