SERIAL ATA (SATA)
A
. PENDAHULUAN
SATA singkatan dari Serial
Advanced Technology Attachment yang merupakan salah satu bus penyimpanan (bus
storage) digunakan untuk penghubung transfer data
antara komputer dengan
media penyimpanan. Sama seperti pendahulunya yaitu PATA,
dimana PATA bekerja secara
paralel sedangkan SATA secara serial.
Industri disk drive sedang
mengalami suatu transisi teknologi penting, dengan
Serial ATA menggantikan
Paralel ATA (Advanced Technology Attachment) yang
merupakan alat penghubung
paralel yang telah melayani dekade terakhir komputer. Alat
penghubung paralel,
seperti ATA disk adalah alat penghubung yang mempunyai
kendala untuk melaju ke kecepatan
yang lebih tinggi. Alat penghubung serial yang tidak
hanya menawarkan kecepatan
data lebih tinggi, juga kabel dan konektor yang lebih
kecil, serta menurunkan tegangan
untuk penyimpanan internal. Pada tahun 2005, Net Integration Technologies Inc. telah mencoba
mengembangkan product baru
yang akan menggantikan hard drives PATA menjadi hard drives SATA. Ada 3 hal
penting yang membedakan dari kedua teknologi tersebut,
yaitu:
1. Data transmission:
Hard drive SATA memiliki kecepatan
lebih tinggi dibandingkan dengan hard drive PATA yaitu dengan
perbandingan 150 MB/dtk banding 133 MB/dtk. Drive PATA yang berasal dari Seagate
Technology® ST160023A, 160 GB 7200 RPM, terkoneksi dengan sistem
Highpoint Technologies RocketRAID 133 controller card. Sementara Drive
SATA keluaran Seagate Technology ST160827AS, 160 GB 7200 RPM, terkoneksi dengan system Promise®
SATA150 TX4 controller
card.
2. Thermal considerations:
Drive SATA ketika pada saat
bekerja “Running” dianggap lebih panas dibandingkan dengan drive PATA,
padahal yang menyebabkan kondisi tersebut adalah letak dari drive itu
sendiri. Perbedaan suhu dari kedua perangkat tersebut
sebenarnya juga tidak
terlalu besar.
3. Hot Plug technology:
Hot plug technology ini
diterapkan pada semua drive SATA. Salah satu yang menjadi tugas penting adalah
rancangan yang mendukung untuk kabel dan konektor. Dimana kabel dan
konektor dirancang ulang untuk mendukung kondisi drive dalam keadaan
terkoneksi ataupun tidak terkoneksi. Selain itu dukungan perangkat lunak masih
dibutuhkan untuk mendeteksi drive yang akan dilepas atau dipasang kembali.
Selama ini apa yang
disebut ATA merupakan transmisi paralel. Oleh sebab itu,
dengan keluarnya Serial
ATA, ATA yang ada sebelumnya disebut juga Paralel ATA.
Perbedaan yang sangat
mencolok antara Paralel ATA dengan Serial ATA adalah
penampilan kabel keduanya.
Jika Paralel ATA memiliki kabel yang sangat lebar, sebaliknya lebar kabel
Serial ATA hanya 8 mm saja. Jauh lebih kecil dibandingkan
kabel Paralel ATA. Panjang
kabel pun berbeda, maksimal panjang kabel Paralel ATA
hanya 45 cm. Serial ATA
mampu melakukan transmisi dengan panjang kabel sampai 1
meter.
Setiap satu kabel Serial
ATA hanya dapat digunakan untuk koneksi satu buah perangkat saja. Sehingga bandwidth
transmisi dapat lebih maksimal pada Serial ATA dibandingkan Paralel ATA. Apabila
port SATA yang disediakan motherboard tidak mencukupi, maka Anda dapat
menggunakan SATA Expander.
B.
ARSITEKTUR SATA
1. Bus Design:
Serial ATA menggunakan alur sinyal
tunggal untuk mengirimkan data secara berturutan /serial (bit demi bit).
