Cómo es la interfaz SATA Express
SATA (Tecnología de Adhesión Avanzada en Serie) ha sido la interfaz de almacenamiento estándar en la mayoría de las computadoras y dispositivos de almacenamiento durante más de una década.
La interfaz SATA se ha mejorado con el tiempo, con versiones más nuevas ofreciendo velocidades de transferencia de datos más rápidas y una mayor capacidad de almacenamiento.
SATA Express es una evolución de SATA que ofrece diferencias clave en comparación con la interfaz SATA estándar.
SATA tiene una velocidad máxima de transferencia de datos de 6 Gbps (gigabits por segundo), mientras que SATA Express puede proporcionar velocidades de transferencia de datos de hasta 16 Gbps.
Esto significa que SATA Express es capaz de transferir archivos más grandes y más complejos a una velocidad mucho más rápida que la interfaz SATA estándar.
SATA Express utiliza dos carriles PCI-Express, además de dos carriles SATA, lo que permite que los dispositivos de almacenamiento utilicen cualquiera de las dos conexiones según sea necesario.
Los carriles PCIe se utilizan para proporcionar una velocidad de transferencia de datos más rápida, lo que permite que los dispositivos de almacenamiento utilicen toda la velocidad del bus PCIe, lo que aumenta significativamente el rendimiento de la interfaz SATA Express.
Por otro laso, SATA Express es compatible con los conectores SATA existentes, esto significa que es fácil de implementar en sistemas existentes.
Además, es compatible con una amplia variedad de dispositivos de almacenamiento, incluidos M.2 y U.2, lo que permite una mayor flexibilidad en el diseño de sistemas.
Admite unidades de almacenamiento de hasta 16 TB, de esta manera, los sistemas que utilizan esta interfaz pueden almacenar una gran cantidad de datos.
Esto es una mejora significativa en comparación con SATA estándar, que admite unidades de almacenamiento de hasta 4 TB.
En la interfaz lógica, SATA Express admite AHCI (Interfaz de Controlador de Host Avanzada), que permite que un dispositivo PCIe sea compatible con entornos de software SATA.
NVMe (Memoria No Volátil Express) está diseñada para unidades de estado sólido de alto rendimiento, ya que se utiliza como interfaz de dispositivo lógico para dispositivos de almacenamiento PCIe.
¿Cómo funciona la interfaz SATA Express?
SATA Express es una interfaz de almacenamiento relativamente nueva que combina las mejores características de la interfaz SATA y PCI-Express.
Esta interfaz fue diseñada para proporcionar velocidades de transferencia de datos más rápidas y mayores capacidades de almacenamiento, lo que la hace ideal para sistemas que requieren un rendimiento de almacenamiento de alta velocidad.
En este artículo, profundizaremos con la interfaz SATA Express, su diseño, funcionamiento, características y beneficios.
Diseño y funcionamiento de SATA Express
SATA Express es una interfaz de almacenamiento que utiliza la misma conexión física que SATA y PCIe, lo que significa que es compatible con los mismos conectores.
Esta interfaz utiliza una conexión de dos carriles PCIe y dos carriles SATA, lo que permite que los dispositivos de almacenamiento utilicen cualquiera de las dos conexiones según sea necesario.
Además, admite dispositivos de almacenamiento de tamaño completo, incluidos los dispositivos M.2 y U.2, permitiendo una mayor compatibilidad en el diseño de sistemas modernos.
La interfaz SATA Express funciona de la siguiente manera: cuando se conecta un dispositivo de almacenamiento compatible, el sistema operativo lo reconoce como una unidad SATA convencional y comienza a funcionar con ella.
Sin embargo, si el dispositivo de almacenamiento admite la interfaz PCIe, el sistema operativo puede configurar la unidad para utilizar los carriles PCIe, lo que permite una mayor velocidad de transferencia de datos.
Características y beneficios de SATA Express
La interfaz SATA Express tiene varias características que la hacen atractiva para los sistemas que requieren un alto rendimiento de almacenamiento.
