詞語解釋
SATA（Serial ATA）是一種高速的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，它可以提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更高的存儲容量。SATA技術(shù)是一種用于連接硬盤和光驅(qū)的串行接口技術(shù)，它可以提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更高的存儲容量。 SATA技術(shù)的優(yōu)點在于它可以提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度，允許更高的存儲容量，更低的電源消耗和更小的尺寸。它可以支持更多的存儲設備，并且可以支持更高的存儲容量。 SATA技術(shù)的應用非常廣泛，它可以用于連接硬盤、光驅(qū)、藍牙模塊、網(wǎng)卡、串口等設備，用于存儲、備份、傳輸和共享數(shù)據(jù)。它也可以用于連接外部存儲設備，如移動硬盤、U盤等，用于存儲和傳輸數(shù)據(jù)。 SATA技術(shù)還可以用于連接網(wǎng)絡設備，如路由器、交換機等，用于連接網(wǎng)絡設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和共享。此外，SATA技術(shù)還可以用于連接服務器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和備份，以及實現(xiàn)網(wǎng)絡訪問。 總之，SATA技術(shù)是一種高速的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，它可以提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更高的存儲容量，并且可以用于連接各種設備，用于存儲、備份、傳輸和共享數(shù)據(jù)，以及實現(xiàn)網(wǎng)絡訪問。 SATA的全稱是Serial Advanced Technology Attachment（串行高級技術(shù)附件，一種基于行業(yè)標準的串行硬件驅(qū)動器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規(guī)范。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規(guī)范，在當年的IDF Fall 大會上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0標準，正式宣告了SATA規(guī)范的確立。2002年，雖然串行ATA的相關(guān)設備還未正式上市，但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規(guī)范。SATA規(guī)范將硬盤的外部傳輸速率理論值提高到了150MB/s，比PATA標準ATA/100高出50%，比ATA/133也要高出約13%，而隨著未來后續(xù)版本的發(fā)展，SATA接口的速率還可擴展到2X和4X（300Mb/s和600Mb/s）。從其發(fā)展計劃來看，未來的SATA也將通過提升時鐘頻率來提高接口傳輸速率，讓硬盤也能夠超頻。 SATA接口需要硬件芯片的支持，例如Intel ICH5(R)、VIA VT8237、nVIDIA的MCP RAID和SiS964，如果主板南橋芯片不能直接支持的話，就需要選擇第三方的芯片，例如Silicon Image 3112A芯片等，不過這樣也就會產(chǎn)生一些硬件性能的差異，并且驅(qū)動程序也比較繁雜。 SATA的優(yōu)勢：支持熱插拔 ，傳輸速度快，執(zhí)行效率高 使用SATA（Serial ATA）口的硬盤又叫串口硬盤，是未來PC機硬盤的趨勢。Serial ATA采用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對傳輸指令（不僅僅是數(shù)據(jù)）進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４薪涌谶�具有結(jié)構(gòu)簡單、支持熱插拔的優(yōu)點。 串口硬盤是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤接口類型，由于采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)而知名。相對于并行ATA來說，就具有很多的優(yōu)勢。首先，Serial ATA以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù)，一次只會傳送1位數(shù)據(jù)。