Zasilanie SATA, powód takiego wykonania wtyczki?


(Alan Elektro) #1

Witam!

Nurtuje mnie pytanie odnośnie wtyczki zasilania dysków lub napędów SATA. Moje pytanie brzmi: dlaczego ktoś stworzył tak dużą wtyczkę z taką ilością pinów? To chyba drobna pomyłka! Bo powinno być odwrotnie, kabel sygnałowy powinien być wielkości wtyczki zasilania, a obecny kabelek sygnałowy - jako kabel zasilania.

Nie rozumiem takiej podstawy projektantów, może ktoś mi wytłumaczy dlaczego tak postąpiono? Ja rozumiem że zrobiono tak aby wtyczki się odróżniały, ale przecież można zbudować wtyczkę wielkości kabelka sygnałowego, i zmodyfikować je tak aby się znacznie odróżniało.

Gdyby był odwrotnie dawało by to nowe możliwości, a nawet większą szybkość przesyłu danych.. ale nie, zbudowali coś odwrotnie, duża wtyczka zasilania, a mała sygnałowa. Po co, dlaczego ? Do zasilania dysku wystarczy kilka wat mocy, styki wcale nie muszą być bardzo "wypasiste" pod kątem przepaleń.

Pewnie projektanci zasugerowali się wielkością (średnicą) przewodów od zasilania, żółty, dwa czarne i czerwony, jak poustawiamy je obok siebie będziemy mieli dość dużą szerokość, więc zbudowali wtyczkę SATA o takiej a nie innej średnicy, a w niej masę styków, bo "może się kiedyś przyda"

A tak przy okazji tych rozważań nasunęła mi się myśl odnośnie przyszłościowych złącz. Fajnie było by gdyby zarówno zasilanie jak i sygnał szedł w jednej wtyczce, a po prostu porządne zasilanie było by dawkowane do płyty głównej. Dzięki temu zamiast masy kabli byłby tylko jeden od każdego urządzenia i jeden plik do płyty głównej. To by w zupełności wystarczyło.

Tylko jest mały problem, który jest dość denerwujący - jednostki centralne zanikają! Zamiast nich coraz więcej ludzi kupuje laptopy! Niebawem może być śmierć pecetów, a jak będą to będą wyglądać jak nettopy.


(Cedar) #2

Tu jest dość ładnie opisane:

http://www.allpinouts.org/index.php/Ser ... achment%29

Pin # Signal Name Signal Description

1 V33 3.3v Power

2 V33 3.3v Power

3 V33 3.3v Power, Pre-charge, 2nd mate

4 Ground 1st Mate

5 Ground 2nd Mate

6 Ground 3rd Mate

7 V5 5v Power, pre-charge, 2nd mate

8 V5 5v Power

9 V5 5v Power

10 Ground 2nd Mate

11 Reserved -

12 Ground 1st Mate

13 V12 12v Power, Pre-charge, 2nd mate

14 V12 12v Power

15 V12 12v Power


(Alan Elektro) #3

I widzę tutaj okropną bezsensowność. Wystarczy jedynie 5V oraz 12V, i dwie masy, -5 i -12, po co reszta? 3,3 i tak nie jest dawane z zasilacza do dysku :), piny powtarzane są aby odciążyć styki, kolejna głupota. Można było to inaczej zaprojektować.


(MaRa) #4

Dokładnie tak kiedyś rozumowano - im więcej kabli, tym większa szybkość przesyłu. Tak powstały złącza równoległe, na tej zasadzie działało stare IDE/ATA, stacji dyskietek, takie były złącza Centronics do drukarek, złącza PS/2 dla myszy i klawiatur mają bodajże 5 kabli. Jednak to ma pewne wady - grube i drogie kable.

Więc połączenia równoległe są zastępowane przez szeregowe, w których wystarczą w zasadzie 3-żyłowe kable (sygnał w jedną, sygnał w druga stronę i masa). Są cienkie, tanie i mogą mieć dużą długość (ja mam 5m USB do drukarki - widział ktoś kiedyś takiego Centronicsa :o )

Jednym z pierwszych było złącze RS-232C, miało znacznie mniejszą przepustowość (najnowsze do 115kb/s, często kilka kb/s) niż Centronics, ale kabel może być cienki i długi (nawet setki metrów dla odmiany RS-422). Jest stosowane po dziś dzień, głównie w zastosowaniach przemysłowych, gdzie szybkość nie ma większego znaczenia, ale ważna jest odporność na zakłócenia i możliwość stosowania izolacji galwanicznej pomiędzy urządzeniami (jest mostek, tzw. transoptor, który przekazuje sygnały optycznie, więc kable nie są ze sobą połączone elektrycznie).

Okazało się również, że nie można zbytnio zwiększać szybkości przesyłu przez złącza równoległe, gdyż w grę zaczynają wchodzić pojemności pomiędzy kablami, pojawiają się przesłuchy itp.

Wraz z powstawaniem coraz szybszych układów scalonych oraz lepszych kabli powstawały inne, już bardzo szybkie złącza szeregowe, jak USB, Fire-Wire, ostatnio HDMI. Prześcignęły w szybkości złącza równoległe, poza tym dzięki prostym wtyczkom mogą być podłączane podczas pracy urządzenia - w przypadku VGA, DVI, RS-232C, PS/2, Centronicsa i złączy wewnętrznych (IDE/ATA, stacji dyskietek) przed podłączeniem trzeba wyłączyć komputer :!:

W tym tkwi tajemnica małego złącza Serial-ATA.

