Serial ATA (SATA): estándar de interfaz para unidades de almacenamiento
Descripción general del estándar Serial ATA (SATA): características, conectores, evolución desde PATA, variantes de rendimiento, usos actuales y diferencias frente a NVMe y PATA.
Serial ATA, conocido por sus siglas SATA (Serial Advanced Technology Attachment), es un estándar de interfaz para conectar unidades de almacenamiento y unidades ópticas a un ordenador. Proporciona la capa física y de señalización necesaria para el intercambio de datos entre el sistema y dispositivos como discos duros mecánicos y unidades de estado sólido (SSD). Para más detalles técnicos sobre la especificación y su uso, consulte el perfil del estándar.
Galería de imágenes
10 Imágenes
Características y componentes principales
Una conexión SATA consta de un conector de datos de siete pines y, para la energía, un conector de quince pines. El cable de datos es fino y permite que cada dispositivo tenga su propia conexión directa al controlador, a diferencia de las soluciones previas que compartían el mismo cable. Entre las capacidades funcionales de SATA destacan el soporte para hot-plug (conexión en caliente), la compatibilidad hacia atrás en velocidad (un dispositivo más lento funciona con un puerto más rápido limitando la tasa) y funciones avanzadas como Native Command Queuing (NCQ) para optimizar el rendimiento en entornos con múltiples operaciones de lectura/escritura. El estándar se desarrolló en varias revisiones con distintas tasas de transferencia: las familias conocidas como SATA I, SATA II y SATA III ofrecen incrementos de rendimiento teórico (1,5 Gbit/s, 3,0 Gbit/s y 6,0 Gbit/s, respectivamente).
Historia y evolución
SATA surgió a principios de los años 2000 para sustituir progresivamente al estándar paralelo ATA (conocido como ATA/IDE o PATA). La migración respondió a necesidades prácticas: cables más delgados para mejorar el flujo de aire y la gestión de componentes, mayor simplicidad al asignar un dispositivo por cable y capacidades mejoradas de señalización serial que permitieron mayores tasas de transferencia y fiabilidad. PATA, con sus cables planos de 40 u 80 hilos y configuración maestro/esclavo, se volvió obsoleto en la mayoría de equipos de consumo, aunque todavía aparece en sistemas industriales y equipos heredados PATA (IDE) y en aplicaciones específicas donde la compatibilidad es crítica sistemas integrados.
Usos, formato y situación actual
En la práctica, SATA sigue siendo abundante en ordenadores de sobremesa, servidores de almacenamiento de capacidad, unidades externas mediante adaptadores eSATA o carcasas USB, y en dispositivos donde la relación coste/capacidad de discos mecánicos sigue siendo prioritaria. Los SSD basados en SATA suelen adoptar el factor 2,5" para encajar en bahías diseñadas inicialmente para discos de portátil, mientras que los discos duros mecánicos mantienen formatos de 3,5" en equipos de sobremesa y servidores.
No obstante, en portátiles y equipos orientados al alto rendimiento ha crecido la adopción de unidades NVMe en formato M.2, que utilizan el bus PCI Express para lograr latencias mucho menores y anchos de banda superiores a los de SATA. Por ello, muchos fabricantes han comenzado a prescindir del conector SATA en diseños ultradelgados, privilegiando M.2 NVMe u otras interfaces integradas. Aun así, SATA permanece como opción práctica y económica para almacenamiento masivo y para compatibilidad con unidades más antiguas.
Distinciones y datos relevantes
Las diferencias esenciales entre SATA y alternativas clave son sencillas: frente a PATA, SATA ofrece cables más finos, un dispositivo por puerto y mejores tasas de transferencia; frente a NVMe/PCIe, SATA está limitado por su ancho de banda máximo y por su protocolo optimizado originalmente para discos mecánicos, lo que se traduce en mayor latencia y menor paralelismo. Además, la presencia de controladores AHCI en sistemas operativos fue importante para aprovechar funciones de SATA, aunque NVMe requiere controladores y pilas de software distintas para explotar plenamente su rendimiento.
En resumen, Serial ATA sigue siendo un pilar del almacenamiento en muchos entornos por su equilibrio entre coste, compatibilidad y facilidad de uso, pero su rol está cambiando a medida que aparecen alternativas más rápidas para aplicaciones de alto rendimiento.
