Acties:

0 Henk 'm!

Topicstarter

FAQ Opslagmedia & I/O Controllers

Serial ATA FAQ

Inhoud

Introductie
De bekabeling en het hotswappen
SATA en SATA II
Kunnen SATA en PATA disken samen in 1 systeem?
Hoe snel is een SATA disk t.o.v. een PATA disk?
Wat beïnvloedt dan de performance?
Welke SATA (RAID) controller is goed?
Wat is Command Queueing?
Wat zijn Native- en Tagged Command Queueing?
Kan ik mijn huidige PATA set overzetten naar SATA?
Mijn SATA apparaten worden gezien als SCSI devices?
Hoe installeer ik Windows op een schijf aan mijn SATA controller?
Gerelateerde links

FAQ

Introductie

De Serial ATA 1.0 specs werden in het najaar van 2000 afgerond, en op dit moment neemt de populariteit alleen maar toe. Er komen veel nieuwe disken uit, maar ook nieuwe technologieën worden gebruikt. In deze FAQ worden wat SATA facts op een rijtje gezet om alles een stuk duidelijker te maken.

Terug naar boven

De bekabeling en het hotswappen

Kort na de aankondigingen van SATA begin deze eeuw kwam ook het onderwerp hotswappen geregeld langs. SATA disken zouden hotswappable zijn, wat wel een leuke indruk maakte. Helaas is dit maar voor een gedeelte waar. De ondersteuning van het hotswappen hangt helemaal af van de firmware en van de drivers. Het hele hotswap verhaal gaat sowieso alleen op voor controllers die er extra ondersteuning voor bieden. Een voorbeeld hiervan is Highpoint's Rocketraid 1542. Hoe Windows omgaat met het hotswappen, kan je hier lezen.

Je moet bij het hotswappen ook gebruik maken van de speciale SATA powerconnector. Bij het normaal gebruik is dit niet noodzakelijk.

Een groot voordeel van SATA is de bekabeling. In plaats van te stoeien met grote brede IDE kabels, werk je bij SATA met kleine dunne kabels die van één-op-één* verbonden worden. Deze kabels zijn er in veel verschillende soorten en maten. Voor bepaalde kasten (waaronder de Chieftec BX serie) is het nodig om kabels met een 90-graden hoek te gebruiken. Zie ook dit topic voor meer informatie over deze 'haakse' stekkers. Als je graag ook iets wil weten over de invloed van interferentie op de bekabeling is het zeker waard om dit topic even door te nemen. Een normale SATA stekker heeft de volgende pinout:

Pin	Signaal	Omschrijving
1	GND	Ground (aarde)
2	A+	Transmit +
3	A-	Transmit -
4	GND	Ground (aarde)
5	B-	Receive -
6	B+	Receive +
7	GND	Ground (aarde)

*: Bij SATA II en SAS is het wel mogelijk om meerdere disken op één poort aan te sluiten d.m.v. port replicators

Terug naar boven

SATA en SATA II

Niet lang na de opkomst van SATA is de werkgroep SATA II al aangekondigd. SATA II zorgt voor een extra laag features en extra bandbreedte, om zo ook daadwerkelijk de PATA disken te overtreffen.

SATA II is 100% compatible met SATA I: volgens de officiële kabels & connectoren specificaties moeten alle SATA II features optioneel zijn en de bekabeling gelijk zijn aan SATA I.

De nieuwe features van SATA II zijn hoofdzakelijk het verplicht stellen van Native Command Queueing en een verdubbelde bandbreedte (300MB/s i.p.v. 150MB/s). Ook zal het mogelijk zijn om port multipliers te gebruiken. Hierdoor kan je een Serial ATA port benutten met twéé harde schijven, in plaats van één. Voor meer informatie over de features van SATA II raad ik je aan om hier een kijkje te nemen.

Terug naar boven

Hoe snel is een SATA disk t.o.v. een PATA disk?

Het zal je al wel bekend zijn dat SATA werkt met maximale snelheden van 150MB/s en 300MB/s. Dit heeft echter geen directe invloed op de performance van een harddisk. Op dit moment is er géén disk op de markt die in de buurt komt van de 100MB/s. Daarom kunnen ook SATA disken eigenlijk prima op een PATA controller werken; je zal op dit moment nog weinig profiteren van de winst in bandbreedte.

Een ander punt wat hierbij komt kijken is de beruchte bridge chip; veel SATA(150) harddisks zijn uitgerust met een bridge chip. Deze chip zorgt ervoor dat de SATA signalen worden omgezet naar PATA signalen. Kort door de bocht betekent dit dat de disk niets anders is dan de PATA variant met een andere aansluiting. Daarom zal er al helemaal weinig verschil zitten tussen de prestaties van PATA en SATA disken.

Echte native SATA harde schijven zijn op dit moment nog in opkomst. In het voorjaar van 2003 heeft Seagate de Barracuda 7200.7 uitgebracht die, als eerste, geen gebruik maakte van een bridge chip. Inmiddels zijn er al meer producenten die native SATA schijven leveren.

