硬盘接口IDE、SATA与SATAII的优缺点
大家都【dà jiā dōu】💎知道【zhī dào】🤤,数据线太粗,安装不【ān zhuāng bú】方便,严重影响机箱内空气🏍流通🧚,不利于机箱散热,是传统💍IDE接口即Ultra ATA硬盘的至命缺【zhì mìng quē】点【diǎn】⛲。不过,IDE硬盘还【yìng pán hái】🚃有很多【yǒu hěn duō】🙋其它方面的局限性【xiàn xìng】,大概就不是很【bú shì hěn】💴多人都清楚了。
主从盘相互影响
普遍情🏟况下,一块主【yī kuài zhǔ】板只有两个IDE接口,每个接口可以🐎挂两个IDE设备【shè bèi】🍭。但同一【dàn tóng yī】个接口的两个设备【shè bèi】🍭是共用带宽的,对速度💻的影响非常大【fēi cháng dà】🙊。所以稍【suǒ yǐ shāo】🆕有常识【yǒu cháng shí】的人【de rén】🗽,都会把😖硬盘和光驱分【guāng qū fèn】🏓开两条【kāi liǎng tiáo】IDE线连接到主板上
这样,IDE有个很【yǒu gè hěn】大的问【dà de wèn】题🔬,就是虽然一块【rán yī kuài】🧢主板可以连接4个设备【gè shè bèi】,但事实【dàn shì shí】🦋上只要超过两🐸个,速度就大大下降🎤。
更大的【gèng dà de】问题【tí】是📤,同一条线上两【xiàn shàng liǎng】个设备【gè shè bèi】要严格🥦按主🚌/从设置【shè zhì】才能正【cái néng zhèng】常运行👤。象西数【xiàng xī shù】🥨WD400 JB,主硬盘🍘还有两【hái yǒu liǎng】🕸种不同🕥设置【shè zhì】,一条IDE线只接这块硬盘的时候按右边的设置【shè zhì】,带从盘的时候则要按【zé yào àn】🌸中间的【zhōng jiān de】设置方【shè zhì fāng】式。据亲身经验【jīng yàn】,如果没带从盘而按中🗓间的方式设了🐠,会出现五花八门百思【mén bǎi sī】🥨不得其🤬解的问题【tí】👉——有时可以启动【yǐ qǐ dòng】,有时报告找不到硬盘,有时启🕯动过程【dòng guò chéng】中报告硬盘错误之类🙇——每次启【měi cì qǐ】动可能🌬出现不同的问题【tí】👉。
不支持热拔插
并行ATA在支持设备热🌧插【chā】拔方🎐面能力👑有限,这一点【zhè yī diǎn】对服务🌾器方面【qì fāng miàn】的应用【de yīng yòng】非常重要。因为服🐶务器通【wù qì tōng】常采用【cháng cǎi yòng】RAID的方式,任何一块硬盘【kuài yìng pán】坏了都🦉可以热拔插更【bá chā gèng】🍽换,而不影【ér bú yǐng】响数据的完整【de wán zhěng】性,确保服【què bǎo fú】务器任何情况👯下都正【xià dōu zhèng】常开着。具有热插拔支【chā bá zhī】✨持功能的SCSI和光纤🏸通道占🌠据了企【jù le qǐ】业级应用的几🚺乎全部【hū quán bù】市场,并行ATA空有价🎈格优势而不能获得一⏪席之地🗼,主要原➰因就是【yīn jiù shì】它不支持热拔插【chā】。
不够完善的错误检验技术
Ultra DMA引入了【yǐn rù le】✝基于【jī yú】CRC的数据包出错⛲检测,该技术🚱是ATA-3标准的【biāo zhǔn de】组成部🛰分。但是,没有任何一种并行ATA标准提供命令和状【lìng hé zhuàng】🥓态包的【tài bāo de】出👎错检测【cuò jiǎn cè】。尽管命令和状【lìng hé zhuàng】🥓态包出🔧错的范围和几【wéi hé jǐ】率都小✏,但它们【dàn tā men】出错的可能性也不容忽略【hū luè】。
使用过时的5伏电压
