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SAS、scsi、sata、ide硬盤有什么區別?

SATA接口: 
SATASerial ATA的縮寫,即串行ATA。這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據而得名。SATA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別在于能對傳輸指令(不僅僅是數據)進行檢查,如果發現錯誤會自動矯正,這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。
與并行ATA相比,SATA具有比較大的優勢。首先,Serial ATA以連續串行的方式傳送數據,可以在較少的位寬下使用較高的工作頻率來提高數據傳輸的帶寬。Serial ATA一次只會傳送1位數據,這樣能減少SATA接口的針腳數目,使連接電纜數目變少,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、發送數據和接收數據,同時這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統復雜性。其次,Serial ATA的起點更高、發展潛力更大,Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/sec,這比目前最快的并行ATA(即ATA/133)所能達到133MB/sec的最高數據傳輸率還高,而在已經發布的Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/sec,最終Serial ATA 3.0將實現600MB/sec的最高數據傳輸率。


在此有必要對Serial ATA的數據傳輸率作一下說明。就串行通訊而言,數據傳輸率是指串行接口數據傳輸的實際比特率,Serial ATA 1.0的傳輸率是1.5Gbps,Serial ATA 2.0的傳輸率是3.0Gbps。與其它高速串行接口一樣,Serial ATA接口也采用了一套用來確保數據流特性的編碼機制,這套編碼機制將原本每字節所包含的8位數據(即1Byte=8bit)編碼成10位數據(即1Byte=10bit),這樣一來,Serial ATA接口的每字節串行數據流就包含了10位數據,經過編碼后的Serial ATA傳輸速率就相應地變為Serial ATA實際傳輸速率的十分之一,所以1.5Gbps=150MB/sec,而3.0Gbps=300MB/sec。


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)就好像網絡上的交換機一樣,可以實現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標準中允許使用轉換器提供同并行設備的兼容性,轉換器能把來自主板的并行ATA信號轉換成Serial ATA硬盤能夠使用的串行信號,目前已經有多種此類轉接卡/轉接頭上市,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而重寫任何驅動程序和操作系統代碼。


另外,Serial ATA接線較傳統的并行ATA(Paralle ATA)接線要簡單得多,而且容易收放,對機箱內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,這在服務器和網絡存儲上具有重要意義。


Serial ATA相較并行ATA可謂優點多多,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系列芯片組已經支持SATA II即Serial ATA 2.0,而且三星已經采用Marvell 88i6525 SOC芯片開發新一代的SATA II接口硬盤,并將在2005年初推出。


值得注意的是,無論是SATA還是SATA II,其實對硬盤性能的影響都不大。因為目前硬盤性能的瓶頸集中在由硬盤內部機械機構和硬盤存儲技術、磁盤轉速所決定的硬盤內部數據傳輸率上面,就算是目前最頂級的15000轉SCSI硬盤其內部數據傳輸率也不過才80MB/sec左右,更何況普通的7200轉桌面級硬盤了。除非硬盤的數據記錄技術產生革命性的變化,例如垂直記錄技術等等,目前硬盤的內部數據傳輸率也難以得到飛躍性的提高。說得不好聽的話,目前的硬盤采用ATA 100都已經完全夠用了,之所以采用更先進的接口技術,是可以獲得更高的突發傳輸率、支持更多的特性、更加方便易用以及更具有發展潛力罷了。 


IDE接口: 
(Integrated-Drive-Electronics)是現在普遍使用的外部接口,主要接硬盤和光驅。采用16位數據并行傳送方式,體積小,數據傳輸快。一個IDE接口只能接兩個外部設備。


IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”,即“電子集成驅動器”,它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅動器。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數目與長度,數據傳輸的可靠性得到了增強,硬盤制造起來變得更容易,因為硬盤生產廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容。對用戶而言,硬盤安裝起來也更為方便。IDE這一接口技術從誕生至今就一直在不斷發展,性能也不斷的提高,其擁有的價格低廉、兼容性強的特點,為其造就了其它類型硬盤無法替代的地位。


早期的IDE接口有兩種傳輸模式,一個是PIO(Programming I/O)模式,另一個是DMA(Direct Memory Access)。雖然DMA模式系統資源占用少,但需要額外的驅動程序或設置,因此被接受的程度比較低。后來在對速度要求愈來愈高的情況下,DMA模式由于執行效率較好,操作系統開始直接支持,而且廠商更推出了愈來愈快的DMA模式傳輸速度標準。而從英特爾的430TX芯片組開始,就提供了對Ultra DMA 33的支持,提供了最大33MB/sec的的數據傳輸率,以后又很快發展到了ATA 66,ATA 100以及邁拓提出的ATA 133標準,分別提供66MB/sec,100MB/sec以及133MB/sec的最大數據傳輸率。值得注意的是,邁拓提出的ATA 133標準并沒能獲得業界的廣泛支持,硬盤廠商中只有邁拓自己才采用ATA 133標準,而日立(IBM),希捷和西部數據則都采用ATA 100標準,芯片組廠商中也只有VIA,SIS,ALi以及nViidia對次標準提供支持,芯片組廠商中英特爾則只支持ATA 100標準。


各種IDE標準都能很好的向下兼容,例如ATA 133兼容ATA 66/100和Ultra DMA33,而ATA 100也兼容Ultra DMA 33/66。

要特別注意的是,對ATA 66以及以上的IDE接口傳輸標準而言,必須使用專門的80芯IDE排線,其與普通的40芯IDE排線相比,增加了40條地線以提高信號的穩定性。


IDE代表著硬盤的一種類型,但在實際的應用中,人們也習慣用IDE來稱呼最早出現IDE類型硬盤ATA-1,這種類型的接口隨著接口技術的發展已經被淘汰了,而其后發展分支出更多類型的硬盤接口,比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬于IDE硬盤。目前硬件接口已經向SATA轉移,IDE接口遲早會退出舞臺。


IDE接口優點:價格低廉、兼容性強、性價比高

IDE接口缺點:數據傳輸速度慢、線纜長度過短、連接設備少


SCSI接口: 
SCSI-小型計算機系統接口(全稱Small Computer System Interface),是種較為特殊的接口總線,具備與多種類型的外設進行通信。SCSI采用ASPI(高級SCSI編程接口)的標準軟件接口使驅動器和計算機內部安裝的SCSI適配器進行通信。SCSI接口是一種廣泛應用于小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有應用范圍廣、多任務、帶寬大、CPU占用率低,以及熱插拔等優點。

SCSI接口為光存儲產品提供了強大、靈活的連接方式,還提供了很高的性能,可以有7個或更多的驅動器連接在一個SCSI適配器上,其缺點就在于昂貴的價格。SCSI接口的光驅需要配合價格不菲的SCSI卡一起使用,而且SCSI接口的光驅在安裝、設置時比較麻煩,所以SCSI接口的光驅遠不如IDE接口光驅使用廣泛。SCSI接口的光存儲產品更多的是應用于有特殊需求的專業領域,家用產品幾乎沒有采用此類接口的。


在系統中應用SCSI必須要有專門的SCSI控制器,也就是一塊SCSI控制卡,才能支持SCSI設備,這與IDE硬盤不同。在SCSI控制器上有一個相當于CPU的芯片,它對SCSI設備進行控制,能處理大部分的工作,減少了中央處理器的負擔(CPU占用率)。在同時期的硬盤中,SCSI硬盤的轉速、緩存容量、數據傳輸速率都要高于IDE硬盤,因此更多是應用于商業領域。

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