這樣能減少SATA接口的針腳數(shù)目，使連接電纜數(shù)目變少，效率也會更高。實際上，Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電纜、連接地線、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，同時這樣的架構(gòu)還能降低系統(tǒng)能耗和減小系統(tǒng)復雜性。其次，Serial ATA的起點更高、發(fā)展?jié)摿Ω�，Serial ATA 1.0定義的數(shù)據(jù)傳輸率可達150Mb/s，這比最快的并行ATA（即ATA/133）所能達到133Mb/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率還高，而在Serial ATA 2.0的數(shù)據(jù)傳輸率達到300Mb/s，最終SATA將實現(xiàn)600Mb/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率。 SATA的物理設計，可說是以Fibre Channel(光纖通道)作為藍本，所以采用四芯接線；需求的電壓則大幅度減低至250mV(最高500mV)，較傳統(tǒng)并行ATA接口的5V少上20倍！因此，廠商可以給Serial ATA硬盤附加上高級的硬盤功能，如熱插拔(Hot Swapping)等。更重要的是，在連接形式上，除了傳統(tǒng)的點對點(Point-to-Point)形式外，SATA還支持“星形”連接，這樣就可以給RAID這樣的高級應用提供設計上的便利；在實際的使用中，SATA的主機總線適配器(HBA，Host Bus Adapter)就好像網(wǎng)絡上的交換機一樣，可以實現(xiàn)以通道的形式和單獨的每個硬盤通訊，即每個SATA硬盤都獨占一個傳輸通道，所以不存在象并行ATA那樣的主/從控制的問題。 Serial ATA規(guī)范不僅立足于未來，而且還保留了多種向后兼容方式，在使用上不存在兼容性的問題。在硬件方面，Serial ATA標準中允許使用轉(zhuǎn)換器提供同并行ATA設備的兼容性，轉(zhuǎn)換器能把來自主板的并行ATA信號轉(zhuǎn)換成Serial ATA硬盤能夠使用的串行信號，目前已經(jīng)有多種此類轉(zhuǎn)接卡/轉(zhuǎn)接頭上市，這在某種程度上保護了我們的原有投資，減小了升級成本；在軟件方面，Serial ATA和并行ATA保持了軟件兼容性，這意味著廠商絲毫也不必為使用Serial ATA而重寫任何驅(qū)動程序和操作系統(tǒng)代碼。 另外，Serial ATA接線較傳統(tǒng)的并行ATA(Paralle ATA)接線要簡單得多，而且容易收放，對機箱內(nèi)的氣流及散熱有明顯改善。而且，SATA硬盤與始終被困在機箱之內(nèi)的并行ATA不同，擴充性很強，即可以外置，外置式的機柜(JBOD)不單可提供更好的散熱及插拔功能，而且更可以多重連接來防止單點故障；由于SATA和光纖通道的設計如出一轍，所以傳輸速度可用不同的通道來做保證，這在服務器和網(wǎng)絡存儲上具有重要意義。 Serial ATA相較并行ATA可謂優(yōu)點多多，將成為并行ATA的廉價替代方案。并且從并行ATA過渡到Serial ATA也是大勢所趨，應該只是時間問題。相關(guān)廠商也在大力推廣SATA接口，例如Intel的ICH6系列南橋芯片相較于ICH5系列南橋芯片，所支持的SATA接口從2個增加到了4個，而并行ATA接口則從2個減少到了1個；nVidia的nForce4系列芯片組已經(jīng)支持SATA II即Serial ATA 2.0，而且三星已經(jīng)采用Marvell 88i6525 SOC芯片開發(fā)新一代的SATA II接口硬盤，并在2005年初推出。 2007年制定了SATA2及SATA2.5標準，速度達到3000MB/s 友情提示：基于本人親身體會，發(fā)現(xiàn)SATA硬盤缺點明顯，在大多數(shù)主板上對超頻非常敏感，基本上一超頻主板就無法識別SATA硬盤，因此奉勸那些超頻玩家，買SATA硬盤時一定要確認你的主板支持鎖定PCI-E/SATA，否則很可能出現(xiàn)一超頻就無法識別硬盤的情況。 SATA拔插損壞的,一般都是不注意造成的,人為原因居多,當然也有用料太爛或者設計原因造成的,不過還是建議大家多看多細心,特別是拔有卡扣的SATA線時. 解析SATA2.0擴展規(guī)范 自2003年第二季度Intel推出支持SATA 1.5Gbps的南橋芯片(ICH5)后，SATA接口取代傳統(tǒng)PATA(并行ATA)的態(tài)勢日漸明顯。此外，SATA與現(xiàn)存于PC上的USB、IEEE1394相比，在性能和功能方面的表現(xiàn)也很突出。然而經(jīng)過一年的市場洗禮，原有的SATA 1.0/1.0a (1.5Gbps)規(guī)格遇到了一些問題。