В чем различие между SATA 2 и SATA 3: отличия в пропускной способности

Даем определение

SATA это последовательный интерфейс передачи данных между различными накопителями информации, который пришел на смену параллельному интерфейсу АТА.

Начало работ по созданию данного интерфейса было организованно с 2000 года.

В феврале 2000 года, по инициативе компании Intel была создана специальная рабочая группа, в которую вошли лидеры IT технологий тех и теперешних времен: компания Dell, Maxtor, Seagate, APT Technologies, Quantum и много других не менее значимых компаний.

В результате двух годичной совместной работы, первые разъемы SATA появились на системных платах в конце 2002года. Они использовались для передачи данных через сетевые устройства.

А с 2003 года последовательный интерфейс был интегрирован уже во все современные системные платы.

Чтобы визуально ощутить разницу между АТА и SATA посмотрите фото ниже.

Параллельный интерфейс АТА.

Последовательный интерфейс Serial ATA.

Новый интерфейс на программной уровне, совместим со всеми существующими аппаратными устройствами и обеспечиваем более высокую скорость передачи данных.

Как видно из фото выше 7 контактный провод имеет меньшую толщину, что обеспечивает более удобное соединение между собой различных устройств, а также позволяет увеличить количество разъемов Serial ATA на системной плате.

В некоторых моделях материнских плат их количество может достигать аж 6.

Более низкое рабочего напряжение, меньшее количество контактов и микросхем уменьшило тепловыделение устройствами. Поэтому контроллеры портов SATA не перегреваются, а это обеспечивают еще большую надежную передачу данных.

Однако к интерфейсу Serial ATA еще проблематично подключить большинство современных дисководов, поэтому все производили современных системных плат еще не отказались от интерфейса АТА (IDE).

Отличия интерфейсов PCIe и SATA

Сразу скажем, что мы будем рассматривать различия интерфейсов с видимой простым пользователям стороны, и не станем углубляться в параллелизм, глубину очереди и механизм прерываний. О них вы можете почитать в другой нашей статье.

Скорость работы

Первая и главная особенность интерфейса PCIe в его намного более высокой скорости работы по сравнению с SATA. Именно поэтому большинство современных твердотельных накопителей используют именно такой интерфейс в разных его итерациях, а SATA (точнее SATA III) применяется в основном в бюджетных моделях SSD или жестких дисках с их традиционно невысокой скоростью работы.

Скорость обмена данными накопителей с интерфейсом SATA III обычно не превышает 520-560 Мбайт/с, тогда как даже уже достаточно устаревший PCIe 3.0 х4 теоретически может похвастаться скоростью до 4000 Мбайт/с, а в случае с PCIe 4.0 х4 она и вовсе достигает 8000 Мбайт. На практике эти цифры, конечно, ниже, но в случае с последним интерфейсом вполне могут достигать 7000 Мбайт/с. Пример Kingston KC3000 — наглядное тому доказательство. А ведь есть еще и Crucial T700 с его интерфейсом PCIe 5.0 х4, способный работать на и вовсе фантастических 12400 Мбайт/с.

Рабочая температура

У медленных SATA SSD обычно нет никаких проблем с перегревом, тогда как быстрые SSD PCIe имеют не очень приятное свойство нагреваться даже под не самой высокой нагрузкой. А временами температура таких накопителей может доходить до 100 градусов.

Конечно, с этим частично помогают бороться всевозможные радиаторы, уже входящие в комплект поставки SSD, докупаемые отдельно или предусмотренные конструкцией материнской платы. Но они способны лишь снизит температуру накопителя на 10-15 градусов и не могут полностью снять проблему перегрева. Да и сама установка радиатора не всегда возможна.

Внешние отличия интерфейсов

Интерфейс SATA используется и в компактных накопителях M.2 и в 2,5-дюймовых моделях SSD, тогда как PCIe различных итераций встречается только в M.2 SSD. И, конечно, многие пользователи задаются закономерным вопросом — как понять, какой интерфейс использует M.2 SSD?

Нет, конечно, вы легко можете посмотреть характеристики накопителя на сайте магазина или производителя. Интерфейс там точно указан. Но их легко отличить и при беглом взгляде на SSD. Все дело в используемых им ключах.

