اتصال هارد SATA به مادربرد کامپیوتر

دیگر گمانه زنی نکنید بیایید تفاوت های بین SAS و SATA و نحوه اعمال آنها را مورد بحث قرار دهیم.
اصطلاحات فنی مهم
نیازی به گفتن نیست که یک کامپیوتر مدرن یک ماشین بسیار پیچیده است. شما می توانید سال ها معماری کامپیوتر را مطالعه کنید و هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری داشته باشید. بنابراین بیایید یک کامپیوتر را با ساده ترین عبارات ممکن توصیف کنیم.
کامپیوتر را به عنوان یک شهر بزرگ در نظر بگیرید. این شهر محله هایی دارد. این شهر دارای جاده هایی است که همه محله ها را به هم وصل می کند.
و این شهر میلیون ها نفر در آن ساکن هستند. اجازه دهید تمام محله های مهم شهر بزرگ سنت هیولت پاکارد را توصیف کنم.

1. مادربرد
   در واقع، مادربرد یک برد مدار نازک در رایانه شماست که در آن تمام سخت افزارهای حیاتی، مانند CPU و GPU، به یکدیگر متصل هستند [۱].
   اما برای درک راحت تر، مادربرد را به عنوان منطقه شهری سنت پاکارد در نظر بگیرید. این شلوغ‌ترین و پرجمعیت‌ترین بخش شهر است و محله‌های تأثیرگذار آن است.
   CPU
   ابتدا همسایگی CPU را دارید. شهرداری آنجاست. CPU کل شهر سنت پاکارد را اداره می کند و انواع دستورالعمل هایی را صادر می کند که شهر باید از آنها پیروی کند.

پردازنده گرافیکی
محله مهم دیگر GPU است. GPU مرکز خلاقانه سنت پاکارد، اساساً هالیوود این شهر است. GPU تمام تصاویری را که در مانیتور کامپیوتر شما نمایش داده می شود ایجاد می کند.

2. ذخیره سازی
   یک حومه بزرگ در حومه مادربرد واقع شده است. به آن “ذخیره سازی” می گویند. مانند حومه‌های زندگی واقعی، انباری جایی است که افراد زیادی در آن ساکن می‌شوند و زندگی آرامی دارند.
3. اتصال دهنده ها
   اتصال دهنده ها جاده های سنت پاکارد هستند. همه محله ها را به هم پیوند می دهند. در دنیای واقعی، جاده ها معمولاً از بتن یا آسفالت ساخته می شوند. در کامپیوتر، جاده ها از فلز مانند سیم مسی ساخته شده اند. ماشین ها به راحتی روی آسفالت حرکت می کنند. به همین ترتیب، الکتریسیته به آرامی روی سطوح فلزی حرکت می کند.
4. کد باینری
   کد باینری زبانی است که در سنت پاکارد صحبت می شود. این یک زبان ساده است که فقط از ۲ عدد تشکیل شده است: ۰ و ۱. همه چیز در رایانه شما – اسناد، عکس ها، فیلم ها، نرم افزارها، مرورگرهای وب، تصاویر بصری – از ترکیبی منحصر به فرد از ۰ و ۱ تشکیل شده است [۲].
5. BYTES
   بیایید در مورد افرادی که در شهر زندگی می کنند صحبت کنیم. به هر فرد «بایت» می گویند. یک بایت داده است. همه چیز در رایانه شما – دوباره اسناد، عکس ها، فیلم ها، نرم افزارها، مرورگرهای وب، تصاویر – از بایت ها تشکیل شده است.
   یک بایت در واقع چیزی بیش از یک پالس الکتریکی نیست:
   وقتی یک جریان الکتریکی در جریان باشد، عدد ۱ را دریافت می کنید
   وقتی جریان الکتریکی وجود نداشته باشد، یک عدد ۰ دریافت می کنید
   هر بایت از ۸ رقم تشکیل شده است
   فایل های کامپیوتری از هزاران – یا صدها هزار یا میلیون ها – بایت ساخته شده اند
   هر زمان که داده‌ها در اطراف رایانه پخش می‌شوند، رایانه شما یک پالس الکتریکی لرزان را در امتداد سیم‌های مسی (کانکتورها) که واحدهای سخت‌افزاری مختلف را به هم متصل می‌کنند، ارسال می‌کند. پالس هر کد باینری فایل را نشان می دهد.
6. اتوبوس کامپیوتری
   اتوبوس کامپیوتری بزرگراهی است که نقاط مختلف شهر را به هم متصل می کند. بهترین بزرگراه ها تعداد خطوط زیادی دارند. خطوط بیشتر برابر با جریان بهتر ترافیک است. همین امر در مورد اتوبوس های کامپیوتری نیز صادق است.

