SATA接口

SATA接口：SATA是Serial 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(shù)據(jù)而得名。SATA總線使用嵌入式時鐘信號，具備了更強(qiáng)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(jìn)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?。串行接口還具有結(jié)構(gòu)簡單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。

與并行ATA相比，SATA具有比較大的優(yōu)勢。首先，Serial ATA以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù)，可以在較少的位寬下使用較高的工作頻率來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挕erial ATA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(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/sec，這比目前最快的并行ATA(即ATA/133)所能達(dá)到133MB/sec的最高數(shù)據(jù)傳輸率還高，而在已經(jīng)發(fā)布的Serial ATA 2.0的數(shù)據(jù)傳輸率將達(dá)到300MB/sec，最終Serial ATA 3.0將實現(xiàn)600MB/sec的最高數(shù)據(jù)傳輸率。

在此有必要對Serial ATA的數(shù)據(jù)傳輸率作一下說明。就串行通訊而言，數(shù)據(jù)傳輸率是指串行接口數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H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(shù)據(jù)流特性的編碼機(jī)制，這套編碼機(jī)制將原本每字節(jié)所包含的8位數(shù)據(jù)(即1Byte=8bit)編碼成10位數(shù)據(jù)(即 1Byte=10bit)，這樣一來，Serial ATA接口的每字節(jié)串行數(shù)據(jù)流就包含了10位數(shù)據(jù)，經(jīng)過編碼后的Serial ATA傳輸速率就相應(yīng)地變?yōu)镾erial 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(shè)計，可說是以Fibre Channel(光纖通道)作為藍(lán)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(diǎn)對點(diǎn)(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(yīng)用提供設(shè)計上的便利；在實際的使用中，SATA的主機(jī)總線適配器(HBA，Host Bus Adapter)就好像網(wǎng)絡(luò)上的交換機(jī)一樣，可以實現(xiàn)以通道的形式和單獨(dú)的每個硬盤通訊，即每個SATA硬盤都獨(dú)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(biāo)準(zhǔn)中允許使用轉(zhuǎn)換器提供同并行ATA設(shè)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(hù)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(jī)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(jī)箱之內(nèi)的并行ATA不同，擴(kuò)充性很強(qiáng)，即可以外置，外置式的機(jī)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(diǎn)故障；由于SATA和光纖通道的設(shè)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(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲上具有重要意義。

Serial ATA相較并行ATA可謂優(yōu)點(diǎn)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(yīng)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(nèi)部機(jī)械機(jī)構(gòu)和硬盤存儲技術(shù)、磁盤轉(zhuǎn)速所決定的硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率上面，就算是目前最頂級的15000轉(zhuǎn)SCSI硬盤其內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率也不過才80MB/sec左右，更何況普通的7200轉(zhuǎn)桌面級硬盤了。除非硬盤的數(shù)據(jù)記錄技術(shù)產(chǎn)生革命性的變化，例如垂直記錄技術(shù)等等，目前硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)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(jīng)完全夠用了，之所以采用更先進(jìn)的接口技術(shù)，是可以獲得更高的突發(fā)傳輸率、支持更多的特性、更加方便易用以及更具有發(fā)展?jié)摿αT了