Контактная площадка потребительских накопителей может использовать два типа ключей — вырезов в контактных площадках. Ключ M-key применяется в PCIe SSD версий 3 и 4 и отличается вырезом справа, а SATA предлагает ключ B-key с вырезом слева.

Различия SATA-2 и SATA-3

По своей конструкции SATA3 выход не отличается от SATA2, т.е. для работы можно использовать любые SATA-шлейфы (однако, если ваш жесткий диск и материнская плата имеют поддержку 3-й версии, то нужно использовать шлейф также 3-й версии, дабы скорость обмена данными была на высоком уровне).
Разница между 2-й и 3-й «САТА» заключается в пропускной способности, SATA2 имеет предел обмена информацией в 3 Гб в секунду, а SATA3 – 6 Гб в секунду. Если говорить о разнице в производительности между двумя интерфейсами, то она, как ни странно, небольшая, хотя, казалось бы, что новее, то и лучше. Да это так, но не совсем.
Жесткие диски, которыми мы пользуемся, имеют механическую основу, т.е. специальный механизм раскручивает диски винчестера, а специальная считывающая головка «манипулирует» информацией, которая хранится на этих дисках. Такая конструкция накладывает определенные ограничения на пропускную способность. Выходит, что хоть стандарт и новый, он не дает ощутимого преимущества.
Не будем вдаваться в технические подробности, но тесты не показывают большого роста скорости обмена данными. Жесткие диски с поддержкой SATA3 можно назвать «данью прогрессу», но какой-то революции в них нет, просто производители винчестеров тоже идут в ногу со временем.

Дело меняется, когда речь заходит о новых SSD-накопителях (совершенно другая технология хранения данных, основанная на флеш-чипах). Здесь высокая скорость даст о себе знать, SATA3 как нельзя лучше показывает себя при работе именно с SSD накопителями. При подключении к интерфейсу 2-й версии скорость также будет высокой (выше, чем у обычного жесткого диска, подключенного к SATA3), но чтобы ощутить весь потенциал быстрых флеш-накопителей следует работать именно с новейшим интерфейсом. Также помимо скорости, можно выделить и усовершенствованную систему управления питанием у SATA3, однако данная особенность будет незаметна рядовому пользователю.

Вывод

Давайте подведем итоги и выясним основные отличия между новым и «старым» стандартом. SATA3 обеспечивает скорость обмена данных в пределах до 6 Гб в секунду, однако пользователи обычных жестких дисков не почувствуют большой разницы между 2-й и 3-й версией подключения, лучше всего «САТА3» показывает себя при работе с SSD накопителями (которые весьма дорогостоящие).

Про отличия интерфейсов SATA II и SATA III мы подробно рассказывали. Все же, часто возникает вопрос – а подойдет ли соединительный шлейф от диска SATA II к диску SATA III и наоборот – будет ли работать диск SATA III на шлейфе SATA II ?

Шнур SATA представляет собой набор проводов в экране и изоляции. Он не содержит дополнительных микросхем, логики и чего-либо еще. Шнуры SATA могут отличаться конструкцией защелок, цветом, жесткостью, – но не скоростью передачи данных. Мифы об этом сродни мифам про чешуйки меди в HI-FI аппаратуре и HDMI – кабелях .

Любой жесткий диск SATA III, будь это SSD или HDD ( в нашем примере – SATA III диск SEAGATE Constellation ES.2 ST33000650NS 3Тб ) может быть без проблем подключен к SATA II. При этом нужно понимать, что диск, рассчитанный на номинальную скорость передачи данных 6 Гбит/c будет аппаратно ограничен интерфейсом 3 Гбит/c на материнской плате.

Переходники SATA

Глядя на широкое разнообразие вариаций SATA и разных его модификаций, становится понятно, что для всего этого добра необходимо покупать переходники. Конечно, адаптеры нужны не всегда. Но есть устройства, которые имеют устаревший тип подключения и требуют соответствующего интерфейса.