Una de las principales características de esta interfaz es su velocidad de transferencia de datos.
Puede proporcionar velocidades de transferencia de datos de hasta 16 Gbps, lo que es mucho más rápida que la velocidad de transferencia de datos de 6 Gbps de la interfaz SATA convencional ya mencionada.
Esta velocidad de transferencia de datos más rápida significa que los archivos más grandes podrán transferirse en un tiempo significativamente menor.
Otra característica importante es su capacidad de almacenamiento, ya que admite unidades de almacenamiento de hasta 16 TB, esto significa que los sistemas pueden almacenar una gran cantidad de datos.
Esta capacidad de almacenamiento también significa que los sistemas que utilizan esta interfaz más rápida, son ideales para aplicaciones que requieren grandes cantidades de almacenamiento, como aplicaciones de edición de video y juegos de alta calidad.
SATA Express ha sido adoptada por muchos fabricantes de hardware y se ha utilizado en una variedad de sistemas, incluidos servidores, estaciones de trabajo y computadoras de escritorio de alto rendimiento.
Además, muchos dispositivos de almacenamiento de alta gama, como unidades SSD y discos duros, se han fabricado para admitir esta interfaz, lo que proporciona una amplia variedad de opciones para los usuarios que buscan actualizar su capacidad de almacenamiento.
Sin embargo, a pesar de sus ventajas, no ha alcanzado la misma popularidad que otras interfaces de almacenamiento de alta velocidad, como NVMe y Thunderbolt.
Una de las razones de esto es que SATA Express se lanzó relativamente tarde y, en el momento de su lanzamiento, la tecnología PCIe ya había avanzado significativamente en términos de velocidad y capacidad.
Además, muchos sistemas más nuevos se han alejado de SATA y se han enfocado en interfaces de almacenamiento más modernas y eficientes energéticamente.
SATA vs PATA
La interfaz de almacenamiento PATA (Tecnología de Adhesión Avanzada Paralela), también conocida como IDE (Unidad Integrada Electrónica), fue el estándar de interfaz de almacenamiento anterior a la introducción de la interfaz SATA.
Aunque la interfaz PATA ya no se utiliza en sistemas modernos, es interesante comparar sus características con SATA para comprender mejor la evolución de la tecnología de almacenamiento.
PATA tiene una velocidad máxima de transferencia de datos de 133 MB/s (Megabytes por segundo), mientras que SATA tiene una velocidad máxima de 6 Gbps como ya fue mencionado.
PATA utiliza cables planos anchos que pueden ser bastante voluminosos y difíciles de enrutar, lo que puede limitar la capacidad de diseño de los sistemas.
Por otro lado, SATA utiliza cables más delgados y flexibles que permiten un mejor flujo de aire en el interior de los sistemas y una mayor facilidad de enrutamiento.
PATA utiliza conectores de 40 o 80 pines, mientras que SATA utiliza conectores más pequeños con solo 7 pines.
Los conectores SATA son más fáciles de conectar y desconectar, y también son menos propensos a sufrir daños durante el proceso.
PATA admite unidades de almacenamiento de hasta 137 GB, mientras que SATA admite hasta 16 TB como ya fue mencionado.
PATA no es compatible con dispositivos de almacenamiento modernos, como las unidades de estado sólido, mientras que SATA es compatible con una amplia variedad de dispositivos de almacenamiento modernos.
Las diferencias son abismales, pero hacía falta aclarar este punto porque ambos estándares están ligados a la evolución de esta tecnología.
Comunicación entre SATA vs PCI Express
Las especificaciones SATA 3.0 están limitadas a un ancho de banda de 6 Gbps, lo que se traduce en unos aproximados 750 MB/s.
El rendimiento efectivo se restringía a 600 MB/s. Las unidades de estado sólido han alcanzado este límite reclamando algún tipo de interfaz más rápida.
