Conectores para dispositivos de almacenamento masivo
Introdución
Nunha placa base temos, en xeral, dous tipos de conectores para dispositivos de almacenamento masivo (Discos Duros, lectores e gravadoras de CDs e DVDs) son os conectores (E)IDE e os SATA. Pero, ademais destes, tamén poderemos conectar dispositivos de almacenamento masivo (e algún periférico) empregando unha interface máis avanzada e profesional, a interface SCSI. Aparte destes non se hai que esquecer dos antigos pero aínda empregados disquetes, estes van aparte e teñen o seu propio conector:
Conectores (E)IDE (Integrated Drive Electronics)
- Tamén denominado ATA (AT Attachment).
- Nun principio só Discos Duros e velocidades de 8,3 MB/s
- Aparición da norma ATAPI (ATA Packet Interface): CD-ROM, DVD, ...
- EIDE (Extended IDE) = IDE + ATAPI
- Normalmente nas placas temos dous conectores e dous dispositivos por conector (Master - Slave)
- Tipos de Acceso:
- PIO (Programed Input Output)
- DMA (Direct Memory Access)
- Hoxe: ATA-6 ou Ultra-DMA/100 e ATA-7 ou Ultra-DMA/133
- Conector de 40 Pines.
| Estándar | Período | PIO | DMA | UDMA | MB/s |
|---|---|---|---|---|---|
| ATA-1 | 1986 – 1994 | 0 – 2 | 0 | - | 8,33 |
| ATA-2 | 1995 – 1996 | 0 - 4 | 0 - 2 | - | 16,67 |
| ATA-3 | 1996 – 1997 | 0 – 4 | 0 – 2 | - | 16,67 |
| ATA-4 | 1997 – 1998 | 0 – 4 | 0 – 2 | 0 - 2 | 33,33 |
| ATA-5 | 1998 – 2000 | 0 – 4 | 0 – 2 | 0 – 4 | 66,67 |
| ATA-6 | 2000 - 2001 | 0 – 4 | 0 – 2 | 0 – 5 | 100 |
| ATA-7 | 2001 – Act. | 0 – 4 | 0 – 2 | 0 – 6 | 133 |
Conectores SATA
SATA vs PATA : Os conectores (E)IDE, tamén chamados Parallel ATA, substituíronse polos novos conectores Serial ATA, as melloras que presentan son as seguintes.
| Paralell ATA | Serial ATA | Vantaxes SATA |
|---|---|---|
| Ata 133 MB/s | Mais de 150 MB/s | Máis rápido e en evolución |
| Jumpers de configuración (MA / SL) | Sen Jumpers (punto a punto) | Fácil de instalar |
| Faixa de 45 cm de longo | Cable de ata 1 metro de longo | Mellor integración |
| Faixa de 5 cm de ancho | Cable estreito de 0,5 cm | Mellor movemento de aire |
| Faixa de 80 fíos | 7-wire differential (eliminación de ruído) | Elimínanse os problemas de ruído na transferencia de datos |
| Conector de 40 pines | Conector sen pines e dun só xeito | Fácil de instalar |
| Conector de 5 cm de ancho | Conector de 1,25 cm de ancho | Mellor integración |
| Controlador DMA na placa nai | Soporta DMA | Mellora do funcionamento |
| Tolerancia de ata 5 V | Tolerancia baixa da voltaxe (0,25 V) | Mellora do deseño |
| -------- | Hot Swap | Mellor integración e uso |
| CRC só de datos | CRC de datos, comandos e estado | Mellor protección dos datos |
No que se refire aos conectores de alimentación e datos vemos as seguintes diferenzas:
Os novos conectores SATA abarcan os seguintes estándares:
| Estándar | Ancho de Banda |
|---|---|
| SATA-150 | 150 MB/s |
| SATA-300 | 300 MB/s |
| SATA-600 | 600 MB/s |
E, a aparencia dos conectores é a que vemos nas seguintes imaxes:
 |
 |
- Conectar os dispositivos SATA á placa base
- Modos de comportamento da controladora SATA
- Conexión de dispositivos SATA externos:
- - Conexión eSATA ou tamén chamado external SATA
- - eSATAp ou tamén chamado:
- · eSATA/USB combo port (fabricantes de portátiles).
