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Definition Was ist Serial ATA (SATA)?

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber / Dr. Jürgen Ehneß

Serial ATA (SATA) ist eine Schnittstelle, mit der sich Speichergeräte wie Festplatten oder optische Laufwerke mit einem Computer verbinden lassen. Im Gegensatz zum Vorgängerstandard ATA (AT Attachment) verwendet SATA keine parallele, sondern eine serielle Datenübertragung. Es existieren verschiedene SATA-Versionen mit unterschiedlichen Datenraten.

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Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
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(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Serial ATA, auch „SATA“ oder „S-ATA“ genannt, bezeichnet einen Schnittstellenstandard, mit dem sich Speichergeräte wie Festplatten, Bandlaufwerke, Speicherkartenlesegeräte oder optische Laufwerke mit einem Computersystem verbinden lassen. Der Standard entstand im Jahr 2000 als Nachfolger des ATA-Standards (AT Attachment). Die maßgebliche Entwicklungsarbeit leistete Intel. Im Gegensatz zu ATA arbeitet Serial ATA nicht mit parallelen Signalleitungen, sondern überträgt die Daten seriell. Über external SATA (eSATA) ist der Anschluss externer Speichergeräte möglich. eSATA konkurriert mit Standards wie Firewire oder USB. Mittlerweile existieren verschiedene Versionen von Serial ATA mit unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten. Serial ATA Version 3 erreicht bis zu sechs Gigabit pro Sekunde.

Das Übertragungsprinzip von Serial ATA

Was die zu übertragenden Befehle, Register und andere Daten angeht, verhält sich Serial ATA kompatibel zu ATA. Die parallel vorliegenden Daten werden in Echtzeit in serielle Datenströme umgewandelt. Als Kodierung kommt die NRZ-Kodierung 8b/10b zum Einsatz. Sie nutzt für die Informationseinheit von einem Byte zehn einzelne Bits. Die beiden zusätzlichen Bits verbessern die Häufigkeit des Flankenwechsels des Signals, führen aber zu einem verminderten Datendurchsatz. Die Sende- und Empfangssignale werden als differenzielle Signale gegenphasig auf getrennten Leitungen übertragen. Das hat den Vorteil, dass sich die Störanfälligkeit reduziert, da sich Störungen auf beide Leitungen auswirken und durch Differenzbildung entfernt werden.

Unterschied zum Vorgängerstandard ATA

Der wichtigste Unterschied von Serial ATA im Vergleich zu ATA, auch „Parallel ATA“ (PATA) genannt, ist die serielle Übertragung der Daten. Während ATA ein paralleles Busdesign aufweist, arbeitet Serial ATA mit seriellen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Daraus ergeben sich die Vorteile höherer Übertragungsraten und eines vereinfachten Kabeldesigns mit weniger Datenleitungen. Die Kabel sind dünner und flexibler als die breiten, sperrigen 40- oder 80-adrigen ATA-Flachbandkabel. Sie bieten mehr Freiheiten bei der Kabelführung in einem Rechnergehäuse und gestatten Längen von bis zu einem Meter. Die Signalspannung beträgt nur 250 Millivolt und nicht fünf Volt wie bei ATA. Pro Takt überträgt Serial ATA nur ein Bit. Dies bedeutet im Vergleich zu ATA wesentlich höhere Taktraten. Um 150 Megabyte pro Sekunde zu übertragen, ist beispielsweise eine Taktrate von 1,5 Gigahertz notwendig.

Die verschiedenen Versionen von Serial ATA

Serial ATA existiert in verschiedenen Versionen. Hier ein Überblick über die wichtigsten Merkmale der einzelnen Versionen

  • Serial ATA Version 1: Datenrate der Schnittstelle 1,5 Gigabit pro Sekunde - Datendurchsatz bis zu 150 Megabyte pro Sekunde,
  • Serial ATA Version 2: Datenrate der Schnittstelle drei Gigabit pro Sekunde - Datendurchsatz bis zu 300 Megabyte pro Sekunde,
  • Serial ATA Version 3: Datenrate der Schnittstelle sechs Gigabit pro Sekunde - Datendurchsatz bis zu 600 Megabyte pro Sekunde.

Unterscheiden sich die Versionen der Schnittstellen, bestimmt die jeweils niedrigste Version die Leistungsfähigkeit der Datenübertragung. Bei einigen Festplatten lässt sich die zu verwendende SATA-Version über Hardware- oder Software-Einstellungen festlegen.

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