tổng quan về chuẩn giao tiếp sata

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN</b>

1

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>MỤC LỤC</b>

1.Tổng quan về chuẩn giao tiếp ATA...4

2.Cấu tạo và nguyên lí hoạt động...4

2.1.Cáp Parallel ATA...4

2.2. Ổ cứng IDE...5

2.3. Đầu nối nguồn Molex...5

3.Sự phát triển của các chuẩn ATA...7

1.Tổng quan về chuẩn giao tiếp SATA...9

2. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động...10

3. Các phiên bản SATA:...13

4. Ưu điểm và nhược điểm của chuẩn SATA...13

2

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

L i m đ uờở ầ

Trong thế giới công nghệ ngày nay, việc hiểu biết về các chuẩn giao tiếp lưu trữ dữ liệu như PATA (Parallel Advanced Technology Attachment) và SATA (Serial Advanced Technology Attachment) không chỉ là điều quan trọng mà còn là kiến thức cần thiết để các bạn học sinh hiểu rõ về cách hoạt động của máy tính và các thiết bị lưu trữ. Trong bài báo cáo này, chúng ta sẽ cùng nhau khám phá và so sánh hai chuẩn giao tiếp này, đồng thời tìm hiểu về ứng dụng và vai trị của chúng trong thế giới cơng nghệ hiện đại. Bằng cách tìm hiểu sâu hơn về PATA và SATA, các bạn sẽ hiểu được cách mà dữ liệu được truyền từ ổ đĩa lưu trữ đến máy tính, và tại sao mỗi chuẩn giao tiếp lại có những ưu và nhược điểm riêng. Đồng thời, việc nắm vững kiến thức về PATA và SATA cũng sẽ giúp các bạn có cái nhìn rõ ràng hơn về cách mà công nghệ lưu trữ dữ liệu đã và đang phát triển, cũng như tầm ảnh hưởng của chúng đối với cuộc sống hàng ngày và sự phát triển của công nghệ trong tương lai. Hãy cùng bắt đầu hành trình tìm hiểu về PATA và SATA để khám phá thế giới kỳ diệu của công nghệ lưu trữ dữ liệu!

4

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

1.T ng quan v chu n giao ti p ATAổ ề ẩ ế

- Trước sự xuất hiện của chuẩn ATA , các phương tiện lưu trữ trong máy tính thường gặp khó khăn trong việc kết nối và truyền dữ liệu. Để giải quyết những vấn đề đó, năm 1986 , chuẩn giao tiếp ATA được giới thiệu lần đầu bởi Control Data Corporation, trải qua nhiều cải tiến và phát triển để trở thành một trong những tiêu chuẩn cơ bản trong ngành công nghiệp máy tính.

- Chuẩn ATA ( AT attachment) là chuẩn giao diện kết nối các thiết bị lưu trữ như đĩa cứng, ổ đĩa mềm và ổ quang trong máy tính.

- Sau khi chuẩn SATA ra đời , ATA được đặt tên là PATA ( parallel ATA nhằm phân biệt với Serial ATA).

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

+ Có hai đầu nối IDE hỗ trợ hai thiết bị trên cùng một cáp. + Truyền song song 16 bit dữ liệu cùng một lúc.

2.2. c ng IDEỔ ứ

2.3. Đ u n i ngu n Molexầ ố ồ

Cách lắp đặt:

6

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Khi kết nối 2 ổ đĩa thì phải thiết lập ổ đĩa chính và ổ đĩa phụ bằng cách cấu hình

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

3.S phát tri n c a các chu n ATAự ể ủ ẩ

3.1 ATA-1

- Là phiên bản chính của ATA đầu tiên.Nó là giao diện truyền thơng giữa hệ thống với ổ đĩa thông qua bus ISA.

<b>- ATA-1 có các đặc tính:</b>

+ Số chân : 40/44

+ Chế độ truy cập bộ nhớ trực tiếp DMA. (Direct memory access)

DMA: Cho phép trao đổi dữ liệu giữa Ram và ổ đĩa được thực hiện mà không cần thông qua CPU.Giúp giảm tải cho CPU , tăng tốc độ truyền dữ liệu đặc biệt khi cần truyền lượng lớn dữ liệu giữa ổ đĩa và bộ nhớ .

