硬盤接口詳細解釋

硬盤是電腦主要的存儲媒介之一，由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。

硬盤有固態硬盤（SSD 盤，新式硬盤）、機械硬盤（HDD 傳統硬盤）、混合硬盤（HHD 一塊基于傳統機械硬盤誕生出來的新硬盤）。SSD采用閃存顆粒來存儲，HDD采用磁性碟片來存儲，混合硬盤(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盤和閃存集成到一起的一種硬盤。絕大多數硬盤都是固定硬盤，被永久性地密封固定在硬盤驅動器中。

磁頭復位節能技術：通過在閑時對磁頭的復位來節能。

多磁頭技術：通過在同一碟片上增加多個磁頭同時的讀或寫來為硬盤提速，或同時在多碟片同時利用磁頭來讀或寫來為磁盤提速，多用于服務器和數據庫中心。

接口種類：

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IDE

全稱 Integrated Drive Electronics，即“電子集成驅動器”，俗稱PATA并口。

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，因此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，性能也不斷地提高，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。

平常所說的IDE接口，也稱之為ATA接口。ATA的英文拼寫為“Advanced Technology Attachment”，含義是“高級技術附加裝置”。ATA接口最早是在1986年由康柏、西部數據等幾家公司共同開發的，在九十年代初開始應用于臺式機系統。它使用一個40芯電纜與主板進行連接，最初的設計只能支持兩個硬盤，最大容量也被限制在504 MB之內。

ATA(同IDE接口)

ATA 全稱 Advanced Technology Attachment，是用傳統的40-pin 并口數據線連接主板與硬盤的，外部接口速度最大為133MB/s，它不同于SCSI(一種接口技術)的一點是，通過它傳輸的數據，全部都要先進入RAM之后再進入CPU進行處理，之后再轉存到存儲里面。因為并口線的抗干擾性太差，且排線占空間，不利計算機散熱，將逐漸被SATA 所取代。

ATA技術是一個關于IDE（Integrated Device Electronics）的技術規范族。最初，IDE只是一項企圖把控制器與盤體集成在一起的硬盤接口技術。 隨著IDE/EIDE得到的日益廣泛的應用，全球標準化協議將該接口自誕生以來使用的技術規范歸納成為全球硬盤標準，這樣就產生了ATA（Advanced Technology Attachment）。

SATA

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。SATA的優勢：支持熱插拔 ，傳輸速度快，執行效率高。

SCSI

SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”（小型計算機系統接口），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，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，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。

光纖通道

光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel，和SCSI接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設計開發的接口技術，是專門為網絡系統設計的，但隨著存儲系統對速度的需求，才逐漸應用到硬盤系統中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統的速度和靈活性才開發的，它的出現大大提高了多硬盤系統的通信速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等。

光纖通道是為在像服務器這樣的多硬盤系統環境而設計的，能滿足高端工作站、服務器、海量存儲子網絡、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串行數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。

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SAS

SAS(Serial Attached SCSI）即串行連接SCSI，是新一代的SCSI技術，和現在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同，都是采用串行技術以獲得更高的傳輸速度。并通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，并且提供與SATA硬盤的兼容性。

SAS的連接器在SATA的基礎上發展而來，它去除了SCSI的諸多限制從而提高了數據傳輸的效率。其盤體容量相對SATA來說，比較小。（SAS使用的是串行的接口，串行接口就不用考慮信號干擾問題，也不用在發送數據前進行協商）?
串行接口的優點：?
串行接口結構簡單，支持熱插拔，傳輸速度快，執行效率高。一般情況下，較大的并行電纜會帶來電子干擾，SAS的電纜結構可以解決這個問題。SAS的電纜結構節省了空間，從而提高了使用SAS硬盤服務器的散熱、通風能力。串口的使用使得接口的擴展成了可能，以提至更高的帶寬。可以將四條窄端口捆綁為一個寬端口，提供更高的帶寬。?
SAS采用雙工的方式來工作，所以也就可以讀操作和寫操作同時進行。提高了效率。?
SAS接口可以使用Expander來進行擴展，擴展的盤數需要根據線路帶寬來計算。最佳狀態為SAS盤168盤（7個硬盤框24盤），SSD盤的話就會少些為96盤（4個硬盤框24盤）。

