SATA接口

SATA標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，讓計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存產(chǎn)業(yè)掀起了大波瀾，除了一改過(guò)去并行傳輸?shù)姆绞剑D(zhuǎn)而以串行的方式，不僅在排線尺寸方面得到了有效的縮減，在傳輸速度方面也獲得了相當(dāng)大的提升。

其實(shí)我們常見到的SATA II名稱，最早是一個(gè)委員會(huì)的名稱，該委員會(huì)成立的目的就是為了制訂最早的SATA 1.x標(biāo)準(zhǔn)。后來(lái)該組織更名為SATA 國(guó)際組織 （SATA-IO）。但是SATA II的名稱保留了下來(lái)。由于不同廠商所推出的相關(guān)產(chǎn)品在功能上或支持度都有所不同，各家SATA產(chǎn)品命名規(guī)則有都有所差異。

由于SATA-IO并未硬性規(guī)定命名規(guī)則與功能要求，因此在推廣初期也造成不少產(chǎn)品定位上的困擾。一般廠商在命名上，多以特定功能作為命名規(guī)則，一般常見的多以其最大傳輸速度為主，常見的SATA 300, SATA 3Gb/s和SATA 3G等名稱，部分也有直接取用SATA II為其支持規(guī)格名稱，后其的產(chǎn)品在硬件規(guī)格上已經(jīng)相當(dāng)完備，因此大多舍棄了過(guò)去的速度命名規(guī)則，加上 SATA-IO于2005年8月底的秋季IDF展中，將過(guò)去由各家廠商自行認(rèn)定的SATA II內(nèi)容：如3Gbps、本地命令隊(duì)列（NCQ）、連結(jié)埠分享器（Port Multipliers）和接口選擇器（port selectors）等，統(tǒng)一整合為SATA 2.5的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，大幅減少了市場(chǎng)紊亂的現(xiàn)象。而在2007年第一季度，SATA-IO推出了2.6版的規(guī)范，更進(jìn)一步的3.0版規(guī)范也即將在下半年推出。

SATA 1.0的出現(xiàn)代表著計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)正式從低時(shí)脈并列傳輸走向高時(shí)脈序列傳輸，初始規(guī)格訂在1.5Gbps，明顯有著比過(guò)去IDE界面更豐沛的傳輸能量。不過(guò)SATA雖然提供了如此寬廣的總線，但是硬盤機(jī)速度進(jìn)展非常緩慢，轉(zhuǎn)速與碟片密度的提升速度不夠快，讓SATA總線速度的提升意義并不大。

很多人愛舉的一個(gè)例子：在速限200的高速公路上騎50CC的小綿羊摩托車，這也正足以完全角容硬盤機(jī)所面臨的窘?jīng)r。以SATA 1.0的規(guī)范來(lái)看，其最高傳輸速度約為150Mbyte/s，而目前即使是高達(dá)萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的高階SATA硬盤，持續(xù)傳輸速度也無(wú)法超越100MByte/s，想讓SATA的高總線帶寬得到發(fā)揮，就必須使用磁盤陣列才有辦法，而另一個(gè)可以發(fā)揮SATA界面高帶寬優(yōu)勢(shì)的方法，就是采用具備連結(jié)埠分享器的硬盤外接裝置，將單一SATA連接埠的帶寬可以均分給數(shù)量不等的硬盤使用，就目前來(lái)說(shuō)，以單一硬盤而言，傳輸速度并不會(huì)比過(guò)去在IDE界面下具有更大的優(yōu)勢(shì)。

其次，雖然SATA具備了熱插拔的規(guī)范，但目前的連接纜線多是設(shè)計(jì)給內(nèi)接式硬盤使用，最大插拔次數(shù)僅約200次，超過(guò)此插拔數(shù)目，纜線接頭便會(huì)劣化，甚至有可能造成硬盤的損壞，即使是針對(duì)外接應(yīng)用的eSTAT纜線，其插拔次數(shù)依然僅約2,500次左右，與USB界面相比差距甚遠(yuǎn)，不過(guò)這方面牽涉到纜線材質(zhì)與成本之間的關(guān)連，雖然理論上可以達(dá)到更高的插拔次數(shù)，但是售價(jià)能否被消費(fèi)者接受也是關(guān)鍵。而SATA纜線雖然在寬度上占盡優(yōu)勢(shì)，但是長(zhǎng)度被限制在2米以內(nèi)，這對(duì)部分應(yīng)用來(lái)說(shuō)，也是個(gè)相當(dāng)大的限制，不過(guò)這點(diǎn)可以藉由xSATA來(lái)加以解決。

SATA 2.6版加入的技術(shù)主要是針對(duì)小型嵌入式儲(chǔ)存或行動(dòng)應(yīng)用方面，這些技術(shù)內(nèi)容分別包括了以下幾項(xiàng)：