2005年SATA硬盤步入了新的發(fā)展階段。性能更強、配置更高的SATA2.0產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在市場上，而這些高性能的SATA2.0硬盤的到來無疑加速了硬盤市場的轉(zhuǎn)變。 SATA規(guī)范發(fā)展歷程 SATA是Intel公司在IDF2000大會上推出的，該技術(shù)可以讓用戶擁有高效能的硬盤，卻不必犧牲資料的完整性。SATA最大的優(yōu)勢是傳輸速率高。SATA的工作原理非常簡單：采用連續(xù)串行的方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸從而獲得較高傳輸速率。2003年發(fā)布SATA1.0規(guī)格提供的傳輸率就已經(jīng)達到了150MB/s，不但已經(jīng)高出普通IDE硬盤所提供的100MB/s(ATA100)甚至超過了133MB/s(ATA133)的最高傳輸速率。 SATA在數(shù)據(jù)可靠性方面也有了大幅度提高。SATA可同時對指令及數(shù)據(jù)封包進行循環(huán)冗余校驗（CRC），不僅可檢測出所有單bit和雙bit的錯誤，而且根據(jù)統(tǒng)計學的原理，這樣還能夠檢測出99.998%可能出現(xiàn)的錯誤。相比之下，PATA只能對來回傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行校驗，而無法對指令進行校驗，加之高頻率下干擾甚大，因此數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性很差。 除了傳輸速度、傳輸數(shù)據(jù)更可靠外，節(jié)省空間是SATA最具吸引力之處，更有利于機箱內(nèi)部的散熱，線纜間的串擾也得到了有效控制。不過SATA 1.0規(guī)范存在不少缺點，特別是缺乏對于服務器和網(wǎng)絡存儲應用所需的一些先進特性的支持。比如在多任務、多請求的典型服務器環(huán)境里面SATA1.0硬盤的確會有性能大幅度下降、可維護性不強、可連接性不好等等缺點。這時，SATA2.0的出現(xiàn)在這方面卻得到了很好的補充。 SATA2.0強在哪里 1.3Gb/s傳輸速率 在SATA2.0擴展規(guī)范中，3Gb/s被提到的頻率最高。由于SATA使用8bit/10bit編碼，所以3Gb/s等同于300MB/s的接口速率。不過，從性能角度看，3Gb/s并不能帶來多大的提升，即便是RAID應用的場合，性能提升也沒有想象的那么大。因為硬盤內(nèi)部傳輸速率還達不到與接口速率等同的程度，而且接口速率的影響也不是很大，在大多數(shù)應用中硬盤是將更多的時間花在尋道上，而不是傳輸上。接口速率的提高直接影響到的是從緩存進行讀寫的操作，所以理論上大緩存的產(chǎn)品會從3Gb/s上得到更大的好處。從現(xiàn)有情況來看，相信3Gb/s的普及速度會加快，不過市場仍會存在一個1.5Gb/s和3Gb/s的共存期。 PATA CRC原理，PATA只對數(shù)據(jù)部分進行CRC校驗 2.支持NCQ技術(shù) 在SATA2.0擴展規(guī)范所帶來的一系列新功能中，NCQ（Native Command Queuing，原生命令隊列）功能最令人關(guān)注。硬盤是機電設備，容易受內(nèi)部機械部件慣性的影響，其中旋轉(zhuǎn)等待時間和尋道等待時間就大大限制了硬盤對數(shù)據(jù)訪問和檢索的效率。 具體來說，如果磁頭停在目標磁道上方，卻錯過了起始LBA(Logical Block Addressing，邏輯塊尋址)，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)等待時間。最糟糕的情況是，硬盤將經(jīng)過旋轉(zhuǎn)一整圈的時間才能訪問起始LBA，然后再繼續(xù)從剩余的目標LBA中讀取數(shù)據(jù)。如果以LBA相對于磁頭角度位置隨機分布，那么平均旋轉(zhuǎn)等待時間是最大旋轉(zhuǎn)等待時間的一半。而尋道等待時間是讀/寫磁頭準確定位于存儲目標LBA的磁道上方所占用的時間。例如，執(zhí)行單一的讀命令時，磁頭只須訪問一條磁道，但如果有多條待執(zhí)行命令，硬盤就要訪問所有目標LBA，從而須花費大量時間。 如果對硬盤這個機械動作的執(zhí)行過程實施智能化的內(nèi)部管理，則可以大大提高整個工作流程的效率。即取出隊列中的命令，然后重新排序，以便有效地獲取和發(fā)送主機請求的數(shù)據(jù)，在硬盤執(zhí)行某一命令的同時，隊列中可以加入新的命令并排在等待執(zhí)行的作業(yè)中。如果新的命令恰好是處理起來機械效率最高的，那么它就是隊列中要處理的下一個命令。但有效的排序算法既考慮目標數(shù)據(jù)的線性位置，也考慮其角度位置，并且還要對線性位置和角度位置進行優(yōu)化，以使總線的服務時間最小，這個過程也稱作“基于尋道和旋轉(zhuǎn)優(yōu)化的命令重新排序”。 