主板知識詳解:硬盤的接口類型
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主板知識詳解:硬盤的接口類型
硬盤接口是硬盤與主機系統(tǒng)間的連接部件，作用是在硬盤緩存和主機內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)。不同的硬盤接口，決定著硬盤與計算機之間的連接速度。在整個系統(tǒng)中，硬盤接口的優(yōu)劣，直接影響著程序運行快慢和系統(tǒng)性能好壞。從整體的角度上，硬盤接口分為 IDE、SATA、SCSI 和光纖通道四種。
1) IDE 接口硬盤，多用于家用產(chǎn)品中，也部分應用于服務器。
2) SCSI 接口的硬盤，則主要應用于服務器市場。
3) 光纖通道，只在高端服務器上，價格昂貴。
4) SATA 是一種新的硬盤接口類型，還正處于市場普及階段，在家用市場中有著廣泛的前景。
在 IDE 和 SCSI 的大類別下，又可以分出多種具體的接口類型，又各自擁有不同的技術規(guī)范，具備不同的傳輸速度。比如，ATA100 和SATA，Ultra160 SCSI 和 Ultra320 SCSI，都代表著一種具體的硬盤接口，各自的速度差異也較大。
1、IDE
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(shù)目與長度，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫搅嗽鰪?，硬盤制造起來變得更容易，因為硬盤生產(chǎn)廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產(chǎn)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(fā)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。
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(xiàn) IDE 類型硬盤 ATA-1，這種類型的接口，隨著接口技術的發(fā)展已經(jīng)被淘汰了。而其后發(fā)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。
IDE 是一種硬盤的傳輸接口，它有另一個名稱，叫做 ATA(AT Attachment)。這兩個名詞都有廠商在用，指的是相同的東西。IDE 的規(guī)格后來有所進步，而推出了 EIDE(Enhanced IDE)的規(guī)格名稱，而這個規(guī)格同時又被稱為 Fast ATA。所不同的是 Fast ATA 是專指硬盤接口，而EIDE 還制定了連接光盤等非硬盤產(chǎn)品的標準。這個連接非硬盤類的 IDE 標準，又稱為 ATAPI 接口。之后再推出更快的接口，名稱都只剩下 ATA的字樣，像 Ultra ATA、ATA/66、ATA/100 等。
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(tǒng)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(zhí)行效率較好，操作系統(tǒng)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。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(shù)據(jù)傳輸率，以后又很快發(fā)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(shù)據(jù)傳輸率。值得注意的是，邁拓提出的 ATA 133 標準并沒能獲得業(yè)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(shù)據(jù)，則都采用 ATA 100 標準。芯片組廠商中，也只有 VIA、SIS、ALi 以及 nViidia對此標準提供支持，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(wěn)定性。
以上這些，都是傳統(tǒng)的并行 ATA 傳輸方式。現(xiàn)在又出現(xiàn)了串行 ATA(Serial ATA，簡稱 SATA)，其最大數(shù)據(jù)傳輸率，更進一步提高到了150MB/sec，將來還會提高到 300MB/sec，而且其接口非常小巧，排線也很細，有利于機箱內(nèi)部空氣流動，從而加強散熱效果，也使機箱內(nèi)部顯得不太凌亂。與并行 ATA 相比，SATA 還有一大優(yōu)點，就是支持熱插拔。
在選購主板時，其實并無必要太在意 IDE 接口傳輸標準有多快，其實在 ATA 100、ATA 133 以及 SATA 150 下，硬盤性能都差不多，因為受限于硬盤的機械結構和數(shù)據(jù)存取方式，硬盤的性能瓶頸，是硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率，而非外部接口標準。目前，主流硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率離ATA 100 的 100MB/sec 都還差得很遠。所以，要按照自己的具體需求選購。
2、SCSI
SCSI 的英文全稱為“Small Computer System Interface”(小型計算機系統(tǒng)接口)，是同 IDE(ATA)完全不同的接口。IDE 接口是普通PC 的標準接口，而 SCSI 并不是專門為硬盤設計的接口，而是一種廣泛應用于小型機上的高速數(shù)據(jù)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(yōu)點，但較高的價格，使得它很難如 IDE 硬盤般普及。因此，SCSI 硬盤主要應用于中、高端服務器和高檔工作站中。
3、光纖通道
光纖通道的英文拼寫是 Fibre Channel。和 SCIS 接口一樣，光纖通道最初也不是為硬盤設計開發(fā)的接口技術，而是專門為網(wǎng)絡系統(tǒng)設計的。但隨著存儲系統(tǒng)對速度的需求，才逐漸應用到硬盤系統(tǒng)中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統(tǒng)的速度和靈活性才開發(fā)的，它的出現(xiàn)大大提高了多硬盤系統(tǒng)的通信速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數(shù)量大等。
光纖通道是為在像服務器這樣的多硬盤系統(tǒng)環(huán)境而設計，能滿足高端工作站、服務器、海量存儲子網(wǎng)絡、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串行數(shù)據(jù)通訊等系統(tǒng)對高數(shù)據(jù)傳輸率的要求。
4、SATA
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。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。2002 年，雖然串行 ATA 的相關設備還未正式上市，但 Serial ATA委員會已搶先確立了 Serial ATA 2.0 規(guī)范。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?/p>
串行接口還具有結構簡單、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，就具有非常多的優(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，這比目前最新的并行 ATA(即 ATA/133)所能達到 133MB/s 的最高數(shù)據(jù)傳輸率還高。而 Serial ATA 2.0 的數(shù)據(jù)傳輸率，將達到 300MB/s，最終SATA 將實現(xiàn) 600MB/s 的最高數(shù)據(jù)傳輸率。