+ Hỗ trợ cylinder, head, sector(CHS) và địa chỉ khối (Logical block address).Hỗ trợ điều khiển tham số lên đến 267.286.880 sector hoặc 136,9 GB.

+ Mặc dù ATA-1 được sử dụng năm 1986, đến năm 1988 mới được công nhận là chuẩn chính thức bởi Common Acces Method. ATA-1 khơng cịn được xem là một chuẩn giao tiếp vào ngày 6 tháng 8 năm 1999.

8

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

3.2. ATA-2

- Xuất hiện lần đầu tiên năm 1993, được nâng cấp với nhiều cải tiến :

+ Hỗ trợ chế độ truyền dữ liệu PIO 04 , DMA với tốc độ nhanh hơn 16,67 MBps. + Hỗ trợ chế độ chuyển đổi giữa CHS( Cylinder, Head, Sector) và LBA (Logical Block Addressing) giúp hỗ trợ ổ đĩa lớn hơn và cải thiện khả năng địa chỉ hóa dữ liệu.

3.3. ATA-3

- Được công bố lần đầu năm 1997, gồm những thay đổi chính:

+ Sử dụng cơng nghệ S.M.A.R.T (Self Monitoring, Analysis and Reporting Technology) cho phép ổ đĩa tự theo dõi và báo cáo về tình trạng của nó , giúp người dùng dự đốn và phòng tránh sự cố trước khi chúng xảy ra.

+ Hỗ trợ LBA (bắt buộc).

3.4. ATA-4

- Công bố 1998. Gồm những tính năng dạng gói như giao diện gói ATA(ATAPI) cho phép các thiết bị như ổ CD-ROM , ổ đĩa mềm Super Disk LS-120, ổ băng từ và các dạng thiết bị lưu trữ khác đều được gắn bằng 1 giao diện chung , giúp việc kết nối các thiết bị lưu trữ với máy tính trở nên đơn giản hơn

- Thêm vào chế độ truyền 33 MBps được gọi là UltraDMA ( cải tiến hơn so với DMA trước đó).

9

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

3.5. ATA-5(ATAPI-5)

- Phiên bản này được chấp thuận vào đầu năm 2000 và dựa trên ATA-4 : + Chế độ truyền UDMA tới 66 MBps và chỉ được phép khi sử dụng cáp 80 chân.

3.6. ATA-6

- Được chấp thuận năm 2002.

- Chế độ truyền UDMA lên tới 100 MBps

- BIOS được cập nhật để hỗ trợ ổ đĩa dung lượng tới 144 Petabyte .

4. H n chạ ế

- Số lượng chân quá nhiều ( 40 / 80 chân) khiến cho việc lắp đặt trở nên khó khăn và kích thước khá lớn cản trở việc thốt khí của hệ thống làm mát

- Điện áp cao – PATA sử đụng điện áp 5 V cho việc truyền dẫn dữ liệu . Với sự tiến triển của cơng nghệ, các quy trình silic và cơng nghệ tích hợp trở nên nhỏ gọn hơn và sử dụng điện áp thấp hơn.PATA khơng cịn phù hợp với các u cầu tích hợp với cơng nghệ mới

- Vấn đề về hiệu suất – Tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn 133 MBps sẽ yêu cầu triển khai các cải tiến cơng nghệ khơng tương thích ngược với thiết bị PATA cũ.

II. SATA

1.T ng quan v chu n giao ti p SATAổ ề ẩ ế

- SATA ra đời năm 2003 bới một nhóm các cơng ty cơng nghệ Intel, Dell, Seagate, Maxtor và APT Technologies.

10

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

- Với tốc độ được cải tiến đáng kể, sata được sử dụng rộng rãi trên các máy tính để bàn, máy chủ và máy tính xách tay hiện nay. Việc Sata được tích hợp trên bo mạch chủ và ổ đĩa cứng tiêu chuẩn hiện nay trở thành một phần thiết yếu của hệ thống máy tính

2. C u t o và nguyên lí ho t đ ngấ ạ ạ ộ

- Sử dụng đầu nối dữ liệu 7 chân ( sử dụng cáp mỏng giúp thốt khí dễ dàng hơn)

- Gồm 3 dây nối đất ( 1,4,7) : giúp giảm nhiễu

- Chân 2 và 3 : truyền dữ liệu bằng tín hiệu vi sai từ bo mạch chủ tới thiết bị lưu trữ, tạo thành cặp cân bằng để khử nhiễu và cải thiện độ toàn vẹn của tín hiệu - Chân 5 và 6 : nhận dữ liệu từ ổ đĩa tới bo mạnh chủ

- Dữ liệu được truyền bằng tín hiệu vi sai.