Tecnología y velocidades de transferencia
Las señales eléctricas transmitidas en un bus paralelo formado por varios hilos se influyen mutuamente, si se aumenta la velocidad de transferencia. Este fenómeno se conoce como diafonía. Otro problema de PATA es que la terminación del bus no está especificada. El ATA serie utiliza una señalización diferencial de bajo voltaje, que evita la mayoría de estos problemas.
Serial ATA utiliza la codificación 8B/10B. Esto significa que se utilizan 10 bits para transferir 8 bits. El primer estándar de SATA utilizaba una velocidad de transferencia de 1,5 GBit/segundo (o 1,2 GBit/segundo de velocidad de datos utilizable). Esto es sólo ligeramente más rápido que el último estándar PATA (ATA/133). Los estándares posteriores duplicaron esta velocidad, en casi todas las revisiones. Estos valores son velocidades de transferencia, debido a la señalización, la velocidad utilizable es un 25% inferior.
Otras ventajas son que los cables SATA son mucho más fáciles de manejar que los cables PATA. Algunas unidades SATA también pueden conectarse y desconectarse mientras el ordenador está en funcionamiento. Esto se denomina intercambio en caliente. Por último, algunas unidades admiten una tecnología denominada "cola de comandos nativa". Esto significa que la unidad puede reorganizar el orden de lo que se le ordena para que lo haga más rápidamente.
Desde la primera versión, SATA ha sido lo suficientemente rápido para los discos duros. Los datos tienen que leerse en varias ubicaciones de la unidad. Entre las ubicaciones, el dispositivo electrónico utilizado para la lectura y la escritura tiene que reposicionarse. Incluso con las unidades actuales, esto no ocurre con la suficiente rapidez, por lo que los 1,2 Gbit/s suponen un problema.
Revisiones
A partir de 2016, existen cinco revisiones diferentes del estándar SATA.
| Nombre oficial | También llamado | tasa de datos neta | |
| Gbit/s | Mbyte/s | ||
| Serial ATA 1,5 Gbit/s | SATA I | 1.20 | 150 |
| Serial ATA 3.0 Gbit/s, SATA Revisión 2.x | SATA II, SATA-300 | 2.40 | 300 |
| Serial ATA 6,0 Gbit/s, SATA Revisión 3.x | SATA III, SATA-600 | 4.80 | 600 |
| SATA Express 8,0 Gbit/s (PCIe 3.x), SATA Revisión 3.2 | 7.88 | 985 | |
| SATA Express 16,0 Gbit/s (PCIe 4.0), SATA Revisión 3.2 | 15.76 | 1,969 | |
SATA Express
SATA Express es una versión del estándar SATA que utiliza el mismo protocolo que PCI Express. Las actuales unidades de estado sólido (SSD) son capaces de saturar SATA III, especificado a 6 Gbit/s. Por esta razón se ha introducido SATA Express.
Compatibilidad
Las diferentes versiones del estándar Serial ATA son compatibles entre sí. Esto significa que los dispositivos más antiguos pueden funcionar en un controlador más nuevo, pero sólo soportarán las características y la velocidad del estándar para el que fueron construidos. Del mismo modo, los dispositivos construidos para un estándar más reciente pueden funcionar en un controlador más antiguo. En este caso, el controlador es el factor limitante, y algunas de las funciones más nuevas pueden no ser soportadas. Un controlador SAS (Serial Attached SCSI) es compatible con las unidades SATA, pero un controlador SATA no es compatible con las unidades SAS.
A nivel del sistema operativo, los dispositivos SATA y PATA pueden parecer iguales. Sin embargo, a nivel físico son incompatibles.
Conectores
Para poder utilizarlos, los dispositivos que utilizan SATA deben estar conectados a la placa base. Esta es probablemente la diferencia más visible entre SATA y PATA. Las unidades SATA tienen dos conectores diferentes, una conexión es para transmitir los datos y la otra conexión es para transmitir la energía. En algunos casos, ambos se han combinado en un solo cable, para conectar unidades externas. Sin embargo, lo normal es que se utilicen dos conectores diferentes. Algunos conectores pueden bloquearse.
