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Por: Ing. Allende Hernández Llácer
Email: allendeh@cimex.com.cu

 

S-ATA (Serial Advanced Technology Attachment) es la más novedosa tecnología empleada para el almacenamiento de datos en las PC's. Viene en reemplazo de la ya caduca tecnología Ultra ATA, en sus dos últimas especificaciones Ultra ATA/100 y Ultra ATA/133.
ATA nace en 1980 y con una velocidad de transferencia de sólo 3 MBytes/seg. y desde entonces ha definido el estándar para el almacenamiento de datos.


Limitantes de la tecnología P-ATA (Paralell Advanced Technology Attachment)

El tiempo ha pasado y ya los requerimientos de los sistemas van aumentando, un ejemplo son los grandes servidores de datos. Hasta el momento muchos de estos servidores basaban sus sistemas de discos en SCSI, una tecnología mucho más cara, pero a la vez más segura en el tratamiento de los datos y más práctica a la hora de conectar varios dispositivos. SCSI permite mayores longitudes de sus cables para así poder conectar dispositivos externos y además admite una interconexión en los mismos de hasta 15 dispositivos, lo que la hace ideal para sistemas de almacenamiento masivo de datos.
En el caso de ATA, sus cables solo pueden llegar hasta 40cm de longitud, haciendo imposible la conexión de dispositivos de almacenamiento externos y por cada uno de estos cables solo es posible conectar 2 dispositivos. Como solución a este problema sale la tecnología RAID, pero aun así el tamaño del bus es una limitante seria para sistemas grandes.

La velocidad en los sistemas de computación es otro de los factores que más interesan tanto a productores como a consumidores, de hecho la contienda entre Intel y AMD por llevarse la bandera del microprocesador de mayor velocidad es archiconocida, pero aún existen cuellos de botellas entre el resto de los componentes que disminuyen el rendimiento de un sistema, a pesar de cuán rápido sea su procesador. Uno de estos elementos estaban siendo precisamente los discos rígidos y su interfaz paralela, esta alcanza como máximo en su última especificación una taza de transferencia de 133 MBytes/seg.

Otro de los factores que hace necesaria la sustitución de la interfaz paralela en el manejo de los datos es alto voltaje de trabajo de la misma, 5V, lo que por demás obliga a añadir este valor a las fuentes de alimentación, pues sólo se usa para alimentar este tipo de dispositivos.
El complejo cableado de los dispositivos tradicionales ATA, su elevado número de pines, que obliga introducir dentro de los chasis enormes cintas de mucho grosor y que limitan enormemente el flujo de aire dentro de los mismos es otro de los factores que hacen imprescindibles ir mirando hacia otro punto.
P-ATA
S-ATA
Ancho de banda
Max 133MBytes/Seg
Min 150MBytes/Seg
Voltaje de trabajo
5V
250mV
Cantidad de pines
40
7
Tamaño máximo del cable
45cm
1M
Ventilación
Mala
Buena

Con las actuales especificaciones de ATA, en cada canal IDE solamente pueden conectarse 2 dispositivos, para un total de 4. Este tipo de conexión de bus, en la cual además hay que definir maestros y esclavos, provoca posibilidades de cuelgues internos, debido a que la información que pasa por el bus llega a todos los dispositivos conectados al mismo y cualquier error en el funcionamiento puede provocar retardos en el sistema.

La mayoría de los cables ATA tienen 40 hilos, pero al introducirse ULTRA ATA/66 se creó un cable de 80 hilos. Este cable de 80 hilos tiene un hilo de tierra para cada hilo de señal, de esta manera se elimina los riesgos de inducción entre los hilos cercanos y posibilita altas velocidades de trasmisión de datos (66, 100 y 133MBytes/seg.). Independientemente de que en número de hilos en la cinta IDE aumenta en el doble las líneas de datos no, por lo que los conectores se mantienen sin variación.


Qué es Serial-ATA?

Como bien se explica al principio de este artículo, Serial ATA es la nueva interfaz que se encargará de la conexión a la PC de los discos rígidos y otros periféricos, como pueden ser lectores de CD, quemadores, DVD, etc.