臺式PATA硬盤隊列一直被嚴格地限制為深度不得超過32級。如果增加隊列深度，可能會起到反作用——增加命令堆積風險。通常PATA硬盤接收命令時有兩種選擇：一是立即執(zhí)行命令，二是延遲執(zhí)行。對于后一種情況，硬盤必須通過設置注意標志和Service位來通知主機何時開始執(zhí)行命令，然而硬盤不能主動與主機通信，這就需要主機定期自動輪回查詢所有硬盤扇區(qū)，發(fā)現(xiàn)Service位后將發(fā)一條Service命令，才能從硬盤獲得將執(zhí)行哪一條待執(zhí)行命令的信息。而且Service位不包含任何對即將執(zhí)行命令的識別信息，所必需的命令識別信息則以標記值的形式與數(shù)據(jù)請求一同傳輸，并僅供主機用于設置DMA引擎和接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。這樣主機就不能預先掌握硬盤所設置的輔助位是哪條命令設置的，數(shù)據(jù)傳輸周期開始前也無法設置DMA引擎。這最終導致PATA硬盤效率低下。 NCQ包含兩部分內(nèi)容。一方面，硬盤本身必須有能力針對實體數(shù)據(jù)的扇區(qū)分布，對命令緩沖區(qū)中的讀寫命令進行排序，同時硬盤內(nèi)部隊列中的命令可以隨著必要的跟蹤機制動態(tài)地重新調(diào)整或排序，其中跟蹤機制用于掌握待執(zhí)行和已完成作業(yè)的情況，而命令排隊功能還可以使主機在設備對命令進行排隊的時候，斷開與硬盤間的連接以釋放總線，一旦硬盤準備就緒，就重新連接到主機，盡可能以最快的速率傳輸數(shù)據(jù)，從而消除占用總線的現(xiàn)象。另一方面，通訊協(xié)議的支持也相當重要，因為以前的PATA硬盤在傳輸數(shù)據(jù)時很容易造成中斷，這會降低主控器的效率，所以NCQ規(guī)格中定義了中斷聚集機制，相當于一次執(zhí)行完畢數(shù)個命令之后，再對主控器回傳執(zhí)行完畢的信息，改善處理隊列命令的效能。 從最早的希捷7200.7系列硬盤開始，NCQ技術(shù)應用于桌面產(chǎn)品至今已超過半年，不過目前NCQ對個人桌面應用并沒有帶來多大的性能提升，某些情況下還會引起副作用。而且不同硬盤廠商的NCQ方案存在差異，帶來的效果也不同。所以對NCQ我們要理智對待，硬盤支持固然多了一項可以提高性能的技術(shù)，但沒有也不必在意。 3.端口選擇器（Port Selector） 目前的SATA2.0擴展規(guī)范還具備了Port Selector（端口選擇器）功能。Port Selector 是一種數(shù)據(jù)冗余保護方案，使用Port Selector可使Host（主）端口的兩個獨立SATA Port連接至同一設備，以建立連接設備端的備份路徑。 Port Selector技術(shù)原理圖 簡單來說，端口選擇器就是為一個硬盤提供兩條連線連接到控制器，其中一條是冗余的（即多出來的意思）。這種設計的好處是萬一其中一條連線斷了，還有另一條可以連接。由此看來，我們不但可以用RAID防止硬盤損壞，還能用這個Port Selector來防止連接線損壞。 4.端口倍增器（Port Multiplier） SATA 1.0的一個缺點就是可連接性不好，即連接多個硬盤的擴展性不好。因為在SATA 1.0規(guī)范中，一個SATA接口只能連接一個設備。SATA的制定者們顯然也意識到了這個問題，于是他們在SATA2.0中引入了Port Multiplier的概念。Port Multiplier是一種可以在一個控制器上擴展多個SATA設備的技術(shù)，它采用4位（bit）寬度的Port Multiplier端口字段，其中控制端口占用一個地址，因此最多能輸出15個設備連接----與并行SCSI相當。Port Multiplier的上行端口只有1個，在帶寬為150MB/s的時候容易成為瓶頸，但如果上行端口支持300MB/s的帶寬，就與Ultra320 SCSI十分接近了。Port Multiplier技術(shù)對需要多硬盤的用戶很有用，不過目前提供這種功能的芯片組極少。 Port Multiplier技術(shù)原理圖 5.服務器特性 在SATA2.0擴展規(guī)范中，還增加了大量的新功能，比如防止開機時多硬盤同時啟動帶來太大電流負荷的交錯啟動功能；強大的溫度控制、風扇控制、環(huán)境管理；背板互聯(lián)和熱拔插功能等。這些功能更側(cè)重于低端服務器方面的擴展。 6.接口和連線的強化 作為一個還在不斷添加內(nèi)容的標準集合，SATA2.0最新的熱點是eSATA，即外置設備的SATA接口標準，采用屏蔽性能更好的兩米長連接線，目標為最終取代USB和IEEE 1394。在內(nèi)部接口方面，Click Connect加強了連接的可靠性，在接上時有提示聲，拔下時需要先按下卡口。這些細微的結(jié)構(gòu)變化顯示出SATA接口更加成熟和可靠。 