SATA (Serial ATA): cos'è, differenze con PATA e uso nei PC
SATA vs PATA: scopri cos'è Serial ATA, differenze, vantaggi nei PC, tipi di cavo, prestazioni e compatibilità per scegliere e aggiornare l'archiviazione del tuo sistema.
Serial ATA (SATA o Serial Advanced Technology Attachment) è uno standard per collegare dispositivi di archiviazione (hard disk, SSD) e unità ottiche a un computer. Ha sostituito gradualmente lo standard parallelo ATA/IDE, oggi chiamato PATA, soprattutto nei PC desktop e laptop grazie a vari vantaggi pratici ed elettrici.
Le differenze più evidenti tra SATA e PATA sono fisiche e funzionali:
- Tipo di segnale: SATA usa comunicazione seriale; PATA era parallelo. La trasmissione seriale semplifica il cablaggio e riduce interferenze elettromagnetiche.
- Cavi e connettori: i cavi dati SATA hanno 7 fili e un connettore sottile a 7 pin; i cavi PATA erano nastri piatti con 40 (o 80) conduttori e un connettore a 40 pin. I connettori di alimentazione SATA hanno 15 pin, mentre i dispositivi PATA usavano spesso il connettore Molex a 4 pin per l’alimentazione.
- Topologia: con SATA ogni porta della scheda madre collega un singolo dispositivo (plug‑and‑play); con PATA lo stesso cavo poteva collegare fino a due unità (master/slave), richiedendo spesso jumpers per configurarle.
- Dimensioni dei cavi e airflow: i cavi sottili di SATA migliorano il flusso d’aria all’interno del case rispetto ai ribbon PATA più ingombranti.
- Lunghezza del cavo: i cavi SATA possono arrivare fino a circa 1 metro, mentre i cavi PATA erano consigliati lunghi al massimo ~45 cm.
Velocità e generazioni: lo standard SATA si è evoluto in più versioni, principalmente conosciute come:
- SATA I (1,5 Gbit/s) ≈ 150 MB/s teorici;
- SATA II (3,0 Gbit/s) ≈ 300 MB/s teorici;
- SATA III (6,0 Gbit/s) ≈ 600 MB/s teorici.
Funzionalità avanzate: SATA ha introdotto funzionalità utili come:
- Hot‑swap (scambio a caldo) su controller e backplane che lo supportano;
- AHCI (Advanced Host Controller Interface), che abilita funzioni come il Native Command Queuing (NCQ) per migliorare l’efficienza delle operazioni su dischi meccanici;
- eSATA, una versione per collegamenti esterni ad alte prestazioni (ora meno diffusa rispetto a USB e Thunderbolt);
- mSATA e connettori SATA per form factor compatti: usati in passato per SSD a basso profilo, ma oggi molti SSD usano l’interfaccia NVMe su M.2 (PCIe) per prestazioni molto superiori.
Uso pratico: dal 2015 quasi tutti i PC desktop e laptop usano interfacce SATA per HDD, SSD e lettori/registratori ottici. Tuttavia, in ambito enterprise e server si trovano anche soluzioni alternative come SAS (Serial Attached SCSI) e, sempre più, SSD NVMe su linee PCIe per prestazioni molto più elevate. PATA resta presente solo in applicazioni industriali e in alcuni sistemi embedded legacy dove è richiesta la compatibilità con hardware più vecchio.
Consigli per chi monta o sostituisce un disco:
- Verificare se la scheda madre supporta SATA III per sfruttare al massimo un SSD moderno;
- usare cavi SATA di buona qualità e collegare l’alimentazione corretta (connettore a 15 pin);
- se si monta un SSD, considerare l’uso del controller in modalità AHCI o NVMe (se M.2 PCIe) per prestazioni ottimali;
- per backup o unità esterne moderne, preferire USB 3.x o Thunderbolt per semplicità e compatibilità, oppure eSATA se disponibile.
In sintesi: SATA ha reso più semplice e performante il collegamento delle unità di archiviazione rispetto a PATA, migliorando cablaggio, velocità e funzionalità. Negli ultimi anni però, per gli SSD ad alte prestazioni, molti sistemi stanno passando a interfacce basate su PCIe/NVMe, che offrono throughput e latenze ben superiori rispetto a SATA.
Spina SATA standard (sopra); connettori sulla scheda madre (rosso, sotto).