NL-SAS：使用的是SAS的接口，盤體使用的是SATA盤體。從而提高了傳輸速度，也增大了容量。

SAS和SATA的兼容性：?
１.物理層的兼容：SATA盤可以直接使用到SAS的環境中，SAS盤則不可以使用到SATA環境中。?
２.協議層的兼容：SAS由三種協議構成，SSP協議用于傳輸SCSI命令，SMP用于對連接設備的維護和管理，STP用于SAS和SATA之間數據的傳輸。

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SATA和ATA區別

傳統的 Parallel ATA 使用 單模信號放大系統“single-end-signal-amplified-system”。在這種系統中，噪聲會隨著正常信號一起傳輸、放大，不易被抑制；在高速時尤其嚴重，為了有效的減少噪聲的干擾，我們只好使用高達5V的電壓來傳送正-常訊號，使大電壓的正常訊號蓋過小電壓的噪聲信號。雖然大的電壓可以有效的抑制噪聲，但是大的電壓同時也表示驅動電路的生產成本將因此上升，大電壓更不利于高速傳輸系統的設計和制造，高達5V的傳輸電壓限制了追求高速和低成本的可能性。
和 Parallel ATA 相比，新的SATA 使用了差動信號系統“differential-signal-amplified-system”。這種系統能有效的將噪聲從正常訊號中濾除，良好的噪聲濾除能力使得SATA只要使用低電壓操作即可，和 Parallel ATA 高達5V的傳輸電壓相比，SATA 只要0.5V(500mv) 的峰對峰值電壓即可操作于更高的速度之上。“比較正確的說法是：峰對峰值‘差模電壓’”。
和 Parallel ATA 的 5V 驅動電壓相比，0.5V的SATA系統節省電力，其驅動IC的生產成本也較為便宜。

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版本	帶寬	速度	數據線最大長度
SATA 3.0	6Gb/s	600MB/s	2米
SATA 2.0	3Gb/s	300MB/s	1.5米
SATA 1.0	1.5Gb/s	150MB/s	1米
PATA	1Gb/s	133MB/s	0.5米

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由于并排的高速信號在傳輸時，會在每條電纜的周圍產生微弱的電磁場，進而影響到其他數據線中的數據傳遞，還會因為線纜的長度和電壓的變化而不斷變化，隨著總線頻率的

提升，磁場的強度也越來越大，信號干擾的影響也越來越明顯。?


從理論上說串行傳輸的工作頻率可以無限提高，串行ATA就是通過提高工作頻率來提升接口傳輸速率的。因此串行ATA可以實現更高的傳輸速率，而并行ATA在沒有有效地解決

信號串擾問題之前，則很難達到這樣高的傳輸速率。?

并行ATA接口在總線頻率方面受到其設計的制約，并不能一味地提升，而隨著對數據傳輸率的要求越來越高，目前最快的并行ATA接口ATA133的頻率為33MHz，這個幾乎已經達

到了并行接口的極限，再繼續改造線路已不太現實。所以推出新的接口勢在必行。

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影響磁盤讀寫速度的因素：

主要取決于硬盤基本參數。首先是轉速，有3200，5400，7200和10000的，希捷的有15000的，這就像汽車輪子一樣，轉速越快，跑的越快，現在主流的是7200的。第二是接口，有IDE,SATA,SATA2,SCSI1,SCSI2,SCSI3,其中SCSI3接口的讀寫速度最快，主要用在服務器上。現在主流的是SATA的產品，讀寫速度比較快。第三是硬盤緩存容量，現在有2MB和8MB兩種，大容量緩存的產品讀寫速度更快。