Si la placa base de su computadora no cuenta con una cantidad suficiente de puertos SATA para conectar directamente todas las unidades necesarias, la mejor solución posible es expandirla con la ayuda de un zócalo PCI Express estándar (a menudo llamado simplemente PCIe) que se usa para conectar periféricos internos.
La principal ventaja del PCIe frente al SATA es que permite transmitir una mayor cantidad de información de una sola vez, por lo que se dice que tiene un mayor ancho de banda. Las tarjetas que amplían las capacidades de almacenamiento del sistema se denominan adaptadores de bus del host o adaptadores de host, o controladores de host (Host Bus Adapter o HBA en inglés), o tarjetas de interfaz. Proporcionan un controlador de host adicional y una cantidad de conectores similares a los disponibles en la placa base.
Advertencia: Las recomendaciones del artículo están orientadas a los usuarios con habilidades adecuadas del manejo del hardware.
¿Qué es PCI Express (PCIe)?
Vamos a explicarte qué es el PCI Express, un tipo de bus que puedes encontrarte en varios puertos de la placa base de tu ordenador para conectar múltiples tipos de extensiones, desde discos duros hasta tarjetas gráficas. El nombre PCI Express significa Peripheral Component Interconnect Express, o Componente Periférico Interconexión Express en español. También puedes encontrártelo abreviado a PCIe o PCI-e.
Se trata de un bus, que en informática es como se le llama al conjunto de conexiones físicas que se utilizan para conectar componentes de hardware entre sí para que se comuniquen. El PCI-e comenzó a introducirse en 2004, y es la evolución del puerto PCI creado por Intel en 1991. A diferencia de su predecesor, el PCI Express no conecta varios dispositivos al mismo tiempo, sino que sólo conecta dos de ellos. La arquitectura de la interfaz PCIe ha sufrido una evolución a lo largo del tiempo y ha ido mejorando sus prestaciones. Su versión determinará la velocidad a la que pueden transmitir los datos.
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El PCI Express se utiliza para añadir tarjetas de expansión a la placa base de su ordenador. Por lo tanto, en cada placa base vas a encontrarte varias ranuras de este tipo. Este bus está estructurado con varios carriles de punto a punto a través de los que se envía la conexión. Puede brindar 1 (x1), 4 (x4), 8 (x8) o 16 (x16) líneas de transmisión de datos a una amplia gama de componentes y generalmente está diseñado en forma de tarjeta complementaria.
Como se pueden usar diferentes tipos de dispositivo, cada uno con sus respectivos tamaños, hay varios tipos de ranura que utilizan este bus. Hay ranuras de expansión de 1, 4, 8 o 16 carriles de datos que transportan la información entre placa base y el dispositivo que conectes. El número de carriles se indica en el nombre de la ranura.
El bus PCI Express puede utilizarse en ranuras que tienen diferentes tamaños al estar destinadas a diferentes tipos de tarjetas de expansión con diferentes requerimientos.
| Nombre | Nº de carriles | Nº de pines | Tamaño |
|---|---|---|---|
| PCI-e x1 | 1 | 18 | 25 milímetros |
| PCI-e x4 | 4 | 32 | 39 milímetros |
| PCI-e x8 | 8 | 49 | 56 milímetros |
| PCI-e x16 | 16 | 82 | 89 milímetros |
Una tarjeta que sea x1 podrá utilizarse en un conector x16, aunque utilizando únicamente las ranuras que le corresponden. El principal uso que se le da al PCI-e es el de conectar tarjetas gráficas a la placa base del ordenador, ya que estos componentes para el procesamiento de datos gráficos necesitan un gran ancho de banda para trabajar correctamente, por lo que suelen utilizar las versiones de esta interfaz de 16 carriles. También sirve para poder conectar otros tipos de tarjetas de expansión, como esas que le añaden conectividad WiFi o Bluetooth al ordenador. También puede utilizarse para tarjetas de red, tarjetas para añadir puertos USB al equipo, capturadoras o tarjetas de sonido. Y también son utilizados para conectar determinados tipos de discos duros SSD. Se trata de los SSD que utilizan el protocolo NVMe, que pueden utilizar tanto PCI Express como las conexiones SATA del resto de discos duros.
¿Qué es SATA?