Самым популярным адаптером считается SATA на IDE и наоборот. Поскольку IDE является устаревшей версией, то потребность в переходниках практически отпала. Раньше этот вопрос был актуален, поскольку многие устройства, и материнские платы в том числе, работали с ATA. Сейчас же все оборудование работает на разных ревизиях SATA (преимущественно на третьей), поэтому не требует адаптеров.

Вопрос о переходниках может быть актуальным в случае более современных интерфейсов. Так, некоторые пользователи ищут адаптер mSATA-M.2 или USB-SATA.

Другие разновидности SATA

Последовательный интерфейс доказал надежность, производительность и удобство эксплуатации. На его основе созданы специализированные интерфейсы, сохраняющие совместимость с родительским стандартом и предоставляющие дополнительные возможности. Существуют различные протоколы для твердотельных накопителей, из них наиболее популярны SATA 3, M.2, mSATA и NVMe.

Традиционный жесткий диск, используемый в ноутбуках и ПК, имеет вращающиеся пластины, на которые записывается информация. В SSD-накопителе нет движущихся деталей, а данные хранятся в полупроводниковых чипах даже после отключения питания. Для подключения внешних накопителей разработана версия протокола eSATA (external SATA) с раздельными шнурами питания и данных. Поддерживается «горячая замена» за счет более надежных разъемов и увеличенной длины кабеля.

Mini-SATA

Интерфейс mSATA используется в ноутбуках и соответствует спецификации SATA III (6 Гбит/с). Стандарт mini позволяет быстро подключать винчестеры с форм-фактором 2,5“, в т. ч. твердотельные диски SSD. С рынка mSATA вытесняется новым интерфейсом M.2.

Различия SATA-2 и SATA-3

По своей конструкции SATA3 выход не отличается от SATA2, т.е. для работы можно использовать любые SATA-шлейфы (однако, если ваш жесткий диск и материнская плата имеют поддержку 3-й версии, то нужно использовать шлейф также 3-й версии, дабы скорость обмена данными была на высоком уровне).
Разница между 2-й и 3-й «САТА» заключается в пропускной способности, SATA2 имеет предел обмена информацией в 3 Гб в секунду, а SATA3 – 6 Гб в секунду. Если говорить о разнице в производительности между двумя интерфейсами, то она, как ни странно, небольшая, хотя, казалось бы, что новее, то и лучше. Да это так, но не совсем.
Жесткие диски, которыми мы пользуемся, имеют механическую основу, т.е. специальный механизм раскручивает диски винчестера, а специальная считывающая головка «манипулирует» информацией, которая хранится на этих дисках. Такая конструкция накладывает определенные ограничения на пропускную способность. Выходит, что хоть стандарт и новый, он не дает ощутимого преимущества.
Не будем вдаваться в технические подробности, но тесты не показывают большого роста скорости обмена данными. Жесткие диски с поддержкой SATA3 можно назвать «данью прогрессу», но какой-то революции в них нет, просто производители винчестеров тоже идут в ногу со временем.

Вывод

Все чаще поступают вопросы от читателей блога относительно появления SATA III (6 Гб/с) и необходимости его использования. Для специалистов, работающих в IT, эта тема хорошо знакома, и данная статья не будет представлять для них особого интереса. А тем, кто только начинает или продолжает знакомиться с компьютером, я расскажу, в чем особенность нового стандарта и чем он отличается от предыдущих версий.

С точки зрения конструкции самого разъема – никаких существенных изменений нет. Вы можете подключить как устройство SATA-3 к порту SATA-2, так и наоборот, подключить SATA-2 к порту SATA-3. В первом случае более скоростное устройство поймет, что его подключили к медленному порту, и будет работать в режиме совместимости на меньших скоростях. Во втором случае порт будет обеспечивать значительно больший запас пропускной способности, чем требуется накопителю, который все равно будет работать в полную силу.

Кроме того, покупая материнскую плату или компьютер с SATA-3, обладая только устройствами SATA-2, вы делаете большой задел на будущее. Со временем производители полносью перейдут на третью версию, и тогда покупка себя оправдает. Переход уже начался, современные жесткие диски выпускаются именно с SATA-3, а если речь идет об SSD, то они выпускаются только с SATA-3 (экзотические интерфейсы вроде HSDL в расчет не берем), так как предыдущие версии не способны держать столь высокие скорости.

