2. SATA의 소형화 규격인 mSATA
PATA (Parallel ATA)는 병렬 방식으로 개발되었으나 전송속도의 한계와 핀수 증가에 따른 신호 왜곡 및 제작에 따른 비용 문제, 마스터/ 슬레이브 채널로 나뉘어 대역폭이 제한되는 등 고성능화되는 저장장치의 한계를 극복하기 어려워짐에 따라 이를 개선한 시리얼 방식의 SATA (Serial ATA, Serial Advanced Technology Attachment)로 대체된다.
시리얼 방식의 SATA 2.5인치 SSD (데이터 + 전원 포트)
SATA 기술은 채널당 전송 대역폭이 1.5Gbps의 SATA1 규격을 거쳐 2세대인 SATA2 (3Gbps), 현재의 메인보드 칩셋이나 저장장치 컨트롤러는 대부분 3세대인 SATA3 (6Gbps)를 지원한다.
PATA가 한 채널에 두 개의 장치 대역폭을 공유하는 방식이었다면, SATA는 한 채널당 한 개의 장치만 연결하여 대역폭에 여유가 있다. 케이블 길이도 45cm로 제한되던 PATA와 달리 최대 1m까지 안정성이 보장된다.
또, 한 채널에 송신과 수신 라인을 구분하고 비동기 동작이 이루어지며, NCQ (Native Command Queuing, 하드디스크 (HDD)가 미실행 명령어를 재배치해 오버헤드를 줄이고 성능을 향상하는 기술)와 핫 플러깅을 지원한다.
mSATA 인터페이스는 지금까지 소개한 SATA 인터페이스 규격을 바탕으로 만들어져 SATA가 가진 특징을 이어받는다.
SATA 기술과 SATA3/ SATA 3.1 기술은 그것이 알고 싶다! Serial ATA! 기사와 대역폭 600MB/s, SATA3의 현재와 전망은? 기사, SATA 3.1 규격 공개, USM과 추가 스펙 지원 뉴스를 통해 소개되었으니 자세한 내용은 이를 참조하자.
mSATA는 SATA의 스몰 폼팩터 규격
mSATA는 Mini-SATA의 약자로 인텔에 의해 개발되었으나 현재는 SATA-IO를 통해 규격이 제정되고 있다. mSATA 인터페이스 개발과 SATA-IO 케이블 및 커넥터 워킹 그룹에는 인텔 (Intel), Dell, HP, Lenovo, SAMSUNG, SanDisk, STEC, 그리고 도시바 (Toshiba) 등이 참여하고 있다.
mSATA는 앞서 언급했듯이 SATA 인터페이스를 기반으로 개발되기 때문에 SATA와 밀접하게 연관된다. SATA 기술을 기반으로 PC 플랫폼보다는 스몰 폼팩터 즉 노트북이나 넷북, 타블렛PC 등의 소형화된 장치에 보다 적합하도록 만들어진 규격이다.
[소형화와 작은 규모의 장치 구현에 적합한 mSATA 인터페이스]
mSATA 인터페이스는 작은 크기의 장치에 적합하도록 표준 SATA 인터페이스의 데이터 및 전원 포트 규격을 변경해 작은 규모의 장치에 적합하도록 설계된다.
SATA 포트 규격과 달라 표준 SATA 데이터 및 전원 포트와 호환되지 않으며, mSATA 인터페이스를 적용한 장치는 주로 소형화에 적합한 Mini PCI-Express (이하, Mini-PCIe) 커넥터와 장치에 맞는 작은 크기로 제작된다.
mSATA는 SATA1과 SATA2, SATA3 모두 지원
SATA 인터페이스는 SATA1 (1.5Gbps)과 SATA2 (3Gbps) 기술을 거쳐 현재 SATA3 (6Gbps)로 발전되었다.
표준 SATA 인터페이스는 SATA3 (6Gbps)를 지원하며, 최근 SATA Revision 3.1 규격을 지원하기 시작했다. 3.1 규격에는 USM (Universal Storage Module, 가전 디지털 기기의 외장 하드디스크를 위한 도킹 규격으로 SATA 인터페이스의 장점을 바탕으로 소비자 가전 시장에서 USB 3.0 규격보다 빠른 성능 제공), mSATA, 전원 관리 및 향상된 트림 커맨드 (Queued Trim Command, SSD 동작에 영향을 주지 않고 Trim 명령어 처리), 일부 새로운 하드웨어 제어 기능이 추가된다.
또한, SATA Revision 3.1 규격에서 mSATA 슬롯이 표준 SATA 포트를 공유하고 mSATA가 설치되면 SATA 포트는 비활성화되는 향상된 자동 감지 기능을 제공한다.
mSATA 규격은 SATA-IO의 SATA Revision 2.6 규격을 준수해 SATA1와 SATA2 인터페이스를 지원해왔고 SATA Revision 3.0/ 3.1 등장으로 SATA3를 지원한다. 표준 SATA 인터페이스와 함께 소형화된 스몰 폼팩터 환경에서 SSD 장치 등이 고속의 성능을 요구하기 시작한 만큼 이에 대응할 수 있다.