Co do kabli zasilania. Pierwsze dyski SATA miały standardowe złącza Molex (4-pin: dwa masy, jedno +5V, jedno +12V), te same co ATA. Dopiero później zastosowano złącza zasilania SATA. W zasadzie mogły stare pozostać, to raczej moda na nowe.

Nowe mają też zalety, jak możliwość łatwego podpinania i rozłączania (z Mole-xem trzeba się siłować), i płaskie złącze - idealne np. do laptopów.

Ilość blaszek też ma swoje wytłumaczenie. Prąd jest przekazywany przez kilka blaszek równolegle, co znacznie zmniejsza rezystancję wtyku (wzór na połączenia równoległe rezystorów się kłania #-o ). Moce pobierane przez dysk są niewielkie, kilka-kilkanaście W, ale też napięcie jest niewielkie (5 i 12V), więc prądy spore (teraz kłania się wzór P[W]=U[V]*I[A]), wynoszą ok. 1-2 ampery dla każdego napięcia, a to już sporo.

Standardowy pecet będzie zanikał, lecz ma też swoje zalety, w zastosowaniach wymagających dużej wydajności i częstego korzystania z pełnej mocy obliczeniowej (gry, obróbka video, profesjonalne zastosowania, dwuprocesorowe stacje robocze) przewyższa laptopy i nettopy. To widać np. w ofercie Applle, do domu i biura jest macmini, imac, do pracy powermac. Standardowy pecet umożliwia też łatwą i tanią rozbudowę oraz naprawę, co często ma znaczenie. Można w nim montować karty rozszerzeń, co przydaje się w profesjonalnych zastosowaniach (przetworniki analogowo-cyfrowe, systemy pomiarowe, nadzór video, kontrolowanie badań i procesów przemysłowych, karty ze sprzętowym kodowaniem video itd.)

-- Dodane 28.08.2010 (So) 21:38 --

Masa jest jedna :!:

Jest na jednym przewodzie +5V, na drugim +12V, dwa przewody to masy, maja 0V (słownie: zero), napięcie to RÓŻNICA potencjałów, a tą mierzy się pomiędzy czymś a czymś. Ilość przewodów zasilania i masy powinna być taka sama, bo prąd przecież jak gdzieś płynie to musi z powrotem wypływać. Przy jednym przewodzie masy cały by nim płynął, co znacznie zwiększy jego obciążenie.

Zasilacz komputera ma jeszcze -12V i -5V (mierzone w stosunku do masy), ale z tego się współcześnie nie korzysta, było chyba dla stacji dyskietek 5.25 cala. I w złączu szeregowym RS-232C są napięcia +12V i -12V, jedynka jest przekazywana przez jedno, zero przez drugie. Duża różnica napięć (24V) zwiększa odporność na zakłócenia zewnętrzne, ale zmiesza przepustowość (z powodu długiego czas narastania i opadania sygnału).


(Alan Elektro) #5

MaRa Twoja wypowiedź mnie usatysfakcjonowała, dziękuje. Tutaj właśnie ciekawostką jest to że dyski SATA z laptopów pasują doskonale do zwykłych złącz z pecetów, to także niejako zaleta. Inne rozwiązanie (nie płaskie jak tutaj jest) zasilania zdyskwalifikowało by możliwość instalacji dysków tak uniwersalnie (laptop, pc) jak jest teraz. Mam na myśli wyżej wspomnianą możliwość podłączenia dysku z laptopa do PC.

Więc wytłumaczeniem szerokości styków jest prąd płynący przez te cieniutkie blaszki we wtyczce zasilania, oraz jego płaskość.

Tutaj też bym się czepiał że można to rozwiązać inaczej, ale moje czepianie i tak nie wpłynie na przyszłe standardy :smiley:


(MaRa) #6

Ale w standardowych komputerach oddzielnie jest zasilacz, oddzielnie płyta główna i podzespoły. Więc kable są rozdzielone.

Natomiast płyta główna nie może zasilać z prostego powodu - przez miedziane ścieżki płynąłby większy prąd, a z tym są komplikacje podczas projektowania - są cieknie (na wysokość), wiec musiałyby być szerokie.

Niektóre rzeczy zasila płyta, jak karty rozszerzeń. Ale i tak do wydajniejszych kart graficznych potrzeba dodatkowego kabla zasilana, bo złącze na płycie nie dostarczyłoby wymaganego prądu.


(Alan Elektro) #7

Tak myślałem nad tym, myślałem też o grubych ścieżkach, ale faktycznie sensu to większego nie ma, a tylko by skomplikowało proces produkcji płyty.


(MaRa) #8

Co by tu jeszcze dodać...

Otóż w kablach sygnałowych SATA nie ma czterech drutów zatopionych obok siebie w izolacji, jakby to się wydawało po ich płaskości, są jakby dwa kable koncentryczne - przewód sygnałowy w oplocie połączonym z masą. Kable koncentryczne mają pewne cechy (teoria jest trochę skomplikowana), mogą przesyłać dane z ogromnymi częstotliwościami, rzędu setek MHz i nawet GHz. Dlatego kable koncentryczne stosuje się np. do podłączenia anten. Zwykły kabel tego nie umożliwia.