11

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>2.1 Truyền dữ liệu vi sai</b>

- Truyền dữ liệu vi sai là một kĩ thuật truyền dữ liệu sử dụng hai dây dẫn để truyền tín hiệu ngược nhau.Kỹ thuật này giúp tăng độ tin cậy và giảm nhiễu và tăng tốc độ trong quá trình truyền dữ liệu.

Ngun lí hoạt động:

- Dữ liệu sẽ được mã hóa thành hai tín hiệu ngược nhau - Hai tín hiệu sẽ được truyền trên hai dây dẫn riêng biệt.

- Tại đầu nhận, hai tín hiệu được cộng lại để khơi phục dữ liệu ban đầu.

<b>2.2. Giao tiếp Serial</b>

- Giao tiếp Serial trong SATA sử dụng phương thức truyền dữ liệu từng bit một, trái ngược với giao tiếp song song truyền nhiều bit cùng một lúc.

- Ưu điểm:

+ Giao tiếp serial sử dụng ít dây hơn so với giao tiếp song song, giúp giảm chi phí và tăng tính di động.

+ Tốc độ cao hơn so với PATA do không bị giới hạn bởi việc đồng bộ các bit dữ liệu như truyền song song.

+ Khả năng tương thích với nhiều thiết bị , dễ nâng cấp và mở rộng hơn.

12

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>2.3 Mã hóa dữ liệu trong SATA:</b>

- Việc mã hóa dữ liệu giúp đảm bảo tính tồn vẹn của dữ liệu trong q trình

- Kiểm sốt nguồn điện: Bo mạch chủ có thể bật hoặc tắt nguồn cấp cho từng cổng SATA độc lập. Cho phép tháo rời thiết bị SATA mà không ảnh hưởng tới các thiết bị khác.

- Hỗ trợ cắm nóng : Bộ điều khiển SATA và phần mềm hệ điều hành được thiết kế để nhận diện và cấu hình các thiết bị SATA mới được kết nối trong khi hệ thống đang hoạt động.

- Các thiết bị SATA được thiết kế để chịu được việc thay đổi điện áp đột ngột khi chúng được kết nối hoặc ngắt kết nối

-Ưu điểm:

+ Cải thiện thời gian hoạt động:Giúp duy trì hoạt động của hệ thống ngay cả khi cần thêm hoặc thay thế ổ đĩa.

+ Dễ sử dụng: cho phép người dùng dễ dàng kết nối hoặc ngắt kế nối các thiết bị lưu trữ

+ Linh hoạt.

13

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

- Sata có khả năng tương thích ngược với ATA/IDE, nghĩa là có thể sử dụng ổ cứng SATA trên bo mạch chủ ATA/IDE bằng cách sử dụng cáp chuyển đổi. - Cáp SATA mỏng và nhẹ hơn nhiều so với PATA, giúp việc lắp đặt và quản lí cáp dễ hơn.

- ổ cứng SATA tiêu thụ ít năng lượng hơn, giúp tiết kiệm điện năng,

- Hỗ trợ tính năng Native Command Queing (NCQ) giúp cải thiện hiệu suất ổ cứng bằng cách sắp xếp lại các lệnh đọc/ghi dữ liệu

- Hỗ trợ hot-plugging , có thể kết nối hoặc ngắt kết nối ổ cứng mà không cần tắt máy tính.

<b>4.2. Nhược điểm</b>

14

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

- Tốc độ vẫn chậm hơn so với các giao diện mới như NVMe(Pcle Express) (Non-Volatile Memory Express) với tốc độ lên tới 32 GB/s

- Đối với ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao như chỉnh sửa video 4K/8K, chơi game VR, SATA có thể khơng đáp ứng đủ nhu cầu.

15

</div>