串口硬盤是什么？使用SATA（Serial ATA）接口的硬盤又叫串口硬盤。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會(huì)正式確立了Serial ATA 1.0規(guī)范，2002年，雖然串行ATA的相關(guān)設(shè)備還未正式上市，但Serial ATA委員會(huì)已搶先確立了Serial ATA 2.0規(guī)范。Serial ATA采用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時(shí)鐘信號(hào)，具備了更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對(duì)傳輸指令（不僅僅是數(shù)據(jù)）進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃�。串行接口還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。
串口硬盤簡(jiǎn)介
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(duì)于并行ATA來說，就具有非常多的優(yōu)勢(shì)。首先，Serial ATA以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù)，一次只會(huì)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(huì)更高。實(shí)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(shí)這樣的架構(gòu)還能降低系統(tǒng)能耗和減小系統(tǒng)復(fù)雜性。其次，Serial ATA的起點(diǎn)更高、發(fā)展?jié)摿Ω�，Serial ATA 1.0定義的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)150MB/s，這比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能達(dá)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)傳輸率將達(dá)到300MB/s，最終SATA將實(shí)現(xiàn)600MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率。
串口硬盤詳情
Serial ATA歷史
一直以來 IDE硬盤都采用并行傳輸模式(并行ATA)，但是并行傳輸過程中存在一個(gè)不可避免的問題：線路間的信號(hào)會(huì)互相干擾。在傳輸速率比較低的情況下，存在一定的信號(hào)串?dāng)_并不會(huì)帶來多大的影響，但是在高速數(shù)據(jù)傳輸過程中，信號(hào)串?dāng)_問題就顯得非常突出，嚴(yán)重的影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，在人們對(duì)硬盤傳輸速率要求越來越高的同時(shí)，并行ATA卻顯得越來越力不從心了。另外，并行ATA也存在著一些顯而易見的缺點(diǎn)：首先，并行ATA每次傳輸多位數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)通道要求的數(shù)據(jù)線的數(shù)量比較多，在ATA/66以前連接硬盤的數(shù)據(jù)排線就是40線的，而ATA/66、ATA/100和最新的ATA/133的接口數(shù)據(jù)電纜則都是80線的，這樣不僅接口線纜的成本提高了，而且也造成了機(jī)箱內(nèi)連線復(fù)雜凌亂，空氣流通受阻，散熱受到影響。其次，并行ATA設(shè)計(jì)采用5V電壓供電，在當(dāng)今不斷降低電壓、減小功耗的趨勢(shì)下，這也是需要改進(jìn)的。
在并行 ATA性能提升后勁不足的情況下，2000年2月Intel在IDF(Intel Developer Forum——Intel開發(fā)者論壇)上，首次提出了串行ATA(Serial ATA)的技術(shù)構(gòu)想，并專門成立了Serial ATA標(biāo)準(zhǔn)的官方工作組(Serial ATA Working Group)。 2000年12月18日，Serial ATA工作組公布了Serial ATA草案1.0版。
2001年8月，Seagate在IDF Fall 2001大會(huì)上宣布了Serial ATA 1.0標(biāo)準(zhǔn)，Serial ATA規(guī)范正式確立。在1.0版規(guī)范中規(guī)定的Serial ATA數(shù)據(jù)傳輸速度為150MB/s，比目前主流的并行 ATA標(biāo)準(zhǔn)ATA/100高出50%，比最新的ATA/133還要高出約13%。而且隨著未來后續(xù)版本的發(fā)展，其接口速率還可擴(kuò)展到2X和4X(300MB/s和600MB/s)。從其發(fā)展計(jì)劃來看，未來Serial ATA的也將通過提升時(shí)鐘頻率來提高接口傳輸速率。
串行和并行
串行 ATA比并行ATA快