处理器【chù lǐ qì】核心从👌几个方【jǐ gè fāng】面要求【miàn yào qiú】向低电🚩压过渡📻。较低电压允许【yā yǔn xǔ】更快的信号陡🐼变,这对提高速度【gāo sù dù】💄、降低热耗至关重要🚣。现在的🏸CPU核心电压基本上都小【shàng dōu xiǎo】于【yú】2伏,为保持🤤与系统⛺主板上其它芯【qí tā xīn】片的互操作性🎽,通常使【tōng cháng shǐ】用【yòng】3.3伏的外部电压分离出来🕰,5伏电压【fú diàn yā】🈁成为过时的标准。虽然大部分目【bù fèn mù】🏨前的 ATA/ATAPI-6标准为【biāo zhǔn wéi】🚔并行【bìng háng】⛔ATA设备指【shè bèi zhǐ】定的直流电压供应为【gòng yīng wéi】3.3V (± 8%),但一些模式的🏎接收器大于【yú】4伏,所以要【suǒ yǐ yào】⏰使用【yòng】过时的5伏电压【fú diàn yā】🈁。
接口速度的可升级性差
另外,Ultra ATA是受并【shì shòu bìng】🔒行总线🚳特性的【tè xìng de】限制😺,带宽容【dài kuān róng】易受到限制😺,经过多次升级,目前最🦏高传输🎿率也只是【shì】133M字节/秒【miǎo】。
SATA比【bǐ】📒IDE优越在哪些地【nǎ xiē dì】方📮?
SATA不再使用过时【yòng guò shí】的并行总线【háng zǒng xiàn】💀接口,转用串行总线【háng zǒng xiàn】💀,整个风格完全【gé wán quán】〰改变👱。
SATA与原来👍的IDE相比有【xiàng bǐ yǒu】很多优【hěn duō yōu】➖越性✊,最明显的就是数据线🔄从80 pin变成了7 pin,而且【ér qiě】🎩IDE线的长度不能【dù bú néng】💢超过【chāo guò】0.4米【mǐ】,而🎡SATA线可以长达【zhǎng dá】1米【mǐ】,安装更方便🈯,利于机箱散热🎣。除此之【chú cǐ zhī】外,它还有很多优【hěn duō yōu】➖点:
一对一连接【lián jiē】🛺,没有主【méi yǒu zhǔ】从盘的❔烦恼
每个设🔨备都直💒接与主板相连,独享【dú xiǎng】150M字节【zì jiē】🗓/秒带宽【miǎo dài kuān】,设备间的速度【de sù dù】不会互相影响❎。
支持热拔插
热拔插对于普【duì yú pǔ】😵通家庭用户来🥔说可能📝作用不📉大,但对于服务器【fú wù qì】😣却是至关重要👍。事实上【shì shí shàng】,SATA在低端【zài dī duān】服务器【fú wù qì】😣应用上取得的成功【chéng gōng】,远比在普通家🗡庭应用【tíng yīng yòng】中的影【zhōng de yǐng】响力大。
数据传输更加可靠
SATA提高了【gāo le】😓错误检查的能力【lì】,除了对CRC对数据检错之🤙外【wài】,还会对命令和👂状态包进行检🥝错,因此和🎄并行ATA相比提【xiàng bǐ tí】高了【gāo le】😓接入的【jiē rù de】整体精【zhěng tǐ jīng】确🥟度,使串行😅ATA在企业【zài qǐ yè】💇RAID和外【wài】部存储应用中具【yòng zhōng jù】✴有更大的吸引【de xī yǐn】力【lì】。
低电压信号【xìn hào】
SATA的信号🥢电压最高只有【gāo zhī yǒu】🥗0.5伏,低电压🚒一方面能更好地适应【dì shì yīng】新平台强调【qiáng diào】3.3伏的电源趋势,另一方【lìng yī fāng】😦面有利【miàn yǒu lì】于速度🐰的提高。
带宽升级潜力大
