Der neue Standard Serial ATA
Die neue Schnittstelle für High- Performance- und Mainstream-Desktop-PCs

Im Gegensatz zu den heute verbreiteten Parallel-Bus-systemen wie UltraATA/100 werden zukünftige Bussystem im Bereich der meisten Desktop-Speichersysteme wieder ein serielles Bussystem nutzen. Seit den 80er Jahren ist das Parallel-ATA-Interface bei Desktop-Systemen die gebräuchliche interne Speicher-Verbindung. Doch bei heutigen PCs sind höhere Geschwindigkeiten, eine stabile Datenintegrität und Flexibilität für innovative kleine Designs gefragt. Doch sind dem aktuellen Parallel-Bus in elektro-physikalischer Hinsicht Grenzen gesetzt, die verhindern, dass der Bus höhere Geschwindigkeiten oder Datentransfers erreicht.

Die in diesem Technologiesektor führenden Industrieunternehmen haben hierzu einen neuen Standard definiert, der sich schnell druchsetzen dürfte.

Die Unternhemungen Intel, Dell, Seagate, Maxtor und APT gründeten zu diesem Zweck die Serial-ATA-Arbeitsgruppe (serialata.org). Sie hat sich zum Ziel gesetzt, diese neue Technologie zum Standard heutiger PCs zu machen. Serial-ATA wird die strengen Limitierungen von Parallel-ATA aufheben und gleichzeitig Skalierbarkeit für künftige Anforderungen ermöglichen. Geplant ist, dass sobald die Serial-ATA-Festplatten in Serienprodukion gehen, sollen sie ohne Preisunterschied und kompatibel zu den jetzigen Parallel-ATA-Festplatten ausgeliefert werden. Auf Dauer werden sie die ATA-Festplatten in allen Systemen ablösen.

Abbildung: Bis zu 600MBit/s - Serial ATA - Raodmap


Was ist Serial-ATA?

Im Gegensatz zu dem heutigen "parallelen" internen ATA-Festplatten-Bus handelt es sich bei Serial-ATA um eine "serielle" Architektur. Serial-ATA bündelt viele Datenbits in ein Paket und schickt dieses 30 mal schneller als Parallel-ATA über das Kabel - von der Festplatte zum Host und umgekehrt. In Parallel-Festplatten werden nur die transportierten Daten einer zyklischen Redundanzprüfung (Cyclic Redundancy Checking/CRC) unterzogen, nicht aber die Kommandos. Serial-ATA dagegen integriert CRC auf Kommando- und Datenpaket-Ebene und gewährleistet so eine höhere Bus-Zuverlässigkeit. Der Cyclic Redundance Code entdeckt alle singulären und doppelten Bit-Fehler: Auf diese Weise lassen sich 99,998 Prozent aller möglichen Fehler finden. Damit kann eine Serial-ATA-Festplatte Daten bei 150 Megabyte pro Sekunde mit höchster Präzision über den Bus zum Host-System senden. Das Ergebnis ist eine hohe Skalierbarkeit von Serial-ATA über einen langen Zeitraum hinweg.
Künftige Serial-ATA-Generationen garantieren Performance-Wachstum

Weitere grosse Vorteile von Serial-ATA

Serial-ATA ist eine innovative neue Schnittstelle und erlaubt ein kontinuierliches Performance-Wachstum, größere Daten-Zuverlässigkeit und eine allgemein bessere System-Dynamik, die weit über den Werten von Parallel-ATA liegen. Obwohl sich Serial-ATA noch in einer frühen Phase der Markteinführung befindet, bringt der Standard schon jetzt zahlreiche Vorteile für Desktop-Anwender.
Außer der schnelleren, zuverlässigeren Busarchitektur werden mit Serial-ATA auch Verkabelung und Verbindungen optimiert. Damit lassen die Festplatten wesentlich einfacher und sicherer integrieren: Vorbei sind die Zeiten umständlicher Verkabelung, verbogener Steckerstifte und unnötig reklamierter Festplatten. Der Grund: Serial-ATA-Kabel sind dünner und länger - und beanspruchen damit deutlich weniger Platz als die breiten, kurzen Parallel-ATA-Kabel. Damit lässt sich die Belüftung des Systems verbessern. Zudem bieten die bis zu einen Meter langen Verbindungen mehr Spielraum für innovative System-Designs für kleine Form-Faktoren und Unterhaltungselektronik-Geräte. Die Stecker rasten ganz einfach ein und erleichtern damit die Installation.



Seagate Technology liefert echte Serial-ATA-Technologie

Seagate liefert mit seiner "nativen" Serial-ATA-Lösung Kunden eine echte Serial-ATA-Technologie. Da Seagate die Serial-ATA Technologie nicht nur auf der physikalischen Schicht der Festplatte, sondern auch auf dem Controller implementiert hat, können Seagate-Festplatten direkt von der Festplatte aus mit dem Host kommunizieren - mit einer Bus-Geschwindigkeit von bis zu 150 Megaybyte pro Sekunde. Darüber hinaus enthält die native Lösung Kommando-Ketten, was eine enorme Performancesteigerung für Betriebssysteme bedeutet, die mit dieser Funktion arbeiten. Allerdings werden einige Festplattenhersteller diese nativen Serial-ATA-Features nicht gleich mit der ersten Generation ihrer Serial-ATA-Festplatten anbieten.

Natives Serial ATA = 150MB/sek Bus-Geschwindigkeit, Kommando-Ketten, vorbereitet für erweiterte Funktionalität (z.B.: Busmaster DMA).

Eine Alternative für die direkte Integration von Serial-ATA in eine Festplatte liegt im Einsatz einer Brücken-Lösung: Der Festplattenhersteller setzt hier eine Serialisierungs- bzw. Deserialisierungsfunktion ein, bevor die Daten von und zum integrierten ATA-Controller geschickt werden. Daten einer Serial-ATA Brücken-Lösung lassen sich nur so schnell senden oder empfangen, wie der ATA-Controller arbeitet. Denn die diese serielle Funktionalität ist nicht nativ an den Link- und Transportschichten des Festplatten-Controllers gebunden, sondern eine separate Funktion, die Daten für einen parallelen Controller übersetzt. Daher kann sie die Daten auch nur mit der Geschwindigkeit eines Parallel-Controllers übertragen - also mit 100 oder 133 Megabyte pro Sekunde.
Die Industrie akzeptiert die Serial-ATA-Technologie: Seagate bietet seinen Kunden bereits ab Herbst 2002 eine hochperformante, echte Serial ATA Lösung an. Zur selben Zeit begannen die führenden Anbieter von Controller-Karten und Motherboards ihre Produkte mit Serial-ATA-Ports ausstatten, die dann ab vorraussichtlich Mitte 2003 integriert werden können.