SATA V1.7 (c) Stor IT Back 2025
Serial ATA (kurz für Serial AT Attachment) ist eine Schnittstellen-Technologie für Desktop-Rechner und kostengünstige Speichersysteme. Sie
wurde von verschiedenen Herstellern gemeinschaftlich entwickelt und hat die
parallele ATA (IDE, Protokoll für parallele Übertragung) Technologie abgelöst. SATA verbindet die technischen Vorteile
der seriellen Datenübertragung (Serial Attached) mit den Kostenvorteilen der ATA-Festplatten.
Die größten Limitierungen der parallelen Signalverarbeitung, die
Beschränkung der Übertragungsgeschwindigkeit, kann durch diese serielle
Übertragung aufgehoben werden. Es sind sichere und kostengünstige
Medien für bis zu 6 Gbit/s geplant, der Einstieg mit SATA beginnt bei
1,5 Gbit/s (veraltet). Die Version 2 von SATA (eigentlich SATA 3Gb/s genannt, aber auch SATA-II oder SATA-300) wurde im Jahr 2010 durch SATA 6 Gb/s (SATA-III) abgelöst.
Damit ist die Generation 3 von SATA zur Zeit die verbreitetste
Version mit einer Übertragungsrate von 6 Gbit/s. Damit wurde SATA wieder kompatibel zu SAS-2 (SAS 6 Gbit/s).
Die Namensgebung ist etwas verwirrend, da SATA Generation 2 eine Übertragungsrate von 3 Gbit/s besitzt und die Generation 3 dann 6 Gbit/s. Also SATA 3 ist nicht mit 3 Gbit/s gleichzusetzen,
sondern es bietet 6 Gbit/s. Also sollte man eher bei SATA 6 Gb/s als Bezeichnung bleiben.
Im Gegensatz zum IDE-Anschluss, werden SATA-Festplatten über bis zu 1 Meter lange schmale Kabel angeschlossen. Sowohl die Kabel, wie auch die Stecker, sind störsicherer und einfacher zu verarbeiten. Die Topologie ist eine Point-to-Point-Verbindung, so dass jedes angeschlossene Gerät die volle Bandbreite von zurzeit maximal 3 Gbit/s bzw. 6 Gbit/s (SATA-3) nutzen kann.
Diese Technologie hat zur Ablösung der kostengünstigen ATA-Festplatten in PCs und kleinen Servern geführt, griff aber auch in den Bereich von SCSI- und FC-Festplatten ein. Die Hersteller bieten hierzu verschiedene SATA-Festplatten an, von kostengünstig für PCs (einfache und kostengünstige Mechanik) bis 7x24 Stunden tauglich (aufwendiger, störsicherer und mit besserer Mechanik) für Server und RAID-Systeme. Diese sind jedoch schwer auseinander zuhalten, meist muss man sich auf die Angaben der Hersteller verlassen. High Performance SATA-Festplatten bieten ein "Native Command Queuing" (NCQ) und die Mechanik einer SAS-Festplatte bei einem geringeren Preis an.
Mit S-ATA lassen sich also auch externe Festplatten anschließen, dies
war mit P-ATA kaum möglich. Damit wurde eine Alternative zu SCSI im Server-Bereich
und USB im Desktop-Umfeld geschaffen.
Es können SATA-Festplatten direkt und ohne Umsetz-Elektronik angeschlossen
werden. Aber auch die ersten SATA-to-SATA-RAID-Controller wurden entwickelt.
Ein kleiner Server oder ein Desktop-Rechner kann sehr einfach mit sehr viel
Speicherplatz bei guter Performance erweitert werden.
Durch die Hot-Plug-Fähigkeit von SATA kann dieses Medium auch zur schnellen
Datensicherung genutzt werden. Hierbei sollte auf die Qualität der eingesetzten
Festplatten geachtet werden. Selbst kleine Stöße können bei
SATA-Desktop-Festplatten schon zu Störungen führen. Besser geeignet
sind für diese Zwecke Notebook-Platten, die zwar meist eine geringere Kapazität
besitzen, aber schock-resistenter sind.