Vamos a diferenciar los dos formatos más conocidos que existen de las unidades de almacenamiento. SATA es un pequeño conector en forma de L que se ha utilizado para conectar unidades de todo tipo a tarjetas principales durante años, incluidas unidades ópticas, así como los SSD y HDD. Los HDD SATA se pueden encontrar en tamaños de 2.5 y 3.5 pulgadas, mientras que los SSD SATA están restringidos a 2.5 pulgadas. El primer formato es el de 2.5 pulgadas que utilizan la típica conexión SATA de para transferir información a la placa base.
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Tipos de Adaptadores para Expansión SATA
Tarjetas HBA SATA Regulares
Cuando se trata de discos SATA, optar por una tarjeta HBA SATA regular parece la más obvia solución. Ella suele contar con un chip controlador SATA y dos o más puertos SATA para conectar unidades. Cada puerto puede servir host para un solo disco SATA, y, en total, puede haber hasta 10 de ellos en los modelos de gama alta. La mayoría de dichas tarjetas son bastante asequibles, y además son de tamaños pequeños y generan menos calor. Pero el problema es que, para que sean compatibles con el espectro más amplio de placas base, en su mayoría están diseñadas como tarjetas PCIe x1. Mientras tanto, la velocidad de transferencia que puede ofrecer una variedad de un solo carril puede ser inadecuada para la comunicación simultánea con varias unidades.
Otro asunto importante es la calidad del adaptador. Es probable que uno de calidad baja no funcione correctamente, o haga que las unidades se pierdan todo el tiempo o, en el peor de los casos, sea la razón de sus fallas.
Las tarjetas SATA HBA no deben confundirse con los multiplicadores de puertos SATA, cuyo uso es aún menos recomendable. Dicho tipo de dispositivo no tiene su propio controlador SATA, sino que simplemente distribuye el ancho de banda proporcionado por un solo conector de placa base entre varias unidades. Pocas placas base soportan este tipo de multiplicación, por lo que es probable que todo el conjunto sea inutilizable.
Tarjetas HBA SAS de Clase Empresarial (Compatibles con SATA)
Afortunadamente, es posible superar estos inconvenientes al usar una tarjeta SAS HBA de clase empresarial. Por lo general, son mejores que sus contrapartes SATA, tanto en términos de velocidad de transferencia como de confiabilidad. Y a pesar de que se suministran con un chip controlador y conectores SAS, estas tarjetas de interfaz también son compatibles de forma predeterminada con discos SATA. La "conversión" de una interfaz a otra se basa únicamente en el cableado empleado. De hecho, a veces incluso se venden como tarjetas SAS/SATA.
Asimismo, tenga en cuenta, por favor, que las tarjetas SAS HBA antiguas denominadas SAS 3,0 Gb/s o SAS-1 tienen un límite de tamaño de 2TB. Si usted adjunta una unidad SATA mayor de 2TB a dicha tarjeta, aún se detectará como una unidad de 2TB.
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Diferencia entre HBA y Controladores RAID
Es bastante fácil confundir este tipo de tarjetas con los controladores o adaptadores de RAID. Son similares a las HBA y también pueden contar con puertos SAS. Sin embargo, en caso de HBA, cada disco adjunto se presenta al sistema operativo como unidad separada, mientras que un adaptador de RAID los combina en un único dispositivo lógico. Los controladores de RAID también ofrecen diferentes formas de redundancia para una mayor protección de datos e incluso pueden tener su propio caché incorporado.
Si usted decide utilizar un adaptador RAID, asegúrese de que le deja cambiar al modo de destino del iniciador (Initiator Target o IT en inglés) o HBA, de manera que no funcione como controlador de RAID y el sistema operativo pueda ver cada unidad. La disponibilidad de dicho modo depende del adaptador y puede requerir la actualización del firmware de la tarjeta. Aún así, en general, no se recomienda usar los adaptadores de RAID debido a su mayor costo y la necesidad de realizar operaciones adicionales. En adición, esto puede ser bastante arriesgado, si las unidades conectadas ya pertenecen a un arreglo RAID.
Consideraciones para la Instalación de una Tarjeta HBA SAS
Ranuras PCIe
Si va a usar una tarjeta SAS HBA, en primer lugar, su computadora debe tener al menos una ranura PCIe disponible. La última no debe confundirse con los puertos PCI antiguos que fueron populares en 1995-2005, pero que todavía se encuentran en algunas computadoras. Son fundamentalmente diferentes, por lo que una tarjeta PCIe no es compatible con una ranura PCI y viceversa. En la mayoría de las placas base, las ranuras PCI están hechas de plástico blanco, mientras que las PCIe pueden ser negras o de color (azul, amarillo, verde).
