Qué es la conexión SATA y para qué se utiliza

Antiguamente, para conectar unidades de almacenamiento, disqueteras o lectores ópticos de CD o DVD, se usaba la interfaz IDE, que se creó oficialmente en 1986 gracias a la colaboración de Western Digital y Compaq. El problema de esta es que se había quedado obsoleta por las velocidades de transferencia y lo problemático de su conector, que con el tiempo provocaba daños en los pines y provocaba que las unidades de almacenamiento se pudieran estropear, con toda nuestra información dentro.

Además, requería que las unidades se organizarán físicamente como «maestro» y «esclavo» para funcionar, creando una jerarquía a través de jumpers que, con el paso de los años, quedó claramente desfasada, dejando que fuera el sistema operativo el que se encargara de tareas así o el propio estándar que llegaría en los siguientes años.

Así que, debido a esa evolución constante de la tecnología, se desarrolló un nuevo tipo de conector más sencillo y menos problemático. Así nace la interfaz SATA en el año 2003, la cual tiene un conector compacto, sencillo y que reduce drásticamente los problemas de conexión y daño de otros componentes. Además, termina de un plumazo con las necesidades de configuración de discos duros y lectores de discos jerarquizados a través de unos molestos jumpers que no no hacen sino crear problemas.

¿Qué es SATA y para qué se utiliza?

SATA viene del término en inglés Serial Advanced Technology Attachment. Se trata de una interfaz de bus de datos que permite la transferencia de datos entre la unidad de almacenamiento o lector de discos, y el resto de los componentes. Actualmente, es una de las interfaces de conexión más usadas en informática.

Fue desarrollado este conector a principio de la década de los 2000 para reemplazar a la obsoleta interfaz IDE (Parallel-ATA). El mercado llevaba tiempo demandando un nuevo bus de datos con mayor velocidad de transferencia y estabilidad. También se exigía que este fuera más flexible y versátil. Adicionalmente, interesaba que el conector fuera más compacto, ya que el IDE ocupaba una enorme cantidad de espacio en la placa base y no era eficiente.

Como es normal, esta nueva interfaz, más rápida, flexible y compacta, fue adoptada a gran velocidad y en tiempo récord paso a ser estándar. El conector IDE desapareció a gran velocidad de las placas base en favor del nuevo conector. Algo normal, ya que no solo permitía ahorrar espacio y reducir costes, permitía conectar varias unidades simultáneas, cables más largos y el hot-swap, que no es más que quitar la unidad con el equipo en marcha.

Actualmente, debido a la falta de mejoras desde hace casi una década, está en fase de desuso. Las unidades SSD han adoptado la interfaz M.2 NVMe basadas en PCIe, que ofrecen mayores velocidades de transferencia. Las placas base siguen agregando puertos SATA, pero su utilización ha caído enormemente. Siguen siendo útiles para agregar unidades secundarias de almacenamiento lectores de discos, pero lo cierto es que ha perdido su papel protagonista.

Características

Las principales características por las que la conexión SATA se convirtió en una revolución a la hora de almacenar datos en comparación con la conexión IDE / PATA son las siguientes:

• Transferencia de datos en serie. SATA transfiere los datos bit a bit, lo que permite utilizar cables más finos y flexibles junto con una mayor velocidad de transferencia de datos.
• Hot-plugging. Como hemos comentado más arriba, las unidades STA se pueden conectar y desconectar mientas el sistema está encendido, lo que facilita las tareas de expansión y mantenimiento.
• Conexión punto a punto. Las unidades de almacenamiento que utiliza la conexión SATA se conectan directamente a un puerto de la placa base y no es necesario configurar la unidad como maestro y esclavo como si era necesario con IDE / PATA y que redunda en un mayor rendimiento.

Ni que decir que todas estas características se han visto superadas ampliamente por la interfaz PCIe que utilizan los SSD NVMe.

Velocidades

Al igual que con el PCI Express en el estándar SATA han ido apareciendo diferentes generaciones conocidas como SATA, SATA2 y SATA3. En cada generación el ancho de banda se ha ido duplicando en cada generación, empezando por los 1.5 Gbps en SATA, 3 Gbps para SATA2 y 6 Gbps en SATA3.

Se ha de tener en cuenta que los datos están dados en bits por segundo y no bytes, por lo que se ha de dividir por 8 para tener una idea más exacta de su velocidad. En todo caso, esto son máximos teóricos y dependerá de la velocidad a la que funcione el dispositivo, ya sea por su naturaleza o por la interfaz SATA que utilizan.

Retrocompatibilidad

Cuando se lanza una nueva versión de un protocolo, conector o interfaz, en el 99% de los casos, esta siempre es compatible con las generaciones anteriores, aunque esté limitado en cuanto a rendimiento en base a la versión con la que es compatible.

