Když se objeví nějaká nová technologie, vždy se najde dost lidí, kteří si o ni myslí, že vůbec nemá smysl. K čemu potřebujeme SerialATA s propustností 150MB/s, když zde máme UltraATA 133? Stojí vůbec těch, navíc teoretických, 17MB/s za ty problémy, které jsou spojené s nutnou nekompatibilitou?

Podobně to vypadalo, když se zaváděla sběrnice PCI, první disky UltraATA, rozhraní AGP 2x,  4x či 8x - kde bychom bez těchto vymožeností ale byli dnes? Vrátit se ke grafickým kartám PCI nebo nedej bože ISA se už nikdo pochopitelně nechce :-) Věřte mi, stejně tomu bude s dnešními disky UltraATA - ještě jsou zde, jejich dny jsou však už sečtené - nahradí právě je SerialATA (a to pak SerialATA II atd, atd...).

SerialATA vs ATA (UltraATA)

Zdálo by se, že nejdůležitějším rozdílem mezi těmito systémy je šířka sběrnice, potažmo šířka spojovacího kabelu. V případě klasického rozhraní (Paralell) ATA se jedná o 80 žilový kabel (polovina jsou zemnící vodiče) - u SerialATA (SATA) se jedná o značně užší, neboť sedmižilový kabel. Chybou by však bylo domnívat se, že to je vše co tyto systémy odlišuje - z původní koncepce totiž téměř nezůstal kámen na kameni: rozdílné jsou vlastnosti sběrnice, její frekvence, způsob komunikace mezi řadičem a diskem, časování přenosu dat, přenos řídících povelů nebo kontrola integrity dat... Nový systém je prostě "chytřejší" (smart) a to hned na několika úrovních.

SerialATA - sběrnice

Narozdíl od paralelního rozhraní ATA, kdy se k přenosu dat používají dvě 16-bit sběrnice (každá pro jeden směr) které jsou taktované frekvencí 50MHz, používá SerialATA dvě sériové stíněné sběrnice pro pro obousměrný přenos dat s frekvencí 1500Mhz (1.5GHz). Používá se moderní diferenciální 250mV "signaling" (maximální délka kabelu je 1m), sběrnice je přímá, nesdílená, nekolizní a propojuje vždy pouze dva body (point-to-point bus) disk a řadič - tím se liší od FireWire, Ethernetu či USB. Přenos dat je tedy vysoce efektivní a přes sériový charakter přenosu "bit po bitu" dat jsou odezvy (latency / response) lepší než v případě UltraATA. Poznámka: v diskuzi se objevily názory, že ve skutečnosti se o sběrnici nejedná ale o "port".

klasický paralelní 40pin konektor i kabely UltraATA známe asi všichni

Vnější provedení sběrnice a konektorů SerialATA je již navrženo tak aby bylo možné připojení disků za chodu počítače (hot plug, hot swap). To je poklona směrem k podnikovým a serverovým systémům a krok směrem k místům kde je nyní SCSI.

Zajímavé je, že napájecí konektor má v nové konfiguraci více pinů než konektor datový (piny musí přenést mnohem větší proudy a proto jsou znásobené). Narozdíl od starého napájení používá SerialATA napětí 12V a 3.3V. Poznámka: v přechodovém období budou nekompatibilitu konektorů a napětí řešit redukce napájení Molex -> SATA (jejich cena se pohybuje kolem 80-100Kč).

SerialATA - logika

Zase jsme poněkud zabředli do konektorologie - zatímco spoustu zajímavého se skrývá za novým managementem přenosů dat a řídících povelů mezi diskem a řadičem. Nebudeme zde rozebírat veškeré detaily (těm věnujeme samostatný článek) jen zmíníme že SerialATA je někde v polovině cesty mezi SCSI na straně jedné a IDE / UltraATA na straně druhé (kdy je disk prakticky "otrokem" řadiče a jeho možnosti optimalizace čtení a zápisu jsou velmi omezené).

Díky změnám v této oblasti by komunikace počítač - řadič - disk v případě konkurenčních přístupu na disk měla být efektivnější (králem v této oblasti je dosud rozhraní SCSI). Profitovat by na tom mohly nejvíce servery a počítače často využívající souběžného chodu několika úloh. Je to paradoxní, ale efektivnější by mělo být i tzv. swapování na disk při nedostatku paměti.

SerialATA - současná implementace

Prvotním záměrem konstruktérů bylo zachovat maximální kompatibilitu s existujícími BIOSy, programy a operačními systémy. Systému se v průběhu bootování jeví každý port SATA jako ATA zařízení typu "master".

Typickým modelem dnes, na začátku dlouhého přechodového období, bude nejspíše kombinace 1-2 disků SerialATA s paralelními (klasickými) zařazeními typu ATA (zejmána optickými zařazeními CD/DVD/RW).

Předpokládám, že během určité doby prvotní omezení padnou a vše postupně přejde pouze na SATA.

