Interface Serial ATA para Discos Rígidos

A grande vantagem do SATA é o fim os flat cables, o que melhora a circulação interna do ar. O SATA também funcionará em aplicações RAID do novo conector Serial ATA. A parte mais visível: uma redução de 40 para apenas sete pinos nos cabos SATA.

Introdução

Do mesmo modo que a interface paralela IEEE 1284, vulgarmente conhecida como porta de impressora, perdeu espaço para os novos padrões seriais como USB e FireWire como padrão de comunicação entre dispositivos externos, chegou a vez da interface IDE ATA abrir espaço para seu sucessor, o novo padrão Serial ATA, ou simplesmente SATA. A primeira aplicação prática dessa tecnologia, interligando um disco rígido da Seagate a um PC, foi apresentada no início de 2002 durante o Intel Developers Forum e as primeiras versões comerciais devem chegar ao mercado ainda neste semestre, inclusive no Brasil, onde empresas como a própria Seagate já estão se preparando para lançar o produto.

Numa época em que o ritmo de atualização de certos componentes de um computador, como placas de vídeo e processadores, são medidos em meses é impressionante saber que a interface IDE/ATA (abreviação de Integrated Drive Electronics/AT Attachment) tem mais de 20 anos de idade e possui uma infinidade de nomes que descrevem basicamente a mesma coisa: ATA, ATA/ATAPI, EIDE, ATA-2, Fast ATA, ATA-3, Ultra ATA, Ultra DMA etc. Entretanto, é tempo de olhar para um futuro no qual os bits de dados irão trafegar em fila e não mais lado a lado.

O Que é Serial ATA?

Como o próprio nome sugere, o padrão SATA baseia-se na transmissão de dados no formato serial, ao contrário do padrão atual. Isso significa que os flat cables, cabos utilizados pelas interfaces IDE/ATA, utilizam todas as suas 40 vias para enviar sinais em paralelo. De fato, no passado esse padrão até foi chamado de PATA (Parallel ATA). O problema é que tantos fios montados lado a lado estão sujeitos a vários tipos de interferência, o que torna esse meio de comunicação cada vez mais sensível à medida que sua velocidade aumenta.

Com o uso de um novo algoritmo de comunicação serial e de um simples cabo de quatro vias, cujo diâmetro não é maior que um cadarço de tênis, será possível elevar o teto máximo de transmissão de dados inicialmente para 150 MB/s e, mais à frente, para 300 MB/s e até 600 MB/s.

A Intel declarou recentemente que, pela visão da empresa, na próxima geração de arquiteturas de E/S não existirá espaço para padrões paralelos nem pseudo-seriais. A tendência é que as interfaces sejam totalmente seriais para atender às futuras necessidades de desempenho dos novos sistemas. De fato, a Intel nos últimos anos tem apoiado várias iniciativas nessa direção, algumas bem-sucedidas como o padrão USB e outras nem tanto, como o Rambus.

Diferente dos atuais padrões IDE/ATA e SCSI, as conexões deverão ser ponto a ponto para ser capazes de suportar elevadas taxas de transmissão e recepção de dados. O objetivo é que os futuros computadores sejam equipados com o menor número de pinos possíveis (reduzindo custos) e com a maior largura de banda em cada uma das interfaces.

O padrão Serial ATA é resultante de uma iniciativa da Intel com mais 67 empresas, entre elas fabricantes de discos, computadores e componentes, e nasceu da visão de que as próximas arquiteturas de computadores não serão compatíveis com os atuais padrões de comunicação e consumo de energia. Para efeito de comparação, imagine que os sinais utilizados na atual interface IDE/ATA funcionam com 5 volts enquanto as novas especificações trabalham em tensões na faixa de 250 mV.

Além disso, o padrão IDE/ATA possui algumas limitações que o mantiveram fora de certos segmentos de mercado como o de servidores, que ainda preferem o bom e velho padrão SCSI, não apenas por causa da maior largura de banda, confiabilidade e menor tempo de acesso, mas pelo fato de o padrão IDE/ATA ser uma interface pouco flexível não permitindo, por exemplo, a troca de um periférico com o computador ligado, o que é chamado de hot-swap.