- · Power over eSATA (MSI, Delock).
- · eSATAp (Delock, Addonics, Dynex, Lindy).
Conectores mSATA
- É a revisión 3.1 de SATA.
- Trátase dunha conexión SATA para discos de estado sólido en dispositivos móbiles que tamén o veremos en moitas placas para torres.
- A máxima transferencia de datos segue sendo a do estándar SATA3, 600 MB/s.
- A conexión física non é outra que unha Mini PCI Express.
- O conector mSATA quedou obsoleto e foi reemprazado polo conector M.2.
- Conectar dispositivos mSATA
Conexión mSATA
Disco de estado sólido con conexión mSATA para o conector anterior
SATA Express
- É a revisión 3.2 de SATA.
- A máxima transferencia de datos deste novo estándar é duns 2000 MB/s empregando 2 LANEs PCI Express 3.0.
- A especificación SATA Express define unha interface que combina os buses SATA e PCI Express, facendo posible a conexión SATA de sempre e a conexión de dispositivos de almacenamento PCI Express.
- Podemos configurar os dispositivos de almacenamento dos mesmos tres xeitos que o conector M.2:
- - Legacy SATA. Empregado para SSDs SATA. O interface é ao través do driver AHCI e legacy SATA 3.0 a 600 MB/s.
- - SATA Express empregando AHCI. Usado por SSDs PCI Express sendo o interface ao través do driver AHCI, cunha velocidade de transferencia máxima de 600 MB/s.
- - SATA Express empregando NVMe. Usado por SSDs PCI Express sendo o interface ao través do driver NVMe, cunha velocidade de transferencia máxima duns 2000 MB/s.
- Conectar dispositivos SATA Express
Placa base con dous conectores SATA Express.
Un dipositivo SATA Express conectado.
Disco SSD SATA Express, fixarse nos cables de datos e de alimentación.
Conector SATA Express.
Conector M.2
- M.2, orixinalmente chamado NGFF (Next Generation Form Factor), é unha especificación que rempraza ao estándar mSATA. mSATA emprega a conexión física Mini PCIe, agora M.2 busca un especificación moito máis flexible que permita anchos e longos de módulos de distinto tamaño, xunto con características máis avanzadas, pensando, sobre todo, en conectar dispositivos de almacenamento SSD, tanto para dispositivos tipo ultrabooks e tablets como equipos de sobremesa.
- Esencialmente, o estándar M.2 é un factor de forma pequeno da implementación do interface SATA Express, polo que con el temos soporte para:
- 4 LANEs de PCIe [NVMe] :
- PCIe Gen3 : 4 * 1GB/s = 4GB/s
- PCIe Gen4 : 4 * 2GB/s = 8GB/s
- SATA 3.0 (6 Gbps)
- Adición dunha interface interna de USB 3.0 (5 Gbps).
- O factor de forma M.2 aplícase a múltiples tipos de tarxetas: Wi-Fi, Bluetooth, near field communication (NFC), radio digital, Wireless Gigabit Alliance (WiGig), wireless WAN (WWAN) e discos SSD.
- M.2 ten un subconxunto específico de factores de forma só para SSDs.
- Cando se instala un disco M.2, este conéctase no socket correspondente e non é necesario cable de alimentación.
- A revisión 3.2 de SATA, na súa revisión de agosto do 2013, estandariza o M.2 SATA M.2 como un novo formato para dispositivos de almacenamento e especifica as características do seu hardware.
- Podemos configurar os dispositivos de almacenamento M.2 de tres xeitos:
- - Legacy SATA. Empregado para SSDs SATA. O interface é ao través do driver AHCI e legacy SATA 3.0 a 6 Gbit/s (600MB/s).