寫在最后 SATA2.0不是特指3Gb/s或NCQ，也不是特指上述其他擴展特性。SATA2.0可以指擴展特性中的任何一個，也就是說具備上述任一個特性或組合的產(chǎn)品都可稱為SATA2.0硬盤。由于此前SATA規(guī)范非�；靵y，SATA-IO組織在2005年秋季IDF上正式發(fā)布了SATA2.5規(guī)范。但從實際情況來看，新的SATA2.5規(guī)范是SATA 1.0a規(guī)范和6個SATA 2.0擴展規(guī)范的統(tǒng)一體，它的推出只是方便了系統(tǒng)商或者硬盤生產(chǎn)商，因為大家現(xiàn)在可以用一個規(guī)范來代替現(xiàn)有的一切標準。其實，對于普通消費者來說，大家從SATA2.0或SATA2.5之類的名稱中并不能得到太多有用的信息，我們真正應當關(guān)心的是新硬盤具備哪些功能、優(yōu)勢，以確定是否值得我們?yōu)樗I單。
SATA的全稱是Serial Advanced Technology Attachment（串行高級技術(shù)附件，一種基于行業(yè)標準的串行硬件驅(qū)動器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規(guī)范。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規(guī)范，在當年的IDF Fall 大會上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0標準，正式宣告了SATA規(guī)范的確立。2002年，雖然串行ATA的相關(guān)設備還未正式上市，但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規(guī)范。SATA規(guī)范將硬盤的外部傳輸速率理論值提高到了150MB/s，比PATA標準ATA/100高出50%，比ATA/133也要高出約13%，而隨著未來后續(xù)版本的發(fā)展，SATA接口的速率還可擴展到2X和4X（300Mb/s和600Mb/s）。從其發(fā)展計劃來看，未來的SATA也將通過提升時鐘頻率來提高接口傳輸速率，讓硬盤也能夠超頻。 SATA接口需要硬件芯片的支持，例如Intel ICH5(R)、VIA VT8237、nVIDIA的MCP RAID和SiS964，如果主板南橋芯片不能直接支持的話，就需要選擇第三方的芯片，例如Silicon Image 3112A芯片等，不過這樣也就會產(chǎn)生一些硬件性能的差異，并且驅(qū)動程序也比較繁雜。 SATA的優(yōu)勢：支持熱插拔 ，傳輸速度快，執(zhí)行效率高 使用SATA（Serial ATA）口的硬盤又叫串口硬盤，是未來PC機硬盤的趨勢。Serial ATA采用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對傳輸指令（不僅僅是數(shù)據(jù)）進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴４薪涌谶�具有結(jié)構(gòu)簡單、支持熱插拔的優(yōu)點。 串口硬盤是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤接口類型，由于采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)而知名。相對于并行ATA來說，就具有很多的優(yōu)勢。首先，Serial ATA以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù)，一次只會傳送1位數(shù)據(jù)。這樣能減少SATA接口的針腳數(shù)目，使連接電纜數(shù)目變少，效率也會更高。實際上，Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電纜、連接地線、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，同時這樣的架構(gòu)還能降低系統(tǒng)能耗和減小系統(tǒng)復雜性。其次，Serial ATA的起點更高、發(fā)展?jié)摿Ω�，Serial ATA 1.0定義的數(shù)據(jù)傳輸率可達150Mb/s，這比最快的并行ATA（即ATA/133）所能達到133Mb/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率還高，而在Serial ATA 2.0的數(shù)據(jù)傳輸率達到300Mb/s，最終SATA將實現(xiàn)600Mb/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率。 