Un hard disk con Serial ATA collegato. Il cavo rosso a sinistra è il cavo dati, quello a destra fornisce l'alimentazione.
Tecnologia e velocità di trasferimento
I segnali elettrici trasmessi su un bus parallelo composto da diversi fili si influenzano a vicenda, se la velocità di trasferimento è aumentata. Questo fenomeno è noto come crosstalk. Un altro problema con il PATA è che la terminazione del bus non è specificata. Serial ATA usa una segnalazione differenziale a bassa tensione, che evita la maggior parte di questi problemi.
Serial ATA usa una codifica 8B/10B. Questo significa che 10 bit sono usati per trasferire 8 bit. Il primo standard SATA utilizzava una velocità di trasferimento di 1,5 GBit/secondo (o 1,2 GBit/secondo di velocità di dati utilizzabili). Questo è solo leggermente più veloce dell'ultimo standard PATA (ATA/133). Gli standard successivi hanno raddoppiato questa velocità, in quasi tutte le revisioni. Questi valori sono velocità di trasferimento, a causa della segnalazione, la velocità utilizzabile è inferiore del 25%.
Altri vantaggi sono che i cavi SATA sono molto più facili da maneggiare dei cavi PATA. Alcune unità SATA possono anche essere collegate e scollegate mentre il computer è in funzione. Questo è chiamato hot swapping. Infine, alcune unità supportano una tecnologia chiamata "Native Command Queueing". Questo significa che l'unità può riorganizzare l'ordine di ciò che le viene detto di fare in modo che venga fatto più velocemente.
Dalla prima versione, SATA è stato abbastanza veloce per i dischi rigidi. I dati devono essere letti da un certo numero di posizioni sul disco. Tra le posizioni, il dispositivo elettronico usato per la lettura e la scrittura deve essere riposizionato. Anche con le unità attuali, questo non avviene abbastanza velocemente, così che l'1,2 GBit/s rappresenta un problema.
Cavi usati per collegare le unità: Sopra, PATA, 80 fili, al centro, PATA 40 fili, sotto (blu) SATA
Revisioni
A partire dal 2016, ci sono cinque diverse revisioni dello standard SATA.
| Nome/i ufficiale/i | Chiamato anche | tasso di dati netto | |
| Gbit/s | Mbyte/s | ||
| Serial ATA 1,5 Gbit/s | SATA I | 1,20 | 150 |
| Serial ATA 3,0 Gbit/s, SATA Revisione 2.x | SATA II, SATA-300 | 2,40 | 300 |
| Serial ATA 6,0 Gbit/s, SATA Revisione 3.x | SATA III, SATA-600 | 4,80 | 600 |
| SATA Express 8,0 Gbit/s (PCIe 3.x), SATA Revision 3.2 | 7,88 | 985 | |
| SATA Express 16,0 Gbit/s (PCIe 4.0), SATA Revision 3.2 | 15,76 | 1.969 | |
SATA Express
SATA Express è una versione dello standard SATA che utilizza lo stesso protocollo del PCI Express. Le attuali unità a stato solido (SSD) sono in grado di saturare SATA III, specificato a 6 GBit/s. Per questo motivo è stato introdotto SATA Express.
Compatibilità
Le diverse versioni dello standard Serial ATA sono compatibili tra loro. Questo significa che i vecchi dispositivi possono funzionare su un controller più recente, ma supporteranno solo le caratteristiche e la velocità dello standard per cui sono stati costruiti. Allo stesso modo, i dispositivi costruiti per uno standard più recente possono funzionare su un controller più vecchio. In questo caso, il controller è il fattore limitante, e alcune delle funzioni più recenti potrebbero non essere supportate. Un controller SAS (Serial Attached SCSI) è compatibile con le unità SATA, ma un controller SATA non è compatibile con le unità SAS.
A livello del sistema operativo, i dispositivi SATA e PATA possono essere fatti sembrare uguali. A livello fisico, però, sono incompatibili.
Connettori
Per essere utilizzabili, i dispositivi che usano SATA devono essere collegati alla scheda madre. Questa è probabilmente la differenza più visibile tra SATA e PATA. Le unità SATA hanno due connettori diversi, una connessione è per trasmettere i dati e l'altra connessione è per trasmettere l'alimentazione. In alcuni casi, entrambi sono stati combinati in un unico cavo, per collegare unità esterne. Il caso normale però è che vengono usati due connettori diversi. Alcuni connettori possono essere bloccati in posizione.