1. 可將SATA光驅(qū)安裝到小型設(shè)備（如small form factor）中的內(nèi)建子卡纜線以及連接器。

2. 可以將1.8寸硬盤安裝到如UMPC之類小型終端的微型SATA連接器。

3. 既然具備了微型連接器規(guī)格，自然也要針對(duì)這類微型連接器設(shè)計(jì)了內(nèi)建或者是外接的多通道纜線以及連接器。

4. NCQ優(yōu)先權(quán)加強(qiáng)，能讓資料在復(fù)雜加載環(huán)境下，動(dòng)態(tài)為資料的傳輸分配優(yōu)先權(quán)等級(jí)，避免塞車的現(xiàn)象。

5. 可容許筆記本電腦關(guān)閉或不使用NCQ功能，以避免在驅(qū)動(dòng)程序不完整的情況之下，拖累系統(tǒng)效能。

下圖：SATA 2.6所制訂的小型化連接界面。（SATA-IO）

由以上的加強(qiáng)要點(diǎn)可以看出，SATA 2.6版主要針對(duì)的是更小的應(yīng)用，比如說(shuō)samll form factor或者是UMPC等的內(nèi)接與外接規(guī)格，然而此類應(yīng)用，其儲(chǔ)存裝置數(shù)量備受限制，且儲(chǔ)存裝置本身的速度會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)速等不同因素而受到影響（比如說(shuō)常見于UMPC的1.8寸硬盤其最大傳輸速度不過(guò)20MByte/s左右，不及傳統(tǒng)3.5寸硬盤的3分之1。）在SATA規(guī)格的導(dǎo)入上似乎并不是那么的有必要。UMPC本身也不可能具備磁盤陣列的支持能力，唯一可能發(fā)揮SATA威力的應(yīng)用方式，就是利用連結(jié)埠分享器連接多臺(tái)外部?jī)?chǔ)存裝置。

傳統(tǒng)機(jī)械式硬盤的缺點(diǎn)在UMPC上一覽無(wú)遺，不但功耗大，速度慢，容量增長(zhǎng)速度也不快，因此異軍突起的固態(tài)盤（SSD）就有可能成為SATA帶寬推廣上的助力。不過(guò)換個(gè)角度想，UMPC上也有可能內(nèi)建Express Card界面，與SATA相較起來(lái)，Express Card在規(guī)格上的拓展、速度表現(xiàn)以及連接方式來(lái)看，其實(shí)要比SATA更居優(yōu)勢(shì)。在未來(lái)的兩三年內(nèi)，SSD的售價(jià)與容量仍然無(wú)法被一般消費(fèi)者所接受，傳統(tǒng)微型硬盤還有其生存空間，因此SATA與Express Card在這方面的競(jìng)爭(zhēng)其實(shí)還是未定之?dāng)?shù)。

SATA 3.0最大的改進(jìn)之處，就是將總線最大傳輸帶寬提升到6Gbps之譜，如此一來(lái)大幅提升了連結(jié)埠分享器與連接器的應(yīng)用空間，在具備對(duì)大容量與高速傳輸需求的外接應(yīng)用中，可以發(fā)揮其長(zhǎng)處。而具備更佳耐性的連接測(cè)試也在進(jìn)行之中，不過(guò)截至目前為止，其詳細(xì)內(nèi)容還不明確，不過(guò)以其超大的帶寬現(xiàn)來(lái)看，其實(shí)已經(jīng)超出了一般消費(fèi)性應(yīng)用的范圍，而偏重于特定的專業(yè)應(yīng)用，市場(chǎng)也小了許多。

機(jī)械式硬盤在未來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間之內(nèi)仍將繼續(xù)存在，其傳輸速度的增長(zhǎng)也將維持現(xiàn)有的幅度，因此硬件廠商勢(shì)必要研發(fā)出更多種不同連接方式，才能有效消耗掉這些龐大的帶寬，讓消費(fèi)者能夠更直接的感受到數(shù)字增加所帶來(lái)的好處，而不是只能著重于書面規(guī)格的宣傳，無(wú)法帶給用戶在相關(guān)應(yīng)用上的效益。

使用GHOST做系統(tǒng)的備份我想這里的許多朋友都會(huì)做，但也有很多朋友，特別是用SATA硬盤的朋友，在使用GHOST給系統(tǒng)做備份時(shí)，可能都碰到過(guò)這樣的情況，用軟盤或光盤啟動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)后，當(dāng)使用GHOST.EXE命令后系統(tǒng)黑屏，死機(jī)了。是GHOST不支持SATA設(shè)備嗎？難道使用SATA硬盤后，我們就不能為系統(tǒng)做一個(gè)備份嗎？答案是否，SATA硬盤同樣可以用來(lái)克隆，但在操作上需要一點(diǎn)小技巧了。

