SATAプロトコル解析システム


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SATAプロトコルアナライザ / エキササイザ / ジャマー(エラーインジェクタ)

機種名 対応規格 内容
Sierra M6-1 SATA 6/3/1.5 Gb/s* プロトコルアナライザ / ジャマー
Sierra M6-2 SATA 6/3/1.5 Gb/s プロトコルアナライザ / エキササイザ / ジャマー
Sierra M6-4 SATA 6/3/1.5 Gb/s プロトコルアナライザ / エキササイザ / ジャマー
Sierra M6-1用カスケード接続・
外部トリガ入出力用ケーブル
- ケーブルアクセサリー
Serial ATA(SATA)の概要

コンピュータにおけるストレージインタフェースはParallel ATA からSerial ATA(SATA)へと置き換わりました。 このような転換は、業界全体がシリアル・テクノロジを利用したコンピュータ通信に移行していることを意味します(例えばUSB やPCI Express)。 通信の高速化、チップセットの低電圧化、低コスト化には通信のSerial 化が重要な役割を果たしています。 SATA の仕様では、Parallel ATA のコマンドセットとの互換性が維持されるように考慮されています。 さらに、SATAではSerial Attached SCSI(SAS)規格と物理層での互換性がある小型・薄型・低コストのケーブルを使用できます。

●機能と特長

パフォーマンス: 
ストレージ容量増加や取り扱うファイルサイズの増大に伴い、旧来のParallel ATA のパフォーマンスが限界に達し、置き換わる形でSATA が普及しました。SATA は当初の1.5 Gb/s から3.0 Gb/s を経て現在では最新の6.0 G/s の高速転送をサポートするように設計されています。

低電圧:
SATA の信号通信電圧は約250mV に抑えられ(Parallel ATA は5V)、チップセットのコア電圧の低減化に対応します。

信号ピンの数: 
Parallel ATA インタフェースでは、26個の信号ピンをインタフェース・チップに差し込む必要があります。 対してSATA に必要な信号ピンは4個だけであり、各ピンが効率的に使用されるため高密度のチップに対応することができます。

ケーブル接続の効率化: 
Parallel ATA の大型リボン・ケーブルには40ピンのヘッダー・コネクタが内蔵されています。 SATA では簡素で柔軟性のあるケーブル接続スキームが採用されているため、長いケーブルを使用できるほか、シャーシ内部での通気性が向上します。

既存のソフトウェアとの互換性: 
SATA はレジスタのレベルでParallel ATA と互換性があります。 したがってSATA に移行するにあたって、既存のソフトウェアやオペレーティング・システムを変更する必要はありません。 SATA には既存のオペレーティング環境と完全な上位互換性があります。

SAS との互換性: 
SATA によって提供される重要な機能や特長の1つは、フォーム・ファクターに関してSerial Attached SCSI(SAS)とSATA 間の互換性がサポートされることです。 SATA ドライブはSAS コネクタに直接差し込むことができます。 さらにシステムによってサポートされる場合、そのSATA ドライブはSATA デバイスとして透過的に機能します。 そのためSAS コントローラーを搭載する1つのシステム内で、高いパフォーマンスを必要とする処理についてはSAS ドライブを使用し、単位容量あたりのコストを抑える必要のあるストレージ・プラットフォームではSATA ドライブを使用するといったシステム構成が可能になります。 

●アーキテクチャ

SATA は全二重プロトコルです。バスを経由する各デバイスから継続的に信号が流れます。デバイスとホストは伝送(TX)と受信(RX)を同時に実行します。

このような両方向のトラフィック・パターンによって、バス折衝の負荷が回避されます。

データ特性とプリミティブ: 
プリミティブはSATA プロトコルの最も単純な構成要素です。プリミティブは32bit のDWORD であり、シリアル回線機能(X_RDY、CONTなど)の 制御に使用されます。これらの「ハンドシェイク」機能とフロー制御信号のほかに、プリミティブはユーザー・データを区切って「フレーム」を作成するときにも使用されます。 

フレーム情報構造(FIS): 
フレームとはホストとデバイス間で交換される情報単位のうち、それ以上細かく分割できない情報単位を指します。フレームを形成する要素は、SOFプリミティブ、フレーム情報構造(FIS:Frame Information Structure)、FIS の内容に基づいて計算されるCRC(Cyclic Redundancy Check)コード、EOF プリミティブです。FIS はフレームのうちユーザーが定義するデータ部分です。上記で説明したように、フレームはホストとデ バイス間で情報を交換するためのDWORD の集合です。


●プロトコルのロードマップ

SATA は当初、デスクトップPC や家電製品をターゲットとする次世代ストレージ・インタフェースとして設計されました。しかしながら、ストレージ業界では、特に費用効率が重視される分野(サーバーやネットワーク・ストレージなど)において、SATA の機能が圧倒的に有利であるという認識が生まれました。それ以降、SATA の適用分野を広げるための機能や特性がSATA の開発計画に追加されてきました。

SATA に対する拡張: 
2002年後半にSerial ATA-II Phase 1が完成し、DMA(Direct Memory Access)やタグ付きコマンド・キューなどの高度な機能がSATA に追加されました。 これらの高度な機能はマルチユーザー環境におけるSATA のパフォーマンスを向上させることを目的としており、デバイスのレベルで適用の有無を選択できます。
 

参考資料:

  • Intel Development Labs
  • SATA Specification 1.0 Copyright 2001
  • SATA Working Group

関連リンク:

 

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