为什么 SATA 电源连接器上有这么多针脚?

为什么 SATA 电源连接器上有这么多针脚?

我刚刚查看了 SATA 光驱的电源连接器,发现它有十五别针!

然后我对旁边的数据连接器感到惊讶,它只有七个针脚。

我知道电源连接物理上只需要三个引脚:

  • +12 伏直流电
  • +5伏直流电
  • 地面

为什么他们决定使用宽度为数据连接器两倍的十五针电源连接器?

答案1

这是SATA 数据和电源引脚排列

请记住,SATA 是串行总线。这意味着数据传输只需要两条路径——TX(发送)和 RX(接收)。对于 SATA,实际上每个都有两个引脚(TX+ 和 TX-,RX+ 和 RX-);这称为双绞线并且(就像双绞线以太网一样)允许更长的线路运行,减少来自其他线路的噪音。其他数据引脚用于接地,这也有助于消除噪音。因此 SATA 不会需要更多数据引脚。

另一方面,电源提供 3.3 V、5 V、12 V 和接地。更不用说用于热插拔、活动指示和交错启动的额外引脚(并非所有连接器都有)。至于为什么有这么多?维基百科再次:

每个电压通过三个连接在一起的引脚传输,因为小触点本身无法为某些设备提供足够的电流。(每个引脚应该能够提供 1.5 A。)

答案2

我不确定这个问题是否已得到充分解答。

我本身没有答案,但我可以分享我在寻找答案的过程中所学到的知识:

给出的最佳答案 - 而且实际上唯一真正的答案是 @quack quixote 从维基百科引用的答案。

每个电压通过三个连接在一起的引脚传输,因为小触点本身无法为某些设备提供足够的电流。(每个引脚应该能够提供 1.5 A。)

在此处输入图片描述

但为什么每个都有 3 个呢?它们不能用于信号传输,您不能将一个 V+ 拉低,也不能将一个接地拉高,因为它是串联连接的。为什么不做一个更大的触点,只使用一个呢?如果你看,每个电源引脚都紧邻其朋友 -

12V-12V-12V-Gnd-Gnd-Gnd-5V-5V-5V-Gnd-Gnd-Gnd-3.3-3.3-3.3

那么,如果需要的话,为什么不消除间距并增加接触面积呢?好了!现在连接器的宽度是原来的 1/2。 12V-Gnd-5V-Gnd-3.3(或者更准确地说是 2/3)。在大多数情况下,它也不是多余的,直到适配器才分解成 3 个。

有趣的观点1-

显然,3.3v 线不再是 3.3 - 至少对于 3 个中的 2 个来说......

总而言之,对于支持可选 SATA 3.3 电源禁用 (PWDIS) 功能的产品,SATA 连接器的第三个引脚 (P3) 现在被指定为电源禁用控制引脚。如果 P3 驱动为高电平 (2.1V-3.6V),则驱动器电路的电源将被切断。如果使用旧式 SATA 连接器,则所有具有此可选功能的驱动器都不会通电。这是因为 P3 驱动为高电平将阻止驱动器通电。简单但不太优雅的解决方案是使用 4 针 Molex 至 SATA 连接器或配备符合 SATA 3.3 规范的 SATA 连接器的电源。

来源-Toms 硬件

西部数据白皮书

但等等,还有更多——

此外,根据 SATA-IO 标准组的说法,第 11 个引脚(在我写的版本中从左边数第二个接地)提供交错旋转和活动指示器 - 大概是用于闪烁的 LED 等。

在此处输入图片描述

摘自 SATA-IO 新闻稿(SATA-IO 是拥有并管理串行 ATA 规范作为开放行业标准的国际组织。):

修订版 3.3 规范的其他改进包括:

• 电源禁用:允许对 SATA 驱动器进行远程电源循环,以帮助简化数据中心的维护。

• 单引脚活动指示器和旋转控制:活动指示器和交错旋转可由同一引脚控制,增加了灵活性并为用户提供了更多选择。

• 发射机重点规范:新的发射机规范提高了在电力要求严格的环境中的互操作性和可靠性。 SATA-IO 新闻稿

您可能认为答案可以在 SATA-IO 网站上找到,但我一直找不到。遗憾的是,其中大部分内容都是付费的。也许知道这个神秘答案的人可以提供更多信息,说明其背后的思考过程。我想它会在 1.0 规范中。

关于安排的讨论:

...来自曾经的竞争对手,现在的姐妹网站:

密切相关的讨论也有一些很好的想法,如果引用不够的话。也许可以参考维基百科……?

