Velocidad de transferencia de datos de dispositivos de un PC (2ª parte)


En la primera parte de esta entrada vimos los puertos ISA, PCI, AGP y PCIe, ahora veremos los puertos de almacenamiento: ATA (Modo PIO), ATA (Modo DMA/UDMA), Serial ATA (SATA), SCSI y SAS.

  • Puerto ATA con Modo PIO (Programmed Input Output, Entrada y Salida Programada): Esta conexión esta totalmente anticuada (de hecho ni siquiera se usa actualmente); existen varios tipos:
    • PIO-0 (hasta 3,3 MB/seg en discos duros de unos 100 MB).
    • PIO-1 (hasta 5,3 MB/seg en discos duros de menos de 400 MB)
    • PIO-2 (hasta 8,3 MB/seg en discos de menos de 400 MB).
    • PIO-4 (hasta 16,6 MB/seg)

Sin embargo actualmente se pueden ver algunos dispositivos IDE en modo PIO (cada vez es más raro), el mayor problema de esta conexión no esta en su baja tasa de transferencia (un máximo de 16,6 MB/seg del PIO-4) sino en que para transferir un archivo de un sitio a otro (ej: entre un lector de CDs y un disco duro) es necesario que el procesador (CPU) supervise la operación reduciendo el rendimiento, esto se soluciono con la implementación del DMA (Acceso Directo a Memoria) que liberaba a la CPU de esta “supervisión”. Un problema que suele presentarse en Windows es que el modo DMA puede desactivarse en caso de errores y por lo tanto el ordenador va mas lento de ahí la importancia de tener activado el modo DMA (Más información en Conozca su Hardware).

  • Puerto IDE/ATA con modo DMA/UDMA: Es el sustituto del Modo PIO, el Modo DMA/UDMA permite un mayor rendimiento, de esta norma existen varios tipos:
    • UDMA33/ATA33 (hasta 33 MB/seg), utiliza un cable IDE de 40 hilos y 40 contactos.
    • UDMA66/ATA66 (hasta 66 MB/seg), emplea un cable IDE de 80 hilos (40 de ellos son para reducir las interferencias) y 40 contactos.
    • UDMA100/ATA100 (hasta 100 MB/seg)  usa un cable IDE de 80 hilos y 40 contactos.
    • UDMA133/ATA133 (hasta 133 MB/seg), hace uso de un cable de 80 hilos y 40 contactos.

Todas estas velocidades son máximas teóricas, es decir que el bus da hasta “n” MB/seg pero el dispositivo conectado no tiene porque dar esa tasa de transferencia, de hecho los discos duros más actuales IDE de 7.200 Rpms y 8/16 MB de búfer tienen unos 40 MB/seg aproximadamente de tasa de transferencia sostenida (ningún disco IDE 7.200 Rpms llega ni siquiera a saturar por si mismo un bus ATA66, aunque si hay dos dispositivos seguramente si se sature sobre todo si ambos son discos duros). Una desventaja del sistema IDE es que comparte el bus con otro dispositivo (ej: Canal Primario Master y Canal Primario Slave) con lo cual la transferencia entre ambos dispositivos es más lenta, ya que el acceso a estos es de forma alterna y no simultánea. Actualmente este puerto ha sido sustituido por Serial ATA (SATA) en discos duros y próximamente en unidades ópticas (Lectores, DVD, Grabadoras DVD,…). Actualmente los discos IDE son de 5.400 Rpms (ya son difíciles de encontrar en 3,5″) y de 7.200 Rpms (no existen modelos de más Rpms), así mismo existen modelos que permiten un uso intensivo 24 / 7 (24 x 7) es decir 24 horas al día los 7 días de la semana, como por  ejemplo: Discos Maxtor Max Line III entre otros modelos (Más información en Conozca su Hardware).

  • Puerto Serial ATA (SATA ó S-ATA): es el nuevo estándar para conectar discos duros (y seguramente también se sumen las unidades ópticas en breve por las mejoras que tiene) utiliza un cable de datos de 7 hilos/contactos en lugar de los 40 hilos/contactos del ATA y un conector de alimentación de 15 pines en lugar del Molex de 4 pines (los primeros discos duros SATA tenian ambos conectores, aunque sólo se utilizaba uno de ellos); por ahora existen dos variantes :
    • Serial ATA150/SATA150 (hasta 1,5 Gbps, unos 150 MB/seg).
    • Serial ATA300/SATA300 (hasta 3 Gbps, unos 300 MB/seg).