K testům jsme obdrželi předprodukční disk (relase candidate?) Seagate ST3120023AS. Je to známá a ověřená Barracuda V s 8MB cache v provedení s rozhraním SerialATA.

Jako sparing partnery jsme mu postavili další dva silné protihráče. Novou, nastupující Barracudu 7200.7 (ST 3120022A s 2MB paměti cache) a...

...známého IDE "drtiče" - Western Digital WD 1200JB s 8MB cache (tento disk má tedy cache stejné velikosti jako testovaný model SATA). Všechny disky byly vybavené fluidními ložisky a tudíž byly velmi tiché (mimo soutěž - Segaty byly v průběhu testu mírně tišší).

Jako základní desku jsem použil Gigabyte 8PE800Ultra (čipová sada i845E) s integrovaným řadičem SerialATA Silicon Image Sil3112ACT144. Procesorem bylo Pentium 4 2.66GHz.

Rád bych předem upozornil na to, že část testů, jako například HDtach je ve skutečnosti testem interních přenosových vlastností disku, další část (ta nás zajímá poněkud více) jako IOmeter je závislá i na použitém rozhraní (SATA, ATA).

HDtach a DiskSpeed32

Tyto testy poskytují obdobné výsledky a jsou zaměřeny na přenosové vlastnosti disku. Nevyužívají souborový systém, čtou a případně zapisují sekvenčním způsobem sektor po sektoru. Význam použitého rozhraní - SerialATA nebo ATA - je sekundární.

WD 1200JB
 

Seagate Barracuda V SerialATA

Seagate Barracuda 7200.2

Výsledky měření odpovídají použitým diskům. Povzbudivé je, že SerialATA hlásí poloviční zátěž CPU. Zajímavé je i to, že pouze disk vybavený rozhraním SerialATA nabízí vyšší rychlost zápisu než oba disky UltraATA.

Disk WinMark vychází z simulovaného měření reálnými aplikacemi. Business část simuluje zatížení způsobené intenzivním chodem operačního systému - zahrnuje swapování, přepínání úloh, souběžné zavádění programů a knihoven dll.

Zde si disk SerialATA vede výborně. Druhá část, High-End, je průměrem vypočítaným z chodu několika aplikací, od Front Page až po Ediraci videa a audia.

V situaci kdy je přístup k diskům "jednovláknový", vítězí vysoce optimalizovaný disk WD 1200JB, kuriózní je, že obě Barracudy zde souhrnně dosahují totožných výsledků.

Pokud se podíváte na jednotlivé výsledky blíže, uvidíte, že disk s rozhraním SerialATA vítězí tam, kde přístup nemá podobu jednolitého datového proudu ale je rozdělen do několika podprocesů.

Tento test je složitým analyzátorem uměle simulovaného diskového provozu. Měnit lze neuvěřitelnou spoustu parametrů - od velikosti a typu zapisovaných dat, přes množství konkurenčních procesů současně přistupujících k disku.

Měřili jsme podle dvou modelů - při prvním se využíval celý disk (120GB) a možný byl pouze jeden souběžný přístup.

méně = lépe

méně = lépe

Při druhém měřícím modelu, kdy jsme simulovali File Server jsme už povolili konkurenční přístupy na disk. Velikost měřeného datového prostoru jsme zároveň omezili na 80GB abychom poněkud snížili vliv mechaniky disků a zdůraznili vliv diskového rozhraní (konec konců měříme SerialATA a ne pouze jeden konkrétní disk).

méně = lépe

méně = lépe

Je vidět že v tomto provozu je SerialATA jako ryba ve vodě (předpokládám, že výkonné SCSI disky by zde zazářily ještě více).

Pokud si myslíte, že takový způsob přístupu je vlastní pouze serverům, pletete se. Při intenzívním využívání PC, při více spuštěných programech je konkurenční přístup k disku běžný.

Závěr

SerialATA není módním výstřelkem ani pouhým zúžením kabelu. Je sice možné, že některé jednodušší benchmarky změří pouze výkon disku (Sandra, HDtach apod.) - ale vyvozovat z toho užitečnost či potřebnost SerialATA (SATA) je pošetilé.

Pokud překonáme porodní bolesti přechodu na nový standard (jakými jsou: nekompatibilita, omezený počet portů a nevyladěné ovladače) nebude již o čem diskutovat... tedy až do doby, než nastoupí SerialATA II (tento standard by však měl být se současnou verzí SATA naštěstí už kompatibilní).

Za zapůjčení disku Barracuda V s rozhraním SerialATA děkujeme firmě ATComputers

Další články v kategorii

• Micron 9300 Pro: Monstrózní 15TB SSD v testu
• Corsair MP600 1 TB: První PCIe 4.0 SSD v testu
• Test pěti 3TB a 4TB pevných disků: jak si vedou současné HDD
• Vyhlášení soutěže o zajímavé ceny od společnosti Kingston
• Krámy z Číny: nový život pro starý hardware