La tecnología de almacenamiento ha evolucionado en estos últimos años mucho con la llegada de las unidades SSD. La invención de la interfaz SATA fue sin dudo uno de los pasos más importantes que se dieron en las tecnologías de almacenamiento. Éstas llevaban estancadas ya largos años en las pesadas interfaces IDE con esos cables dignos de una cama elástica. SATA es un término común en el mundo del almacenamiento de datos. Lo más probable es que lo haya visto al buscar actualizar su PC, portátil u otro dispositivo, como, por ejemplo, una consola de juegos. Con esto, a pesar de su ubicuidad, este término suele crear cierta confusión, especialmente para las personas que rara vez se meten con el hardware de la computadora.
Lo primero que hay que entender es que SATA, de hecho, no es un tipo de unidad, sino una interfaz para transferir datos a y de ella. En otras palabras, se trata de medios particulares para conectar un dispositivo de almacenamiento a la placa base del ordenador. El acrónimo SATA es Serial Advanced Technology Attachment. Esto implica que la transmisión de datos se realiza bit a bit, a diferencia de los flujos concurrentes empleados en el modelo paralelo más lento. La interfaz SATA se originó a principios de la década de 2000. Se introdujo como resultado de la colaboración entre Intel, IBM, Dell, APT, Maxtor, Seagate y otros gigantes tecnológicos. Aunque apareció en los días de los discos duros rotatorios, más tarde, la interfaz SATA también se hizo propia de los discos ópticos y de aquellos de estado sólido. En la actualidad, SATA sigue siendo el método más común para conectar dispositivos de almacenamiento internos y es compatible con la más amplia gama de computadoras de escritorio, portátiles y muchos otros equipos informáticos.
SATA es una tecnología que conecta dispositivos de almacenamiento como discos duros y unidades de estado sólido (SSD) a la placa base de la computadora. SATA utiliza transferencia en serie, enviando un bit de datos a la vez a través de una sola línea. SATA es compatible con discos duros, SSD y unidades ópticas como DVD o Blu-ray. Un SSD SATA usa memoria flash para ofrecer mayores velocidades de lectura y escritura en comparación con un disco duro tradicional (HDD), que cuenta con discos mecánicos. Si estás actualizando desde un HDD, un SSD SATA ofrece un salto significativo en rendimiento. Un SSD SATA mejora considerablemente los tiempos de carga en juegos al compararlo con HDD tradicionales. Si tu laptop usa un HDD, cambiarlo por un SSD SATA mejorará sustancialmente la velocidad y capacidad de respuesta.
Comprendiendo las Velocidades de SATA y su Nomenclatura
Se tiene que realizar una consideración inicial en cuanto a las unidades de medida de velocidad de transferencia de datos, ya que algunas fuentes suelen especificar la velocidad de las diferentes revisiones SATA en gigabits por segundo (Gb/s) mientras que otras lo hacen en megabytes por segundo (MB/s). Es necesario explicar que son unidades distintas, ya que un bit es un dígito del sistema de numeración binario (un cero o un uno) mientras que un byte es una unidad de información utilizada como un múltiplo del bit que generalmente equivale a 8 bits. Aunque el bit es la unidad mínima de información empleada en informática, normalmente los usuarios están más acostumbrados a usar unidades de almacenamiento en bytes (por ejemplo cuando se compran discos duros de 2 terabytes).
También es importante explicar que cuando se dice que la velocidad de una interfaz de tercera generación SATA es de 6 Gb/s no se hace referencia a la velocidad de transmisión de datos útiles, sino a la frecuencia a la que trabaja el disco duro que comúnmente se mide en megahercios (Mhz) o gigahercios (Ghz). Además para comprender la razón por la que SATA no alcanza la velocidad de transferencia teórica, hay que explicar que SATA utiliza la codificación 8b10b para la transmisión de bits en los buses de comunicaciones. Esta codificación consiste en transformar cada cadena de 8 bits útil en una cadena de 10 bits antes de transmitirla por la línea o bus, lo que implica una pérdida de rendimiento del 20% con respecto a la velocidad de transmisión en bruto.
