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Serial ATA - SATA einfach erklärt

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    Serial ATA [SATA]


    In der Berufsschule mussten wir im Informatikunterricht Computer-Schnittstellen präsentieren. Meine Gruppe bekam das SATA-Kabel zugeteilt. Wir haben uns als Quelle auf Wikipedia beschränkt, aber das Thema möglichst verständlich ausgearbeitet und als Note für das Referat eine 1 bekommen.


    Die zugehörige PowerPoint-Präsentation findet ihr als Inspiration hier:
    https://www.behance.net/gallery/89761325/Serial-ATA




    Einleitung
    Die SATA-Schnittstelle ist dafür da, um Daten zwischen Festplatten und Laufwerken zu übertragen.


    Definition ATA
    ATA ist einer der Überbegriffe für die Datenübertragung und der große Konkurrent zu USB. Das „AT“ steht für „Advanced Technology“. Das war in den 80ern die dritte Computergeneration von IBM. Und weil der Computer auf dem Markt sehr erfolgreich war und mitunter als erstes ein ATA-Kabel für die Datenübertragung genutzt hat, hat man das Kabel nachträglich und indirekt zu dem Computernamen umbenannt. Davor wurde es als “IDE” bezeichnet. Und das zweite „A“ steht zusätzlich für „Attachement“, also auf Deutsch „Anhang“.


    Definition SATA
    Dann kam es 2002 dazu, dass Intel, Dell, IBM und ein paar weitere Hersteller gemeinsam ein neuartiges ATA-Kabel entwickelt und vorgestellt haben. Bei diesem hat die Datenübertragung anders funktioniert, weshalb man beschloss, den alten ATA-Kabeln zusätzlich den Buchstaben „P“ zu geben und allen neuen, zukünftigen ATA-Kabeln den Buchstaben „S“, um die ATA-Kabel bereits an ihrem Namen von der Funktion her unterscheiden zu können. Bei SATA steht das “S” zusätzlich noch für „Seriell“, was in der Informatik so viel heißt, wie, dass Daten zeitlich nacheinander übertragen werden.


    Aussehen
    Das SATA-Kabel ist daran zu erkennen, dass es sehr flach und dafür verhältnismäßig breit ist. Es besitzt 7 Kontaktstellen und es gibt sowohl eine gerade als auch eine rechtwinklige Variante. Neben rot werden auch schwarz, blau und gelb häufig als Farben verwendet. Allerdings hat die Farbe keine Bedeutung, jedes Kabel und jeder Anschluss funktioniert gleich.

    Außerdem gibt es die sogenannten SATA-Stromkabel, die das Speichermedium mit Strom versorgen. Diese erkennt man an den 4 Kabeladern in den Farben rot, gelb und schwarz und dem einseitig weißen und schwarzen Stecker.

    Den SATA-Anschluss erkennt man genau wie das SATA-Kabel an den 7 Kontaktstellen und an seiner L-Form. Der Anschluss des SATA-Stromkabels hingegen ist mit 15 Kontaktstellen deutlich breiter.


    Kabel anschließen
    Um Daten übertragen zu können, benötigt man mindestens 3 Komponenten. Zum einen das Speichermedium selbst. An dieses wird das SATA-Kabel angeschlossen und das andere Ende kommt an das Mainboard. Und um das Speichermedium zusätzlich mit Strom zu versorgen, wird an dieses auch das SATA-Stromkabel mit dem schwarzen Stecker angeschlossen und der weiße Stecker kommt an das Netzteil des Computers, von wo aus der Strom bezogen wird.


    Datenübertragung
    „Seriell“ heißt, dass das Kabel die Daten alle nur auf einer Spur überträgt, während der Vorgänger PATA die Daten auf insgesamt 16 Spuren aufgeteilt hat (in meiner oben verlinkten Präsentation sind aus Platzgründen nur 4 Spuren zu sehen).


    Vorteile
    SATA bietet 4 entscheide Vorteile zu seinem Vorgänger:

    • Hot Plug wird unterstützt. Das heißt, es lassen sich die Festplatten ab- und anschließen, ohne den Computer neustarten zu müssen.
    • SATA kann deutlich mehr Daten in kürzerer Zeit übertragen.
    • Es passieren seltener Fehler bei der Datenübertragung.
    • Die Kabelführung ist einfacher geworden.


    Aufbau
    Das Kabeläußere besteht größtenteils aus PVC, wie man es von den meisten Kabeln kennt. Im Inneren befindet sich Abschirmfolie, einmal in blau und darin zusätzlich in weiß. In der weißen Abschirmfolie sind insgesamt 4 Drähte. 2, da das Kabel in beide Richtungen Daten übertragen kann und 2 weitere, auf denen eine Kopie der Daten übertragen wird. Hier reicht es, wenn man weiß, dass dies zu einem Verfahren gehört, welches zusätzlich Fehler bei der Datenübertragung vermeiden soll. Von den 4 anderen Drähten, die sich nur in der blauen Abschirmfolie befinden, sind 3 sogenannte Masseleitungen. Diese sind allgemein in sehr vielen Kabeln vorhanden. Hier reicht es ebenfalls wenn man weiß, dass sie dafür da sind, um einen Stromkreislauf zu erzeugen, ohne den das Kabel nicht funktionieren würde. Der letzte Draht ist etwas interessanter. Dieser hat nämlich, zumindest technisch, überhaupt keine Funktion. Hierbei handelt es sich um eine Sicherheitsvorkehrung, falls es jemand schaffen sollte, den Stecker von dem Kabel ab zu montieren und falschrum wieder anzubringen. Dann würde das Kabel nicht mehr funktionieren würde, da der besagte Draht in diesem Fall eine Masseleitung blockiert.