- - SATA Express empregando AHCI. Usado por SSDs PCI Express sendo o interface ao través do driver AHCI a 6 Gbit/s (600MB/s).
- - SATA Express empregando NVMe. Usado por SSDs PCI Express sendo o interface ao través do driver NVMe a 4 GB/s con Gen 3 ou 8 GB/s con Gen 4.
- Conectar dispositivos M.2
Disco SSD M.2.
Disco SSD M.2 conectado no slot.
M.2 é un factor de forma físico. A interface dun conector M.2 pode ser SATA ou PCIe. A principal diferencia é en rendemento e o protocolo de comunicación.
A especificación do estándar M.2 foi deseñada para soportar tanto a interface SATA como a PCIe para SSDs. Un SSD M.2 SATA usará o mesmo controlador que un SSD SATA. Un SSD PCIe usará un controlador especificamente deseñado para soportar o protocolo PCIe. Un SSD M.2 só porde soportar un protocolo, sen embargo algúns sockets M.2 poden soportar tanto o protocolo SATA como o protocolo PCIe.
A interface PCIe é máis rápida que a interface SATA 3.0 (limitada a 600 MB/s). Unha interface PCIe Gen 2 x2 está limitada a 1000 MB/s, unha PCIe Gen 2 x4 está limitada a 2000 MB/s e unha PCIe Gen3 x4 está limitada a 4000 MB/s.
| Nomenclatura | Muesca en pins |
Medidas tarxetas anchoLongo (milímetros) |
Interfaces proporcionadas | Uso frecuente |
|---|---|---|---|---|
| A | 8–15 | 1630, 2230, 3030 | PCIe x2, USB 2.0, I2C and DisplayPort x4 | Wi-Fi/Bluetooth |
| B | 12–19 | 3042, 2230, 2242, 2260, 2280, 22110 | PCIe ×2, SATA, USB 2.0 and 3.0, audio, User identity module, HSIC, SSIC, I2C and SMBus | SATA and PCIe x2 SSDs |
| E | 24–31 | 1630, 2230, 3030 | PCIe ×2, USB 2.0, I2C, Secure Digital Input Output, UART and PCM | Wi-Fi/Bluetooth |
| M | 59–66 | 2242, 2260, 2280, 22110 | PCIe ×4, SATA and SMBus | PCIe x4 SSDs |
Dos formatos anteriores, só o B e o M se usan para SSDs.
- O formato B pode soportar os protocolos SATA e/ou PCIe, dependendo do dispositivo. Como máximo soporta PCIe x2 (1000MB/s) no bus.
- O formato M soporta os protocolos Sata e/ou PCIe, dependendo do dispositivo. Como máximo soporta PCIe x4 (2000MB/s) no bus.
- O formato B+M soporta os protocolos Sata e/ou PCIe, dependendo do dispositivo. Como máximo soporta PCIe x2 (2000MB/s) no bus.
Para o conector M.2 hai diferentes tipos de sockets
- Socket 1 foi deseñado para WiFi, Bluetooth, NFC e Wi Gig.
- Socket 2 foi deseñado para WWAN, SSD (caching) e GNSS.
- Socket 3 foi deseñado para SSDs (SATA e PCIe ata x4)
Os dispositivos deseñados para soportar SATA e PCIe x2 son tamén chamados socket 2 e os dispositivos deseñados para soportar PCIe x4 chámanse socket 3.
Os SSDs M.2 non foron deseñados para ser hot-pluggable. Hai que instalar e quitar os SSDs M.2 cando o sistema estea apagado.
Moi bo exemplo de placa base con moita variedade de conectores a Gigabyte GA-X99-SOC Force.