یکی از این بزرگراه ها در کامپیوتر شما مادربرد را با فضای ذخیره سازی متصل می کند. اینجاست که SAS و SATA وارد می شوند.

SAS و SATA

SAS و SATA هر دو بزرگراه در قیاس ما هستند. اما هر کدام کمی متفاوت ساخته شده اند و بنابراین سرعت ترافیک در هر یک متفاوت است [۳].

7. ارتباط موازی در مقابل سریال
   هر دو SAS و SATA از ارتباط سریال استفاده می کنند. ارتباط سریال به این معنی است که بزرگراه دارای خطوط شمال و جنوب (یا به شرق و غرب) است:
   داده ها را می توان از مادربرد به ذخیره سازی منتقل کرد.
   داده ها را می توان از ذخیره سازی به مادربرد منتقل کرد.
   ارتباط سریال جایگزین ارتباط موازی شد که در حال حاضر در اکثر کامپیوترها منسوخ شده است. در روزهای ارتباطات موازی، داده های ورودی و خروجی از طریق کابل های جداگانه منتقل می شد.

تصور کنید که ۲ بزرگراه داشته باشید، یکی با خطوط شمال و دیگری با خطوط جنوب، که بزرگراه ها یک مایل از یکدیگر فاصله دارند.
نکته خوب در مورد ارتباطات موازی این بود که هر بزرگراه تعداد خطوط زیادی داشت و می توانست ترافیک بیشتری را به یکباره مدیریت کند. اما مشکلاتی داشت:
کابل ها بزرگ بودند.
کابل های متعدد فضای زیادی را در داخل کامپیوتر اشغال می کردند.
مشکل بزرگ دیگری هم وجود داشت. جریان های الکتریکی میدان های مغناطیسی کوچکی ایجاد می کنند. هنگامی که دو کابل به موازات یکدیگر اجرا می شوند، میدان های مغناطیسی آنها در انتقال داده های یکدیگر اختلال ایجاد می کنند. این باعث می شود که داده ها کندتر منتقل شوند یا گاهی اوقات اصلاً ارتباط برقرار نمی شود.
ارتباط سریال این مشکلات را برطرف می کند:
کابل ها کوچکتر هستند، که به سازندگان کامپیوتر در طراحی معماری کامپیوتر انعطاف بیشتری می دهد.
کابل ها با “تقسیم کننده” ساخته شده اند که از تداخل میدان مغناطیسی جلوگیری می کند.
ارتباط سریال به درایو ذخیره اجازه می دهد تا داده های دریافتی را در صف قرار دهد. [۴]
ذخیره سازی، به طور خلاصه توضیح داده شده است
بیایید در مورد آن محله حومه شهر در حومه شهر صحبت کنیم: انبار. محله انباری محله بسیار مهمی است. تمام بایت هایی که فایل های کامپیوتر شما را تشکیل می دهند در فضای ذخیره سازی قرار دارند. اما آنها اغلب انبار را ترک می کنند.
به عنوان مثال، فرض کنید که در حال تایپ یک سند در Microsoft Word بوده اید. شما سند را در پوشه “Documents” خود ذخیره کردید. به پوشه Documents رفته و روی سند دوبار کلیک می کنید تا باز شود.
بایت هایی که سند شما را تشکیل می دهند در فضای ذخیره سازی ذخیره می شوند.
کامپیوتر به ذخیره سازی سیگنال می دهد که به بایت ها نیاز دارد.
بایت‌ها از طریق کابل‌های SAS و SATA فضای ذخیره‌سازی را ترک می‌کنند و به CPU در مادربرد می‌روند – این CPU است که Microsoft Word را اجرا می‌کند.
وقتی نوشتن برای آن روز تمام شد، فایل را ذخیره می کنید.
بایت ها در امتداد کابل های SAS یا SATA برمی گردند و دوباره وارد فضای ذخیره می شوند.
همانطور که می بینید، SAS و SATA می توانند بخشی حیاتی از فرآیندی باشند که رایانه شما برای ذخیره و بازیابی اطلاعات استفاده می کند.
SATA مخفف “پیوست فناوری پیشرفته سریال” است. پیوست فناوری پیشرفته (ATA) شکل قبلی این فناوری بود که در روزهای ارتباط موازی مورد استفاده قرار می گرفت. SATA جایگزین آن می شود.