El próximo estándar será SATA600 (hasta 6 Gbps, unos 600 MB/seg) que debe estar a punto de salir al mercado. Las características más destacables de Serial ATA son:

  1. La posibilidad de conexión/desconexión en caliente (con el ordenador encendido) como USB/Firewire de hecho en muchos casos Windows XP detecta los discos duros SATA como unidades extraíbles.
  2. Eliminación del concepto Master/Slave al tener una conexión directa desde la placa base al dispositivo, el bus de datos no es compartido como ocurre con el sistema IDE.
  3. Posibilidad de usar cables más largos (1 metro en SATA frente a los 45cm de ATA que son el máximo teórico aunque existen cables algo más largos, como SATA de 1,20 y ATA de 90cm).
  4. Formato externo, eSATA150 y eSATA300 que permite conectar unidades SATA desde el exterior del ordenador prácticamente con el mismo rendimiento que si estuvieran instalados dentro del ordenador. Los cables eSATA (external SATA) pueden llegar hasta 1,8 metros.
  5. Uso de la tecnología NCQ (Native Command Queuing) que mejora el rendimiento al reordenar las peticiones de archivos.
  6. Los discos duros SATA actuales son de 7.200 Rpms (salvo los Western Digital Raptor/Velociraptor que son los únicos SATA150 por ahora de 10.000 Rpms), al igual que en el caso de los ATA los SATA no saturan el bus de datos (los 150 ó 300 MB/seg en tasa de datos mantenida) fácilmente ya que su rendimiento esta muy próximo a los ATA, aunque es algo mejor debido a que tienen un mayor bufer e incorporan tecnología NCQ; así mismo existen modelos SATA que permiten un uso intensivo 24 / 7 (24 x 7) es decir 24 horas al día los 7 días de la semana (ej: Discos Maxtor Max Line III, Seagate Barracuda 7200.11ES, o Western Digital Raptor/Velociraptor entre otros modelos). Actualmente tambien los discos SSD (Solid State Disk, Discos de Estado Sólido basados en memorias flash) también usan los conectores SATA como sistema de conexión a placa base. Más información en: Wikipedia y Serial ATA.org).
  7. Uso de un cable de datos más aerodinámico incluso si se compara con un cable IDE/ATA redondo (Como se puede apreciar el cable SATA es mas “delgado” que el IDE lo cual mejor el flujo de aire dentro de la caja del ordenador, por eso suele decirse que son más “aerodinamicos”.), como se puede ver en esta imagen de forospyware:

cable_ide_sata

  • SCSI-320: SCSI (Small Computer System Interface) es un bus de conexión paralelo para conectar dispositivos (actualmente únicamente discos duros, aunque en su día este bus tenia dispositivos como escáner o grabadoras de CD), que permite conectar 8/16/32 dispositivos segun el tipo de conexion SCSI (el IDE admite dos dispositivos por canal, y si contamos los dos canales seria un máximo de 4 canales) teniendo en cuenta que la tarjeta SCSI se comporta como un dispositivo más lo cual haría un total de 7/15/31 dispositivos según el tipo de conexión SCSI:
    • SCSI-320 tiene una tasa máxima de 320 MB/seg.
    • SCSI-160 (Ultra-3) que es capaz de transmitir hasta 160 MB/seg).
    • SCSI Ultra-2, hasta 80 MB/seg.
    • Ultra-SCSI, hasta 40 MB/seg.
    • Además de otras revisiones anteriores con menores prestaciones.

La ventaja de este bus es que no se satura tan fácilmente como el IDE a pesar de tener varios dispositivos conectados, actualmente los discos duros SCSI son de 10.000 Rpms ó 15.000 Rpms son los más rápidos del mercado (y también los más caros); se usan en entornos profesionales donde prima el rendimiento, además permiten un funcionamiento intensivo 24 / 7 (24 x 7) es decir 24 horas al día los 7 días de la semana. El SCSI actual será sustituido por SAS (Serial Attached SCSI) dentro de un tiempo (Más información en Wikipedia en español, y en inglés).