[SATA3 (6Gbps) 지원하는 RunCore ProV T50 mSATA]
최근 RunCore에서 출시된 T50 시리즈 (RunCore ProV mSATA) mSATA SSD는 SATA3 지원과 샌드포스 (SandForce) SF-2281 컨트롤러를 장착해 최대 순차 읽기 550MB/s와 최대 순차 쓰기 470MB/s 속도를 제공한다.
mSATA 데이터 및 전원 포트 구성
mSATA 인터페이스 규격은 표준 SATA 인터페이스 규격과 달리 소형화된 장치에 최적화된 규격이기 때문에 이에 맞추어 SATA 데이터 및 전원 포트 구성 역시 표준 SATA 인터페이스 규격과 달라진다.
[2.5인치 SATA SSD (표준 커넥터, 데이터 + 전원 포트 구성)]
[1.8인치 SATA SSD (마이크로 SATA 커넥터, 데이터 + 전원 포트 구성)]
표준 SATA 인터페이스 규격의 데이터 및 전원 단자 규격은 ㄱ자 모양으로 표준 커넥터 (Standard Connector)이며, 일반 PC 플랫폼에 사용되는 3.5/ 2.5인치 HDD 및 SSD에서 쉽게 접하는 데이터와 전원 커넥터 구조다.
그러나 노트북 ODD나 1.8인치 HDD/ SSD 등과 작은 장치들은 일반적인 표준 커넥터와 달리 소형화되어 데이터와 전원 단자 구조가 달라지며, 이를 마이크로 SATA 커넥터 (Micro SATA Connector, uSATA)로 부른다.
[도시바 Half-Slim (표준 커넥터)/ mSATA SSD (Mini PCIe 커넥터)]
[50mm 인텔 mSATA SSD, 기가바이트 (GIGABYTE) GA-Z68XP-UD3-iSSD]
mSATA 인터페이스 규격은 표준 SATA SSD나 장치 크기로 인한 제약을 줄인 Half-Slim SSD 등과 같이 표준 SATA 인터페이스를 적용한 장치와 달리 주로 Mini PCIe 커넥터를 적용해 SATA 신호 전달 및 전원이 공급된다.
[RunCore T50 mSATA SSD, mSATA to 2.5인치 SATA 어댑터]
mSATA 인터페이스 규격을 지원하는 SSD는 표준 SATA 인터페이스로 사용할 수 있도록 전환해주는 어댑터를 이용하면 표준 SATA SSD로 이용할 수 있다. 어댑터에 따라 70mm Mini PCIe SATA SSD만 지원하는 경우도 있으며, 더 작은 50mm Mini PCIe SATA SSD (인텔 311/ 310 시리즈 SSD 등)를 지원하지 않는 경우도 있다.
또한, mSATA to 2.5인치 SATA 어댑터 외에 마이크로 SATA 커넥터 부분만 표준 커넉터로 변경해주는 어댑터와 케이블도 존재한다.
mSATA와 Mini PCIe 커넥터의 관계
mSATA 인터페이스 규격을 지원하는 SSD 등의 장치는 Mini PCIe 커넥터를 통해 SATA 신호를 전달하며, Mini PCIe 카드 커넥터와 물리적으로는 동일하다.
그러나 mSATA 인터페이스의 Mini PCIe와 일반 Mini PCIe 카드 커넥터 (무선랜 카드 등을 장착하는 인터페이스)는 전기적 호환성을 제공하지 않아 mSATA 지원 메인보드가 필요하다. 보통 메인보드의 SATA 포트 하나를 공유해 mSATA 인터페이스를 지원한다.
Mini PCIe 커넥터는 표준 PCIe 커넥터와도 전기적으로 호환되지 않으며, 노트북 및 넷북 제조사에 사용되는 SSD 장치 일부는 제조사에 따라 인터페이스의 변경이 이루어지기도 한다. 이로 인해 mSATA Mini PCIe 커넥터와 호환되지 않는 경우도 있기 때문에 호환은 제품에 따라 달라지기도 한다.
[Zotac Z68 ITX WiFi, Mini PCIe와 mSATA 콤보 슬롯 지원]
또한 일부 메인보드는 Mini PCIe와 mSATA를 동시 지원 가능한 콤보 슬롯을 제공한다. ITX 플랫폼 Zotac Z68 ITX WiFi 메인보드가 대표적이며, 콤보 슬롯에는 무선 랜카드 (Mini PCIe 카드 커넥터)가 장착되나 점퍼를 이용해 mSATA SSD도 지원한다.
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