Terug naar boven

Kunnen SATA en PATA disken samen in 1 systeem?

Ja, dat kan gewoon. Ze zitten immers elk op hun eigen controller/kanaal aangesloten. Er is totaal geen sprake van mogelijke conflicten of beïnvloedingen op elkaars werking.

Terug naar boven

Wat beïnvloedt dan de performance?

Erg veel factoren spelen een rol bij de performance van een harddisk. Het is bijna niet mogelijk om dit in het kort uit te leggen, vandaar heb ik alleen een aantal bekende punten op een rij gezet:

De cache
Meer cache heeft een positieve invloed op de performance. Hoe cache werkt, kan je hier lezen.
Het toerental
Een 10.000rpm disk zal t.o.v. een 7200rpm disk van dezelfde generatie, beter presteren
De toegangstijd (accesstime)
Bij veel SCSI disken en high-end workstation disken is deze erg laag. Dit zorgt ervoor dat bestanden snel benaderd kunnen worden.
Extra features
Enkele SATA disken zijn al uitgerust met native command queueing. Wat dit inhoudt, kan je hier lezen.

Voor technische informatie over de performance van een harddisk, kan je dit stuk lezen. Mocht je je afvragen wáárom je setup niet goed presteert kan je hier terecht; die tips zijn immers ook toepasselijk op SATA setups.

Terug naar boven

Welke SATA (RAID) controller is goed?

Een goede pagina waar veel benchmarks te vinden zijn is onze eigen benchmark database. Hier kan je veel benchmarks vinden met veel verschillende controllers. Door de zoek functie te gebruiken en filters toe te passen, kom je vaak een heel eind.

Wil je graag RAID5 draaien, is het aangeraden om te kijken naar een intelligente RAID controller. Deze controllers kan je herkennen aan een losse I/O processor op de controller. Andere controllers, zogeheten 'firmwareraid' controllers, gebruiken de CPU om dingen te berekenen, wat ook zijn tol kost bij de performance. Bij RAID0 en RAID1 zijn deze berekeningen nog beperkt, maar bij RAID5 komt meer rekenwerk kijken. De firmware RAID controllers zijn wèl een stuk goedkoper, waardoor ze voor RAID0 en RAID1 zeker interessant zijn.

De duurdere controllers hebben vaak ook nog extra cache aan boord. Net als bij de harddisks, heeft dit een positieve invloed op de performance. Zelfs de performance met één disk kan enorm verbeteren hierdoor.

Houd er rekening mee dat GoT eigenlijk één grote ervaringendatabase is. We hebben op GoT verschillende topics waarin je ook benchmarks en/of ervaringen kan vinden. Heb je pas net besloten om wat meer over RAID uit te zoeken, is het sowieso aangeraden om deze FAQ door te nemen.

Terug naar boven

Wat is Command Queueing?

Het kan zijn dat je wel eens hebt gehoord van Command Queueing. Deze techniek wordt al jaren ondersteund door SCSI- en Fibre Channel-harde schijven, maar was tot op heden afwezig op de meeste ATA- en Serial ATA-harde schijven.

De doelstelling van Command Queueing is snelheid te boeken, door binnenkomende commando's te optimaliseren. Hiermee kan men wachttijden verkleinen door de wachttijden van de koppen te verkleinen. Met het volgende plaatje wordt waarschijnlijk veel duidelijker: stel, je vraagt data op dat op vier plaatsen van de disk staat. Dit gaat in de volgorde 1, 2, 3 en 4.

Door command queueing krijgt de disk door dat de beste volgorde niet 1, 2, 3 en 4 is, maar dat het beter is om de volgorde 2, 4, 3 en 1 te gebruiken (van binnen naar buiten). Door deze volgorde aan te houden verlaag je niet alleen de wachttijden, maar zorg je er ook nog eens voor dat de levensduur van je disk verhoogt. Op deze manier hoeven de koppen immers minder te bewegen.

Terug naar boven

Wat zijn Native en Tagged Command Queueing?

Tagged Command Queueing, TCQ, was al een enige tijd op de markt. Deze was namelijk al aanwezig bij de gewone ATA disken van Hitachi. Voor PATA waren er echter maar weinig controllers die TCQ ondersteunen, TCQ werd daarom pas bekend met de Western Digital Raptor WD740GD. Het verhaal over command queueing zorgde voor veel hoop bij de consumenten. TCQ bleek echter niet te presteren zoals men hoopte: bij TCQ is er maar zelden sprake van een echte prestatiewinst.

Native Command Queueing (NCQ) is de opvolger van TCQ. NCQ is opgenomen in de SATA II standaard en is stukken beter geïntegreerd dan TCQ. Zo heeft NCQ een aantal features meer die zeker voor een positief effect zorgen. De belangrijkste hiervan is First Party DMA (FPDMA). Hiermee kan een harddisk op eigen initiatief een DMA transfer opzetten, om de resultaten van een I/O operatie naar het geheugen te schrijven. Dit zorgt ervoor dat de overhead van Command Queueing veel kleiner wordt.