Para facernos unha idea, tamén podemos ver precios de varios discos M.2 e a grande diferencia de velocidade de lectura/escritura dos M.2 por SATA e os M.2 por NVME:
- Ano 2016:
- M.2 SATA-600 (lectura: 530 MB/s – escritura: 510 MB/s ) : 275 GB a 80€ = 0,3 €/GB
- M.2 PCIeX4 NVMe (lectura: 2,2GB/s – escritura: 900MB/s ) : 256 GB a 190€ = 0,74 €/GB
- Ano 2017:
- Samsung 960 EVO NVMe M.2 (lectura: 3,2 GB/s - escritura: 1,9 GB/s) : 500 GB a 240€ = 0,58 €/GB
SCSI (Small Computer Systems Interface)
- Interface de Alta Velocidade para: HD, CD-ROM, Escáner, ...
- Uso Profesional. Alto Prezo.
- Necesidade de tarxeta controladora (LUN): PCI ou ISA.
- Varios dispositivos en Cadea (ID): Normalmente 7
- Normalmente cables de 50 fíos e conectores de 50 pins.
- Os máis modernos FC-AL e SCSI-FCP: Fibra Óptica; 266 Mb/s e 4 Gb/s e ata 10 Km de lonxitude.
- Firewire tamén é un estándar SCSI
| Estándar SCSI-3 | Tamén Coñecido | Transferencia (MB/s) |
|---|---|---|
| SPI | Ultra SCSI | 20/40 |
| SPI-2 | Ultra2 SCSI | 40/80 |
| SPI-3 | Ultra3 SCSI | 160 |
| SPI-4 | Ultra4 SCSI | 320 |
| SPI-5 | Ultra5 SCSI | 640 |
SAS (Serial Attached SCSI)
Serial Attached SCSI ou SAS, é unha interface de transferencia de datos en serie sucesora de SCSI (Small Computer System Interface) paralelo.
| Parallel SCSI | Serial Attached SCSI (SAS) | |
|---|---|---|
| Arquitectura | Todos los dispositivos están conectados a un bus compartido | Los dispositivos se conectan punto a punto |
| Funcionamento | 320 MB/s (Ultra320 SCSI); velocidade compartida polos dispositivos conectados ao bus | Dende 3 Gb/s ata 12 Gb/s; velocidade mantida aínda que se agreguen discos ao bus |
| Nº de Discos | 15 discos | 16384 discos |
| Compatibilidade | Incompatible coas demais interfaces de discos | Compatible con Serial ATA (SATA) |
| Tamaño máximo do cable | 12 metros en total (máxima lonxitude entre todos os discos) | 8 metros por cada unha das conexións disco - controladora |
| Factor de forma do cable | Faixas de moitos condutores ocupan moito e teñen alto custo | Conectadores compactos que ocupan pouco espazo e baixo custo |
| Hot Plug e Hot Swap | Non | Si |
| Identificación dos Dispositivos | Manualmente, o usuario lles configura un número ID distinto | Os dispositivos teñen un ID distinto de fábrica |
| Terminación | Configuración manual cando se instala | Configuración automática |
- Na seguinte imaxe vemos dous discos duros, o da esquerda é un disco duro SAS e o da dereita un SATA:
- Na seguinte imaxe vemos un conectador de dispositivo SAS a interface SATA:
- - No seguinte enlace podedes ver un documento do fabricante Adaptec onde fai unha comparativa moi interesante entre SATA e SAS.
Conector para disquetera (floppy)
- En xeral, temos un conector por placa, aínda que, xa as últimas placas non teñen ningún conector.
- Hoxe en día, se precisamos utilizar disquetes nun equipo, o normal é comprar un dispositivo externo USB.
- Trátase do mesmo conector sexa unha disquetera de 31/2" como de 51/4".
- Poden conectarse dous dispositivos por cinta (A: e B:).
- Hai que activalos/desactivalos na BIOS (Standard CMOS Setup).
- Trátase dun conector de 34 pines.
- A faixa é de 34 fíos, esta ten un "xiro" que distingue entre que conector é para a disquetera A: e cal é para a disquetera B:
- Conectar as disqueteras á placa base
--- Volver