Serial ATA Vs. P-ATA
Serial ATA mantiene la compatibilidad con todos los drivers ATA y por tato con todos los sistemas operativos sin necesidad de implementar modificaciones. Provee especificaciones más sencillas de implementar y cables delgados, sencillos de ubicar para su instalación. Al ser una mezcla se las tecnologías de comunicaciones serie y ATA, necesita de conectores más pequeños y una menor cantidad de hilos para sus líneas de datos, además de requerimientos menores de voltajes, lo que elimina los problemas de corrientes existentes en si predecesora P-ATA, además de un incremento de hasta un metro de longitud máxima para sus cables.

Al solo cambiar la capa física, S-ATA es totalmente compatible además con los registros y software de P-ATA, no necesita actualización de drivers y es totalmente transparente al BIOS.

Un resumen de las ventajas de S-ATA sobre P-ATA pudiera ser el siguiente:

Cable Serial ATA

" Mejora de rendimiento, Serial -ATA es mucho más rápida que P-ATA
" Reducción del voltaje de trabajo
" Reducción de la cantidad de pines de los conectores
" Cables mas delgados y fáciles de ubicar
" Aumento de la distancia permitida para la conexión de dispositivos
" Mejoras en la robustez de los datos
" Compatibilidad hacia atrás(P-ATA)


Ventajas de la comunicación serial

Si hace unos años a alguien se le hubiera ocurrido decir que Serial-ATA era mas rápido, de seguro hubiera sido tildado de loco, pero la realidad se impone. Muchos de los estándares más rápidos en comunicaciones, dígase: USB2.0, Firewire, Ethernet, entre otros, basan sus comunicaciones en protocolos seriales.

Las comunicaciones seriales usan solo 2 hilos para la transmisión de datos, uno para el envío y otro para recepción. Con la señal diferencial se evita la alteración de datos a causa de ruidos, puesto que la interferencia en una de las señales afectará en igual medida a la otra. Por otro lado el hecho de que las señales viajen con fase invertida hace que ambas interferencias se anulen entre ellas.

Conectividad de los dispositivos S-ATA

Debido a la técnica de comunicación maestro/esclavo, el ATA paralelo permite la conexión de dos dispositivos en un solo puerto. Los software y driver de esta especificación acceden al subsistema S-ATA exactamente de la misma manera y trabajan sin problemas.
Sin embargo para los dispositivos S-ATA el software ve los dos como si fueran maestros de puertos diferentes. La seción de interfaz del dispositivo convierte la operación normal del software en una cadena serial de datos y control. La estructura Serial-ATA conecta cada uno de los dispositivos conectados a cables individuales en una conexión punto a punto.

Adaptador P-ATA/S-ATA

Actualidad: S-ATAII

Para finales del año pasado(2004), estaba anunciado el lanzamiento de una nueva especificación denrtro de las tecnología SATA, SATA II. Esta está pensada para mejorar el rendimiento en ambientes empresariales y basa esto en las siguientes tres características: Multiplicadores de puertos, Selectores de puerto y cola de comandos nativos.

Multiplicadores de puertos: En S-ATA I, los dispositivos P-ATA tienen que ser configurados como maestros/esclavos en una misma cinta por cada controlador. Ahora con la multiplicación de puertos en S-ATA II es posible conectar hasta 15 dispositivos.

Selectores de puertos: La selección de puertos permite a dos servidores estar conectados a una misma torre, de manera que se crea una conexión redundante para cuando falle una de ellas la otra, funcionando como repuesto, entra y el acceso a la información no se pierde. Esto es ideal para ambientes empresariales.

Cola de comandos nativos: La cola de comandos nativos va a mejorar el rendimiento en las torres S-ATA II. Normalmente los comandos llegan al disco para escribir o leer en alguna zona específica del mismo. Cuando estos comandos se ejecutan en el mismo orden de llegada, se desprende una gran cantidad de calor provocada por el constante reposicionamiento de las cabezas. S-ATA II tiene una algoritmo implementado para calcular la manera más eficiente de ejecutar los comandos, de manera que no se genere tanto sobrecalentamiento.

Conclusiones

Desde hace varios años el estándar que dominó la conexión de dispositivos de almacenamientos de datos en las PC fue el ATA paralelo. Una asociación entre diferentes compañías dio como resultado una nueva especificación para el amenejo de dispositivos ATA y ATAPI, dado que los requerimientos de velocidad y otros factores fueron dejando obsoleta la tecnología existente.