SATA در ۲ حوزه اجرا می شود:
یک کابل SATA
کانکتورهای SATA، که کابل به آنها وصل می شود
کانکتورهای SATA را روی مادربردها و هارد دیسک‌های سازگار پیدا خواهید کرد. توجه داشته باشید که SATA به خودی خود یک درایو ذخیره سازی نیست. در عوض، درایوهای ذخیره سازی ممکن است با کانکتورهای SATA ساخته شوند.
رابط SATA با موارد زیر ساخته شده است:
۲ هادی برای ارسال داده
۲ هادی برای بازیابی داده ها
کابل های زمین بین هادی ها برای جلوگیری از تداخل
همچنین دارای یک کابل برق است که درایو حافظه داخلی را تغذیه می کند [۵].
SAS توضیح داد
SAS مخفف “Serial attached SCSI” است. SCSI (که معمولاً “scuzzy” تلفظ می شود) مخفف “رابط سیستم های کامپیوتری کوچک” است. SCSI فناوری موازی قبلی بود که SAS جایگزین آن شده است.
SAS ساختاری مشابه با SATA دارد:
۲ هادی برای ارسال داده
۲ هادی برای دریافت داده ها
کابل های زمین بین هادی ها برای کاهش تداخل
تفاوت بین SATA و SAS
اما تفاوت SAS اینجاست. در یک کابل SATA، هر ۴ سیم در یک کابل قرار می گیرند. در یک کابل SAS، ۴ سیم به ۲ کابل مختلف جدا می شوند. این فناوری موازی نیست؛ هر کابل همچنان دارای سیم ورودی و خروجی است.
چرا سیم ها را بین ۲ کابل تقسیم کنیم؟ بنابراین می توانید دستگاه های بیشتری را به یکدیگر متصل کنید. با کابل SATA فقط می توانید مادربرد و درایو ذخیره سازی را به هم متصل کنید. شما می توانید یک دستگاه توسعه دهنده را وصل کنید، اما فضای ارزشمندی در داخل رایانه شما اشغال می کند.
با یک کابل SAS، می‌توانید مادربرد را هم به یک درایو ذخیره‌سازی و هم به سخت‌افزار دیگری که دارای کانکتورهای SAS است متصل کنید.
در اینجا بزرگراه ها به صورت استعاری به نظر می رسند:
کابل SATA: لس آنجلس به سانفرانسیسکو
کابل SAS: لس آنجلس به سانفرانسیسکو یا لس آنجلس به لاس وگاس
در بزرگراه SAS می توانید به مقاصد بیشتری سفر کنید.
چرا SATA برای ذخیره سازی بهتر است
اگر ذخیره‌سازی فایل‌ها یکی از اولویت‌های شماست، باید یک رایانه یا یک هارد دیسک خارجی که از اتصالات انتقال داده SATA استفاده می‌کند، تهیه کنید. در اینجا دلیل کار ساتا برای ذخیره سازی رایانه شخصی است.
سرعت خواندن/نوشتن
زمانی که داده ها به درایو ذخیره سازی منتقل می شوند، SATA بهترین عملکرد را دارد. هنگامی که داده ها را از درایو ذخیره سازی منتقل می کند، با سرعت کمتری کار می کند.
به همین دلیل، اگر اطلاعاتی را که نیازی به استفاده منظم از آنها ندارید، ذخیره می‌کنید، SATA یک فناوری عالی در رایانه شماست. بنابراین اگر داده‌های زیادی را روی رایانه شخصی یا درایو خارجی ذخیره می‌کنید، یک رایانه شخصی یا درایوی تهیه شده با اجزای SATA را در نظر بگیرید.
گنجایش انبار
ساتا ظرفیت ذخیره سازی بسیار بالایی دارد و این دلیل دیگری است که باعث می شود یک جزء عالی در رایانه شخصی یا درایو خارجی شما ایجاد کند.
PRICE
سخت افزار SATA پیچیدگی کمتری نسبت به سخت افزار SAS دارد، بنابراین هزینه کمتری دارد. این بدان معناست که رایانه‌های شخصی و درایوهای خارجی که از فناوری ساتا استفاده می‌کنند نیز ارزان‌تر هستند [۶].
چرا SAS برای سرورها و ایستگاه های کاری بهتر است
SAS برای ۲ هدف عالی است