Diferentes tarjetas de interfaz SAS pueden tener diferentes requisitos de carril PCIe. Esto determina su compatibilidad con las ranuras PCIe respectivas. Por ejemplo, una tarjeta corta 4x caberá bien en una ranura PCIe 8x o 16x más larga, pero será demasiado grande para caber en una ranura 1x. Si la ranura necesaria ya está ocupada por otro hardware, puede dividirla con la ayuda de una tarjeta PCIe vertical (riser).
Cableado Necesario
En segundo lugar, se debe preparar un cable de conexión directa de SAS a SATA para cada puerto SAS en su HBA. Un solo cable debe convertir un puerto miniSAS interno (SFF-8643, SFF-8087 o SFF-8484, según la generación de la tarjeta) en cuatro conectores SATA individuales para unidades. Como alternativa, se puede utilizar un cable de conexión directa SAS para convertir un puerto miniSAS en cuatro conectores SAS SFF-8482 con un puerto de alimentación SATA en la parte trasera.
Requisitos de Energía y Refrigeración
Adicionalmente, la tarjeta de interfaz en sí necesita cierta cantidad de energía eléctrica derivada de la fuente de alimentación de la computadora. El consumo de energía puede variar según el modelo, pero generalmente está en el rango de 10 a 20 vatios. También se requieren alrededor de 15 vatios para cada unidad conectada. Si la fuente de alimentación ya está cerca de su límite máximo, es fácil sobrecargarla con agregar nuevos dispositivos, lo que puede resultar en su apagado. En cuanto a la energía, la carga total no debe exceder el 80%-90%.
Asimismo, los adaptadores de bus de host SAS tienden a producir mucho calor. Los equipos de torre típicos de consumo no suelen estar adaptadas para proporcionar la refrigeración de los componentes que funcionan a temperaturas tan altas. Por lo tanto, se debe idear un método que brinde un flujo de aire adicional al sistema.
Herramientas y Precauciones
Y, por último, para trabajar con los componentes internos del hardware, prepare un destornillador de cabeza Phillips y una muñequera antiestática. Esta última asegura la protección de los componentes internos de la electricidad estática. Ante todo, es importante recordar que las tarjetas SAS HBA son fáciles de romper, por lo que deben manejarse con cuidado. No se recomienda tocar sus conectores chapados en oro, y la mejor manera de sujetarlas es por el soporte de montaje metálico o el borde de la placa de circuito impreso. Mantenga la tarjeta en su bolsa antiestática hasta que esté listo para instalarla en el sistema. Al trabajar con ella, utilice solo un área de trabajo plana y libre de estática. Tenga en cuenta, por favor, que las instrucciones de instalación de su modelo de dispositivo en particular pueden diferir de las proporcionadas a continuación.
Proceso de Instalación
- Apague el sistema y desconecte el cable de alimentación de la fuente de alimentación.
- En el panel trasero de la carcasa de la computadora, retire los tornillos que sujetan el panel lateral y deslícelo para acceder a las partes internas.
- Asegúrese de que el soporte de montaje estándar PCIe preinstalado en su tarjeta HBA encaje en su sistema.
- Encuentre un puerto PCIe libre compatible con su tarjeta. Por lo general, se puede encontrar en la parte de abajo de la placa base.
- Saque el panel de soporte en blanco de la parte trasera de la caja que corresponde al zócalo PCIe elegido. Si hay un tornillo, utilice un destornillador.
- Después de eso, inserte la tarjeta de interfaz en el puerto PCIe.
- Adjunte el conector miniSAS en un extremo del cable de conexión directa SAS a SATA (o un cable de conexión SAS) al puerto miniSAS interno en la tarjeta de interfaz.
- Luego, inserte cada uno de los conectores SATA (o conectores SAS SFF-8482) del otro extremo del cable en los puertos en los paneles traseros de las unidades SATA.
- Encienda la computadora y arranque el sistema. Si es necesario, descargue e instale los controladores adicionales para su SAS HBA.
- Después de eso, asegúrese de que las unidades se reconozcan. Para ello, abra la utilidad Administración de discos y búsquelas en la lista. Dichas tarjetas permiten identificar los dispositivos de almacenamiento conectados y pueden mostrar las unidades antes del inicio del sistema operativo. Se puede ir a la configuración de HBA de la placa usando una combinación de teclas de acceso rápido y ver todas las unidades detectadas allí, incluidas las "conectadas en caliente".
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