通信用語の基礎知識 IPv4
戻る
参加者募集中

シリアルATA

辞書:通信用語の基礎知識 通信技術接続編 (CTIF)
読み:シリアル・エイティーエイ
外語:SATA: Serial ATA: Serial AT Attachment 英語
品詞:名詞
2003/08/21 作成
2015/11/13 更新

旧来のパラレルATAの後継として登場した、パーソナルコンピューターハードディスクドライブを接続するためのインターフェイスの一つ。

変更点

従来のATA(IDE)は、8または16ビットのパラレル伝送方式を用いていた。

シリアルATAではその名の通り、シリアル伝送方式が採用されているのが最大の特徴である。

パラレルからシリアルに変わったため、物理的な仕様も大きく変更されている。

大昔

ATAはまずIDEとして作られたが、この当時はST-506という製品の互換品が主に使われていた。このインターフェイスは、実はシリアルだった。

現在でこそ、シリアルインターフェイスの高速化技術は確立されているが、当時の技術力ではシリアルの高速化にも限界があった。そこで、ST-506のコントローラーICであるWD1003とレジスターレベルで互換性のある、パラレルインターフェイスのIDEが作られたのがパラレルATAの始まりなのである。

変遷

時代は流れインターフェイスの高速化は進んだものの、やがてパラレルによる転送速度向上が技術的な上限に達し、更なる高速化が困難となってきた。また、幅の広い邪魔なケーブルによるエアーフローの悪化など色々な問題が出て来るに至り、ATAは再びシリアル化されることになった。

但しシリアルとは言っても、大昔のST-506のものとは、全く無関係である。上位のプロトコルはATAのものを維持し、物理層は最新の技術を導入することになった。

作業部会である「シリアル ATA ワーキング・グループ」が2000(平成12)年2月に発足し、2000(平成12)年11月に最初の版「シリアルATA 1.0」と、今後のロードマップを発表した。

その後「シリアル ATA Ⅱ ワーキング・グループ」が発足、後にSATA-IO(Serial ATA International Organization)へと改名し、現在に至っている。

パラレルATAと、シリアルATAとの差異は、次のようなものがある。

  • 通信信号のシリアル化
  • 信号電圧の変更 (3.3V5V → ±250mV)
  • 高速化 (Ultra ATA/133(Ultra DMA モード6)の133Mバイト/秒に対し、150Mバイト/秒に)
  • 信号用ケーブル長の延長 (18インチ(45.72cm) → 1mまたは2m(eSATA))
  • 信号用ケーブルの変更 (40/80芯パラレル → 7芯シリアル)
  • マスター/スレーブの概念を廃止し、1本のケーブルで1台とした

重要なものについては、詳細を後述する。

仕様書では、バージョン(Version)ではなくリビジョン(Revision)の呼称が使われている。

シリアルATA ⅡシリアルATA Ⅲなどの呼称は通称であり、公式には使われていない。

  • シリアルATA 1.0
  • シリアルATA 1.0a
  • シリアルATA 2.0
  • シリアルATA 2.5 (Serial ATA Revision 2.5)
  • シリアルATA 2.6 (Serial ATA Revision 2.6)
  • シリアルATA 3.0 (Serial ATA Revision 3.0)

シリアルATA 1.0

シリアルATAの最初の版である。

1.5Gbps(実効速度150Mバイト/秒)の転送速度を実現。

シリアルATA 1.0a

何らかの改訂が行なわれたようだが、詳細は不明。

シリアルATA 2.0

1.0aに対する拡張仕様の通称。正式な仕様化は2.5から。

  • 3.0Gbps(実効速度300Mバイト/秒)の転送速度(2倍速)に対応
  • NCQ(Native Command Queuing) (高速化技術)
  • AHCI
  • eSATA(External Serial ATA)
  • 1口のSATAポートを複数に増やすPort Multiplier
  • 端末1台に対して複数のパスを持てるようになるPort Selector
  • ホットプラグ
  • 標準15ピン電源端子に、スピンアップ制御機能をオプション扱いで追加

シリアルATA 2.5 (Serial ATA Revision 2.5)

SATA 1.0aとSATA 2の拡張仕様を統合した。

シリアルATA 2.6 (Serial ATA Revision 2.6)

仕様書は、SATA-IO会員なら無料、非会員でも25ドルで提供されている。

  • スリムケーブルとコネクター
  • Mini SATAケーブルとコネクター (内蔵/外付け用マルチレーン)
  • Micro SATAコネクター (1.8インチHDD向け)
  • NCQ機能の強化 (優先度、アンロード)

シリアルATA 3.0 (Serial ATA Revision 3.0)