SATA的物理設計，可說是以Fibre Channel(光纖通道)作為藍本，所以采用四芯接線；需求的電壓則大幅度減低至250mV(最高500mV)，較傳統(tǒng)并行ATA接口的5V少上20倍！因此，廠商可以給Serial ATA硬盤附加上高級的硬盤功能，如熱插拔(Hot Swapping)等。更重要的是，在連接形式上，除了傳統(tǒng)的點對點(Point-to-Point)形式外，SATA還支持“星形”連接，這樣就可以給RAID這樣的高級應用提供設計上的便利；在實際的使用中，SATA的主機總線適配器(HBA，Host Bus Adapter)就好像網(wǎng)絡上的交換機一樣，可以實現(xiàn)以通道的形式和單獨的每個硬盤通訊，即每個SATA硬盤都獨占一個傳輸通道，所以不存在象并行ATA那樣的主/從控制的問題。 Serial ATA規(guī)范不僅立足于未來，而且還保留了多種向后兼容方式，在使用上不存在兼容性的問題。在硬件方面，Serial ATA標準中允許使用轉(zhuǎn)換器提供同并行ATA設備的兼容性，轉(zhuǎn)換器能把來自主板的并行ATA信號轉(zhuǎn)換成Serial ATA硬盤能夠使用的串行信號，目前已經(jīng)有多種此類轉(zhuǎn)接卡/轉(zhuǎn)接頭上市，這在某種程度上保護了我們的原有投資，減小了升級成本；在軟件方面，Serial ATA和并行ATA保持了軟件兼容性，這意味著廠商絲毫也不必為使用Serial ATA而重寫任何驅(qū)動程序和操作系統(tǒng)代碼。 另外，Serial ATA接線較傳統(tǒng)的并行ATA(Paralle ATA)接線要簡單得多，而且容易收放，對機箱內(nèi)的氣流及散熱有明顯改善。而且，SATA硬盤與始終被困在機箱之內(nèi)的并行ATA不同，擴充性很強，即可以外置，外置式的機柜(JBOD)不單可提供更好的散熱及插拔功能，而且更可以多重連接來防止單點故障；由于SATA和光纖通道的設計如出一轍，所以傳輸速度可用不同的通道來做保證，這在服務器和網(wǎng)絡存儲上具有重要意義。 Serial ATA相較并行ATA可謂優(yōu)點多多，將成為并行ATA的廉價替代方案。并且從并行ATA過渡到Serial ATA也是大勢所趨，應該只是時間問題。相關(guān)廠商也在大力推廣SATA接口，例如Intel的ICH6系列南橋芯片相較于ICH5系列南橋芯片，所支持的SATA接口從2個增加到了4個，而并行ATA接口則從2個減少到了1個；nVidia的nForce4系列芯片組已經(jīng)支持SATA II即Serial ATA 2.0，而且三星已經(jīng)采用Marvell 88i6525 SOC芯片開發(fā)新一代的SATA II接口硬盤，并在2005年初推出。 2007年制定了SATA2及SATA2.5標準，速度達到3000MB/s 友情提示：基于本人親身體會，發(fā)現(xiàn)SATA硬盤缺點明顯，在大多數(shù)主板上對超頻非常敏感，基本上一超頻主板就無法識別SATA硬盤，因此奉勸那些超頻玩家，買SATA硬盤時一定要確認你的主板支持鎖定PCI-E/SATA，否則很可能出現(xiàn)一超頻就無法識別硬盤的情況。 SATA拔插損壞的,一般都是不注意造成的,人為原因居多,當然也有用料太爛或者設計原因造成的,不過還是建議大家多看多細心,特別是拔有卡扣的SATA線時. 解析SATA2.0擴展規(guī)范 自2003年第二季度Intel推出支持SATA 1.5Gbps的南橋芯片(ICH5)后，SATA接口取代傳統(tǒng)PATA(并行ATA)的態(tài)勢日漸明顯。此外，SATA與現(xiàn)存于PC上的USB、IEEE1394相比，在性能和功能方面的表現(xiàn)也很突出。然而經(jīng)過一年的市場洗禮，原有的SATA 1.0/1.0a (1.5Gbps)規(guī)格遇到了一些問題。2005年SATA硬盤步入了新的發(fā)展階段。性能更強、配置更高的SATA2.0產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)在市場上，而這些高性能的SATA2.0硬盤的到來無疑加速了硬盤市場的轉(zhuǎn)變。 SATA規(guī)范發(fā)展歷程 SATA是Intel公司在IDF2000大會上推出的，該技術(shù)可以讓用戶擁有高效能的硬盤，卻不必犧牲資料的完整性。SATA最大的優(yōu)勢是傳輸速率高。SATA的工作原理非常簡單：采用連續(xù)串行的方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸從而獲得較高傳輸速率。2003年發(fā)布SATA1.0規(guī)格提供的傳輸率就已經(jīng)達到了150MB/s，不但已經(jīng)高出普通IDE硬盤所提供的100MB/s(ATA100)甚至超過了133MB/s(ATA133)的最高傳輸速率。 SATA在數(shù)據(jù)可靠性方面也有了大幅度提高。