Connettore di alimentazione
Connettore standard
PATA ha specificato che l'alimentazione viene trasmessa tramite un connettore Molex a 4 pin. Con SATA, questo connettore. Il connettore Molex a 4 pin è stato usato anche per alimentare le unità floppy. SATA ha cambiato questo connettore. Con SATA, il connettore di alimentazione e il connettore dati sono simili, ma il connettore di alimentazione è più largo del connettore dati. Il connettore di alimentazione standard ha 15 pin. È usato per unità standard da 3,5 pollici e 2,5 pollici.
Connettore sottile e micro
I fattori di forma più piccoli possono anche usare un connettore di alimentazione più piccolo, ha sei pin e una tacca di codifica. Per le unità più piccole, c'è un connettore con 8 pin. Una tacca di codifica fa sì che il connettore di alimentazione non possa essere collegato alla spina che trasferisce i dati.
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Un connettore di alimentazione SATA slimline a sei pin
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Il retro di un'unità ottica slimline basata su SATA
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Un disco rigido micro SATA da 1,8 pollici (46 mm) con dati numerati e pin di alimentazione sul connettore.
Connettore dati
Come per il connettore di alimentazione, ci sono diverse versioni del connettore dati, per diverse applicazioni. Il connettore standard ha 7 pin ed è usato per unità da 3.5" e 2.5". Gli altri fattori di forma più comuni sono mSATA e M.2 (o NGFF).
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Connettore standard usato per unità da 3,5" e 2,5".
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Un SSD mSATA sopra un'unità SATA da 2,5 pollici
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Confronto delle dimensioni degli SSD mSATA (a sinistra) e M.2 (dimensione 2242, a destra)
eSATA e eSATAp
eSATA è una versione di SATA utilizzata per collegare unità esterne. Le sue spine sono più robuste e i suoi cavi sono più resistenti. In questo mercato, SATA compete con altri standard, come USB o Firewire. Molte unità esterne sono unità SATA standard in un case esterno. Per poter comunicare tramite USB o Firewire, è necessaria una scheda elettronica supplementare. Questa scheda traduce tra SATA e l'interfaccia esterna. Quando si usa eSATA, non è necessaria alcuna traduzione. Usare USB o Firewire può però avere altri vantaggi.
Esiste anche una versione di eSATA chiamata eSATAp. Combina i pin dell'USB, quelli di SATA e quelli del connettore di alimentazione. Questo permette di collegare direttamente le unità SATA o USB all'esterno, con un solo cavo. Oltre ai dati, anche l'alimentazione viene trasmessa su questo cavo, quindi non è necessaria una connessione di alimentazione supplementare.
Porte SATA su un'unità: La porta corta a sinistra è usata per la trasmissione dei dati, quella lunga a destra è usata per l'alimentazione.
Cavo di alimentazione SATA standard
Domande e risposte
D: Che cos'è il SATA?
R: SATA (Serial Advanced Technology Attachment) è uno standard che è stato definito per collegare dispositivi di archiviazione o unità ottiche ad un computer.
D: Qual era lo standard utilizzato prima di SATA?
R: Lo standard più comune utilizzato in precedenza si chiamava ATA o IDE; è stato ribattezzato PATA.
D: In che cosa differiscono i cavi di SATA e PATA?
R: La differenza principale tra i due risiede nei cavi; i cavi SATA hanno sette fili, mentre i cavi PATA ne hanno 40 o 80.
D: È comune che i computer desktop utilizzino SATA?
R: Dal 2022, quasi tutti i computer desktop hanno un'interfaccia SATA.
D: Esistono computer che utilizzano ancora PATA?
R: Sì, alcuni vecchi computer utilizzano ancora PATA e sono utilizzati soprattutto per applicazioni industriali e sistemi embedded.
D: I computer portatili hanno solitamente un'interfaccia SATA?
R: No, alcuni computer portatili non hanno un'interfaccia SATA; hanno un'interfaccia M.2 NVME per collegare SSD NVME che si basano sullo standard PCIE. Alcuni computer portatili hanno anche una memoria flash incorporata.
D: I computer portatili continueranno a utilizzare SATA in futuro?
R: Molto probabilmente no; in futuro, i computer portatili (e alcuni computer) sostituiranno le loro attuali interfacce con SSD M.2 NVME invece di utilizzare SATA.
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