Sinyal dikirim dan kemudian alur serial yang kedua
menerima dan mengembalikan
sinyal kepada pengirim sinyal. Sebab masing-masing
alur sinyal ini adalah 2
pasang kabel yang berbeda. Bus Serial ATA terdiri dari 4
bentuk sinyal per channel.
Kontrol informasi dipancarkan sebagai urutan bit yang
singkat sehingga dapat
dibedakan dari data, format paket, atau menggunakan
pemberian sinyal dari luar
(kontrol sinyal yang dikirimkan menggunakan on/off
sinyal, hampir sama dengan
Kode morse), dan tidak memerlukan jalur transmisi terpisah.
2. Bandwidth:
aMeskipun Serial ATA
memancarkan hanya bit tunggal per clock, dan memungkinkan jalan pada kecepatan
lebih tinggi untuk mengganti kelemahan pada paralel ATA. Serial ATA pertama
kali diperkenalkan dengan bandwidth 1500Mbits/sec, atau 1.5Gbits/sec.
Sebab data disandikan menggunakan encoded 8b/10b (efisiensi penyandian
sinyal digital adalah 80% yang digunakan untuk memelihara rata-rata penyimpangan
dari sinyal itu sendiri), sehingga maksimum bandwith yang efektif adalah
150Mbytes/sec dengan perhitungan sebagai berikut:
1500MHz embedded clock
x 1 bit per clock
x 80% for 8b10b encoding
/ 8 bits per byte
= 150 Mbytes/sec
3. Timing:
Pada Serial ATA 1.5
Gbits/Sec, tingkat perpindahan data memerlukan transisi bit
dalam waktu 0.667ns. Waktu
maksimum yang digunakan menswitch waktu adalah 0.273ns.\
C.
TOPOLOGI SATA
Gambar .
Topologi SATA
D.
TRANSISI SERIAL ATA
Transisi dari Paralel ATA ke
Serial ATA dimulai tahun 2002 dengan tersediaan Serial ATA untuk controller berbasis
PCI dan Serial ATA disk drive. Tahun 2003, chipset Serial ATA pertama kali digunakan
pada PC. Serial ATA akan berlanjut untuk menggantikan Paralel ATA pada chipset
sampai keduanya saling berhubungan dengan mengkonversi ke Serial ATA untuk
analis Data dalam bentuk Gambar
Sebagian besar chipset roadmaps dari penjual seperti Intel,
VIA, DIK, ATI dan NVIDIA
mengontol transisi ini. ATA Paralel menghubungkan pada chipsets
mengkonsumsi cukup banyak
pin, toleransi kebutuhan 5V dan memerlukan banyak ruang. Dengan Serial ATA, voltase
yang secara nominal (500-600 mV) jadi lebih kompatibel dengan teknologi, yang
hanya terdapat empat pin. Pemasangan kabel dan ruang yang diperlukan adalah semua
yang jauh lebih kecil dibanding dengan ATA paralel. Lain dengan halnya Serial
ATA bermanfaat untuk pengontrolan koneksi, untuk kedepan kecepatannya akan
meningkat dan capaian yang ditambahkan akan lebih bermanfaat.
E.
KABEL DAN KONEKTOR
Gambar Jenis Kabel SATA
Secara fisik, kabel data dan kabel power SATA merupakan perubahan
yang paling yang nyata dari
Parallel ATA. Standard SATA menggambarkan suatu kabel data dengan menggunakan tujuh konduktor dan 8 mm wafer connectors di
ujung akhirnya. Kabel
SATA dapat mencapai panjang 1 m. Kabel pita PATA, hanya mampu
menggunakan 40 sampai
dengan 80 konduktor kawat dan dengan batas panjang 46 cm.
Pengurangan konduktor
membuat SATA connectors dan kabel lebih ramping dari
PATA, sehingga tidak
menghalangi sirkulasi udara di dalam casing.