SATA可同時對指令及數(shù)據(jù)封包進行循環(huán)冗余校驗（CRC），不僅可檢測出所有單bit和雙bit的錯誤，而且根據(jù)統(tǒng)計學的原理，這樣還能夠檢測出99.998%可能出現(xiàn)的錯誤。相比之下，PATA只能對來回傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行校驗，而無法對指令進行校驗，加之高頻率下干擾甚大，因此數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性很差。 除了傳輸速度、傳輸數(shù)據(jù)更可靠外，節(jié)省空間是SATA最具吸引力之處，更有利于機箱內(nèi)部的散熱，線纜間的串擾也得到了有效控制。不過SATA 1.0規(guī)范存在不少缺點，特別是缺乏對于服務器和網(wǎng)絡存儲應用所需的一些先進特性的支持。比如在多任務、多請求的典型服務器環(huán)境里面SATA1.0硬盤的確會有性能大幅度下降、可維護性不強、可連接性不好等等缺點。這時，SATA2.0的出現(xiàn)在這方面卻得到了很好的補充。 SATA2.0強在哪里 1.3Gb/s傳輸速率 在SATA2.0擴展規(guī)范中，3Gb/s被提到的頻率最高。由于SATA使用8bit/10bit編碼，所以3Gb/s等同于300MB/s的接口速率。不過，從性能角度看，3Gb/s并不能帶來多大的提升，即便是RAID應用的場合，性能提升也沒有想象的那么大。因為硬盤內(nèi)部傳輸速率還達不到與接口速率等同的程度，而且接口速率的影響也不是很大，在大多數(shù)應用中硬盤是將更多的時間花在尋道上，而不是傳輸上。接口速率的提高直接影響到的是從緩存進行讀寫的操作，所以理論上大緩存的產(chǎn)品會從3Gb/s上得到更大的好處。從現(xiàn)有情況來看，相信3Gb/s的普及速度會加快，不過市場仍會存在一個1.5Gb/s和3Gb/s的共存期。 PATA CRC原理，PATA只對數(shù)據(jù)部分進行CRC校驗 2.支持NCQ技術(shù) 在SATA2.0擴展規(guī)范所帶來的一系列新功能中，NCQ（Native Command Queuing，原生命令隊列）功能最令人關(guān)注。硬盤是機電設備，容易受內(nèi)部機械部件慣性的影響，其中旋轉(zhuǎn)等待時間和尋道等待時間就大大限制了硬盤對數(shù)據(jù)訪問和檢索的效率。 具體來說，如果磁頭停在目標磁道上方，卻錯過了起始LBA(Logical Block Addressing，邏輯塊尋址)，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)等待時間。最糟糕的情況是，硬盤將經(jīng)過旋轉(zhuǎn)一整圈的時間才能訪問起始LBA，然后再繼續(xù)從剩余的目標LBA中讀取數(shù)據(jù)。如果以LBA相對于磁頭角度位置隨機分布，那么平均旋轉(zhuǎn)等待時間是最大旋轉(zhuǎn)等待時間的一半。而尋道等待時間是讀/寫磁頭準確定位于存儲目標LBA的磁道上方所占用的時間。例如，執(zhí)行單一的讀命令時，磁頭只須訪問一條磁道，但如果有多條待執(zhí)行命令，硬盤就要訪問所有目標LBA，從而須花費大量時間。 如果對硬盤這個機械動作的執(zhí)行過程實施智能化的內(nèi)部管理，則可以大大提高整個工作流程的效率。即取出隊列中的命令，然后重新排序，以便有效地獲取和發(fā)送主機請求的數(shù)據(jù)，在硬盤執(zhí)行某一命令的同時，隊列中可以加入新的命令并排在等待執(zhí)行的作業(yè)中。如果新的命令恰好是處理起來機械效率最高的，那么它就是隊列中要處理的下一個命令。但有效的排序算法既考慮目標數(shù)據(jù)的線性位置，也考慮其角度位置，并且還要對線性位置和角度位置進行優(yōu)化，以使總線的服務時間最小，這個過程也稱作“基于尋道和旋轉(zhuǎn)優(yōu)化的命令重新排序”。 臺式PATA硬盤隊列一直被嚴格地限制為深度不得超過32級。如果增加隊列深度，可能會起到反作用——增加命令堆積風險。通常PATA硬盤接收命令時有兩種選擇：一是立即執(zhí)行命令，二是延遲執(zhí)行。對于后一種情況，硬盤必須通過設置注意標志和Service位來通知主機何時開始執(zhí)行命令，然而硬盤不能主動與主機通信，這就需要主機定期自動輪回查詢所有硬盤扇區(qū)，發(fā)現(xiàn)Service位后將發(fā)一條Service命令，才能從硬盤獲得將執(zhí)行哪一條待執(zhí)行命令的信息。而且Service位不包含任何對即將執(zhí)行命令的識別信息，所必需的命令識別信息則以標記值的形式與數(shù)據(jù)請求一同傳輸，并僅供主機用于設置DMA引擎和接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。這樣主機就不能預先掌握硬盤所設置的輔助位是哪條命令設置的，數(shù)據(jù)傳輸周期開始前也無法設置DMA引擎。