目前的并行 ATA一次可傳輸4個(gè)字節(jié)(4×8位)的數(shù)據(jù)，而串行ATA每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只有一位，那么為什么在高速傳輸過程中卻要使用串行ATA呢？其實(shí)主要原因還是并行傳輸存在著信號(hào)串?dāng)_的問題。而串行傳輸就沒有這個(gè)問題了，從理論上說串行傳輸?shù)墓ぷ黝l率可以無限提高，Serial ATA就是通過提高工作頻率來提升接口傳輸速率的。因此Serial ATA可以實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率，而并行ATA在沒有有效地解決信號(hào)串?dāng)_問題之前，則很難達(dá)到這樣高的傳輸速率，這也是為什么新的硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)會(huì)采用串行傳輸?shù)脑颉?/p>
Serial ATA剖析
Serial ATA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑硐鄬?duì)而言是比較簡(jiǎn)單的。顧名思義，它采用的是串行數(shù)據(jù)傳輸方式，每一個(gè)時(shí)鐘周期只傳輸一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。因此，Serial ATA的接口連接線就變得非常簡(jiǎn)潔了——只需要4根線就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸(第1根發(fā)數(shù)據(jù)，第2根接收數(shù)據(jù)，第3根供電，第4根地線)。目前并行ATA采用80線的接口連接線，而Serial ATA的硬盤接口線則明顯地要簡(jiǎn)潔得多，所以，在實(shí)際應(yīng)用中，使用Serial ATA設(shè)備的機(jī)箱會(huì)更整潔一些，散熱效果也相對(duì)要好一點(diǎn)。而且，Serial ATA傳輸線的成本低。
另外，由于串行傳輸方式不會(huì)遇到信號(hào)串?dāng)_問題，所以 Serial ATA要想提高傳輸速度的話，只需要提高控制芯片的工作頻率即可。
serial協(xié)議
Serial ATA采用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸協(xié)議，每一個(gè)硬盤與主機(jī)通信時(shí)都獨(dú)占一個(gè)通道，系統(tǒng)中所有的硬盤都是對(duì)等的，因此，在Serial ATA中將不存在“主/從”盤的區(qū)別， 用戶也不用再費(fèi)事去設(shè)置硬盤的相關(guān)跳線了。 Serial ATA的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸模式的另一個(gè)好處是，每一個(gè)硬盤都可以獨(dú)享通道帶寬，這對(duì)于提高性能是有好處的。
由于串行ATA與傳統(tǒng)的并行ATA是不兼容的，對(duì)于這個(gè)問題，Serial ATA在設(shè)計(jì)的時(shí)候也著重加以考慮。目前的Serial ATA可以通過轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)有的并行ATA系統(tǒng)兼容使用。轉(zhuǎn)換器能夠?qū)⒅靼宓牟⑿蠥TA信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行ATA信號(hào)供Serial ATA硬盤所用，或者將主板的Serial ATA信號(hào)轉(zhuǎn)換成普通并行ATA硬盤能夠接收的并行ATA信號(hào)，而且這種轉(zhuǎn)換器的使用方式也非常靈活。
SATA發(fā)展歷程
SATA是Intel公司在IDF2000大會(huì)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(shì)是傳輸速率高。SATA的工作原理非常簡(jiǎn)單：采用連續(xù)串行的方式來實(shí)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(dá)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(shí)對(duì)指令及數(shù)據(jù)封包進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC），不僅可檢測(cè)出所有單bit和雙bit的錯(cuò)誤，而且根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理，這樣還能夠檢測(cè)出99.998%可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。相比之下，PATA只能對(duì)來回傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，而無法對(duì)指令進(jìn)行校驗(yàn)，加之高頻率下干擾甚大，因此數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性很差。
其他
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(jī)箱內(nèi)部的散熱，線纜間的串?dāng)_也得到了有效控制。不過SATA 1.0規(guī)范存在不少缺點(diǎn)，特別是缺乏對(duì)于服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)應(yīng)用所需的一些先進(jìn)特性的支持。比如在多任務(wù)、多請(qǐng)求的典型服務(wù)器環(huán)境里面SATA1.0硬盤的確會(huì)有性能大幅度下降、可維護(hù)性不強(qiáng)、可連接性不好等等缺點(diǎn)。這時(shí)，SATA2.0的出現(xiàn)在這方面卻得到了很好的補(bǔ)充。
