硬盘接口类型IDE、SATA、SCSI、SAS、FC、SSD.docx

从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI、光纤通道和SAS五种，IDE接口硬盘多用于家用产品中，也部分应用于服务器，SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场，而光纤通道只在高端服务器上，价格昂贵。SATA是种新生的硬盘接口类型，还正处于市场普及阶段，在家用市场中有着广泛的前景。在IDE和SCSI的大类别下，又可以分出多种具体的接口类型，又各自拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口，各自的速度差异也较大。IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。IDE代表着硬盘的一种类型，但在实际的应用中，人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA-1，这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了，而其后发展分支出更多类型的硬盘接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。IDE硬盘的传输模式有以下三种：。PIO(Programmed I/O)模式的最大弊端是耗用极大量的CPU资源。以PIO模式运行的IDE接口，数据传输率达3.3MB/s(PIO mode 0)-16.6MB/s(PIO mode 4)不等。DMA(Direct Memory Access)模式分为Single-Word DMA及Multi-Word DMA两种。Single-Word DMA模式的最高传输率达8.33MB/s，Multi-Word DMA(Double Word)则可达16.66MB/s。DMA模式同PIO模式的最大区别是:DMA模式并不用过分依赖CPU的指令而运行，可达到节省处理器运行资源的效果。但由于Ultra DMA模式的出现和快速普及，这两个模式立即被UDMA所取代。Ultra DMA模式(简称UDMA)是Ultra ATA制式下所引用的一个标准，以16-bit Multi-Word DMA模式作为基准。UDMA其中一个优点是它除了拥有DMA模式的优点外，更应用了CRC(Cyclic Redundancy Check)技术，加强了资料在传送过程中侦错及除错方面的效能。自Ultra ATA标准推行以来，其接口便应用了DDR(Double Data Rate)技术将传输的速度提升了一倍，已发展到Ultra ATA/100了，其传输速度高达100MB/s。硬盘IDE接口SCSISCSI并行的英文全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来和现在PC机硬盘的主流趋势。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。使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来和现在PC机硬盘的主流趋势。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。光纤通道硬盘SATA接口光纤通道的英文拼写是Fibre Channel，和SCSI接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计，能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。 SASSAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性。SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说，二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容。在物理层，SAS接口和SATA接口完全兼容，SATA硬盘可以直接使用在SAS的环境中，从接口标准上而言，SATA是SAS的一个子标准，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘，但是SAS却不能直接使用在SATA的环境中，因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行控制；在协议层，SAS由3种类型协议组成，根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议(SSP)用于传输SCSI命令；SCSI管理协议(SMP)用于对连接设备的维护和管理；SATA通道协议(STP)用于SAS和SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下，SAS可以和SATA以及部分SCSI设备无缝结合。SAS系统的背板(Backplane)既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器，也可以连接高容量、低成本的SATA驱动器。所以SAS驱动器和SATA驱动器可以同时存在于一个存储系统之中。但需要注意的是，SATA系统并不兼容SAS，所以SAS驱动器不能连接到SATA背板上。由于SAS系统的兼容性，使用户能够运用不同接口的硬盘来满足各类应用在容量上或效能上的需求，因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性，让存储设备发挥最大的投资效益。在系统中，每一个SAS端口可以最多可以连接16256个外部设备，并且SAS采取直接的点到点的串行传输方式，传输的速率高达3Gbps，估计以后会有6Gbps乃至12Gbps的高速接口出现。SAS的接口也做了较大的改进，它同时提供了3.5英寸和2.5英寸的接口，因此能够适合不同服务器环境的需求。SAS依靠SAS扩展器来连接更多的设备，扩展器以12端口居多，不过根据板卡厂商产品研发计划显示，未来会有28、36端口的扩展器引入，来连接SAS设备、主机设备或者其他的SAS扩展器。