  • SAS (Serial Attached SCSI): Es un nuevo sistema de conexión SCSI en serie que aumentara la velocidad y permitirá la conexión y desconexión en caliente (algunos discos SCSI permiten la conexión Hot-Swap al igual que los SATA), admite la conexión de hasta 16.384 dispositivos (SCSI solo admite 8/16/32 segun el tipo) y puede usar cables de hasta 8 metros. SAS utilizará el mismo conector que SATA pudiendo usar estos discos ahorrando costes para aplicaciones de pocas prestaciones, es decir que una controladora SAS admite tanto discos duros SAS como SATA, pero una controladora SATA únicamente admite discos SATA (Más información en Wikipedia en español, y en inglés).

La apariencia de los cables SCSI y SAS (Serial Attached SCSI) son similares físicamente al cable IDE (similar a SCSI) y SATA (similar a SAS), respectivamente.

En esta imagen de una Gigabyte EP-45-DS5 (Chipset Intel P45 para Socket 775/LGA 775 de algunos Pentium 4 y los Core 2 Duo/Core 2 Quad actuales) se pueden apreciar: El puerto IDE (un rectangulo de color verde (en algunas placas base hay dos puertos IDE), justo debajo de los dos disipadores de cobre) y los puertos Serial ATA (SATA), 6 de color amarillo y 4 de color morado (el numero de puertos Serial ATA puede variar de un modelo de placa base a otro, las placas más antiguas suelen tener 2 conectores SATA, mientras que lo normal actualmente es que un modelo normal tenga entre 4 y 6 conectores SATA)

ga-ep45-ds5-pci-pcie

En cuanto a los conectores SCSI y SAS (no se suelen implementar en placas base domésticas debido a su alto coste de fabricación, aunque en placas para servidores de empresa si es frecuente que se integren este tipo de conectores) se pueden apreciar por ejemplo en las controladora Adaptec SCSI Card 29320A-R con 3 conectores internos (uno Ultra-320 de 68 pines, uno Wide Ultra de 68 pines y otro Narrow Ultra de 50 pines) y otro externo (un HD de 68 pines)

adaptecscsicard29320a-r

Y la controladora Adaptec RAID 2405 que tiene un conector SAS interno (SFF-8087) MiniSAS en la parte trasera de la tarjeta:adaptecsas2405

En la siguiente entrega veremos los puertos del I/O Shield (la parte trasera de la placa base donde se estan los conectores (PS/2, Serie, Paralelo, USB, RJ-45,…) conectan los dispositivos externos como ratón, teclado, impresora,…).

5 comentarios

  1. ¿MB (MegaBytes) o Mb (MegaBits)? Lo digo porque pones MB en todo y me temo que más bien será Mb (com “b” minúscula). 3gbps no son, ni de coña, 300MB/seg, tendrás que dividir por 8 y luego multiplicar por 1024, ¿o no?.

    Y lo que no entiendo es lo de la “aerodinámica” de los cables, ¿en que influye eso??????

  2. Como bien comentas MB (son Megabytes), mientras que Mb (son Megabits), en el caso de los discos duros y sus buses de datos se miden en MB/seg (Megabyte/segundo) porque dan una idea más clara de su rendimiento, aunque para otros componentes se usan Mbps (Megabits por segundo) o Gbps (Gigabits por segundo) como es el caso de las conexiones de Red, por ejemplo Fast Ethernet funciona a 100 Mbps (unos 12,5 MB/seg), o Gigabit Ethernet que funciona a 1.000 Mbps (unos 125 MB/seg), así como las conexiones a Internet de banda ancha (ADSL/Cable) que también usan como medida de rendimiento los Mbps o Kbps (Kilobits por segundo).

