Serial ATA - Définition

Introduction

La norme Serial ATA, ou S-ATA, ou SATA (Serial Advanced Technology Attachment), permet de connecter une mémoire de masse à une carte mère. Elle spécifie notamment un format de transfert de données et un format de câble.

Cette norme succède à la norme Parallel ATA.

Présentation

Le Serial ATA a de multiples avantages par rapport 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 communément désignée sous le nom « Parallel ATA » (P-ATA) afin 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 bien 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 maintenant 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 lorsqu'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 tous les 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 par rapport 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 donc le refroidissement des équipements, est amélioré grâce à cette plus faible largeur de câble. Le concept de rapport maître/esclave entre les dispositifs 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 donc pas possible de mettre des connecteurs de câble à l'envers, le seul 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 ainsi que les lecteurs et graveurs de CD/DVD-ROM.

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

Alimentation

N° de 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

Les disques durs natifs en Serial ATA exigent également un connecteur électrique d'alimentation différent, faisant partie de la norme. Le connecteur standard d'alimentation ressemble à celui des données, mais en plus large, ainsi il ne devrait pas être possible 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 quand les contrôleurs et les disques durs supportent le Serial ATA nativement.

Une norme similaire 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.