這最終導致PATA硬盤效率低下。 NCQ包含兩部分內(nèi)容。一方面，硬盤本身必須有能力針對實體數(shù)據(jù)的扇區(qū)分布，對命令緩沖區(qū)中的讀寫命令進行排序，同時硬盤內(nèi)部隊列中的命令可以隨著必要的跟蹤機制動態(tài)地重新調(diào)整或排序，其中跟蹤機制用于掌握待執(zhí)行和已完成作業(yè)的情況，而命令排隊功能還可以使主機在設備對命令進行排隊的時候，斷開與硬盤間的連接以釋放總線，一旦硬盤準備就緒，就重新連接到主機，盡可能以最快的速率傳輸數(shù)據(jù)，從而消除占用總線的現(xiàn)象。另一方面，通訊協(xié)議的支持也相當重要，因為以前的PATA硬盤在傳輸數(shù)據(jù)時很容易造成中斷，這會降低主控器的效率，所以NCQ規(guī)格中定義了中斷聚集機制，相當于一次執(zhí)行完畢數(shù)個命令之后，再對主控器回傳執(zhí)行完畢的信息，改善處理隊列命令的效能。 從最早的希捷7200.7系列硬盤開始，NCQ技術(shù)應用于桌面產(chǎn)品至今已超過半年，不過目前NCQ對個人桌面應用并沒有帶來多大的性能提升，某些情況下還會引起副作用。而且不同硬盤廠商的NCQ方案存在差異，帶來的效果也不同。所以對NCQ我們要理智對待，硬盤支持固然多了一項可以提高性能的技術(shù)，但沒有也不必在意。 3.端口選擇器（Port Selector） 目前的SATA2.0擴展規(guī)范還具備了Port Selector（端口選擇器）功能。Port Selector 是一種數(shù)據(jù)冗余保護方案，使用Port Selector可使Host（主）端口的兩個獨立SATA Port連接至同一設備，以建立連接設備端的備份路徑。 Port Selector技術(shù)原理圖 簡單來說，端口選擇器就是為一個硬盤提供兩條連線連接到控制器，其中一條是冗余的（即多出來的意思）。這種設計的好處是萬一其中一條連線斷了，還有另一條可以連接。由此看來，我們不但可以用RAID防止硬盤損壞，還能用這個Port Selector來防止連接線損壞。 4.端口倍增器（Port Multiplier） SATA 1.0的一個缺點就是可連接性不好，即連接多個硬盤的擴展性不好。因為在SATA 1.0規(guī)范中，一個SATA接口只能連接一個設備。SATA的制定者們顯然也意識到了這個問題，于是他們在SATA2.0中引入了Port Multiplier的概念。Port Multiplier是一種可以在一個控制器上擴展多個SATA設備的技術(shù)，它采用4位（bit）寬度的Port Multiplier端口字段，其中控制端口占用一個地址，因此最多能輸出15個設備連接----與并行SCSI相當。Port Multiplier的上行端口只有1個，在帶寬為150MB/s的時候容易成為瓶頸，但如果上行端口支持300MB/s的帶寬，就與Ultra320 SCSI十分接近了。Port Multiplier技術(shù)對需要多硬盤的用戶很有用，不過目前提供這種功能的芯片組極少。 Port Multiplier技術(shù)原理圖 5.服務器特性 在SATA2.0擴展規(guī)范中，還增加了大量的新功能，比如防止開機時多硬盤同時啟動帶來太大電流負荷的交錯啟動功能；強大的溫度控制、風扇控制、環(huán)境管理；背板互聯(lián)和熱拔插功能等。這些功能更側(cè)重于低端服務器方面的擴展。 6.接口和連線的強化 作為一個還在不斷添加內(nèi)容的標準集合，SATA2.0最新的熱點是eSATA，即外置設備的SATA接口標準，采用屏蔽性能更好的兩米長連接線，目標為最終取代USB和IEEE 1394。在內(nèi)部接口方面，Click Connect加強了連接的可靠性，在接上時有提示聲，拔下時需要先按下卡口。這些細微的結(jié)構(gòu)變化顯示出SATA接口更加成熟和可靠。 寫在最后 SATA2.0不是特指3Gb/s或NCQ，也不是特指上述其他擴展特性。SATA2.0可以指擴展特性中的任何一個，也就是說具備上述任一個特性或組合的產(chǎn)品都可稱為SATA2.0硬盤。由于此前SATA規(guī)范非�；靵y，SATA-IO組織在2005年秋季IDF上正式發(fā)布了SATA2.5規(guī)范。但從實際情況來看，新的SATA2.5規(guī)范是SATA 1.0a規(guī)范和6個SATA 2.0擴展規(guī)范的統(tǒng)一體，它的推出只是方便了系統(tǒng)商或者硬盤生產(chǎn)商，因為大家現(xiàn)在可以用一個規(guī)范來代替現(xiàn)有的一切標準。其實，對于普通消費者來說，大家從SATA2.0或SATA2.5之類的名稱中并不能得到太多有用的信息，我們真正應當關(guān)心的是新硬盤具備哪些功能、優(yōu)勢，以確定是否值得我們?yōu)樗I單。
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