和传统并行SCSI接口比较起来，SAS不仅在接口速度上得到显著提升(主流Ultra 320 SCSI速度为320MB/sec，而SAS才刚起步速度就达到300MB/sec，未来会达到600MB/sec甚至更多)，而且由于采用了串行线缆，不仅可以实现更长的连接距离，还能够提高抗干扰能力，并且这种细细的线缆还可以显著改善机箱内部的散热情况。2尺寸介绍编辑硬盘的尺寸和用途可分为：0.85英寸，多用于手机等便携装置中；1英寸， 多用于数码相机（CF type II接口）；1.8英寸，用于部分笔记本电脑及外置硬盘盒；2.5英寸，常用于笔记本电脑及外置硬盘盒；3.5英寸，多用于台式电脑中。采用3.5硬盘的外置硬盘盒需要外接电源；5.25英寸，多为早期之台式电脑使用。今已无厂商生产。3接口比较编辑SATA硬盘采用新的设计结构，数据传输快，节省空间，相对于IDE硬盘具有很多优势：1.SATA硬盘比IDE硬盘传输速度高。SATA可以提供150MB/s的高峰传输速率。今后将达到300 MB/s和600 MB/s。到时我们将得到比IDE硬盘快近10倍的传输速率。2.相对于IDE硬盘的PATA40针的数据线，SATA的线缆少而细，传输距离远，可延伸至1米，使得安装设备和机内布线更加容易。连接器的体积小，这种线缆有效的改进了计算机内部的空气流动，也改善了机箱内的散热。3.相对于IDE硬盘系统功耗有所减少。SATA硬盘使用500毫伏的电压就可以工作。4.SATA可以通过使用多用途的芯片组或串行并行转换器来向后兼容PATA设备。由于SATA和PATA可使用同样的驱动器，不需要对操作系统进行升级或其他改变。5.SATA不需要设置主从盘跳线。BIOS会为它按照1、2、3顺序编号。这取决于驱动器接在哪个SATA连接器上（安装方便）。而IDE硬盘需要设置通过跳线来设置主从盘。6.SATA还支持热插拔，可以像U盘一样使用。而IDE硬盘不支持热插拔。词条图册更多图册1、SATA 接口硬盘SATA是Serial ATA的缩写，即串行ATA。这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得名。SATA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。SATA接口主板2、IDE 硬盘IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展，性能也不断的提高，其拥有的价格低廉、兼容性强的特点，为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。IDE代表着硬盘的一种类型，但在实际的应用中，人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA-1，这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了，而其后发展分支出更多类型的硬盘接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。IDE接口的主板3、SCSI 接口硬盘SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。SCSI接口的主板4、光纤通道光纤通道的英文拼写是Fibre Channel，和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等注：以上资料来自己网络，后配上图片加以说明 词条图片(6张)硬盘接口技术硬盘接口中，跟普通电脑用户最贴近的当然是IDE接口，而IDE接口根据其发展历程，可以细分为并行ATA和串行ATA。并行ATA又可以分为ATA-1、ATA-2、ATA-3、ATA-4、ATA-5和ATA-6，串行ATA根据技术可进一步细分为SATA、SATA和SATA。(图)一、并行ATA接口技术 ATA-1、ATA-2、ATA-3由于技术的发展，现在均已被淘汰，市面上根本看不到相应的产品。至于ATA/33，可能还有部分用户使用的是这种接口的硬盘，这个标准将PIO-4模式下的最大数据传输率提高到了33MB/s，因此ATA/33支持最大外部数据传输率为33.3 MB/s；其后一代接口即ATA/66(即ATA-4)，它能支持的最高外部速度为66.7MB/s。相对于以前各种接口，ATA/66最大不同点是它的接口电缆，它在原有40针电缆的基础上增加了40针的地线，以进一步减小各电缆之间的电磁干扰，从而使数据传输更加稳定与可靠。ATA/100是目前市面上最常见的ATA接口，即ATA-5，也是ATA/66的后一代硬盘接口，它采用跟ATA/66一样的80针接口电缆，因此在系统升级方面非常简单容易，只需要有一块支持ATA/100主板或ATA/100适配器及一块 ATA/100硬盘即可。据ANSI公布的ATA/100标准，它能支持最大外部数据传输率为100MB/s，当然这是理论值，实际上ATA/100所能支持的最大数据传输率只有理论值的62%。在推出ATA/100之后，硬盘业出现了一个小插曲，即ATA/133的出现。由于只有迈拓一家公司在主推ATA/133，其他多家硬盘厂商如IBM、希捷、西部数据、三星、富士通等都未推出支持ATA/133接口类型的硬盘，所以虽然ATA/133被T13标准化组织写入了ATA-6标准中，但其影响力远不及ATA/100。由于 ATA/133接口类型是从ATA/100直接延续下来的，所以它保持了ATA接口一贯的技术特征，除了在接口传输率上有一定增加外，其他特征基本上都差不多。下面是ATA/133具有的几项技术特征： 将接口传输率提高到了133MB/s，相对于ATA/100接口在理论上有33%的提升； 兼容所有并行ATA设备； 在ATA/133的这些技术特征中，最重要的一点莫过于将硬盘接口所能支持的最大传输率提高到了133MB/s，这在理论上更能发挥PCI总线的性能。表1（图）是并行ATA接口的发展历史。二、串行ATA接口技术 串行ATA接口即Serial ATA接口，它与目前广泛采用的ATA/100或ATA/133等接口根本的不同在于，以前硬盘所有的ATA接口类型都是采用并行方式进行数据通信，因而统称并行ATA(Parallel ATA)。而Serial ATA是采用串行方式进行数据传输。(图)Serial ATA技术最早是由Intel公司于2000年发起的，目的是为了取代目前广泛使用的Parallel ATA接口的新型硬盘接口技术。Serial ATA 即第一个正式版，于2001年正式确立，而在2002年初，SerialATA委员会又公布了第二个正式版的Serial ATA串行