Những điều bạn nên biết về SATA ( Serial ATA )
Giới thiệuSerial ATA , SATA , là chuẩn ổ cứng được tạo ra để thay thế cho giao diện PATA ( Parallel ATA ) hay trước kia còn được gọi IDE .
SATA cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 150MB/s hoặc 300MB/s so với 133MB/s là lớn nhất khi dùng với IDE trước kia . Trong bài này sửa máy tính giải thích những vấn đề về SATA mà bạn nên biết .
Cổng IDE trước kia ( hay còn được gọi là PATA ) dữ liệu được truyền theo phương thức song song . Sự thuận lợi của phương thức truyền dữ liệu song song ( Parallel ) so với truyền dạng nối tiếp ( Serial ) là tốc độ cao hơn so với kiểu cũ ngày trước vì nó truyền vài Bit trong cùng một thời điểm . Tuy nhiên sự bất lợi của việc truyền dữ liệu song song đó chính là nhiễu ( Noise ) .
Khi các dây tín hiệu song song được đặt cạnh nhau , trong quá trình truyền dữ liệu thì cường độ điện trường của tín hiệu trên một dây dẫn sẽ tác động tới những dây dẫn bên cạnh khiến cho tín hiệu trên những dây dẫn bên cạnh dễ bị méo dẫn tới đầu nhận tín hiệu sẽ bị sai lệch so với tín hiệu ban đầu . Tốc độ truyền dữ liệu càng cao thì khả năng tạo ra nhiễu ảnh hưởng tới những tín hiệu khác càng lớn vì khi đó nó tạo ra cường độ từ trường càng lớn .
Và đó cũng chính là nguyên nhân tại sao mà những ổ cứng sử dụng giao diện ATA có tốc độ cao hơn 66MHz lại sử dụng Cable truyền đặc biệt với 80 sợi trong khi đó Cable ATA-33 lại chỉ có 40 sợi . Mỗi sợi Cable tín hiệu trong Cable ATA-66 ( hoặc cao hơn ) lại đi kèm theo sợi dây dẫn nối đất để chống lại sự giao thoa của tín hiệu . Chúng sửa máy tính tại nhà đã nói rõ về việc này trong bài “ Mọi điều bạn cần biết về ổ cứng ATA-66 , ATA-100 và ATA-133” các bạn nên tìm đọc . Tốc độ truyền dữ liệu cao nhất của chuẩn PATA là 133MB/s ( ATA – 133 ) .
SATA là truyền dữ liệu theo phương thức Nối tiếp . Nó chỉ truyền 1 bit tại một thời điểm . Nếu nghĩ một cách cổ điển thì truyền dữ liệu kiểu Nối tiếp sẽ chậm hơn truyền song song . Điều này là hoàn toàn chính xác nếu chúng ta so sánh với cùng một tốc độ xung nhịp của đồng hỗ . Trong trường hợp truyền dữ liệu song song 8-bit sẽ nhanh gấp tám lần so với truyền dữ liệu nối tiếp .
Tuy nhiên nếu tốc độ xung nhịp cao hơn khi dùng truyền dữ liệu Nối tiếp có thể nhanh hơn truyền Song song ( với tốc độ xung nhịp đòng hồ thấp hơn ) . Điều đó chính xác được dùng trong giao diện SATA .
Như trên sửa máy tính đã đề cập đó là với truyền dữ liệu song song với tốc độ cao thì càng có nhiều vấn đề xảy ra nhất là hiện tượng điện từ trường sẽ gây hiện tượng giao thoa tác đọng tới những tín hiệu của đường truyền bên cạnh . Nhưng truyền dữ liệu theo phương thức nối tiếp chỉ bằng một dây dẫn để truyền dữ liệu thì vấn đề nhiễu sẽ không bị mấy ảnh hưởng và nó cho phép sử dụng tốc độ xung nhịp đòng hồ cực kì cao nên cho phép tốc độ truyền dữ liệu lên rất cao .
Tốc độ truyền SATA chuẩn là 1500 Mbps . Nếu dùng mã hoá 8B/10B – mà mỗi nhóm 8-bit được mã hoá thành số 10-bit – thì tốc độ của nó đạt được 150MB/s . Những thiết bị SATA chạy với tốc độ chuẩn này được gọi là SATA – 150 .