AMDのサウスブリッジSB850にまず搭載され、2010(平成22)年3月3日に発表された。Intelは遅れ、2011(平成23)年の製品から実装する計画としている。

実際に、AMD 890GX/SB850搭載マザーボードや、このマザーボードでの利用が想定されたSATA 3.0対応SSDなども出荷されている。

  • 6.0Gbps(実効速度600Mバイト/秒)の転送速度(4倍速)に対応
  • デジタルコンテンツアプリケーション向けのNCQアイソクロナス転送
  • 未処理NCQコマンドのホスト処理および管理の最適化
  • 電源管理機能の改善
  • 1.8インチ以下の小型ストレージデバイス向け小型LIF(low insertion force)コネクター
  • ノートPC向けの、厚さ7mm薄型光学ドライブ用コネクター
  • INCITS ATA8-ACS規格への準拠

従来のATAは、信号ケーブルに40芯または80芯のフラットケーブルを用いていたが、シリアルATAでは7芯となった。更にケーブル長は従来の18インチ(45.72cm)から1000mmに延長された。

また従来のATAは1本の信号ケーブルに最大2台までドライブが接続できたが、シリアルATAでは1台しか接続できない。つまりマザーボードとドライブは常に1対1で接続される。

このため、従来のようにジャンパーピンなどによるマスター/スレーブの(面倒な)設定は不要となった。

マザーボード上のシリアルATAコネクター
マザーボード上のシリアルATAコネクター

仕様

コネクターの形状がパラレルATAから変更されたのは半ば当然であるが、そのコネクター形状の仕様は概ね統一されている。現在は小型規格が登場し3種類の非互換のコネクターがあるが、最初に既定された標準のコネクターが広く使われており、3.5インチHDD2.5インチHDDで同じケーブルを使用できる。

コネクター自体は二つが1セットになっており、次のコネクターで構成される。

  • 信号用 (7ピン)
  • 給電用 (15ピン[標準]、6ピン[スリムライン]、9ピン[マイクロ])

現在は、3種類の大きさのコネクターが規定されている。

  • Standard SATA (3.5インチHDDと2.5インチHDD向け)
  • Mini SATA (Mini SATA仕様の薄型光学ドライブ等)
  • Micro SATA (1.8インチHDD向け)

シリアルATAでは電源と信号で別々のコネクターとするが、後継のSATA Expressではまとめて1個としたコネクターを使う。

信用号コネクター

信用号コネクターは7ピンで、平衡伝送でデータを送る。7ピンは、A+/A−/B+/B−と、3本のGND線から構成される。AとBは、それぞれ送信用、受信用として用いられる。

ホットプラグに対応するため、GNDが先に接触する設計となっている。

信号用コネクターのピン配列は、次の通り。

ピン#機能
1GND
2A+ (送信用)
3A− (送信用)
4GND
5B− (受信用)
6B+ (受信用)
7GND

ノッチ側が7番である。

シリアルATA 信号用ケーブル
シリアルATA 信号用ケーブル

給電用コネクター

標準コネクター

標準コネクターの配線は次の通り。ホットプラグに対応しており、GNDが先に接触する3段階の接点になっている。(1)(2)(3)の順に繋がり、逆順に外れる。

ピン#接続機能
1  (3)3.3V
2  (3)
3 (2) 
4(1)  GND
5 (2) 
6 (2) 
7 (2) 5V
8  (3)
9  (3)
10 (2) GND
11  (3)スピンアップ
12(1)  GND
13 (2) 12V
14  (3)
15  (3)

ノッチ側が1番である。

ハードディスクドライブなどを稼働させるため、12Vが供給されるのが特徴となっている。

スリムラインコネクター

ノートPCなどの薄型光学ドライブ向けスリムラインコネクターの配線は次の通り。

ピン#機能
1デバイス検出
25V
3
4製品出荷時診断用
5GND
6

1番ピンが他より短くなっている。また5Vしか供給されていない。

マイクロコネクター

1.8インチドライブ向けマイクロコネクターの配線は次の通り。

ピン#機能
13.3V
2
3GND
4
55V
6
7予備
8ベンダー固有
9

SSD接続が前提であるため、ハードディスクドライブに必要な12Vを欠くのが特徴である。但し、ベンダー固有ピンが2ピンあるため、ここに追加することは不可能ではない。

関連するリンク
Serial ATA
関連する用語
ATA
パラレルATA
SAS
SATA Express

コメントなどを投稿するフォームは、日本語対応時のみ表示されます


KisoDic通信用語の基礎知識検索システム WDIC Explorer Version 7.03 (16-May-2019)
Search System : Copyright © Mirai corporation
Dictionary : Copyright © WDIC Creators club