SES:
سرورها
ایستگاه های کاری
اگر در حال راه‌اندازی سرور برای استفاده در مجتمع اداری یا کسب‌وکار کوچک خود هستید، سرورها و هارد دیسک‌هایی را تهیه کنید که از فناوری SAS استفاده می‌کنند. اگر از رایانه خود برای کارهای فشرده مانند ویرایش ویدیو، ایجاد جلوه های بصری یا انیمیشن استفاده می کنید، SAS نیز یک جزء خوب در رایانه شما است.
به همین دلیل است که SAS برای سرورها و ایستگاه های کاری خلاق به خوبی کار می کند.
سرعت خواندن/نوشتن
SAS یک فناوری همه جانبه سریعتر از SATA است زیرا داده ها را به همان سرعتی که داده ها را به حافظه منتقل می کند، از فضای ذخیره سازی منتقل می کند. سرورها و ایستگاه های کاری به شدت به انتقال داده ها متکی هستند، بنابراین داشتن سخت افزاری که بتواند اطلاعات را با سرعتی سریع ارسال و دریافت کند، خوب است.
گنجایش انبار
SAS ظرفیت ذخیره سازی به بزرگی SATA ندارد، اما نیازی به آن ندارد. سرورها از چندین هارد دیسک مختلف استفاده می کنند، بنابراین ظرفیت ذخیره سازی جمعی همه هارد دیسک ها را خواهند داشت. و به هر حال اکثر متخصصان خلاق از چندین هارد دیسک استفاده می کنند.
PRICE
سخت افزار SAS پیچیده تر است و این باعث می شود گران تر شود. از طرف دیگر، سخت افزار SAS از SATA بادوام تر است. MTBF (میانگین زمان قبل از شکست) SATA 1.2 تا ۱.۶ میلیون ساعت است. این بدان معناست که فناوری SATA احتمالاً بیش از یک میلیون ساعت قبل از اینکه نیاز به تعویض داشته باشد کار می کند [۷].
SMART TECH
SAS با فناوری های یکپارچه ساخته شده است که آن را به ویژه برای سرورها و ایستگاه های کاری مفید می کند. هارد دیسک هایی که با کانکتورهای SAS ساخته شده اند در “محفظه های SCSI” قرار می گیرند.
محفظه SCSI قطعه ای از سخت افزار است که به هارد دیسک شما کمک می کند تا ترافیکی را که از طریق بزرگراه SAS می آید و می رود مدیریت کند. اگر خطایی در سخت افزار وجود داشته باشد، برنامه نویسی محفظه SCSI می تواند آن را پیدا کرده و گزارش کند.