SATA II cung cấp những tính năng mới như NCQ ( Native Command Queuing ) – sửa máy tính cũng đã có bài viết nói rõ về NCQ trong mục Giải nghĩa hoặc Tri thức – , và có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn tới 300MB/s . Những thiết bị SATA chạy với tốc độ này được gọi là SATA – 300 . Chuẩn tiếp theo sẽ được phát hành là SATA – 600 .
Có một điều quan trọng nên lưu ý SATA II và SATA -300 lại không đồng nghĩa với nhau . Có những thiết bị chỉ chạy với tốc độ truyền dữ liệu 150MB/s nhưng lại có những tính năng mới như là NCQ thì được gọi là SATA II . Những thiết bị SATA II không nhất thiết là đạt được tốc độ 300MB/s .
NCQ tăng hiệu suất của ổ đĩa cứng bằng cách sắp xếp lại lệnh được gửi từ máy tính để tìm kiếm dữ liệu một cách hiệu quả hơn . NCQ rất hữu ích trong những ứng dụng của máy chủ khi tìm kiếm dữ liệu ngầu nhiên tại những vị trí khác nhau . Để sử dụng NCQ mà có trong những ổ SATA II thì Motherboard phải hỗ trợ tính năng này .
Có một điều rất quan trọng mà nên chú ý trong giao diện SATA sử dụng hai đường truyền dữ liệu riêng biệt . Một đường để Truyền dữ liệu và một đường để Nhận dữ liệu . Trong thiết kế Song song thì công việc Truyền và Nhận dữ liệu được sử dụng chung và được chia xẻ , điều đó có nghĩa là không thể cùng một lúc vừa nhận dữ liệu lại vừa truyền dữ liệu . Trong Cable SATA gồm có hai cặp dây dẫn ( một cặp để Truyền và một cặp để Nhận ) sử dụng truyền theo phương pháp vi phân . Ba sợi dây được nối đất , do đó Cable SATA có tất cả 07 sợi .
Một thuận lợi khác dùng trong Truyền dữ liệu nối tiếp chính là số lượng dây dẫn cần dùng rất ít . Cổng PATA dùng đầu nối 40 chân với 80 sợi cáp dẹt . Cổng SATA dùng chỉ có đầu nối 7 chân và Cable 7 sợi mà thôi , khiến cho sợi Cable rất mỏng và làm cho luồng không khí làm mát lưu thông trong máy tính được thuận tiện hơn .
Hình 1 : Cable SATA
Hình 2 : So sánh giữa Cable SATA và Cable IDE chuẩn 80 sợi
Hình 3 : Cổng SATA ( màu Đỏ ) và cổng IDE ( màu Xanh lá mạ ) trên Motherboard
Cài đặt
Chuẩn SATA dùng đầu nối nguồn 15 chân mới theo chuẩn bộ nguồn ATX12V 1.3 . Do đó nếu bộ nguồn của bạn theo tiêu chuẩn ATX12V 1.3 trở lên sẽ có những đầu nối nguồn này . Đầu nối nguồn 15 chân chỉ có 05 dấy dẫn là liên quan tới nguồn ( 01 đầu +12V , 01 đầu +5V , 01 đầu +3.3V và hai dây dẫn nối đất ) .
Việc lắp đặt những thiết bị SATA khác so với những thiết bị chuẩn IDE . SATA là kết nối Point-to-Point vì thế bạn có thể chỉ nối một thiết bị trên một cổng . PATA cho phép hai thiết bị cắm chung trên một cổng và phân biệt với nhau bằng cấu hình Master / Slave . Do đó việc cài đặt những thiết bị SATA dễ dàng hơn so với cài đặt thiết bị PATA . Bạn chỉ cần nối một đầu Cable SATA với cổng SATA ( thông thường nằm trên Motherboard ) và đầu còn lại của Cable nối với thiết bị SATA ( như ổ cứng , ổ quang … ) . Đầu nối này có vết khía vì thế bạn không thể cắm sai vị trí được .
Chuẩn SATA dùng đầu nối nguồn 15 chân mới theo chuẩn bộ nguồn ATX12V 1.3 . Do đó nếu bộ nguồn của bạn theo tiêu chuẩn ATX12V 1.3 trở lên sẽ có những đầu nối nguồn này . Đầu nối nguồn 15 chân chỉ có 05 dấy dẫn là liên quan tới nguồn ( 01 đầu +12V , 01 đầu +5V , 01 đầu +3.3V và hai dây dẫn nối đất ) .Ổ cứng SATA-300 có thể cấu hình bằng Jumper để có thể làm việc như với thiết bị SATA-150 . Việc cấu hình Jumper chính xác rất quan trọng và sửa máy tính sẽ mô tả chi tiết trong mục sau .
