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La tecnologia Serial Ata

Scritto da Simone Zanardi

Come per tutte le tecnologie, le caratteristiche su cui fondare il nuovo standard sono nate naturalmente dai limiti dei protocolli che ci si appresta a sostituire.

Nel caso specifico, il primo obiettivo che si voleva perseguire era quello di un incremento della banda passante: come detto, lo standard Ata, nella sua ultima versione sviluppata da Maxtor, raggiunge un tetto massimo di 133 MByte al secondo. Questo valore, pur tenendo il passo con le attuali tecnologie impiegate nei dischi rigidi e nelle architetture di memoria centrale, è destinato a diventare presto un collo di bottiglia. I limiti intrinseci dello standard sono sempre più vicini e questo preclude la strada a ulteriori evoluzioni verso bande più alte.

Le specifiche iniziali di Serial Ata prevedono una banda passante massima di 150 MByte per secondo, un valore neanche di molto superiore a quello della vecchia tecnologia parallela, ma sono già previste evoluzioni che porteranno la velocità di trasferimento dati prima a 300 MByte/s e quindi a 600 MByte/s.

I limiti della tecnologia parallela non sono però unicamente di ordine prestazionale: in primo luogo l’architettura Ata tradizionale presuppone alte tolleranze dal punto di vista della tensione di segnale, dovendo i circuiti di trasmissione supportare variazioni dell’ordine dei 5 volt. Queste specifiche creano problemi di integrazione con i processi produttivi del futuro prossimo, che non saranno in grado di gestire escursioni di questa portata. L’architettura seriale riduce la tolleranza richiesta a circa 250 mV, facilitando l’integrazione con i processi industriali futuri e abbassando i costi totali di implementazione della tecnologia.

Ulteriori vantaggi derivano dalla maggiore efficienza in termini di contatti: lo standard parallelo utilizza infatti 26 pin di segnalazione, contro i soli 4 dell’architettura Serial Ata. Tale riduzione consente una maggiore integrazione dei circuiti di trasmissione all’interno dei chipset di sistema, che ancora una volta si traduce in una riduzione dei costi.

		Esempi di connettori Serial Ata: (a) connettore per segnale, lato dispositivo (b) connettore per alimentazione, lato dispositivo (c) presa per connettore (a) (d) presa per connettore (b) (e) presa per connettore (f) (f) connettore per segnale, lato host (g) presa per connettori (a) e (b) su dispositivo

Dal punto di vista meccanico, Serial Ata presenta connettori e cablaggi completamente rinnovati rispetto ai vecchi standard: la riduzione dei canali di segnalazione ha come conseguenza una semplificazione dei cavi che introduce cablaggi più compatti, con una sezione inferiore a quella dei diffusi cavi Ethernet, al posto delle ingombranti e poco flessibili piattine a 80 contatti che invadono tutti i personal computer di oggi. Discorso analogo vale per i connettori, che occupano uno spazio di quattro volte inferiore rispetto ai vecchi agganci. Questa riduzione, unita al raddoppio della lunghezza massima dei collegamenti (che passa dai 40 centimetri delle piattine parallele al metro dei nuovi cablaggi), ha ripercussioni positive sui flussi di aerazione e di conseguenza sul raffreddamento dei componenti, oltre a favorire la libertà di progettazione sia in fase di disegno delle schede sia in quella di assemblaggio.

Un’altra differenza fondamentale fra le due architetture è legata alla natura punto-punto dello standard Serial Ata, che elimina la distinzione tra unità master e slave, secondo la quale nel vecchio sistema parallelo coppie di dispositivi condividevano il medesimo canale di trasmissione e di conseguenza la banda disponibile.

In un sistema Serial Ata al contrario, ogni unità è connessa al proprio host tramite un canale riservato, del quale conserva una gestione autonoma che si riflette non solo in una maggiore banda disponibile, ma anche nell’eliminazione degli overhead necessari per gestire la presenza di più di un dispositivo sul canale.

A livello logico, la topologia punto-punto richiede che dal lato controller sia presente un host per ogni unità che si desidera connettere. Sono comunque possibili implementazioni di accessi coordinati a più dischi, come nel caso di strutture Raid (Reduntant Array od Inexpensive Disk), per l’aumento di prestazioni o affidabilità del sistema di storage.