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Revisiones de SATA y Sus Capacidades
La interfaz SATA ha experimentado tres revisiones en las que se ha aumentado la velocidad máxima de transmisión. Estas revisiones, dependiendo del fabricante consultado, se denominan SATA revisión 1.x, 2.x y 3.x comúnmente denominadas SATA I, II y III, aunque desde la organización The Serial ATA International Organization (SATA-IO) recomiendan no utilizar estos términos. Inicialmente, SATA permitía transferir datos a una velocidad de hasta 150MB/s. Desde entonces, ha habido varias revisiones, hasta SATA de la tercera generación, comúnmente conocida como SATA 3 o SATA III, con la velocidad máxima de 600MB/s. Las versiones de SATA determinan sus velocidades de transferencia. Para que un SSD SATA III rinda al máximo, la placa base también debe ser compatible con SATA III. Afortunadamente las unidades que soportan la velocidad de 3Gb/s son compatibles con un bus de 1,5 Gb/s. Aunque para llevar a cabo esta tarea, es posible tener que configurar un jumper en el disco duro.
A continuación, se muestra una tabla con las velocidades de transferencia de las diferentes revisiones de SATA:
| Interfaz SATA | Velocidad Teórica (Gbps) | Velocidad Teórica (MB/s) |
|---|---|---|
| SATA I (1.x) | 1.5 | 150 |
| SATA II (2.x) | 3 | 300 |
| SATA III (3.x) | 6 | 600 |
| SATA Express (con carriles PCIe) | 10 | ~1000 |
SATA vs. PATA: Diferencias Clave
La interfaz SATA trabaja con una arquitectura “punto a punto”. Es decir, la conexión entre puerto y dispositivo es directa lo que significa que cada dispositivo se conecta directamente a un controlador SATA no como sucedía en los viejos PATA que las interfaces se segmentaban en maestras y esclavas. Por lo tanto se conecta un único dispositivo por cable. Por estas razones Serial ATA ha sustituido a la interfaz tradicional Parallel ATA o PATA.
- Las unidades PATA (o IDE) usan un cable plano de 40 ó 80 pines que puede conectar un máximo de dos unidades. SATA usa un cable mucho de 7 pines que solo permite conectar una unidad.
- La interfaz PATA se ejecuta en paralelo mientras que la interfaz SATA funciona en serie. Cuando los datos se envían por conexiones paralelas la parte que los recibe tendrá que esperar a que todos los datos lleguen para poder procesarlos; sin embargo con las conexiones en serie se pueden enviar todos los flujos de datos en una sola conexión y eliminar el retraso.
- Si bien, el tamaño de los conectores y de los cables son una diferencia fácilmente observable entre las unidades SATA y las PATA.
- Además SATA cuenta con una ventaja adicional con respecto a PATA y es que suele usar el mismo conector en las unidades de almacenamiento de equipos de escritorio o estaciones de trabajo (unidades de 3,5 pulgadas) y en los portátiles (2,5 pulgadas), al contrario que ocurre con los dispositivos PATA que cuentan con conectores diferentes para discos duros de equipos de escritorio (unidades de 3,5 pulgadas) o la de equipos portátiles (unidades de 2,5 pulgadas). Las unidades de 2,5 pulgadas son más compactas y comunes en laptops y Workstations pequeñas. Aunque es raro, siempre revisa las especificaciones de tu placa base para garantizar compatibilidad.
- Las unidades PATA o IDE usan una conexión eléctrica Molex estándar de 4 pines que se encuentra prácticamente en todas las fuentes de alimentación de los ordenadores. Sin embargo, las unidades SATA usan una nueva conexión de alimentación que tiene un conector de 15 pines. Existen varias razones por las que SATA usa esta nueva conexión de alimentación. En lugar del estándar de 5 o 12 voltios en el conector Molex, las conexiones eléctricas SATA usan una línea de 3,3 voltios. Esta nueva conexión de alimentación SATA también permite la conexión en caliente (intercambio en caliente o “hot swapping”), que permite enchufar el dispositivo a la conexión de alimentación mientras el ordenador está arrancado. Las unidades PATA o IDE sólo pueden intercambiarse en caliente si se utilizan a través un adaptador.
¿Qué es SATA Express y Cómo Surge?