SATA connector didesain
sedemikian rupa sehingga tidak dapat terbalik pada
waktu pemasangan. Hal ini
mengurangi resiko kerusakan. Standard SATA juga menspesifikasikan konektor power
catu daya yang sangat berbeda dengan yang digunakan pada PATA. Konektor
power ini menggunakan 15 pin konektor tipis. Jumlah
pin yang banyak ini
digunakan untuk menyuplai tiga tegangan jika diperlukan, yaitu 3.3
V, 5 V, dan 12 V. Setiap
tegangan disuplai oleh kumpulan 3 pin dan 6 pin sebagai
ground. Hal ini dilakukan karena pin-pin
kecil itu sendiri tidak cukup menyuplai tegangan ke perangkat. Satu pin
dari ketiga tegangan tersebut digunakan untuk hotplugging/hotswapping.
1.
SATA
DATA PINOUT
Perubahan yang paling
besar di ATA terjadi ketika pengenalan tentang Serial
ATA. Alat penghubung ini
menggunakan 7-pin kabel untuk koneksi data, dan memancarkan data secara berurutan
lebih baik dari pada paralel. Sebagai tambahan, Serial ATA juga memberikan kepada
user kemampuan untuk mengatur panas di hard drives. Kelebihan ini membuat
sistem menjadi mahal seperti Fibre Channel dan SCSI
Serial ATA dapat
mengurangi sinyal voltase dari 5 volt yang digunakan di PATA turun
menjadi 0.5 volt, dimana
ini dapat mengurangi kebutuhan tenaga listrik. Berikut ini
layout 7 pin kabel data SATA:
Keterangan:
Transmit :
Mengirim data
Receive :
Menerima data
GND : Ground
untuk kontak pertama; yang memungkinkan
terjadinya hotswap/hotplug
2. SATA
POWER CONNECTOR
Berikut ini layout 15 pin SATA power connector
yang ada di motheboard:
F. INSTALASI HARDDISK SATA
1. Kabel data SATA:
Seperti yang telah dijelaskan dan digambarkan pada bab ini bagian kabel dan konektor
SATA bahwa kabel data SATA terdiri dari 7 buah pin dengan gambar sebagai
berikut:
2. Mengetahui perbedaan kabel data
SATA dengan PATA/IDE: Seperti yang telah dibahas pada bab I mengenai ATA dan bab ini
mengenai kabel dan
konektor SATA maka harus dapat mengetahui perbedaan antara kabel data
PATA/IDE dengan SATA
seperti gambar dibawah ini:
3. Port
SATA pada Motherbord:
Tempat menancapkan atau
dipasangnya kabel data SATA seperti gambar dibawah
ini:
4.
Harddisk
SATA:
Dibawah ini gambar bagian
belakang Harddisk SATA, dimana terdapat dua power konektor. Jika memakai SATA power
konektor maka power konektor biasa tidak perlu dipakai lagi:
5. Kabel
Power SATA:
Dibawah ini gambar kabel
power SATA dimana power diambil dari power supply ATX 12V.
6. Koneksikan
Harddisk SATA ke Power dan Motherboard:
Pasang kabel data SATA ke
bagian harddisk dan motherboard, kemudian pasang kabel power dari power supply
seperti gambar di bawah ini:
7. Harddisk
IDE di konversi ke Harddisk SATA:
Harddisk IDE dapat
dikonversi ke Harddisk SATA dengan menggunakan Serial
ATA adaptor. Dimana pada
adaptor terdapat konektor power untuk adaptor dan konektor data sebagai konverter ke
SATA. Kemudian terdapat juga konektor IDE untuk menyambungkan ke harddisk
IDE. Sedangkan untuk power harddisk di ambil dari power supply dengan menggunakan
kabel power biasa, seperti kabel power harddisk IDE.