Теперь я кратко пройдусь по всем трем версиям SATA.

Самая первая версия SATA, которая обеспечивала скорость передачи данных в 150 Мбайт/с. Широко применявшийся ранее IDE в последней, самой скоростной версии обеспечивал всего 133 Мбайт/с. Кроме того, применение последовательного интерфейса позвоило избежать возни с джамперам, которые еще иногда приходят в кошмарах бывалым компьютерщикам. Теперь достаточно подключить жесткий диск к материнской плате, и он будет распознан, после чего заработает в штатном режиме.

Frequently Asked Questions

What is the difference between a SATA 2 and SATA 3 hard drive?

The major difference is the data transfer and storing ability of these two hard disk drives. SATA 2 can transfer data at the speed of 3 Gbit per second while SATA 3 can transfer data at a speed of 6Gbit per second. Bandwidth also differs as SATA 3 provides bandwidth which is exactly twice the bandwidth of SATA 2.

Can I connect SATA 2 HDD to SATA 3?

SATA 3 not only comes with backward compatibility but forward compatibility too, so the answer is yes, you can use a SATA 2 by linking it with a SATA 3 motherboard.

Is SATA 2 enough for HDD?

SATA 2 comes with a data transferability of 3 Gbit per second and with a bandwidth of 300MB. SATA 2 is the best and is enough too as it meets the normal disk requirements.

Is SATA 3 enough for HDD?

SATA 3 doesnâ€t give any performance increase as it canâ€t max out a SATA 2 connection. On the other hand, SATA 2 is the best as it comes with a data transferability of 3 Gbit per second and with a bandwidth of 300MB. SATA 2 is enough since it meets the normal disk requirements.

Should I get an HDD or SSD?

You should go for buying an SSD as it consumes less power than HDD. The battery stays long-lasting and has much more data transferability than that of an HDD. Also, an SSD takes very little time to start as compared to a hard disk drive.

Что общего у SATA 1.0 и SATA 2.0

Общего у них гораздо больше, чем разного и в этом случае много спорных вопросов и предложений по поводу плюсов и минусов.

Система кодирования SATA 1.0 и SATA 2.0: 8b / 10b. Хотя система кодирования одинакова, SATA 1.0 теряет 20% производительности
. Физически интерфейсы одинаковые, что позволяет осуществлять подключение различных разъемов и коннекторов SATA. Они совместимы при подключении. SATA 2.0 совместим с SATA 1.0, но при таком подключении, теряется скорость передачи информации через скоростные ограничения порта.

В современных персональных компьютерах использование интерфейса SATA 3 является общепринятым стандартом. Высокая скорость работы (до 600 мегабайт в секунду), низкое энергопотребление и удобная модель управления питанием инспирировали разработчиков материнских плат сделать выбор в пользу данного интерфейса. При этом прогресс не стоит на месте, и на смену общепринятому SATA 3 идут ещё более быстрые спецификации, обещая существенные улучшения в скорости приёма и передачи данных. В этом материале я подробно расскажу, что такое SATA, поясню, в чем разница между SATA 2 и SATA 3, и что приходит на замену популярному SATA 3.

Данный термин SATA, является сокращением от словосочетания «Serial ATA
» и обозначает последовательный интерфейс обмена данными с каким-либо накопителем информации.

Если читатель не знаком с аббревиатурой «ATA», то она является производной от сокращения слов «Advanced Technology Attachment» (в переводе «соединение по передовой технологии»
).

SATA является следующей ступенью развития всем нам знакомого (и уже устаревшего) параллельного интерфейса IDE, который ныне известен под именем «PATA» (Parallel ATA). Далее в статье, я расскажу разницу SATA два от SATA три.

Основное преимущество SATA перед PATA
состоит в использовании последовательной шины по сравнению с параллельной, что позволило существенно поднять пропускную способность интерфейса. Этому поспособствовало использование более высоких частот и хорошая помехоустойчивость применяющегося в подключении кабеля.