El conector SATA Express fue una de las respuestas a la necesidad de sacar todo el rendimiento a estas unidades basadas en almacenamiento en chips de memoria sólidos, ya que la velocidad máxima de la tercera generación de SATA (600 MB/s) comenzaba a ser un cuello de botella para los SSD más rápidos. Con esta iniciativa, el grupo de diseñadores de SATA decidieron que duplicar la velocidad de su interfaz básica era demasiado costoso e implicaba un mayor consumo de electricidad. Por este motivo decidieron dar una vuelta de hoja a la tecnología y adaptar su protocolo de transmisión de datos a una interfaz nueva basada en PCI-Express.
SATA Express es una interfaz de conexión de alta velocidad basada en la tecnología SATA (Serial ATA) que admite dispositivos de este tipo y además PCI Express (PCIe). SATA Express se implementó como la especificación SATA 3.2 en el año 2014 para dotarla de capacidad para soportar dispositivos PCIe. La "principal novedad" de SATA Express es que usa las líneas PCI para lograr transferencias de hasta 10 Gb/s, frente a los 6 Gb/s del actual SATA 3. Los dispositivos que conectemos mediante la opción PCIe obtendrán una conexión directa entre la placa base y la unidad de almacenamiento, ya que no será necesaria ninguna capa extra para compatibilizar ambos protocolos de conexión. Esta es la opción más óptima, ya que aprovecha toda la velocidad de las unidades PCIe conectadas a la propia interfaz gracias al protocolo de comunicación NVMe.
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Conectividad y Compatibilidad de SATA Express
SATA Express es una nueva expansión de la interfaz SATA normal. La variante combina dos conectores de datos SATA con un tercer conector más pequeño que brinda dos carriles PCIe. Debido a esto puede servir de host para hasta dos unidades SATA o para una sola unidad de estado sólido PCIe de alta velocidad. Es decir, podremos utilizar dos cables SATA normales para conectarlos a la unidad SSD SATAe además de un conector de alimentación que necesita esta unidad para el funcionamiento. Para aprovechar la velocidad de 10 Gb/s, son necesarios nuevos SSD "compatibles" con SATA Express, dado que un SSD con interfaz SATA3 conectado a un conector SATA Express seguirá funcionando a sus velocidades SATA3 nativas (hasta 6 Gb/s), no a las velocidades superiores que ofrece SATA Express para dispositivos PCIe.
El conector PCI Express similar al que tenemos disponibles en nuestra placa base como PCIe, dispone de dos buses que podremos diferenciar por su distinto tamaño. El aspecto positivo de este último conector, es que proporciona la capacidad de retro compatibilidad con unidades PCIe y SATA.
Desafíos y el Dominio de Alternativas: SATA Express vs. M.2
Lo cierto es que a pesar de todo lo que hemos comentado y de la mayor velocidad que obtenemos gracias a este conector, actualmente se encuentra poco utilizado. Pero no todo es oro, y es que esta interfaz cuenta con un problema que ha sido el motivo por la que es tan poco usada actualmente. Aunque inicialmente SATA Express es capaz de soportar ambos protocolos para dispositivos de almacenamiento, solo se pueden conectar ambas de forma simultánea (refiriéndose a la capacidad del puerto de admitir solo una configuración a la vez, o dos SATA o una PCIe). El motivo fundamental de esto, es porque se encuentra entre nosotros otra interfaz que está destinada a acabar en algún momento con SATA.
M.2 también surgió de forma prácticamente simultánea a SATAe pero no tiene las limitaciones que hemos comentado sobre el uso simultáneo de SATA y PCIe y las limitaciones de velocidad. M.2 también ha ganado popularidad debido a su factor de forma compacto, lo que lo hace ideal para dispositivos más pequeños. Esto ha propiciado que la interfaz M.2 se haya establecido como el estándar para unidades SSD de alto rendimiento.
Otras Variantes de la Interfaz SATA
A lo largo de los años, se han lanzado al mercado unas interfaces alternativas basadas en SATA.
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mSATA
mSATA es una versión en miniatura del conector SATA que se diseñó para el uso con los SSD de varios dispositivos portátiles, como computadoras portátiles y tabletas.
M.2 SATA
M.2 SATA es otra versión compacta de la interfaz SATA integrada en el factor de forma M.2 de SSD. Estas unidades también se conectan directamente a la placa base y ocupan incluso menos espacio en el sistema.
eSATA
eSATA es una variante de SATA destinada a la conexión externa. Tiene un enchufe de forma diferente adaptado para el manejo brusco y unos cables más largos de hasta 2 metros.