RAID چیست؟

برنامه نویسی SCSI از RAID برای محافظت از شما در برابر از دست دادن داده ها استفاده می کند. وقتی با داده‌هایی کار می‌کنید که در حافظه ذخیره نشده‌اند، SCSI تضمین می‌کند که همه داده‌ها در چندین درایو وجود دارند، به طوری که اگر یک درایو از کار بیفتد، داده‌ها همچنان در دیگری وجود داشته باشد.
این فرآیند RAID (آرایه اضافی دیسک‌های مستقل) نامیده می‌شود. شما می‌توانید RAID را روی فناوری SATA نیز انجام دهید، اما در فناوری SAS کارآمدتر است زیرا SAS مدارهای بیشتری را پیوند می‌دهد. سرورها و ایستگاه های کاری آنقدر انتقال داده های موقت را انجام می دهند که داشتن فناوری با قابلیت RAID یک ضرورت است [۸].
یکی از آخرین قابلیت های SAS این است که امکان ورودی/خروجی چند مسیره (I/O) را می دهد. از آنجایی که فناوری SAS معمولاً بیش از یک قطعه مدار را به هم متصل می‌کند، در صورت خرابی بزرگراه اصلی، می‌تواند داده‌ها را از طریق بزرگراه ثانویه تغییر مسیر دهد. این ویژگی مهمی است که در سیستم های به هم پیوسته بسیار بزرگ مانند سرورها وجود دارد [۹].
عملکرد SSD برای SAS و SATA
۲ نوع اصلی از هارد دیسک وجود دارد:
هارد دیسک (HDD)
درایو حالت جامد (SSD)
یک هارد دیسک کمی شبیه یک پخش کننده ضبط به نظر می رسد. یک بازوی محرک وجود دارد که از الکترومغناطیس برای نوشتن داده ها روی یک بشقاب چرخان استفاده می کند. درایو حالت جامد فاقد قطعات متحرک است و در عوض از تراشه های کوچک برای ذخیره داده ها استفاده می کند.
کدامیک بهتر است؟ HDD ها معمولا فضای ذخیره سازی بیشتری دارند، اما SSD ها سریعتر هستند. یک هارد دیسک قبل از خواندن یا نوشتن داده ها باید منتظر بمانند تا صفحه به محل صحیح بچرخد. یک SSD هیچ قسمت متحرکی ندارد که نیاز به تراز کردن داشته باشد، بنابراین سرعت خواندن/نوشتن آن به طور یکنواخت سریعتر است [۱۰].
هر دو درایو SSD SAS و درایوهای SSD SATA سریعتر از همتایان HDD خود هستند. اگرچه آن‌ها ویژگی‌های یکسانی دارند: SATA همچنان سریع‌تر می‌نویسد، در حالی که SAS در خواندن و نوشتن مداوم داده‌ها سریع‌تر است.
برای جمع بندی همه چیز
SAS و SATA دو فناوری هستند که برای انتقال اطلاعات از مادربرد به درایو ذخیره سازی استفاده می شوند. هر سخت افزار متفاوت ساخته شده است.
SAS برای استفاده در سرورها و ایستگاه‌های کاری بهینه است زیرا دارای آرایه‌ای چندمنظوره از کانکتورها است و در خواندن و نوشتن داده‌ها در یک جلسه کامپیوتر مداوم سریع‌تر است. SATA برای اهداف ذخیره سازی بهتر است زیرا می تواند داده ها را خیلی سریع بنویسد و سخت افزار آن برای مشاغل کوچک مقرون به صرفه است.

منبع

[۱] BuildComputers.net; What is a Motherboard?

[۲] ComputerHope; Binary

[۳] Techopedia; Bus

[۴] Scottish Qualifications Authority; Serial and Parallel Communication

[۵] TechTerms; SATA

[۶] EuroVPS; The Pros and Cons of SAS vs. SATA Storage (From a Hosting Provider’s Perspective)

[۷] Diffen; SAS vs. SATA

[۸] SearchStorage; RAID (redundant array of independent disks)

[۹] WhatIs; Multipath I/O (MPIO)

[۱۰] StorageReview; SSD vs HDD