SATA不依赖【bú yī lài】于系统总👏线的带【xiàn de dài】宽【kuān】💞,而是内【ér shì nèi】🚲置时钟🎩。刚推出✋的这一代SATA内置1500MHz时钟🚇,可以达到150M字节💄/秒【miǎo】♍的接口【de jiē kǒu】带宽【dài kuān】🕯。由于不再依赖【zài yī lài】系统总👏线频率【xiàn pín lǜ】🔎,每一代SATA升级带【shēng jí dài】宽【kuān】💞的增加都是成倍的:下一代300M字节💄/秒【miǎo】♍,再下一【zài xià yī】代可以达到600M字节💄/秒【miǎo】♍
SATA仍然存在的几点不足
在国内,现在买IDE的人恐【de rén kǒng】怕比买📽SATA的人多【de rén duō】很多🛍。主要有三个方【sān gè fāng】面的原因🐋:
首先【shǒu xiān】,SATA的诸多先进性总体上【zǒng tǐ shàng】对个人【duì gè rén】🌌电脑用户意义【hù yì yì】不是太【bú shì tài】大🎶,它最大⏮的意义的反而🎳是适应了入门级企业🔖应用的需要【xū yào】🚐。
其次🏄,nForce4、915之前的【zhī qián de】那些主【nà xiē zhǔ】板使用【bǎn shǐ yòng】SATA硬盘【yìng pán】🔔,在安装【zài ān zhuāng】操作系统的时候需要🧢用到软💕盘🔔,就象🐫SCSI硬盘【yìng pán】🔔那样【nà yàng】,增添了用户的🔤麻烦。
另外【lìng wài】🙂,国内用【guó nèi yòng】户的电👁脑配置相对落👡后,很多人都是旧【dōu shì jiù】电脑升【diàn nǎo shēng】级大容😕量硬盘,稍老点的主板还不支🥖持【chí】SATA硬盘。
所以,SATA最大的成功在【chéng gōng zài】⛹于吸引了很多【le hěn duō】低端入【dī duān rù】门级服务器的用户😣。但在企业级应✴用方面🗻,它又仍【tā yòu réng】然在很🌸多方面【duō fāng miàn】有待改🕐进【jìn】:
单线程的机械底盘
SATA毕竟只是ATA,它的机械底盘是Ⓜ为【wéi】8x5线程设🛺计的【jì de】,而【ér】🅰SCSI的机械底盘是Ⓜ24x7多线程设🛺计,能更好【néng gèng hǎo】💕地满足🔶服务器多任务的需要。所以 SATA虽然在单任务【dān rèn wù】🐩的测试♈中不比SCSI差【chà】,但面对大数据【dà shù jù】🎗吞吐量🕜的服务⛑器,还是有差距的【chà jù de】🌛。除了速度之外,面对多【miàn duì duō】🐹任务数【rèn wù shù】据读取【jù dú qǔ】,硬盘磁头频繁地来回【dì lái huí】摆动,使硬盘过热是【guò rè shì】SATA最大的问题【wèn tí】。
形同虚设的热拔插功能
在实际【zài shí jì】应📬用中【yòng zhōng】❣,RAID硬盘阵👉列是由【liè shì yóu】多个硬盘组成【pán zǔ chéng】的【de】🍏,必须知【bì xū zhī】🦎道具体哪一块【kuài】硬盘坏了🎴,热拔插【rè bá chā】🐣更换才有意义。SATA硬盘虽然可以🔳热拔插【rè bá chā】🐣,但【dàn】🚍SATA组成的【zǔ chéng de】🍏阵列在【zhèn liè zài】某块【kuài】硬盘损坏的【de】🍏时候【shí hòu】❄,不能象【bú néng xiàng】SCSI、FC和SAS那样,具有SAF- TE机制用指示灯显示,知道具体坏的【de】🍏是哪一块【kuài】,热拔插【rè bá chā】🐣替换的【de】♊时候【shí hòu】❄,如果取下的【xià de】🍏是好硬盘😞,就容易使数据【shǐ shù jù】🛬出错。所以在实际【zài shí jì】应📬用中【yòng zhōng】❣,SATA的热拔【de rè bá】🔐插功能【chā gōng néng】🦗有点形同虚设的【de】🍏味道。
速度慢