Для своей работы САТА использует 7-контактный разъём для обмена данными и 15-контактный для питания.

При этом шлейфы САТА имеют меньшую площадь по сравнению со шлейфами ПАТА, оказывают меньшую сопротивляемость воздуху, устойчивы к многократным подключениям, компактны и удобны в работе. В их реализации было решено отказаться от практики подключений двух устройств на один шлейф (известная практика IDE), что позволило избавиться от различных задержек, связанных с невозможностью одновременной работы подключенных устройств.

К достоинствам SATA также можно отнести то, что данный интерфейс производит значительно меньше тепла, нежели IDE.

Обычно интерфейс САТА используется для подключения к компьютеру жёстких дисков (HDD), твердотельных накопителей (SDD), а также устройства чтения компакт дисков (СД, ДВД и др.).

Виды интерфейса. PATA, SATA, SATA 2, SATA 3 и тд.

Накопители различных поколений использовали такие интерфейсы: IDE (ATA), USB, Serial ATA (SATA), SATA 2, SATA 3, SCSI, SAS, CF, EIDE, FireWire, SDIO и Fibre Channel.

SATA 3, хотя про требованию спецификаций правильно называть SATA 6Gb/s. Этот стандарт в двое увеличил скорость передачи данных до 6 Гбит/с (600 МБ/с). Также к положительным нововведениям относится функция программного управления NCQ и команды для непрерывной передачи данных для процесса с высоким приоритетом.

Кроме жестких дисков этот стандарт используется в SSD (твердотельные диски).

Стоит заметить, что на практике пропускная способность интерфейсов SATA не отличаются скоростью передачи данных. Практически скорость записи и чтения дисков не превышает 100 Мб/с. Увеличение показателей влияет только пропускную способность между контроллером и кеш-памятью накопителя.

SATA 2 (SATA300). Стандарт SATA 2 увеличивал пропускную способность в двое, до 300 МБ/с (2,4 Гбит/с), и позволяет работать на частоте 3 ГГц. Стандартны SATA и SATA 2 совместимы между собой, однако для некоторых моделей необходимо вручную устанавливать режимы, переставляя джамперы.

SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями. Для подключения используется 8-pin разъем. Как и в случае с PATA – является устаревшим, и используется только для работы с оптическими накопителями. Стандарт SATA (SATA150) обеспечивал пропускную способность равную 150 МБ/с (1,2 Гбит/с).

IDE (АТА — Advanced Technology Attachment) — параллельный интерфейс подключения накопителей, именно поэтому был изменен (с выходом SATA) на PATA (Parallel ATA). Раньше использовался для подключения винчестеров, но был вытеснен интерфейсом SATA. В настоящее время используется для подключения оптических накопителей.

https://youtube.com/watch?v=FYlg12TaCm0%3F

SCSI(Small Computer System Interface) — стандарт применяется в серверах, где необходима повышенная скорость передачи данных. SAS (Serial Attached SCSI) — поколение пришедшее на смену стандарта SCSI, использующее последовательную передачу данных. Как и SCSI используется в рабочих станциях. Полностью совместив с интерефейсом SATA. CF (Compact Flash) — Интерфейс для подключения карт памяти, а также для 1,0 дюймовых винчестеров. Различают 2 стандарта: Compact Flash Type I и Compact Flash Type II, отличие в толщине.

FireWire – альтернативный интерфейс более медленному USB 2.0. Используется для подключения портативных жестких дисков. Поддерживает скорость до 400 Мб/с, однако физическая скорость ниже, чем у обычных. При чтении и записи максимальный порг 40 Мб/с.

Что вообще такое SSD накопитель? Как выбрать SSD?

Что это вообще такое? Что отличает диск NVMe от диска M.2? Зачем покупать SSD M.2, если SATA SSD обычно дешевле? Как выбрать SSD накопитель?

Сегодня мы ответим на все эти вопросы.

Что такое SATA SSD?

SATA SSD накопитель 2.5 дюйма

SATA SSD — это SSD накопитель с интерфейсом SATA. SATA, или Serial AT Attachment, относится к стандарту хранения данных, который использовался в ПК на протяжении последних двадцати лет.