8. Jumper
Harddisk SATA:
Pada harddisk SATA
terdapat keterangan untuk konfigurasi jumper apakah harddisk
dibatasi hanya sebagai
harddisk SATA 1,5 Gb/s atau SATA 3 Gb/s. Pada gambar di
bawah ini jika harddisk
hanya akan dioperasikan memakai SATA 1,5 Gb/s maka
jumper dipasang pada pin 1
dan 2. Sedangkan harddisk untuk SATA 3 Gb/s maka penghubung jumper dilepas (kosong)
PERKEMBANGAN SATA
A. GENERASI SATA
SATA 1.5 Gb/s
Merupakan Generasi pertama
SATA port yang ada pada motherboard dalam perangkat hardware komputer
yang disebut dengan SATA/150 dan dikenal dengan SATA 1 dengan kemampuan 1,5
Gbit/s. Serial ATA menggunakan encoding 8B/10B
yang ditempatkan pada level
fisik. Dengan metode penempatan seperti itu memberikan
tingkat efisiensi hingga
80%, sehingga hasilnya rata-rata kecepatan transfer data adalah
1,2 Gbit/s atau 150 MB/s.
SATA 3.0 Gb/s
Setelah pengenalan SATA
yang pertama, dibuat standar dengan ukuran 3 Gb/s dengan tingkat signal yang telah
ditambahkan ke lapisan fisik, dan meningkatkan dua
kali pengiriman data. SATA
versi lama masih cocok (backward compatibility) dengan
SATA versi baru (SATA 3.0
Gb/s). Dalam praktek, beberapa sistem SATA yang lebih
lama tidak mendukung
kecepatan SATA baru. Sama halnya dengan SATA 1.5 Gb/s,
SATA 3.0 Gb/s mengunakan encoding
8B/10B yang menghasilkan tingkat pengiriman data menjadi 2.4 Gb/s, atau 300
MB/s. SATA 3.0 Gb/s secara luas
dikenal sebagai “Serial ATA II” (SATA II), yang kadang-kadang juga dikenal sebagai
SATA/300 atau SATA 3.0, berkelanjutan baris dari PATA/100, SATA/150 dan PATA/133.
Serial ATA mempunyai organisasi standarisasi yang bernama The Serial ATA
International Organization yang disingkat menjadi
SATA-IO.
SATA 6.0 Gb/s
SATA-IO berencana untuk
membuat suatu standard SATA 6.0 Gb/s. Secara teoritis keluarannya akan
digandakan. Harddisk konvensional tidak bisa mendekati
kecepatan ini. Standard SATA
6.0 Gb/s akan sangat bermanfaat jika dikombinasi dengan banyak port, sehingga
berbagai port tersebut dapat dihubungkan ke satu port
Serial ATA, seperti halnya
dengan solid-state drive seperti RAM disk.
B. INOVASI SATA
SATA merupakan bagian dari
bus PATA, dimana setiap peralatan memiliki kabel dan bandwith sendiri.
Ketika ada permintaan maka dibutuhkan dua nomor host
controller untuk mendukung nomor yang sama
pada alat SATA, maka pada saat pengenalan SATA ini tidak lagi suatu kelemahan yang penting.
Pengontrol yang lain bisa ditambahkan ke dalam suatu ASIC pengontrol dengan biaya yang
lebih kecil di luar penambahan
tujuh ruang signal line dan print circuit board (PCB) untuk
kumparan kabel.
Fitur SATA yang tidak dimiliki oleh PATA adalah hot-swap dan native
command queueing. Native command queueing dapat meningkatkan kecepatan akses
data pada harddisk.