Weitere Möglichkeiten ergeben sich auch durch die Kombination mit der SAS-Technologie.
SAS und SATA sind weitgehend anschlusskompatibel, so dass SATA- und SAS-Festplatten
je nach Kontroller sogar gemischt betrieben werden können.
Der eigentliche Unterschied zwischen SATA- und SAS-Festplatten (in der Anschlusstechnologie)
sind die doppelten Kanäle bei einer SAS Festplatte.
Das Foto zeigt den Unterschied im Anschluss einer SAS und einer SATA HDD. Wichtig ist hierbei die Lücke im Stecker bei SATA, die im SAS Stecker ausgefüllt ist. Dazu hat ein SATA Kabel immer einen Steg, der genau in die Lücke des SATA Steckers passt. Versucht man jetzt das SATA Kabel auf eine SAS Festplatte zu stecken, so sperrt der Steg und der Anschluss passt nicht. Ein SAS Kabel passt aber auf eine SATA Platte. Damit ist Vorsorge getroffen, das eine SAS Festplatte oder SAS-SSD nicht an einen SATA-Controller oder einen SATA Port angeschlossen wird.
Zur Ablösung von IDE-Festplatten wird die SATA-Technologie schon lange durchgehend in den Desktoprechnern eingesetzt. Es kommen dort Onboard SATA-Controller zum Einsatz, bzw. wenn mehr Performance gefordert wird, PCI-RAID-Controller mit echtem Hardware-RAID und Cache. Aber auch im Bereich der externen RAID-Systeme wird SATA eingesetzt. Es vereint dort die Vorteile, wie der geringe Preis der Komponenten und die trotzdem recht hohe Performance der Übertragung, wie auch die Features Hot-Plug und Störsicherheit. Wichtig ist die Auswahl der passenden Festplatte für den jeweiligen Einsatzzweck. Kommt es auf Performance und Sicherheit an, so sollten die höherpreisigen SATA-Festplatten gewählt werden. So werden auch je nach Anwendung unterschiedliche Festplatten angeboten, SATA-Festplatten für Desktop-Rechner, SATA für kleine Server und 7x24 Stunden Betrieb und high performance SATA auf Basis von SAS-Hardware.
Eine der wichtigsten Entwicklungspunkte ist die Übertragungsrate. Sie ist schrittweise
bis auf 6 Gbit/s gesteigert worden. Aber auch Erweiterungen im Management und
der Backplane-Technolgogie werden nicht vernachlässigt. Um auch als High-End-Lösungen
Verwendung zu finden, werden Unterstützungen für "Failover" entwickelt. So genannte
MUX Boards erweitern SATA-Festplatten auf zwei I/O Kanäle. Damit kann SATA-Technologie
dann auch in Clustern eingesetzt werden.
Es werden verstärkt Festplatten mit der SATA-Mechanik, aber einer SAS-Schnittstelle angeboten. Sie werden
bei RAID- und Storage-Systemen für die Speicherung von Archivdaten oder Backups genutzt. Diese
Festplatten werden dann NL-SAS (NearLine SAS) genannt. Vorteil sind die große Kapazität der SATA Festplatte und
die redundante Anbindung der SAS Technologie.
Im August 2013 wurde die mit SATA 3.2 die neue Schnittstelle SATA Express eingeführt. Sie nutzt 8 Gbit/s PCIe Lanes als
Transportmittel und wird für die Verwendung von SSDs genutzt, die die Bandbreite von 6 Gbit/s bei SATA-3 ausschöpfen.
im Juni 2018 und März 2021 wurden die Revisions 3.4 und 3.5a vorgestellt. Sie enthalten viele kleine Features zu Ordered Write Notification
und Monitoring sowie Sleep Signal Timing.
Ab dort passiert nicht mehr viel, SATA wird nur noch in Consumer-Hardware eingesetzt. In Storage-Systemen reicht der eine Kanal nicht aus und
MUX-Boards sind wegen dem Platzbedarf keine gute Lösung. Es werden NL-SAS Platten eingesetzt und der SATA-Anschluss stirbt in diesem Bereich aus.