新的 SATA 电源连接器包含更多针脚,原因如下:

除了传统的 5 V 和 12 V 电源外,还提供 3.3 V 电源。为了降低阻抗并增加电流能力,每个电压由三个并联引脚提供,但每组引脚中有一个用于预充电。

五个平行的引脚提供低阻抗接地连接。**

两个接地引脚和每个供电电压各一个引脚支持热插拔预充电。热插拔电缆中的接地引脚 4 和 12 最长,因此当连接器配对时,它们首先接触。驱动器电源连接器引脚 3、7 和 13 比其他引脚长,因此它们接下来接触。驱动器使用它们通过限流电阻为其内部旁路电容器充电。最后,其余电源引脚接触,绕过电阻并提供每个电压的低阻抗源。

这种两步配接过程可避免对其他负载产生故障以及 SATA 电源连接器触点可能产生的电弧或腐蚀。

引脚 11 可以起到交错旋转、活动指示、两者兼有或不发挥任何作用。

以下是引脚,供上文参考: 在此处输入图片描述

**这解释了一些其他有趣的方面,尽管我不确定 5 个并行引脚是什么意思。我猜是 5 个并行接地(6 引脚 11)。

结论

总之,唯一合理的假设是,在某些情况下,这些额外的引脚被保留下来,以便在将来提供额外的功能。也许这是通过冗余实现更好连接的想法。似乎在两个地方,都提到了并行连接是首选。我猜这可以确保至少一个引脚接触,以防止腐蚀和其他影响。当这些引脚接触表面时,实际接触面积相对较小,这可能是一种改进方法。然而,数据并非如此,但也许这不是什么大问题。我注意到我的 iPhone 连接器的一个特定引脚总是积聚黑色污垢,而其余的则完好无损。我认为这表明特定电源引脚上可能会积聚腐蚀 -我认为这是接地引脚。腐蚀的是 V+ 引脚。

附录-3.3V/电源禁用问题

我认为大多数人都是在以下情况后才来到这里-

由于拆开硬盘已经成为一种流行趋势,而且在我回答这个问题之前很久我都不知道,因此 3.3V 引脚和电源禁用问题尤为重要。许多用户拆开硬盘后发现它们在自己的电脑上根本无法工作,而在外置硬盘架上却可以工作。- 还有其他可能的原因应该排除,我读到的主要是加密。

但是,除了使用 Molex 到 SATA(或更可能是 SATA 到 Molex 到 SATA 连接器)之外,您还可以执行以下操作之一:

  • 用胶带把这三个钉子粘起来(在驱动器上)。
  • 只需将 3.3 线全部剪掉即可。(用胶带封住两端,以防止因粗心大意而导致接地(底盘)短路造成损坏)
  • 将 Molex 连接器转换为 SATA,因为 Molex 4 针连接器只有 12V 和 5V 以及 2 个接地。(对于那些只浏览这篇长文的人来说,这里重复一遍)。

您不需要它们。硬盘驱动器从不使用它们,几乎没有任何东西使用 3.3V 电源轨。电线电阻导致电压下降的影响随着电压下降而增加 - 占原始电压的百分比,因此如果设备需要 3.3V,并且通常所有设备都在其数字电路中使用 3.3V 或 5V(在较大的芯片中,热量很重要 - 1.8、1.33 和 1.0) - 只是不是来自主 PSU。但它更可靠,并且非常容易在本地板载制造。在不久的将来,我们可能只使用 12V(如视频卡/PCIe),这已被提议并且已经存在于服务器中。设备只会将电压降低到它们想要的任何电压。

答案3

电源连接器(维基百科)- 具体来说

除了传统的 5 V 和 12 V 之外,还提供第三种电压 3.3 V。

每个电压通过三个连接在一起的引脚传输,因为小触点本身无法为某些设备提供足够的电流。(每个引脚应该能够提供 1.5 A。)

因此,需要 9 个引脚来供电,尽管很少(如果有的话)驱动器使用 3.3 V 线路,另外还有几个引脚用于接地。

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