SSD накопители SATA поставляются в корпусах с диагональю 3,5 или 2,5 дюйма соответственно. Жесткие диски (HDD) могут быть в обоих вариантах (с урезанной скоростью ради меньшего форм-фактора), но твердотельные накопители SSD обычно поставляются только в корпусах 2,5 и часто по факту даже меньше внутри.

Такая скорость намного выше, чем у механических жестких дисков (HDD), поэтому твердотельный накопитель с интерфейсом SATA по-прежнему является целесообразным обновлением по сравнению с жестким диском (HDD) с интерфейсом SATA. По сравнению с другими в этом списке, это будет самый заметный скачок в скорости работы, но мы забегаем вперед. Поговорим и о других.

Что такое M.2?

NVMe накопитель формата M.2

M.2 является преемником исходного стандарта mSATA (отсюда и цифра «2»), и он позволил значительно уменьшить размер данного накопителя. Накопители M.2 поставляются только как твердотельные накопители, поскольку их формат слишком мал для механического устройства (HDD).

SSD накопитель mSATA

Твердотельные накопители M.2 чаще всего используются в ноутбуках, но многие настольные компьютеры тоже используют эту технологию. Благодаря крохотному размеру диска M.2 использование твердотельных накопителей M.2 является вполне жизнеспособной заменой массиву дисков SATA, особенно в ПК с небольшим форм-фактором.

Типичный твердотельный накопитель M.2 использует уже существующую полосу пропускания SATA материнской платы. Это означает, что он имеет такое же ограничение скорости, как и обычный SATA SSD, только меньше по размеру и не требует прокладки дополнительных кабелей.

Что такое NVMe?

SSD накопитель формата NVMe

NVMe расшифровывается как Non-Volatile Memory Express и внешне так же имеет формат M.2. Если «Express» кажется вам знакомым, на то есть причина: расширения NVMe используют пропускную способность PCI-Express, а не пропускную способность SATA. Это означает, что пиковая скорость твердотельного накопителя NVMe намного выше, чем у твердотельного накопителя с пропускной способностью SATA, будь то 2,5-дюймового формата или M.2.

Главное назначение и преимущества SATA 2

SATA 2 (Serial ATA 2) – это второе поколение интерфейса Serial ATA, который используется для подключения и передачи данных между различными устройствами, такими как жесткие диски, оптические приводы, SSD-накопители и другие устройства хранения данных. Главным назначением SATA 2 является обеспечение высокоскоростной передачи данных между компонентами компьютера.

Основные преимущества SATA 2 включают:

Высокая скорость передачи данных: интерфейс SATA 2 поддерживает скорость передачи данных до 3 Гбит/с, что значительно быстрее, чем предыдущее поколение SATA. Благодаря этому, пользователи могут получить быстрый доступ к своим данным и повысить производительность своих систем.
Улучшенная совместимость: SATA 2 является обратно совместимым со своим предшественником SATA, что позволяет использовать SATA 2 кабели и устройства совместно с SATA-интерфейсами первого поколения. Это является важным преимуществом, поскольку пользователи могут легко обновить свою систему, не заменяя сразу все устройства хранения данных.
Улучшенная эффективность: SATA 2 предлагает более эффективное использование пропускной способности и возможности передачи данных, в результате чего достигается более эффективная работа системы. Это особенно полезно для пользователей, которые работают с большими файлами или производят множество операций чтения/записи на диски.
Простота подключения: SATA 2 использует надежные и простые в подключении кабели с небольшим количеством контактов. Это упрощает установку и обслуживание устройств, так как нет необходимости в использовании сложных и громоздких кабелей при подключении SATA 2 устройств.
Возможность горячей замены: SATA 2 поддерживает функцию горячей замены, что означает возможность подключения или отключения устройств SATA 2 во время работы компьютера без необходимости перезагрузки системы. Это значительно упрощает обслуживание системы и замену дефектных устройств.

Однако, несмотря на все преимущества, необходимо учесть, что для полноценной работы с интерфейсом SATA 2, необходимо также иметь совместимые устройства подключенные к нему.