Hay que tener en cuenta que no podemos conectar un dispositivo SATA de una generación posterior en una placa base de una anterior, pero sí que podemos conectar hacerlo a la inversa. En todo caso, si por ejemplo conectamos un dispositivo SATA en una interfaz SATA3 o SATA 6 Gbps, va a ir a 1.5 Gbps y, por tanto, no lo aprovechará.

Topología

La comunicación de los dispositivos en el estándar SATA es del tipo «punto a punto». Esto significa que la comunicación entre el dispositivo y el controlador es directa y, en consecuencia, no hay dispositivos maestros y subordinados. Lo que permite que la comunicación del hardware con los dispositivos se pueda hacer mucho más rápida. Esto supuso un cambio respecto a los IDE o PATA, cuyas interfaces se segmentan en «Master» y «Slave», es decir, en maestro y subordinado.

La contrapartida a esto es que nos impide hacer uso de un mismo cable para conectar varios dispositivos. Lo que nos fuerza a utilizar un cable SATA por cada dispositivo que se encuentra en el sistema. A cambio, al no compartir cable de datos no existe contención en la distribución y acceso a los datos, mejorando la comunicación.

A día de hoy los controladores SATA se encuentran integrados dentro del chipset de la placa base, el cual suele reunir todos los dispositivos que se conectan al PC por el Southbridge y, por tanto, a través del IOMMU. Mientras que a día de hoy en PCI Express por su capacidad de acceder a la RAM suele estar integrado en la CPU.

Tipos de conectores y puertos

En la evolución de los conectores IDE a SATA se cambió el tipo de conector, ya que se evolucionó a un conector común independientemente del tamaño del dispositivo utilizado. Así pues, igual que se hacía uso de unidades de almacenamiento para PC de escritorio o servidores (3,5 pulgadas) y portátiles (2.5 pulgadas), así como para SSD, unidades de DVD, etc.

Sus características son las siguientes:

• El cable SATA dispone de siete pines o conductores.
  • Tres de ellos se utilizan como toma de tierra
  • Los otros cuatro se utilizan para enviar y recibir datos a través de dos canales en serie llamados A y B.
• Todo ello a través de un conector «wafer» de 8 mm de ancho.
• La longitud máxima de cada cable puede ser de hasta 2 metros según la especificación oficial, lo cual teniendo en cuenta que se utiliza para conectar unidades de almacenamiento a la placa base de manera interna es más que suficiente.
• Recordar, que tal y como hemos comentado en la sección anterior sobre la topología, solo podemos utilizar un cable por dispositivo y es imposible encadenar varios de ellos.

En cuanto a los conectores de energía, los cuales también aparecen en la imagen de arriba, se hace uso de un código de colores diferente a los MOLEX que usaban los PATA o IDE. Dado que son mucho más anchos al utilizar 15 pines en lugar de 4, además cuentan con una muesca para que solo podamos conectarlos en un sentido.

Herederos de SATA

Como todo estándar, con el paso de los años va evolucionando para adaptarse a las necesidades tecnológicas de cada tiempo y SATA no ha sido una excepción. Es por eso que en 2009 fue anunciado mSATA21 (también conocido como miniSATA o microSATA) que es capaz de ofrecer velocidades de transferencia máximas de 6 Gbit/s.

Físicamente, podrás identificarlo por adoptar el mismo aspecto que el estándar mPCI cuya controladora de datos requiere de un host S-ATA y no el PCI-Express tradicional. De todas formas, este mSATA ha sido reemplazado ya por la interfaz M.2, que seguramente os suene de las unidades SSD más modernas y que se están instalando ya de forma generalizada en ordenadores portátiles de gama alta y es compatible con la mayoría de las placas base. Estas unidades ofrecen un rendimiento muy superior, especialmente en áreas como los videojuegos donde los tiempos de carga se han conseguido acortar extraordinariamente.

¿Cuáles son las diferencias entre SATA, PCIe y NVMe?

Las principales diferencias entre SATA, PCIe y NVME se encuentran en la tecnología de conexión, la velocidad de transferencia y el protocolo que utilizan.

• SATA. Se diseñó para discos duros mecánicos y fue adopta posteriormente por los SSD. Esta interfaz es capaz de ofrecer velocidad de transferencia de datos de entre 550 y 600 MB/s al utilizar el protocolo AHCI pero inferior a PCIe/NVMe del que hablamos a continuación. Este se utiliza en unidades de 2,5 y 3,5 pulgadas y es la solución más económica del mercado en la actualidad.
• PCIe. PCIe es una interfaz de conexión que utiliza carriles directos a la CPU lo que permiten doblar el ancho de banda para ofrecer velocidades de transferencia de datos superiores a la interfaz SATA y solo limitados por la versión de PCIe utilizada.
• NVMe. Al contrario de lo que muchos usuarios piensan, NVMe no es una interfaz como SATA o PCIe. Se trata de un protocolo diseñado para SSD que trabajan con la interfaz PCIe optimizando los trabajos de lectura y escritura para ofrecer una menor latencia y trabajar con varias simultáneas a la vez.