Hal ini dapat terjadi karena antrian perintah yang dibangun di dalam harddisk
dapat disusun ulang
sehingga antrian pencarian data menjadi lebih efisien dan
mempengaruhi seek time dan
latency time. Untuk memudahkan transisi ke SATA, banyak pabrikan sudah
memproduksi drive
dengan penggunaan controller
yang lebih banyak dari PATA drive dan juga chip
penghubung pada logic
board
C. EKSTERNAL SATA
Produk terbaru keluaran SATA
saat ini bernama External SATA, teknologi harddisk berteknologi tinggi dan
luar biasa baik kapasitas memory maupun kecepatan akses data ini adalah hasil
pengembangan vendor Seagate HDD External dengan kapasitas 750GB pertama di dunia,
setelah mengeluarkan HDD Internal 750 GB pertama di dunia, Seagate akhirnya
mengeluarkan HDD External dengan kapasitas yang sama. Dengan kapasitas tersebut
kita bisa menyimpan 15.000 lagu digital, 15.000 foto
digital, 50 jam video, 50
game komputer dan 25 film DVD. Media ini sangat cocok
untuk backup data notebook
dan komputer PC maupun server yang memerlukan kapasitas besar.
Eksternal SATA adalah
suatu hasil pengembangan inovasi harddisk
berkecepatan tinggi dalam
penggunaan kabel data dan power untuk memudahkan pemakai dalam merancangan PC atau
mengibangi kecepatan processor dan memory
yang juga sangat cepat upgrade-nya.
Saat ini, eksternal SATA secara khusus dihubungkan dengan suatu USB atau
1394 (Firewire) menghubung ke suatu PC. Ini
adalah merupakan disk
drive yang internal pertama dalam merancang dengan suatu
ATA alat penghubung
paralel (juga mengenal sebagai suatu IDE alat penghubung/driver) yang tidak bisa
diperluas di luar PC untuk suatu koneksi eksternal.
ATA drive yang
paralel tidaklah dirancang untuk kabel eksternal, tidak bisa hotplugged,
dan akan memerlukan suatu connector
rumit dalam rancangan. Di artisitektur ekternal
SATA sangatlah kontras,
USB dan 1394 menyediakan suatu connector sederhana, kabel
serta connector merancang
untuk penggunaan eksternal, dan mengijinkan alat untuk
ditambahkan atau dipindahkan
sedang berjalan dikomputer. Ukuran harddisk 2.5" (atau lebih kecil), dimana
memerlukan hanya 5V untuk koneksi, beberapa solusi sudah menggunakan koneksi sekeliling lain
seperti USB atau
PS-2 connectors untuk menyediakan
kuasa ketujuan tertentu yaitu suatu ATA pengarah yang Serial atau Ekternal SATA.
Driver SATA eksternal yang
menggunakan port USB, merupakan driver IDE yang sama ini dengan suatu chip
konversi yang bertindak sebagai penerjemah dari ATA
untuk menghubungkan
protokol yang menggunakan pada bagian atas disk drive kepada
USB atau 1394 pada
konektor tersebut. Di dalam PC, suatu reconversion langsung
membiarkan komputer untuk
mengenali dan bertemu dengan peralatan baru ke peralatan
lain yaitu internal. Bertujuan
untuk memerlukan sistem beroperasi, yang mana adalah
secara khas disediakan
melalui suatu Arus Bolak-Balik.
Di dalam PC, suatu reconversion
serupa berlangsung, membiarkan computer untuk mengenali dan bertemu dengan
mengarahkan perangkat yang baru ke peralatan internal. Perangkat ini juga
memerlukan kuasa untuk beroperasi, yang mana secara khas
adalah disampaikan melalui
suatu Arus Bolak-Balik.
Gambar ujung kabel
konektor dan PCB eksternal SATA.
Pada dasarnya pasar
keinginan drive ATA karena dapat dikoneksikan dengan
Serial eksternal ATA yang
tidak terlalu rumit, dipertunjukkan oleh fakta bahwa
beberapa produk yang
menyediakan kemampuan ini datang untuk menjual mendahului
ATA spesifikasi kemudian
melakukan perubahan (upgrade) ke Serial eksternal ATA
yang terakhir. Beberapa
produk, awal mula dikembangkan dengan menggunakan port
SATA koneksi internal,
yang tidak menyediakan semua atribut yang diperlukan uraikan
di atas yang dirancang ke
dalam kabel yang eksternal ATA baru dan connector baru.