Do đó việc lắp đặt những ổ cứng SATA rất đơn giản : thay đổi Jumper theo đúng cấu hình của cổng SATA có trên Motherboard và thiết bị đi kèm , nối Cable SATA .
Hình 4 : Những đầu nối trên ổ cứng SATA
Hình 5 : Những đầu nối nguồn SATA có trong bộ nguồn
Hình 6 : Ổ cứng SATA nối với Motherboard
Hình 7 : Ổ cứng IDE chuyển sang dùng kết nối SATA qua Adaptor
Jumper SATA-150 / SATA-300
Bởi vì một số ổ cứng SATA-300 không làm việc đúng với những Motherboard chỉ hỗ trợ những cổng SATA-150 vì vậy trên một số ổ cứng SATA-300 có Jumper 150/300 ( hay có thể ghi 1.5Gbps / 3Gbps ) .Vấn đề ở đây ở chỗ khi ngầm định Jumper này đặt với vị trí cấu hình SATA-150 , điều đó sẽ hạn chế hiệu suất làm việc của ổ cứng khi nó được lắp vào Motherboard mà hỗ trợ cổng SATA-300 .
Do vậy trước khi lắp ổ cứng SATA-300 bạn nên kiểm tra Jumper này để đặt đúng theo cấu hình hệ thống để hiệu suất làm việc được cao nhất . Hầu hết những Motherboard mới hiện nay đều hỗ trợ cổng SATA-300
Hình 8 : Chi tiết trên nhãn ổ cứng giải thích về Jumper SATA-150 / SATA-300
Thiết bị tăng cổng ( Port Multiplier )
Thiết bị tăng cổng ( PM ) cho phép mở rộng số thiết bị được lắp đặt trên một cổng SATA lên 15 .
PM có một vài ứng dụng như cho phép những người dùng trong gia đình lắp đặt nhiều hơn một ổ đĩa trên một cổng SATA và cho phép tạo thành những cụm lưu trữ chỉ bằng vài sợi Cable .
SATA dễ dàng nối tới những ổ cứng nằm ngoài máy tính với tốc độ truyền dữ liệu cao bởi vì Cable này sử dụng ít sợi và theo phương thức truyền dữ liệu kiểu nối tiếp . Nhưng nếu bạn cần lắp đặt Cụm lưu trữ có chứa tới 16 ổ cứng vào máy chủ thì sẽ cần 16 Cable SATA nối với 16 cổng SATA trong máy chủ .
Hình 9 : Nối máy chủ với 16 ổ cứng .
Khi sử dụng PM thì chỉ cần nối máy chủ với Cụm ổ cứng này chỉ cần vài sợi Cable mà thôi . Ví dụ một PM nối tới một cổng SATA cho phép bạn cắm tới 15 ổ cứng vào nó . Và khi đó bạn chỉ cần một Cable nối từ máy chủ tới Cụm ổ cứng này .
Nhưng có một vấn đề cần bàn tới đó chính là hiệu suất làm việc . Ví dụ nếu dùng cổng SATA-150 , thì với băng thông 150MB/s sẽ phải chia cho 15 thiết bị sẽ tạo nên một “ nút thắt cổ chai “ lớn trên đường truyền .
Để giải quyết vấn đề này có một cách được đưa ra . Thay vì chỉ dùng một cổng SATA nối với Cụm lưu trữ thì người ta dùng tới 04 cổng SATA nối tới nó . Như vậy tốc độ truyền dữ liệu cao nhất giữa máy chủ với Cụm ổ cứng này sẽ là 600MB/s ( 150 MB/s x 4 ) nếu dùng cổng SATA-150 và sẽ đạt được tốc độ 1200MB/s ( 300MB/s x 4 ) nếu dùng cổng SATA-300 .
Bên trong Cụm lưu trữ này có thể lắp đặt tới 60 ổ cứng ( 15 x 4 ) , nhưng hiệu suất tối ưu nếu như bạn lắp đặt 04 ổ cứng cho mỗi cổng của PM ( thành 16 ổ cứng trong toàn bộ PM )
Hình 10 : Nối máy chủ với 16 ổ cứng bằng PM