La especificación SATA 3.2, de la cual SATA Express forma parte, es el estándar que permite a los dispositivos elegir el SATA estándar, lo que garantiza la compatibilidad con dispositivos más antiguos o utilizar el bus PCIe más rápido.
El bus PCI Express se usa comúnmente para comunicarse entre la CPU y los dispositivos periféricos, como tarjetas gráficas, interfaces de red y puertos USB.
Bajo los estándares de la versión PCIe 3.0, un solo carril maneja hasta 1 GB/s, haciéndola más rápida que la interfaz SATA actual.
Sin embargo, los dispositivos usan más de un carril, de esta manera, de acuerdo con las especificaciones de SATA Express, una unidad con la nueva interfaz puede usar dos carriles PCIe (generalmente denominado x2) para lograr un ancho de banda potencial de 2 GB/s.
Esta interfaz hace que el ancho de banda sea casi tres veces mayor que la velocidad del hardware SATA 3.0 anterior.
Los tipos de puertos SATA
Existen varios tipos de puertos SATA que se han utilizado en la industria de la informática a lo largo de los años.
A continuación, se describen los diferentes tipos de puertos SATA:
- SATA 1.0: fue la primera versión de la interfaz SATA y se introdujo en 2003. La velocidad máxima de transferencia de datos era de 1.5 Gbps, mientras su conector tenía 7 pines.
- SATA 2.0: también conocido como SATA 3 Gbps, se introdujo en 2004 y se utilizó ampliamente hasta la introducción de SATA 3.0. La velocidad máxima de transferencia de datos era de 3 Gbps, y su conector era de 7 pines.
- eSATA: es un puerto externo, diseñado para permitir la conexión de discos duros externos a la computadora. La velocidad máxima de transferencia de datos es de 3 Gbps o 6 Gbps, y su conector es de 7 o incluso de 7+15 pines.
- SATA 3.0: también conocido como SATA 6 Gbps, se introdujo en 2009 y es la versión más utilizada actualmente. La velocidad máxima para transferir datos es de 6 Gbps, y su conector tiene 7 pines.
- mSATA: es una variante más pequeña de SATA, diseñada para su uso en dispositivos portátiles como laptops y tabletas. La velocidad máxima para transferir datos es de 6 Gbps, y su conector es de 52 pines.
- M.2: es una interfaz de almacenamiento que utiliza PCIe o SATA como protocolo de comunicación y se utiliza en dispositivos portátiles como laptops y tabletas. La velocidad máxima para transferir datos puede ser de hasta 32 Gbps, dependiendo del tipo de conexión.
- SATA Express: es una tecnología de interfaz de almacenamiento que combina las características de las interfaces SATA y PCIe. La velocidad máxima de transferencia de datos es de hasta 16 Gbps, y su conector es de 18 pines.
En resumen, estos son los diferentes tipos de puertos SATA que se han utilizado en la industria de la informática a lo largo de los años, cada uno con sus propias características y usos específicos.
Es importante conocer las diferencias entre ellos para poder elegir el tipo de puerto SATA adecuado para tus necesidades de almacenamiento.
A continuación, también analizamos los tipos de interfaces SATA:
La siguiente imagen muestra el puerto A, que está diseñado para conectar dispositivos PCIe.
El puerto B es parte del conector SATA estándar, mientras el puerto C permite la conexión de un conector SATA estándar a una placa base.
Los dos últimos puertos, tanto el D como el E son de acoplamiento y, están diseñados para su conexión a las placas bases tanto en computadoras de escritorio como portátiles.
La nueva interfaz requiere un nuevo conector. Combina dos conectores de datos SATA con un tercer conector más pequeño, que se ocupa de las comunicaciones basadas en PCI Express.
Los dos conectores SATA son puertos SATA 3.0 completamente funcionales. Un solo conector SATA Express en una computadora puede admitir dos puertos SATA más antiguos.
