主板知識(shí)詳解:硬盤的接口類型
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主板知識(shí)詳解:硬盤的接口類型
硬盤接口是硬盤與主機(jī)系統(tǒng)間的連接部件,作用是在硬盤緩存和主機(jī)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(jì)算機(jī)之間的連接速度。在整個(gè)系統(tǒng)中,硬盤接口的優(yōu)劣,直接影響著程序運(yùn)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(yīng)用于服務(wù)器。
2) SCSI 接口的硬盤,則主要應(yīng)用于服務(wù)器市場。
3) 光纖通道,只在高端服務(wù)器上,價(jià)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(shù)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(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)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?qiáng),硬盤制造起來變得更容易,因?yàn)橛脖P生產(chǎn)廠商不需要再擔(dān)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(shù),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(jià)格低廉、兼容性強(qiáng)的特點(diǎn),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(shí)際的應(yīng)用中,人們也習(xí)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(shù)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(gè)名稱,叫做 ATA(AT Attachment)。這兩個(gè)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(jìn)步,而推出了 EIDE(Enhanced IDE)的規(guī)格名稱,而這個(gè)規(guī)格同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)連接非硬盤類的 IDE 標(biāo)準(zhǔn),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(gè)是 PIO(Programming I/O)模式,另一個(gè)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(qū)動(dòng)程序或設(shè)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(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn),而日立(IBM)、希捷和西部數(shù)據(jù),則都采用 ATA 100 標(biāo)準(zhǔn)。芯片組廠商中,也只有 VIA、SIS、ALi 以及 nViidia對此標(biāo)準(zhǔn)提供支持,英特爾則只支持 ATA 100 標(biāo)準(zhǔn)。
各種 IDE 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(hào)的穩(wěn)定性。
以上這些,都是傳統(tǒng)的并行 ATA 傳輸方式?,F(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(jìn)一步提高到了150MB/sec,將來還會(huì)提高到 300MB/sec,而且其接口非常小巧,排線也很細(xì),有利于機(jī)箱內(nèi)部空氣流動(dòng),從而加強(qiáng)散熱效果,也使機(jī)箱內(nèi)部顯得不太凌亂。與并行 ATA 相比,SATA 還有一大優(yōu)點(diǎn),就是支持熱插拔。
在選購主板時(shí),其實(shí)并無必要太在意 IDE 接口傳輸標(biāo)準(zhǔn)有多快,其實(shí)在 ATA 100、ATA 133 以及 SATA 150 下,硬盤性能都差不多,因?yàn)槭芟抻谟脖P的機(jī)械結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)。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(yuǎn)。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(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)接口,而 SCSI 并不是專門為硬盤設(shè)計(jì)的接口,而是一種廣泛應(yīng)用于小型機(jī)上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。SCSI 接口具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、CPU 占用率低,以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn),但較高的價(jià)格,使得它很難如 IDE 硬盤般普及。因此,SCSI 硬盤主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)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(shè)計(jì)開發(fā)的接口技術(shù),而是專門為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。但隨著存儲(chǔ)系統(tǒng)對速度的需求,才逐漸應(yīng)用到硬盤系統(tǒng)中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲(chǔ)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(yuǎn)程連接、連接設(shè)備數(shù)量大等。
光纖通道是為在像服務(wù)器這樣的多硬盤系統(tǒng)環(huán)境而設(shè)計(jì),能滿足高端工作站、服務(wù)器、海量存儲(chǔ)子網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)間通過集線器、交換機(jī)和點(diǎn)對點(diǎn)連接進(jìn)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(jī)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(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)目煽啃浴?/p>
串行接口還具有結(jié)構(gòu)簡單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。
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(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螅琒erial 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 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。