    En cuanto al tema de Serial ATA, los discos duros SATA y sus buses asociados se comercializan en con esas velocidades (SATA150 y SATA300) por lo que posiblemente se deba bien a alguna conversión incorrecta por parte de los fabricantes (como ocurre con la capacidad de los discos duros donde 1 GB no son 1.024 MB sino 1.000 MB, con lo cual se pierden bastantes GB en discos duros grandes), o bien porque se tienen en cuenta las prestaciones del bus de datos en “limpio” es decir sin contar el ancho de banda que consumen los sistemas de corrección de errores y demás. Porque la conversión de:

    1,5 Gbps (Gigabits por segundo) ó 1.500 Mbps (Megabits por segundo) serian unos 187 MB/seg (porque al dividir 1.500 Mbps / 8 Bits = 187 MB/seg.).
    3 Gbps (Gigabits por segundo) ó 3.000 Mbps (Megabits por segundo) serian unos 375 MB/seg. (porque al dividir 3.000 Mbps / 8 Bits = 375 MB/seg.).
    6 Gbps (Gigabits por segundo) ó 6.000 Mbps (Megabits por segundo) serian unos 750 MB/seg. (porque al dividir 6.000 Mbps / 8 Bits = 750 MB/seg.).

    Por otra parte el tema de la “aerodinamica” de los cables SATA la he aclarado mediante una imagen que es bastante visual, pero de forma resumida se puede decir que:

    El cable IDE plano ocupa más espacio fisico.
    El cable IDE redondo ocupa menos espacio que el plano pero sigue siendo algo más grueso que un cable SATA.
    El cable SATA es más delgado que los anteriores y por lo tanto mejora el flujo de aire interno de la caja al ser más “aerodinamico”.

  3. Hola como estan, tengo un problema muy raro. hace 1 mes adquiri un quadcore Q6600 con 2 grabadoras de dvd LG Sata, disco sata WD de 500gb y 4 gb de ram. El problema es el siguiente, cuando quiero transferir una pelicula en dvd (que no esta protegida contra copia) desde cualquiera de las grabadoras al disco la transferencia es muy lenta, arranca en 3.400kb/s y demora 18 min. aprox.
    en terminar de pasar un dvd completo de 4,3gb…..pero…. y aca viene lo curioso… cuando quiero hacer lo mismo con dvd’s de datos ( tambien de 4gb ) la velocidad de transferencia arranca en 9500kb/s y llega hasta los 15600kb/s demorando tan solo 5 min…..Por Que pasa esto?…. ayuda por favor…he buscado por todos lados una respuesta a este problema y nadie sabe que puede ser….el tema es q todos los dias tengo que copiar peliculas o dvd de videos y esto me desespera. Este rpoblema lo hace con todos los software’s de copias de dvd Nero, DVDCloner, Decrypter, Shrink, etc. Aclaro que ya cambie tambien de puerto sata tanto el HD con las grabadoras y sigue igual… probe desconectando una grabadora y sigue igual….. muchas gracias

  4. Daniel probablemente eso se debe a no son tipos de datos iguales. Los datos de un juego (o un DVD con datos hecho por el usuario con documentos, programas, imagenes,…) por ejemplo en velocidad DVD son mas “rápidos” que los datos de un DVD-Video (entiendo que el DVD es de formato DVD-Video con sus carpetas Audio_TS y Video_TS, ya que un DVD con peliculas en formato AVI, MPG,… seguramente se vuelque al disco duro más rápido porque sigue siendo un DVD de “datos” no un DVD-Video), por hacer un simil es algo parecido a lo que pasaba hace tiempo con los lectores de CDs cuando volcaban datos de un CD con archivos iban más o menos rápido pero cuando se volcaba música (CD-Audio o CD-DigitalAudio/CD-DA) el volcado de datos (ripeo) era mucho mas lento.

    Ademas como bien comentas esto te ocurre independientemente del programa usado e incluso independientemente del puerto SATA que utilices por lo que el “problema” no seria causado en principio ni por el Software ni por lo puertos SATA de la placa base ya que en ambos casos el “problema” persiste por lo que lo que queda por “probar” seria la Grabadora de DVD, el problema es que cualquier Grabadora tendrá unas prestaciones similares en ripeo de DVD-Video salvo alguna excepción si es que la hay.

  5. muchas gracias por esta baliosa informacion es muy buena se an esclaresido todas la dudas q Dios te bendiga gracias

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