Conector de alimentación
Conector estándar
PATA especifica que la alimentación se transmite mediante un conector Molex de 4 pines. Con SATA, este conector. El conector Molex de 4 pines también se ha utilizado para alimentar unidades de disquete. SATA cambió este conector. Con SATA, el conector de alimentación y el de datos son similares, pero el conector de alimentación es más ancho que el de datos. El conector de alimentación estándar tiene 15 pines. Se utiliza para las unidades estándar de 3,5 y 2,5 pulgadas.
Conector delgado y micro
Los factores de forma más pequeños también pueden utilizar un conector de alimentación más pequeño, que tiene seis pines y una muesca de codificación. Para las unidades más pequeñas, existe un conector con 8 patillas. La muesca de codificación asegura que el conector de alimentación no pueda conectarse al enchufe que transfiere los datos.
· 
Un conector de alimentación SATA de seis pines
· 
La parte trasera de una unidad óptica delgada basada en SATA
· 
Un disco duro micro SATA de 1,8 pulgadas (46 mm) con pines de datos y alimentación numerados en el conector.
Conector de datos
Al igual que con el conector de alimentación, existen diferentes versiones del conector de datos, para diferentes aplicaciones. El conector estándar tiene 7 pines, y se utiliza para unidades de 3,5" y 2,5". Los otros factores de forma más comunes son mSATA, y M.2 (o NGFF).
· 
Una unidad de estado sólido (SSD) M.2 (2242) conectada al adaptador USB 3.0 y al ordenador.
· 
Una unidad de estado sólido Serial ATA de 2,5 pulgadas
· 
Una unidad SSD mSATA
· 
Conector estándar utilizado para unidades de 3,5" y 2,5".
· 
Una unidad SSD mSATA sobre una unidad SATA de 2,5 pulgadas
· 
Comparación del tamaño de las unidades SSD mSATA (izquierda) y M.2 (tamaño 2242, derecha)
eSATA y eSATAp
eSATA es una versión de SATA que se utiliza para conectar unidades externas. Sus conectores son más robustos y sus cables más resistentes. En este mercado, SATA compite con otros estándares, como USB o Firewire. Muchas unidades externas son unidades SATA estándar en una caja externa. Para poder comunicarse a través de USB o Firewire, se necesita una placa electrónica adicional. Esta placa traduce entre SATA y la interfaz externa. Cuando se utiliza eSATA, no es necesaria la traducción. Sin embargo, el uso de USB o Firewire puede tener otras ventajas.
También existe una versión de eSATA llamada eSATAp. Combina los pines del USB, los del SATA y los del conector de alimentación. Esto permite conectar directamente unidades SATA o USB de forma externa, con un solo cable. Además de los datos, la alimentación también se transmite a través de este cable, por lo que no es necesaria una conexión de alimentación adicional.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es SATA?
R: SATA (Serial Advanced Technology Attachment) es un estándar que se ha definido para conectar dispositivos de almacenamiento o unidades ópticas a un ordenador.
P: ¿Cuál era el estándar utilizado antes de SATA?
R: El estándar más común que se utilizaba antes se llamaba ATA o IDE; se ha rebautizado como PATA.
P: ¿En qué se diferencian los cables de SATA y PATA?
R: La principal diferencia entre ambos radica en los cables; los cables SATA tienen siete hilos, mientras que los PATA tienen 40 u 80.
P: ¿Es habitual que los ordenadores de sobremesa utilicen SATA?
R: A partir de 2022, casi todos los ordenadores de sobremesa tienen una interfaz SATA.
P: ¿Hay ordenadores que todavía utilizan PATA?
R: Sí, algunos ordenadores antiguos siguen utilizando PATA y se emplean sobre todo en aplicaciones industriales y sistemas integrados.
P: ¿Los ordenadores portátiles suelen tener una interfaz SATA?
R: No, algunos portátiles no tienen una interfaz SATA; tienen una interfaz M.2 NVME para conectar unidades SSD NVME que se basan en el estándar PCIE. Algunos portátiles también tienen una memoria flash integrada.
P: ¿Los ordenadores portátiles seguirán utilizando SATA en el futuro?
R: Lo más probable es que no; en el futuro, los portátiles (y algunos ordenadores) sustituirán sus interfaces actuales por unidades SSD M.2 NVME en lugar de utilizar SATA.
Artículos relacionados
Autor
AlegsaOnline.com Serial ATA (SATA): estándar de interfaz para unidades de almacenamiento Leandro Alegsa
URL: https://es.alegsaonline.com/art/89047