Todos los conectores SATA Express utilizan el ancho completo, ya sea que la unidad se base en las comunicaciones SATA anteriores o en la interfaz PCIe más nueva.
Entonces, una interfaz SATA Express maneja dos unidades SATA o una unidad SATA Express.
Debido a que una unidad SATA Express puede usar cualquiera de las tecnologías, debe interactuar con ambas, por lo que usa los dos puertos en lugar de un tercero.
Además, muchos puertos SATA se enlazan a un carril PCIe para comunicarse con el procesador.
El uso de la interfaz PCI Express con una unidad SATA Express desactiva la comunicación con los dos puertos SATA vinculados a esa interfaz.
Limitaciones de la interfaz de comandos
SATA comunica datos entre el dispositivo y el procesador. Además de esta capa, otra capa de comandos se ejecuta en la parte superior.
La capa de comandos envía los comandos que deben ser leídos y escritos desde la unidad de almacenamiento.
Durante años, este proceso fue manejado por AHCI (Interfaz de Controlador de Host Avanzada).
Está escrito en todos los sistemas operativos del mercado, lo que hace que las unidades SATA sean plug and play. No se necesitan controladores adicionales.
Si bien la tecnología funcionó bien con dispositivos más antiguos y lentos, como discos duros y unidades flash USB, tiene más en cuenta las unidades SSD más rápidas.
Si bien la cola de comandos de AHCI puede contener 32 comandos, solo puede procesar un solo comando a la vez porque únicamente hay una sola cola.
Aquí es donde entra en juego el conjunto de comandos NVMe (Memoria Rápida No Volátil).
Cuenta con 65.536 colas de comandos, cada una con la capacidad de contener 65.536 comandos por cola.
Esto permite el procesamiento paralelo de los comandos de almacenamiento en la unidad.
Esto no es beneficioso para un disco duro, ya que se limita a un solo comando debido a los cabezales de la unidad.
Sin embargo, para unidades de estado sólido con múltiples chips de memoria, puede aumentar el ancho de banda escribiendo varios comandos en diferentes chips y celdas simultáneamente.
Esta es una tecnología nueva y no está integrada en la mayoría de los sistemas operativos del mercado.
Muchos sistemas operativos necesitan controladores adicionales instalados en las unidades para que estas puedan utilizar la nueva tecnología NVMe.
SATA Express admite cualquiera de los dos métodos.
Puede utilizar la nueva tecnología con los controladores AHCI y posiblemente pasar a los estándares NVMe más nuevos posteriormente para mejorar el rendimiento, lo que puede requerir que se vuelva a formatear la unidad.
Características interesantes de SATA 3.2
Las nuevas especificaciones SATA agregaban más a los nuevos métodos de comunicación y conectores.
La mayoría estaban dirigidas a las computadoras portátiles, aunque podían beneficiar a computadoras de escritorio.
La característica de ahorro de energía más notable es el modo DevSleep, un nuevo modo de energía que permite que los sistemas de almacenamiento casi hibernen.
Este modo reduce el consumo de energía cuando está en modo de suspensión para mejorar los tiempos de funcionamiento de portátiles especiales, incluidas las ultrabooks diseñadas en torno a unidades SSD y bajo consumo de energía.
Las Unidades Híbridas de Estado Sólido (SSHD) también se beneficiaron de estos nuevos estándares, ya que agregaron un nuevo conjunto de optimizaciones.
En las implementaciones actuales de SATA, el controlador de la unidad determina qué elementos deben y no deben almacenarse en caché en función de lo que se solicite.
Con la nueva estructura, el sistema operativo le dice al controlador de la unidad qué elementos debe contener en la caché, lo que reduce la sobrecarga en el controlador de la unidad y mejora el rendimiento.
Finalmente, hay una función para usar con configuraciones de unidades RAID. Uno de los propósitos de RAID es la redundancia de datos.
En el caso de una falla en la unidad, esta se reemplaza y los datos se reconstruyen a partir de una suma de comprobación.
