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串口硬盘

串口硬盘的SATA接口串口硬盘的SATA接口
使用SATA(Serial ATA)接口的硬盘又叫串口硬盘。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式,串行ATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。
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串口硬盘串口硬盘
串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说,就具有非常多的优势。首先,Serial ATA以连续串行的方式传送数据,一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。实际上,Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作,分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据,同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次,Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s,这比目前最新的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高,而在Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s,最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。


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Serial ATA历史
一直以来 IDE硬盘都采用并行传输模式(并行ATA),但是并行传输过程中存在一个不可避免的问题:线路间的信号会互相干扰。在传输速率比较低的情况下,存在一定的信号串扰并不会带来多大的影响,但是在高速数据传输过程中,信号串扰问题就显得非常突出,严重的影响着系统的稳定性。因此,在人们对硬盘传输速率要求越来越高的同时,并行ATA却显得越来越力不从心了。另外,并行ATA也存在着一些显而易见的缺点:首先,并行ATA每次传输多位数据,因此数据通道要求的数据线的数量比较多,在ATA/66以前连接硬盘的数据排线就是40线的,而ATA/66、ATA/100和最新的ATA/133的接口数据电缆则都是80线的,这样不仅接口线缆的成本提高了,而且也造成了机箱内连线复杂凌乱,空气流通受阻,散热受到影响。其次,并行ATA设计采用5V电压供电,在当今不断降低电压、减小功耗的趋势下,这也是需要改进的。

在并行 ATA性能提升后劲不足的情况下,2000年2月Intel在IDF(Intel Developer Forum——Intel开发者论坛)上,首次提出了串行ATA(Serial ATA)的技术构想,并专门成立了Serial ATA标准的官方工作组(Serial ATA Working Group)。 2000年12月18日,Serial ATA工作组公布了Serial ATA草案1.0版。
2001年8月,Seagate在IDF Fall 2001大会上宣布了Serial ATA 1.0标准,Serial ATA规范正式确立。在1.0版规范中规定的Serial ATA数据传输速度为150MB/s,比目前主流的并行 ATA标准ATA/100高出50%,比最新的ATA/133还要高出约13%。而且随着未来后续版本的发展,其接口速率还可扩展到2X和4X(300MB/s和600MB/s)。从其发展计划来看,未来Serial ATA的也将通过提升时钟频率来提高接口传输速率。

串行和并行
串行 ATA比并行ATA快
目前的并行 ATA一次可传输4个字节(4×8位)的数据,而串行ATA每次传输的数据只有一位,那么为什么在高速传输过程中却要使用串行ATA呢?其实主要原因还是并行传输存在着信号串扰的问题。而串行传输就没有这个问题了,从理论上说串行传输的工作频率可以无限提高,Serial ATA就是通过提高工作频率来提升接口传输速率的。因此Serial ATA可以实现更高的传输速率,而并行ATA在没有有效地解决信号串扰问题之前,则很难达到这样高的传输速率,这也是为什么新的硬盘接口标准会采用串行传输的原因。

Serial ATA剖析
Serial ATA实现数据传输的原理相对而言是比较简单的。顾名思义,它采用的是串行数据传输方式,每一个时钟周期只传输一位二进制数据。因此,Serial ATA的接口连接线就变得非常简洁了——只需要4根线就可以实现数据传输(第1根发数据,第2根接收数据,第3根供电,第4根地线)。目前并行ATA采用80线的接口连接线,而Serial ATA的硬盘接口线则明显地要简洁得多,所以,在实际应用中,使用Serial ATA设备的机箱会更整洁一些,散热效果也相对要好一点。而且,Serial ATA传输线的成本低。
另外,由于串行传输方式不会遇到信号串扰问题,所以 Serial ATA要想提高传输速度的话,只需要提高控制芯片的工作频率即可。

serial协议
Serial ATA采用的是点对点传输协议,每一个硬盘与主机通信时都独占一个通道,系统中所有的硬盘都是对等的,因此,在Serial ATA中将不存在“主/从”盘的区别, 用户也不用再费事去设置硬盘的相关跳线了。 Serial ATA的点对点传输模式的另一个好处是,每一个硬盘都可以独享通道带宽,这对于提高性能是有好处的。
由于串行ATA与传统的并行ATA是不兼容的,对于这个问题,Serial ATA在设计的时候也着重加以考虑。目前的Serial ATA可以通过转换器与现有的并行ATA系统兼容使用。转换器能够将主板的并行ATA信号转换成串行ATA信号供Serial ATA硬盘所用,或者将主板的Serial ATA信号转换成普通并行ATA硬盘能够接收的并行ATA信号,而且这种转换器的使用方式也非常灵活。

SATA发展历程
SATA是Intel公司在IDF2000大会上推出的,该技术可以让用户拥有高效能的硬盘,却不必牺牲资料的完整性。SATA最大的优势是传输速率高。SATA的工作原理非常简单:采用连续串行的方式来实现数据传输从而获得较高传输速率。2003年发布SATA1.0规格提供的传输率就已经达到了150MB/s,不但已经高出普通IDE硬盘所提供的100MB/s(ATA100)甚至超过了133MB/s(ATA133)的最高传输速率。
SATA在数据可靠性方面也有了大幅度提高。SATA可同时对指令及数据封包进行循环冗余校验(CRC),不仅可检测出所有单bit和双bit的错误,而且根据统计学的原理,这样还能够检测出99.998%可能出现的错误。相比之下,PATA只能对来回传输的数据进行校验,而无法对指令进行校验,加之高频率下干扰甚大,因此数据传输稳定性很差。

其他
除了传输速度、传输数据更可靠外,节省空间是SATA最具吸引力之处,更有利于机箱内部的散热,线缆间的串扰也得到了有效控制。不过SATA 1.0规范存在不少缺点,特别是缺乏对于服务器和网络存储应用所需的一些先进特性的支持。比如在多任务、多请求的典型服务器环境里面SATA1.0硬盘的确会有性能大幅度下降、可维护性不强、可连接性不好等等缺点。这时,SATA2.0的出现在这方面却得到了很好的补充。

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sunny0912
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圣贤
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  • 更新时间: 2013-06-09

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