Conheça a Tecnologia SATA (Serial Advanced Technology Attachment)

Introdução

Os computadores são constituídos por uma série de tecnologias que atuam em conjunto. Processadores, memórias, chips gráficos, entre outros, evoluem e melhoram a experiência do usuário. Com itens como discos rígidos, unidades de DVD ou Blu-ray e drives SSD, por exemplo, não poderia ser diferente e o padrão Serial ATA (SATA - Serial Advanced Technology Attachment) é a prova disso. Este artigo apresenta essa tecnologia, mostrando seus diferenciais em relação ao padrão Paralell ATA (cuja última versão recebeu a terminologia ATA 133), suas principais características e suas vantagens.

Serial ATA x Paralell ATA

O padrão SATA é uma tecnologia para discos rígidos, unidades ópticas e outros dispositivos de armazenamento de dados que surgiu no mercado no ano 2000 para substituir a tradicional interface PATA (Paralell ATA ou somente ATA ou, ainda, IDE).
O nome de ambas as tecnologias já indica a principal diferença entre elas: o PATA faz transferência de dados de forma paralela, ou seja, transmite vários bits por vez, como se estes estivessem lado a lado. No SATA, a transmissão é em série, tal como se cada bit estivesse um atrás do outro. Por isso, você deve imaginar que o PATA é mais rápido, não? Na verdade, não é. A transmissão paralela de dados (geralmente com 16 bits por vez) causa um problema conhecido como "ruído", que nada mais é do que a perda de dados ocasionada por interferência. Para lidar com isso nos HDs PATA, os fabricantes utilizam mecanismos para diminuir o ruído. Um deles é a recomendação de uso de cabos IDE (o cabo que liga o HD à placa-mãe do computador) com 80 vias (ou seja, oitenta fios) em vez dos tradicionais cabos com 40 vias. As vias a mais atuam como uma espécie de blindagem contra ruídos.
No caso do padrão SATA o ruído praticamente não existe, mesmo porque seu cabo de conexão ao computador possui apenas 4 vias e também é blindado. Isso acaba trazendo outro ponto de vantagem ao SATA, pois como o cabo tem dimensão reduzida, o espaço interno do computador é melhor aproveitado, facilitando inclusive a circulação de ar.
O padrão Paralell ATA tem sua velocidade de transmissão de dados limitada por causa do ruído. A última especificação dessa tecnologia é o ATA 133 que permite, no máximo, uma taxa de transferência de 133 MB por segundo. O Serial ATA, por sua vez, pode utilizar velocidades maiores.
Há outra característica interessante no padrão SATA: HDs que utilizam essa interface não precisam de jumpers para identificar o disco master (primário) ou slave (secundário). Isso ocorre porque cada dispositivo usa um único canal de transmissão (o PATA permite até dois dispositivos por canal), atrelando sua capacidade total a um único HD. No entanto, para não haver incompatibilidade com dispositivos Paralell ATA, é possível instalar esses aparelhos em interfaces seriais através de placas adaptadoras. Além disso, muitos fabricantes lançaram modelos de placas-mãe com ambas as interfaces.
Outra novidade interessante do SATA é a possibilidade de uso da técnica hot-swap, que torna possível a troca de um dispositivo Serial ATA com o computador ligado. Por exemplo, é possível trocar um HD sem ser necessário desligar a máquina para isso. Este recurso é muito útil em servidores que precisam de manutenção/reparos, mas não podem parar de funcionar.
Vale frisar que atualmente é possível encontrar equipamentos do tipo port multiplier que permitem a conexão de mais de um dispositivo em uma única porta SATA, semelhante ao que acontece com os hubs USB.