SATA相对于🥘SCSI和【hé】FC速度慢,主要原🤠因是机【yīn shì jī】械底盘🚥不同【bú tóng】,不适应服务器🏩应用程【yīng yòng chéng】序大量📝非线性👞的读取请求。所以SATA硬盘用【yìng pán yòng】来做视【lái zuò shì】频下载服务器🏩还不错【hái bú cuò】,用在网上交易平台则【píng tái zé】力不从💉心。
SATA 1.0控制器的传输❎速度【sù dù】效👏率不高【lǜ bú gāo】,虽然标称具有【yǒu】150MB/s的峰值【de fēng zhí】速度【sù dù】,事实上最快的🍺SATA硬盘速📒度也只有【yǒu】60MB/s。
整个解决方案价格
虽然SATA硬盘相【yìng pán xiàng】对于🍅SCSI硬盘来说很便宜,但整个的【de】👆SATA方案并🆘不便宜。主要原【zhǔ yào yuán】因是SATA 1.0控制器【kòng zhì qì】💰的【de】👆每个接【měi gè jiē】口只💟能连接一个硬【yī gè yìng】🏸盘,8个硬盘组成的【zǔ chéng de】⛲阵列需要8个接口【gè jiē kǒu】,把每个接【měi gè jiē】口300多元的【duō yuán de】📓花费算进去,就不便🔙宜了。
SATA II与准【yǔ zhǔn】🚋SATA II
很多人🐜到现在🤩都还不是太清楚【chǔ】SATA与Ultra ATA相比有什么区别与好🤭处🎳,这也难🎂怪。因为连Intel刚推出SATA的时候,也没想到这个【dào zhè gè】为个人【wéi gè rén】🍳用户而改进的【gǎi jìn de】🥥方案【fāng àn】,结果会【jié guǒ huì】🖇在入门【zài rù mén】🦓级服务器和工🐧作站等【zuò zhàn děng】企业应用的前前景更🚙为广大【wéi guǎng dà】——也正因为这样,2004年才专【nián cái zhuān】🆘门成立【mén chéng lì】了SATA IO(SATA国际组织【zhī】)。
前面那么多介绍【shào】⭐,是结合【shì jié hé】🔖现实情况与SATA官方白皮书整🥎理的【lǐ de】❎,从中已🖱经可以发现【fā xiàn】,说到SATA优缺点,更多的❎是从企【shì cóng qǐ】业应用而不是🛶个人与【gè rén yǔ】🙏家庭应用的❎角度考【jiǎo dù kǎo】虑的❎。
现在经✅常听到🤕“NCQ硬盘【yìng pán】🌧”和【hé】“SATA II硬盘【yìng pán】🌧”这两个🚅名词,它们是SATA向下一代【dài】——SATA II发展的🕓两个不【liǎng gè bú】同阶段的产品【de chǎn pǐn】:
第一阶【dì yī jiē】段是在【duàn shì zài】SATA的基础【de jī chǔ】上加入NCQ原生指【yuán shēng zhǐ】令排序、存储设备管理(Enclosure Management)、底板互【dǐ bǎn hù】连🧕、数据分🚟散/集中这✍四项新🕉特性🎍。
第二阶段是在第一阶【dì yī jiē】段的基⌛出上作进一步🐹改进【gǎi jìn】Ⓜ,加入了双宿主【shuāng xiǔ zhǔ】🤲主动式😶故障替换、与多个【yǔ duō gè】硬盘高效连接【xiào lián jiē】、3.0Gb(即300MB/s)接口带【jiē kǒu dài】宽等特性👬。
“NCQ硬盘”的改进:不仅仅📜是NCQ这么简【zhè me jiǎn】单【dān】🤛
由于【yóu yú】SATA II的第一【de dì yī】阶🐠段几项改进中🆕,NCQ原生指【yuán shēng zhǐ】🚇令排序技术对【jì shù duì】个人用户意义比较大,所以也【suǒ yǐ yě】只有这👯一项技【yī xiàng jì】🚧术比较多人了解🏜。其实SATA II第一阶【dì yī jiē】🐠段加入的技术包括如下几项🕠:
NCQ原生指令排序
Native command queuing:什么是【shí me shì】NCQ呢🥖?这是SCSI早就使【zǎo jiù shǐ】用的一种技术,只是最近才应🕉用于SATA硬盘【yìng pán】🎴。
