3/7 Serial ATA im Detail : Das sind die Vorteile gegenüber Ultra ATA

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Vorteile bei PCB-Layouts

Weil das parallele ATA-Interface insgesamt 32 Signalwege pro Kanal mit sich bringt, müssen bei zwei Ultra-ATA-Kanälen auf einem Mainboard bereits 64 Signale vom I/O-Controller zum ATA-Anschluss geleitet werden.

Serial ATA besteht hingegen aus vier Übertragungswegen, woraus resultiert, dass hier nur ein Achtel der Signale geleitet werden müssen und die Platinen somit erheblich simpler strukturiert werden können. Das hat logischerweise auch einige Vorteile in finanzieller Hinsicht zufolge.

Das Ende der Sklaverei

Die Ultra-ATA-Technologie unterstützt über einen geteilten Bus bis zu zwei Geräte pro Kanal. Obwohl bei den zwei angeschlossenen Geräten zwischen dem „Master“- und dem „Slave“-Gerät unterschieden wird, existiert letztendlich kein Unterschied hinsichtlich ihrer Prioritäten. Der Host-Bus-Adapter nutzt diese Master/Slave-Konstellation lediglich dazu, um Anfragen an das korrekte Gerät weiterzuleiten sowie das Boot-Laufwerk zu bestimmen. Obwohl der Ultra-ATA-Standard Algorithmen zwecks Befehlswarteschlangen unterstützt, kommt dieser nur selten bei entsprechenden Geräten zum Einsatz. Folglich würde der Datenbus gesperrt, sollte ein Befehl zu oder von einem der Laufwerke Vorrang haben. Um das bestmöglich zu umgehen, wird die Bus-Bandbreite faktisch auf die Master- und Slave-Geräte aufgeteilt, wenn beide gleichzeitig mit dem Host interagieren.

Serial ATA zeichnet sich im Gegensatz dazu durch eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung aus. Das heißt, dass jeder Ursprung bzw. jede Quelle mit einem Ziel verbunden ist. Jeder Kanal hat die Fähigkeit, unabhängig zu arbeiten, sodass es auch nie zu einer Aufteilung der Interface-Bandbreite kommt. Des Weiteren fällt dadurch praktischerweise das Setzen von Jumpern und somit das Definieren von Master und Slave vollkommen weg.

Die Verkabelung und wahr werdende Träume

ATA/ATAPI-4 bzw. Ultra ATA 33 und alle Modi darunter benutzen ein 40-adriges Kabel, um Daten zu übermitteln. Davon waren lediglich sieben Adern Masseverbindungen. Bei Transferraten von mehr als 33MHz wurden die 40-adrigen Kabel aus Signalgründen dann allerdings durch eine 80-adrige Variante ersetzt, die weitere Masse- und Signaladern vorwies. Nichtsdestotrotz sind diese sperrigen Flachbandkabel, die übrigens noch heute im Einsatz sind, zu einer maximalen Länge von 45cm verdammt, um eine akzeptable Signalqualität garantieren zu können.

Serial-ATA-Verkabelung und -Anschlüsse
Serial-ATA-Verkabelung und -Anschlüsse (Bild: SAMSUNG)

Wie bereits erwähnt, bestehen Serial-ATA-Kabel lediglich aus sieben Adern, die unterschiedliche Paare zum Empfangen und Senden von Daten aufweisen: Viele Kabel werden mit zusätzlichen Masseverbindungen ausgestattet, die eine ähnliche Funktion haben, wie die 40 Zusätzlichen der 80-adrigen Ultra-ATA-Kabel. Serial-ATA-Anschlüsse unterstützen drei unabhängige Masseverbindungen. Als Bonus dürfen Serial-ATA-Kabel gar 1m lang sein, bevor die Signalqualität zu schlecht wird. Aus einem solchen Aufbau resultieren zudem erheblich dünnere Kabel (0,6cm breit) und Anschlüsse (1,25cm breit). Dass solche Größenordnungen auch positiven Einfluss auf das im Gehäuse herrschende Luftströme hat, dürfte ersichtlich sein.

Auf dem Intel Developer Forum (IDF) im Herbst dieses Jahres wurden zudem neue Stecker sowie Anschlüsse vorgestellt, mit denen wackelige Kabelverbindungen passé sein sollen.

Neue Stecker und Buchsen (NEW_1)
Neue Stecker und Buchsen (NEW_1)
Neue Stecker und Buchsen (NEW_2)
Neue Stecker und Buchsen (NEW_2)

Diese Neuerung, erstmals in der Errata 29 der entsprechenden Spezifikation aufgeführt, ist vollkommen abwärtskompatibel mit bisherigen Geräten und wird wohl auch unverändert Einzug in die derzeit noch langsame Einführung von Serial ATA II halten.

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