Un nuevo proceso en los estándares SATA 3.2 mejora el proceso de reconstrucción al reconocer qué datos están dañados y cuáles no.
Los cables conversores SATA
Hay varios adaptadores que puedes comprar si necesitas convertir un tipo de cable antiguo a SATA o convertir SATA a algún otro tipo de conexión.
Por ejemplo, si quieres utilizar tu unidad de disco duro SATA a través de una conexión USB, como formatear la unidad, examinar los datos o hacer una copia de seguridad de los archivos, puedes adquirir un adaptador SATA a USB.
A continuación, podrás ver y analizar el cable adaptador SATA / PATA / IDE a USB para tales propósitos.
También hay conversores Molex que puedes utilizar si la fuente de alimentación no proporciona la conexión de cable de 15 pines que necesitas para alimentar el disco duro interno SATA.
Estos cables adaptadores son bastante económicos, como el cable Micro SATA.
Beneficios de la interfaz SATA Express
A continuación, se describen algunos de los beneficios de esta interfaz:
- Velocidad de transferencia de datos: SATA Express ofrece velocidades de transferencia de datos de hasta 16 Gbps, lo que es más rápida que SATA 3.0 y PCIe 2.0. Esto significa que las unidades de almacenamiento pueden transferir grandes cantidades de datos en poco tiempo.
- Compatibilidad con dispositivos antiguos: aunque SATA Express sea más rápida que SATA, sigue siendo compatible con dispositivos SATA y PCIe antiguos. Esto significa que puedes conectar dispositivos más antiguos y seguir obteniendo un buen rendimiento.
- Conector híbrido: utiliza un conector híbrido que puede ser utilizado tanto para SATA como para PCIe, lo que reduce la complejidad de la placa base y facilita la instalación de las unidades de almacenamiento.
- Actualizaciones más fáciles: debido a su compatibilidad con dispositivos SATA y PCIe antiguos, esta interfaz hace que sea más fácil actualizar los dispositivos de almacenamiento sin tener que reemplazar la placa base.
- Mejora en la velocidad de arranque: las unidades de almacenamiento con la tecnología SATA Express permiten que el sistema operativo se inicie mucho más rápido que con unidades de almacenamiento tradicionales. Esto se debe a que la velocidad de transferencia de datos es mucho mayor, lo que permite que el sistema cargue los archivos de inicio más rápido.
- Mayor capacidad de almacenamiento: permite una mayor capacidad de almacenamiento en comparación con las unidades de almacenamiento SATA tradicionales. Esto se debe a que las unidades de almacenamiento SATA Express pueden tener varios chips conectados en paralelo para aumentar la capacidad total de almacenamiento.
- Mayor estabilidad y confiabilidad: utiliza un protocolo de comunicación de datos avanzado que mejora la estabilidad y confiabilidad del sistema en general. Esto se traduce en una reducción de errores y fallas del sistema, lo que a su vez mejora la experiencia del usuario.
- Menor latencia: tiene una latencia más baja en comparación con otras interfaces de almacenamiento, lo que se traduce en una respuesta más rápida del sistema en general. Esto significa que los usuarios pueden acceder a sus archivos y aplicaciones de manera más rápida y eficiente.
- Menor consumo de energía: utiliza menos energía que otras interfaces de almacenamiento, lo que reduce el consumo de energía y prolonga la vida útil de los dispositivos. Esto también significa que los dispositivos que utilizan SATA Express son más eficientes energéticamente y respetuosos con el medio ambiente.
En resumen, la tecnología SATA Express ofrece varios beneficios adicionales en comparación con otras interfaces de almacenamiento, incluyendo mejoras en la velocidad de arranque, mayor capacidad de almacenamiento, mayor estabilidad y confiabilidad, menor latencia y menor consumo de energía.
Si estás buscando una solución de almacenamiento rápida, confiable y eficiente, SATA Express es la opción ideal para ti.