Esse problema será resolvido no SATA com o auxílio do sistema operacional. O procedimento de troca será semelhante ao que acontece hoje quando retiramos um cartão PCMCIA de um notebook: utiliza-se um applet que desativa o dispositivo por software, permitindo sua remoção segura. Por essas características, os dispositivos compatíveis com o novo barramento também serão totalmente "plug and play", podendo ser configurados por software. O SATA incorporará esses recursos a um preço mais acessível, além de oferecer um sistema de verificação de dados mais eficiente de modo a torná-lo mais confiável.

Cabos Chatos

Em termos práticos, outra grande vantagem do Serial ATA é o fim da confusão de fios e cabos dentro do computador. Nos dias de hoje, os flat cables mais comuns (na forma de fita) são pouco flexíveis e quando mal posicionados no interior do gabinete (quando não socados para dentro como numa mala cheia de roupas), além de bloquear o acesso aos componentes da placa-mãe, ainda podem dificultar a circulação de ar no interior do gabinete, aumentando a temperatura interna do sistema.

Além disso, com a eliminação dos flat cables, os projetistas de hardware terão liberdade para desenvolver novos tipos de gabinetes cujo desenho seria impossível com os uso dos cabos convencionais.

Uma das preocupações do grupo de desenvolvimento do Serial ATA é que o processo de transição da velha tecnologia para a nova seja a menos traumática possível. A princípio, a implementação da interface será feita por meio de placas de expansão e os discos rígidos convencionais poderão ser usados com adaptadores. Empresas como a HighPoint Technologies já dispõem de uma linha completa de chipsets para interfaces padrão SATA que estão sendo montadas em placas PCI ou diretamente nas placas-mãe mais recentes do mercado. Existirão adaptadores que serão instalados na porta de comunicação de um disco padrão IDE/ATA de modo que ele possa trabalhar com SATA.

Com esse novo padrão, deixarão de existir os conceitos de unidades primária e secundária ligadas no mesmo barramento. Apesar disso, acredita-se que, mais por hábito do que por necessidade, o SATA terá quatro conexões para acomodar o mesmo número de periféricos que a atual interface. Vale a pena observar também que, ao contrário de outros padrões emergentes como o USB 2.0 ou IEEE 1394, as aplicações do SATA estarão restritas aos dispositivos de armazenamento, não havendo intenções de expandir seu uso para outros equipamentos externos, como scanners e câmeras de vídeo.

O Futuro da Tecnologia

O SATA mal chegou ao mercado e o consórcio de empresas que apóiam essa iniciativa já anunciou novas especificações chamadas Serial ATA II (2004) e III (2007) que deverão oferecer larguras de banda de até 300 MB/s e 600 MB/s, números impressionantes se levarmos em consideração que o atual padrão IDE/ATA está em torno de 100 e 133 MB/s. Obviamente, a tecnologia de disco rígido também deverá evoluir consideravelmente para acompanhar tamanha velocidade.

Do lado o computador, o SATA II e III irão trabalhar com o suporte de um novo tipo de barramento de dados que deverá suceder o PCI – o PCI Express (conhecido antes como 3GIO), que será capaz de trabalhar com tamanho tráfego de informações. Seguindo o exemplo do SATA, o padrão SCSI também tenderá a se tornar um padrão serial: conhecido como Serial Attached SCSI (SAS) ele começará funcionando a uma velocidade de 300 MB/s, podendo chegar posteriormente a 600 MB/s.

No futuro, a tecnologia SATA também deverá chegar aos notebooks, já que o uso de cabos mais finos facilitará os projetos de portáteis. A empresa Molex já anunciou a expansão de sua linha de conectores SATA para uso em notebooks e servidores, nenhuma empresa faz isso por acaso.