Disken met NCQ ondersteuning zijn o.a. de Seagate Barracuda 7200.8 en de Maxtor Diamondmax 10. Meer informatie en benchmarks van TCQ en NCQ zijn hier te bewonderen.

Terug naar boven

Kan ik mijn huidige PATA set overzetten naar SATA?

Zoals je weet zijn er bridge chips op de markt die de communicatie kunnen verzorgen tussen een PATA interface en een SATA interface. Zoals je je misschien al voor kon stellen, is men ook zo slim geweest om kleine adapters te maken waarmee je een PATA disk aan kan sluiten op een SATA controller. Dit gaat ook door middel van een bridge chip, die overigens vrijwel geen merkbaar performanceverlies met zich meebrengt.

Deze bridge chips kan je vinden in de pricewatch van verschillende merken. Vaak komen deze adapters op hetzelfde neer en bevatten ze gewoon dezelfde chip. Veel verschil in kwaliteit is er dus niet.

Pricewatch links:

Terug naar boven

Mijn SATA apparaten worden gezien als SCSI devices?

Origineel geschreven door BalusC, te vinden in OM FAQ
Alle SATA (RAID) controllers en harde schijven staan in de Windows apparaatbeheer onder SCSI devices. Dat is normaal; het ligt aan de drivers, de SATA (RAID) controller wordt door zijn/haar drivers anders benaderd dan een normale IDE controller. Hierbij worden een aantal eigenschappen van SCSI gebruikt: door de driver van de SATA (RAID) controller wordt de mogelijkheid geboden om meer dan 1 request in de wachtrij te plaatsen, wat bij gewone IDE controllers niet gebeurt. Hierdoor kunnen de requests in een efficiëntere volgorde afgehandeld worden, waardoor de schijven efficiënter benaderd worden. Dat is zo wel bevorderlijk voor de snelheid.

Terug naar boven

Hoe installeer ik Windows op een schijf aan mijn SATA controller?

Origineel geschreven door BalusC, te vinden in OM FAQ
Onder een 'externe' controller wordt verstaan: een andere controller dan de controller behorend bij het chipset. Dit kan een PATA, SATA of SCSI controller zijn, al dan niet met een RAID functie. Er zijn een hoop uiteenlopende methodes om Windows op een schijf aan zo'n controller te krijgen. Het beste is om op de handleiding van je moederbord en/of die van de controller (indien het om een controller in vorm van een losse insteekkaart gaat) te kijken. Daarin staat gewoonlijk beschreven hoe je het boeltje moet configureren en Windows moet installeren. Mocht deze geen soelaas bieden of onduidelijk danwel incompleet zijn, dan kun je de checklist hieronder gebruiken. Let wel: dit zijn alle mogelijke oplossingen; niet per-se alle handelingen zijn toepasbaar in jouw geval.

onboard controller moet middels een mobo-jumper ingeschakeld staan
onboard controller moet in de mobo-BIOS ingeschakeld staan
bij single schijf moet je de RAID modus uitschakelen in de BIOS
controleer in de mobo-BIOS de bootvolgorde en stel deze eventueel bij
bij een PATA schijf met SATA aansluiting moet je de jumper op Master zetten
Western Digital SATA schijven moet je op Single jumperen ipv Master
zet de drivers van de controller op een floppy
druk op F6 @ Windows setup om de drivers te laden
kies uiteindelijk de schijf om Windows erop te installeren

Indien dat allemaal geen soelaas biedt, probeer dan het volgende:

indien je een VIA SATA RAID controller hebt, doe de F6 @ Windows setup als volgt:
- druk op F6 @ Windows setup om de drivers te laden
- druk op 'S' wanneer setup vraagt om een driver te toevoegen
- duw de driverfloppy in de gleuf
- druk op [enter] en kies 'VIA Serial ATA RAID Controller' uit menu
- druk tweemaal op 'E'
- druk tweemaal op [enter]
indien je een nVidia nForce3 SATA RAID controller hebt, dan moet je tijdens de F6 @ Windows setup zowel de 'nVidia RAID Class driver' als de 'nVidia Mass storage driver' uit de floppy laden
indien je geen FDD hebt: [XP] SATA drivers slipstreamen in unattended XP install
Maxtor ATA133 schijven (met SATA converter) moet je met een tooltje op ATA100 zetten
Asus SATA converters zijn veelal ruk, neem ander merk (Abit, etc)
single schijf op een RAID controller: maak een RAID array op de schijf aan
probeer een BIOS-update om compatibiliteitsproblemen te oplossen
Maxtor SATA schijven hebben compatibiliteitsproblemen met o.a. nForce4, neem ander merk HDD
probeer evt de RAID array te verwijderen en opnieuw te aanmaken
installeer Windows op een IDE schijf, installeer de SATA drivers en Ghost dan naar SATA