    Versionen
    Derzeit gibt es 4 Versionen von SATA:

    • SATA 1 erschien 2003 und konnte Daten von bis zu 150MB/s schnellen Festplatten übertragen.
    • SATA 2 erschien 2005 und konnte Daten von bis zu 300MB/s schnellen Festplatten übertragen.
    • SATA 3 erschien 2009 und konnte Daten von bis zu 600MB/s schnellen Festplatten übertragen.
    • SATA Express erschien 2014 und konnte Daten von bis zu 2GB/s schnellen Festplatten übertragen.


    Mini & Micro SATA
    Neben den bis hier angesprochenen Kabeln gibt es noch 3 weitere SATA-Typen, die wir zum Ende kurz erwähnen möchten. Dazu gehören einmal Mini und Micro SATA, die mit jeweils 2,5 und 1,8 Zoll für kleine Notebooks und Tablets gedacht sind. Zum Vergleich: Eine EC-Karte ist ungefähr 4 Zoll groß.


    eSATA
    Außerdem gibt es für externe Festplatten und Laufwerke das sogenannte eSATA. Das “e” im Namen steht entsprechend für “extern”. Wobei die meisten externen Speichermedien USB als Übertragung nutzen. Und in diese Richtung wird die Entwicklung weitergehen, dass USB SATA nach und nach weiter ablösen wird.





    Inhaltliche Ergänzungen zu dem Thema sind gerne erwünscht.
    Source Sans is offline

  2. #2 Reply With Quote
    Tieftöner  Lookbehind's Avatar
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    Hallo und herzlich willkommen im Forum.

    Quote Originally Posted by Source Sans View Post
    ...
    Inhaltliche Ergänzungen zu dem Thema sind gerne erwünscht.
    Ich nehme das mal zum Anlass um auf ein paar Probleme aufmerksam zu machen.
    Generell ist das für ein Schul-Referat schon recht vernünftiger Umfang. Klar kann man das alles ein bisschen genauer erklären und mehr ins Detail springen, aber letztlich muss man immer auch die Zielgruppe im Auge haben.

    Interessant fand ich aber deine Beschreibung der physikalischen Spezifikationen eines SATA Daten- und Strom-Kabels. Insbesondere weil du in dem Absatz vorher noch den Vergleich zu Parallel-ATA (PATA) ziehst. Du beschreibst das SATA-Daten-Kabel als flach und breit. Nun, dann schau dir mal so ein PATA-Kabel (aka IDE) an. Das waren in der Regel sogenannte Flachbandkabel. Verglichen dazu ist ein SATA-Kabel ganz schön dick und vor allem schmal! Auch die Beschreibung des Strom-Steckers mit den 4 farbigen Adern und dem schwarzen oder weißen Stecker passt super auf einen Molex-Stecker, welcher zufällig zu Zeiten von PATA der Standard für den Strom-Anschluss für Festplatten war.

    Ich meine, ich weiß was du mit deiner Beschreibung meinst, und ja, die meisten SATA-Kabel sind auch wirklich ein bisschen flach. Aber im Vergleich.

    Die Auflistung der Geschwindigkeiten ist langfristig auch ein bisschen problematisch, weil sich das eben mit der Zeit immer erweitert. SATA-Express ist inzwischen z.B. schon in der zweiten Generation. Zudem finde ich es bei Datenübertragungsraten immer sinnvoll aus zu schreiben ob man die Rate in Byte oder Bit pro Sekunde angibt. Weil leider beides geläufig ist und oft beides mit einem B abgekürzt wird. Dafür gibts zwar Standards, da hält sich nur leider kaum einer dran. Das Problem ist, dass man vorher nicht weiß, ob sich die Person/das Unternehmen jetzt an den Standard hält und mit B wirklich Byte meint, oder eben nicht. Zudem ist es immer auch eine Frage, was man aussagen will. Übertragene Bits müssen nicht immer auch zu einem übertragenen Byte führen. Da gibts ganz viel Durcheinander und Fehlinterpretationen. Leider. Darum bin ich immer dafür es klar aus zu schreiben. "SATA I überträgt 1,20 GBit/s" oder "150MByte/s". Dann gibts auch keine Missverständnisse.

    Ansonsten ein recht solider Vortrag für ein Schulreferat.

    Guten Rutsch.
    Lookbehind is offline

  3. #3 Reply With Quote
    Neuling
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    Danke für deine Richtigstellungen. Wenn ich das gewusst hätte, hätte ich mich vor dem Referat an dich gewendet ^^

    Ich muss zudem anmerken, dass die Präsentation nur ca. 5 Minuten dauern sollte, weshalb ein paar Unterthemen, wie du schreibst, etwas kürzer ausgefallen sind.
    Source Sans is offline

  4. #4 Reply With Quote
    Adventurer HolgarsDouble's Avatar
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    Danke für Deine präzise Darstellung. Ich finde, gerade die Gamer sollten immer sehr informiert über solche Sachen bleiben. Eines kann sonst irre Geld für die Industriekacke rausschmeißen. Ich baue meine Maschine seit 20 Jahren selber und ohne solche Beiträge (s.a. ct.heise) hätte ich das nicht geschafft.

    Grüsse
    Twitter: #ast=ARTE
    Kuatsch ies iema. Die Kunst is, heraus zu finden wann nich
    HolgarsDouble is offline

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