传统台式机硬盘都用👆线性形【xiàn xìng xíng】式处理【lǐ】📅请求🙇,这种方🌞式潜在很不好【hěn bú hǎo】的方面,要理【lǐ】解🐉其中原理【lǐ】,必须对【bì xū duì】硬盘物【yìng pán wù】理【lǐ】结构👥有个基本了解🌃。硬盘里【yìng pán lǐ】面是圆盘状的,很象【hěn xiàng】CD光盘【guāng pán】💣。每一个圆盘由许多同心圆划【xīn yuán huá】🙏分为一【fèn wéi yī】条条磁【cí】⚫道,磁道【cí dào】又分出扇🎩区。每个圆盘由一个或多个磁头【gè cí tóu】🏤负责读取。如果数据【shù jù】分布💜在同一磁道【cí dào】,寻找数据【shù jù】🔚的速度是最👠快的🍻。在不同磁道【cí dào】之间移动则消耗【zé xiāo hào】很多时📛间。假设要🦔读取三块数据【kuài shù jù】🚳,其中一【qí zhōng yī】🎱块在圆盘最【yuán pán zuì】🍜外边的【wài biān de】磁【cí】🥡道上,一块在⛎圆盘最【yuán pán zuì】🍜里面的磁道【cí dào】上,还有一块在⛎圆盘最【yuán pán zuì】🍜外边的【wài biān de】磁【cí】🥡道上。传统的【chuán tǒng de】硬盘,会依次先读取【xiān dú qǔ】圆盘最【yuán pán zuì】🍜外面的【wài miàn de】数据【shù jù】🔚,然后读【rán hòu dú】🐏取最里【qǔ zuì lǐ】面的数【miàn de shù】据【jù】🔚,最后再【zuì hòu zài】回头读【huí tóu dú】取最外面的【wài miàn de】数据【shù jù】🔚。这样一来😇,磁【cí】头移来移动🍱消耗的【xiāo hào de】🥍寻道时间多,效率就🕋低了。如果把🍯磁【cí】头移动减到【dòng jiǎn dào】最少【zuì shǎo】,寻道时间就会相应减【xiàng yīng jiǎn】少。这就是【zhè jiù shì】🕗NCQ的目的🗞所在🆕——NCQ可以重【kě yǐ chóng】新编排指令🧓,不让磁【cí】🏤头从外移到内【yí dào nèi】再移到外,而是在移向圆【yí xiàng yuán】盘内圈之前就读取外😴圈的两块数据【kuài shù jù】🚳。
现在大家应该明白了【míng bái le】🍥,CPU的速度对硬盘性能【néng】影📄响微乎❇其微【qí wēi】,但NCQ技术则💡可以明显改善【xiǎn gǎi shàn】硬盘性能【néng】🔆,特别是对前面👛提到的🕉SATA多线程【duō xiàn chéng】性能【néng】🔆差、容易磁头频繁【tóu pín fán】💊来回摆动【dòng】、硬盘容易过仍【yì guò réng】烩些方面有很🚫大改善【dà gǎi shàn】。
机架管💎理【lǐ】(Enclosure Management)
前面提到【dào】💬SATA的热拔插技术【chā jì shù】🐮,由于阵列中有【yǒu】一块硬❤盘出现故障的【gù zhàng de】🥤时候🥦,不知道【bú zhī dào】具体坏【jù tǐ huài】的是哪一块而形同虚设。SATA II第一阶段即拥【duàn jí yōng】🚔有【yǒu】NCQ技术的🤱SATA硬盘【yìng pán】,加入了机架管🆙理技术,正是用来解决【lái jiě jué】这一问题的🏳。
背板互【bèi bǎn hù】连⏹(Backplane Interconnect)
SATA用于数据发送的导线⏫数量很小【xiǎo】,因而出🏆现了为外部RAID使用而【shǐ yòng ér】部署
关键词🌳:硬盘接【yìng pán jiē】口【kǒu】🥡,IDE,SATA,SATAII
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