Velocidade do padrão SATA

A primeira versão do SATA trabalha com taxa máxima de transferência de dados de 150 MB por segundo (MB/s). Essa versão recebeu os seguintes nomes: SATA 150, SATA 1.0, SATA 1,5 Gbps (1,5 gigabits por segundo) ou, simplesmente, SATA I.
Não demorou muito para surgir uma versão denominada SATA II (ou SATA 3 Gbps - na verdade, SATA 2,4 Gbps -, ou SATA 2.0, ou SATA 300) cuja principal característica é a velocidade de transmissão de dados a 300 MB/s, o dobro do SATA I. Alguns discos rígidos que utilizam essa especificação contam com um jumper que limita a velocidade do dispositivo para 150 MB/s, uma medida aplicada para fazer com que esses HDs funcionem em placas-mãe que suportam apenas o SATA I.
É necessário fazer uma observação quanto ao aspecto de velocidade: na prática, dificilmente os valores mencionados (150 MB e 300 MB) são alcançados. Essas taxas indicam a capacidade máxima de transmissão de dados entre o HD e sua controladora (presente na placa-mãe), mas dificilmente são usadas em sua totalidade, já que isso depende de uma combinação de fatores, como conteúdo da memória, processamento, tecnologias aplicadas no disco rígido, etc.
Há outra ressalva importante a ser feita: a entidade que controla o padrão SATA (formada por um grupo de fabricantes e empresas relacionadas) chama-se, atualmente, SATA-IO (SATA International Organization). O problema é que o nome anterior dessa organização era SATA-II, o que gerava certa confusão com a segunda versão da tecnologia. Aproveitando essa situação, muitos fabricantes inseriram selos da SATA II em seus HDs SATA 1.0 para confundir os usuários, fazendo-os pensar que tais discos eram, na verdade, da segunda geração de HDs SATA. Por isso é necessário olhar com cuidado as especificações técnicas do disco rígido no momento da compra, para não levar "gato por lebre". Felizmente, poucos modelos de HDs se encaixam nessa situação.
Em 2009, foi lançado o conjunto final de especificações da terceira versão da tecnologia Serial ATA, chamada de SATA-III (ou SATA 6 Gbps; ou SATA 3.0). Esse padrão permite, teoricamente, taxas de transferências de até 768 MB por segundo. O SATA-III também utiliza uma versão melhorada da tecnologia NCQ (abordada no próximo tópico), possui melhor gerenciamento de energia e é compatível com conectores de 1,8 polegadas específicos para dispositivos de porte pequeno. O padrão SATA-III se mostra especialmente interessante a unidades SSD, que por utilizarem memória do tipo Flash podem alcançar taxas de transferências elevadas.

Tecnologias relacionadas ao SATA

Os fabricantes de HDs SATA podem adicionar tecnologias em seus produtos para diferenciá-los no mercado ou para atender a uma determinada demanda, o que significa que certos recursos podem não ser, necessariamente, obrigatórios em um disco rígido só por este ser SATA. Vejamos alguns deles:
- NCQ (Native Command Queuing): o NCQ é tido como obrigatório no SATA II e no SATA III, mas era opcional no padrão SATA I. Trata-se de uma tecnologia que permite ao HD organizar as solicitações de gravação ou leitura de dados numa ordem que faz com que as cabeças se movimentem o mínimo possível, aumentando (pelo menos teoricamente) o desempenho do dispositivo e sua vida útil. Para usufruir dessa tecnologia, não só o HD tem que ser compatível com o recurso, mas também a placa-mãe, através de uma controladora apropriada;
- eSATA: proveniente do termo "external SATA", o eSATA é um tipo de porta que permite a conexão de dispositivos externos a uma interface SATA do computador. Essa funcionalidade é particularmente interessante aos usuários que desejam aproveitar a compatibilidade de HDs externos com a tecnologia SATA para obter maiores taxas de transferência de dados. Muitos fabricantes oferecem computadores que contam com uma porta que funciona como eSATA e também como USB;
Link Power Management: esse recurso permite ao HD utilizar menos energia elétrica. Para isso, o disco rígido pode assumir três estados: ativo (active), parcialmente ativo (partial) ou inativo (slumber). Com isso, o HD recebe energia de acordo com sua utilização no momento;
Staggered Spin-Up: esse é um recurso muito útil em sistemas RAID, por exemplo, pois permite ativar ou desativar HDs trabalhando em conjunto sem interferir no funcionamento do grupo de discos. Além disso, a tecnologia Staggered Spin-Up também melhora a distribuição de energia entre os discos;
Hot Plug: em sua essência, essa funcionalidade permite conectar o disco ao computador com o sistema operacional em funcionamento. Esse é um recurso muito usado em HDs do tipo removível.

Conectores e cabos

Os conectores e cabos utilizados na tecnologia SATA oferecem duas grandes vantagens ao usuário: ocupam menos espaço dentro do computador; e possuem encaixe mais fácil e mais seguro (é praticamente impossível conectar um cabo SATA de maneira invertida). O mesmo vale para o conector de alimentação elétrica do HD (ou de outro dispositivo compatível). A imagem abaixo mostra um cabo SATA convencional:



A figura a seguir, por sua vez, mostra o conector de alimentação:


A foto a seguir mostra ambos os cabos exibidos acima conectados em um HD:

Por fim, a imagem abaixo mostra conectores SATA existentes em uma placa-mãe:

Finalizando

O padrão Serial ATA começou a ser desenvolvido oficialmente no ano de 

1997 e surgiu a partir de uma iniciativa da Intel junto a 70 empresas, aproximadamente. A ideia foi formada pela previsão de que tecnologias futuras de armazenamento de dados exigiriam taxas de transferência até então não suportadas. A tecnologia SATA surgiu como solução para essa questão sem, no entanto, reverter isso em custo de produção maior, um dos fatores que foram determinantes para a sua ampla aceitação no mercado.
Caso queira obter mais detalhes sobre a tecnologia, basta acessar o site da SATA International Organization.

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