Sebagai hasilnya, dapat
diharapkan untuk mempercepat pertumbuhan drive disk ke
disain yang lebih
inovatif. Sebagaimana awal produk ATA menjadi Serial ATA
eksternal menggunakan
connector teknologi lain, seperti 1394 atau DB9 (standard
monitor interconnect). Hal ini dirancang untuk
mengakomodasi ATA menjadi Serial kecepatan tinggi, dan dapat menyebabkan banyak kebingungan dengan
konsumen yang boleh
berasumsi bahwa suatu jenis isyarat berbeda adalah keluaran pada atas
connector. Bayangkan
permasalahan yang akan terjadi ketika menghubungkan suatu
digital mahal yang bagian
camcorder ke suatu 1394 connector yang benar-benar
dikemudikan oleh suatu ATA
pengontrol Serial.
Gambar Penyimpanan eksternal SATA
Gambar Kabel Converter SATA ke
Eksternal SATA
D.
SATA pada Storage Area Network (SAN)
Server terkait dengan
jaringan storage yang mengakses blok data melalui SAN.
Storage array menggunakan
berbagai SATA harddisk drives dan kartu RAID yang
menyediakan saluran serat
(FC/Fibre Channel) atau iSCSI interface ke host, dan SATA
interface ke HDDs. Bentuk
jaringan ini menyediakan storage dengan biaya rendah di
dalam suatu lingkungan
SAN. Pada Storage Area Network (SAN) ini mendukung
SATA 1,5 Gb/s dan SATA 3
Gb/s
Gambar Serial ATA pada SAN
E. SATA pada Direct Attached Storage
(DAS):
Suatu server terikat
dengan suatu eksternal RAID dengan suatu Koneksi Saluran
Serat (Fibre Channel).
Fibre Channel ke Serial ATA kartu RAID yang mendukung
RAID, dengan Serial ATA
menyediakan koneksi bandwidth yang besar untuk berbagai
harddisk drives. Pada
Direct Attached Storage (DAS) ini mendukung SATA 1,5 Gb/s
dan SATA 3 Gb/s.
Gambar Serial ATA pada DAS
KESIMPULAN
Interface/penghubung (bus storage) antara
harddisk dengan prosesor terus dikembangkan dari standard ATA
yang kemudian disebut dengan Paralel ATA sampai dengan standard baru yang dapat
melebihi kecepatan transfer data USB ataupun Firewire (IEEE 1394) bahkan sudah
mendekati kecepatan transfer data SCSI. Standard baru ini disebut dengan Serial
ATA. Jika standard SATA 6.0Gb/s sudah ditetapkan, maka kecepatan transfer datanya
akan melampaui kecepatan transfer data SCSI yang masih merupakan perangkat dengan
kecepatan transfer data tertinggi. Kelebihan lain dari SATA yang tidak dimiliki oleh
PATA adalah hot swap dan native command
queuing. Serial ATA juga dikembangkan
sebagai interface/penghubung perangkat penyimpanan eksternal. Interface
perangkat eksternal ini menggunakan host connection.
Host connection ini dapat berupa card PCI
tambahan yang ditancapkan pada motherboard,
atau sudah built in di motherboard; tergantung dari vendor pembuat
motherboard. Host connection ini dapat
juga berupa card PCMCIA untuk notebook.
Sehinga pengguna dapat menyimpan
data-data yang sangat besar seperti data-data audio
ataupun video.
Dilihat pada hasil grafik
roadmap bahwa penggunaan SATA akan terus meningkat dan memungkinkan
teknologi PATA tidak dipakai lagi untuk masa yang akan data karena teknologi PATA
sudah tidak memungkinkan untuk mengimbangi kecepatan komputer yang berkembang
dengan sangat cepat sehingga harus membutuhkan akses dan transfer
data yang sangat cepat juga.