首先我們先來(lái)分析一下，為何在一般情況下系統(tǒng)會(huì)死機(jī)。一般來(lái)講支持SATA硬盤主板采用的都是I865PE（北橋）+ICH5R（南橋）以上的芯片組，但由于ICH5R南橋芯片本身的限制，在WIN9X，WINNT，DOS系統(tǒng)使用下，其中一組IDE通道會(huì)無(wú)法使用，這就是為何我們啟動(dòng)GHOST后，系統(tǒng)會(huì)停止響應(yīng)，因?yàn)榇藭r(shí)GHOST無(wú)法判斷系統(tǒng)中到底那組IDE可用。知道原因后，我們就可以對(duì)癥下藥了。一般865的主板的BIOS里都提供了一個(gè)屏蔽一組IDE通道的選項(xiàng)，讓系統(tǒng)還是只認(rèn)到二組IDE通道

（以下方法均為光盤啟動(dòng)模式）

1、 一個(gè)SATA硬盤掛在SATA1接口，一個(gè)CDROM掛在PRIMARY IDE接口（設(shè)為主盤）：

a) 開機(jī)進(jìn)入BIOS設(shè)定，在MAIN菜單中選中IDE Configuration

b) 將Onboard IDE Operate Mode改為Compatible Mode

c) 在[Enhanced Mode Support On]中選擇[Primary P-ATA+S-ATA]

d) 重啟進(jìn)入BIOS后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在MAIN菜單中只有4個(gè)IDE設(shè)備了，[Primary IDE MASTER]為[CDROM]，[Primary IDE Slave]為[NONE]，[Secondary IDE Master]為[IDE DISK]（你的硬盤的型號(hào)），[[Secondary IDE Slave]為[NONE]

e) 用光盤啟動(dòng)進(jìn)入DOS后，運(yùn)行GHOST就可以了

2、 一個(gè)SATA硬盤掛在SATA1接口，一個(gè)CDROM掛在SECONDARY IDE接口：

只要將上面第三步中的[Primary P-ATA+S-ATA]改為[Secondary P-ATA+S-ATA]，就可以了，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)將SATA1和SATA2設(shè)備當(dāng)作[Primary IDE Master]和[Primary IDE Slave]。

3、 如果你使用了支持SATA的主板，但沒有使用SATA設(shè)備時(shí)，有些主板BIOS還是默認(rèn)打開了SATA通道的，此時(shí)要使用GHOST來(lái)備份系統(tǒng)也會(huì)導(dǎo)致黑屏，所以我們也需要在BIOS里面設(shè)置一下，來(lái)屏蔽掉SATA通道，還是在第一種情況下的第三步中，將[Primary P-ATA+S-ATA]改為[P-ATA Ports Only]，此時(shí)系統(tǒng)將屏蔽掉SATA設(shè)備，你可以將它做為普通的沒有SATA設(shè)備的主板使用了。順便提提，使用GHOST2003可以直接認(rèn)NTFS格式的硬盤，做W2K的備份時(shí)方便多了。

其它型號(hào)的主板也是同樣的設(shè)置，不過(guò)里面的選項(xiàng)可就沒有ASUS的豐富了。

External Serial ATA的略稱，是為面向外接驅(qū)動(dòng)器而制定的Serial ATA 1.0a的擴(kuò)展規(guī)格。雖然規(guī)模比較小，但已經(jīng)有相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品在市面流通。

為了防止誤接，eSATA的接口形狀與SATA的接口形狀是不一樣的。 連接線的最大長(zhǎng)度為2m。 支持熱插拔。 傳輸速度可以達(dá)到現(xiàn)在主流的USB2.0的傳輸速度的2倍以上。

與并行ATA相比，SATA具有比較大的優(yōu)勢(shì)。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(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?。Serial ATA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/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(shí)現(xiàn)600MB/sec的最高數(shù)據(jù)傳輸率。

Serial ATA相較并行ATA可謂優(yōu)點(diǎn)多多，將成為并行ATA的廉價(jià)替代方案。并且從并行ATA過(guò)渡到Serial ATA也是大勢(shì)所趨，應(yīng)該只是時(shí)間問(wèn)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(gè)增加到了4個(gè)，而并行ATA接口則從2個(gè)減少到了1個(gè)；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，并已經(jīng)在2005年初推出。

值得注意的是，無(wú)論是SATA還是SATA II，其實(shí)對(duì)硬盤性能的影響都不大。因?yàn)槟壳坝脖P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(chǔ)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(jí)的15000轉(zhuǎn)SCSI硬盤其內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率也不過(guò)才80MB/sec左右，更何況普通的7200轉(zhuǎn)桌面級(jí)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(shuō)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。

不過(guò)隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在SSD技術(shù)正在快速發(fā)展，已經(jīng)有公司推出了SSD，其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)HDD。所以SATA,及SATA II 的推出及進(jìn)一步發(fā)展是很有必要的。