硬盤接口的發(fā)展史
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??硬盤接口常用的有:Serial ATA(SATA)、mini-SATA(mSATA)、Next Generation Form Factor(M.2)、SAS(Serial Attached SCSI)(服務(wù)器接口)、pci-e一般常用的硬盤接口就這么多了。
??不常用的(或以淘汰的)硬盤接口有:Integrated Drive Electronics(IDE)、Small Computer System?Interface(SCSI)、Fiber Channel(光纖接口) 不常用的(或以淘汰的)硬盤接口就這么多了。
??Serial ATA(SATA):使用SATA(Serial ATA)口的硬盤又叫串口硬盤,是未來和現(xiàn)在PC機硬盤的主流趨勢。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(guān)設(shè)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>
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??mini-SATA(mSATA): mSATA接口,全稱迷你版SATA接口(mini-SATA)。是早期為了更適應(yīng)于超級本這類超薄設(shè)備的使用環(huán)境,所針對便攜設(shè)備開發(fā)的mSATA接口應(yīng)運而生??梢园阉醋鳂?biāo)準(zhǔn)SATA接口的mini版,而在物理接口上是跟mini PCI-E接口是一樣的。mSATA接口是SSD小型化的一個重要過程,不過mSATA依然沒有擺脫SATA接口的一些缺陷,比如依然是SATA通道,速度也還是6Gbps。諸多原因沒能讓mSATA接口火起來,反而被更具升級潛力的M.2 SSD所取代。
?Next Generation Form Factor(M.2):M.2接口是Intel推出的一種替代mSATA的新的接口規(guī)范,也就是我們以前經(jīng)常提到的NGFF,即Next Generation Form Factor。 M.2接口的固態(tài)硬盤寬度22mm,單面厚度2.75mm,雙面閃存布局也不過3.85mm厚,但M.2具有豐富的可擴展性,最長可以做到110mm,可以提高SSD容量。M.2 SSD與mSATA類似,也是不帶金屬外殼的,常見的規(guī)格有主要有2242、2260、2280三種,寬度都為22mm,長度則各不相同??此贫际荕.2接口,但其支持的協(xié)議不同,對其速度的影響可以說是千差萬別,M.2接口目前支持兩種通道總線,一個是SATA總線,一個是PCI-E總線。當(dāng)然,SATA通道由于理論帶寬的限制(6Gb/s),極限傳輸速度也只能到600MB/s,但PCI-E通道就不一樣了,帶寬可以達(dá)到10Gb/s,所以看似都為M.2接口,但走的“道兒”不一樣,速度自然也就有了差別。
??SAS(Serial Attached SCSI)(服務(wù)器接口):SAS(Serial Attached SCSI)即串行連接SCSI,是新一代的SCSI技術(shù),和現(xiàn)在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同,都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度,并通過縮短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發(fā)出的全新接口。此接口的設(shè)計是為了改善存儲系統(tǒng)的效能、可用性和擴充性,并且提供與SATA硬盤的兼容性。
Pci-e:PCI-E它的主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸速率高,目前最高可達(dá)到10GB/s以上,并且還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
Integrated Drive Electronics(IDE):IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”,即“電子集成驅(qū)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(qū)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)目煽啃缘玫搅嗽鰪姡脖P制造起來變得更容易,因為硬盤生產(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(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硬盤的傳輸模式有以下三種:PIO(Programmed I/O)模式,DMA(Driect Memory Access)模式,Ultra DMA(簡稱UDMA)模式。
PIO(Programmed I/O)模式的最大弊端是耗用極大量的CPU資源。以PIO模式運行的IDE接口,數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)3.3MB/s(PIO mode 0)-16.6MB/s(PIO mode 4)不等。
DMA(Direct Memory Access)模式分為Single-Word DMA及Multi-Word DMA兩種。Single-Word?DMA模式的最高傳輸率達(dá)8.33MB/s,Multi-Word DMA(Double Word)則可達(dá)16.66MB/s。
DMA模式同PIO模式的最大區(qū)別是:DMA模式并不用過分依賴CPU的指令而運行,可達(dá)到節(jié)省處理器運行資源的效果。但由于Ultra DMA模式的出現(xiàn)和快速普及,這兩個模式立即被UDMA所取代。
Ultra DMA模式(簡稱UDMA)是Ultra ATA制式下所引用的一個標(biāo)準(zhǔn),以16-bit Multi-Word DMA模式作為基準(zhǔn)。UDMA其中一個優(yōu)點是它除了擁有DMA模式的優(yōu)點外,更應(yīng)用了CRC(Cyclic Redundancy Check)技術(shù),加強了資料在傳送過程中偵錯及除錯方面的效能。
自Ultra ATA標(biāo)準(zhǔn)推行以來,其接口便應(yīng)用了DDR(Double Data Rate)技術(shù)將傳輸?shù)乃俣忍嵘艘槐?,已發(fā)展到Ultra ATA/100了,其傳輸速度高達(dá)100MB/s。
??Small Computer System?Interface(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(biāo)準(zhǔn)接口,而SCSI并不是專門為硬盤設(shè)計的接口,是一種廣泛應(yīng)用于小型機上的高速數(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,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(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。
??Fiber Channel(光纖接口):光纖通道的英文拼寫是Fiber Channel,和SCSI接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設(shè)計開發(fā)的接口技術(shù),是專門為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的,但隨著存儲系統(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,能滿足高端工作站、服務(wù)器、海量存儲子網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)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。
光纖通道可以采用同軸電纜和光導(dǎo)纖維作為連接設(shè)備,大多采用光纖媒介,而傳統(tǒng)的銅軸電纜如雙絞線等則可以用于小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)連接部署。但采用同軸電纜的光纖通道有著銅媒介一樣的老毛病,如傳輸距離短(30米,取決于具體的線纜)以及易受電磁干擾(EMI)影響等。
雖然銅媒介也適用于某些環(huán)境,但是對于利用光纖通道部署的較大規(guī)模存儲網(wǎng)絡(luò)來說,光纜是最佳的選擇。光纜按其直徑和“模式”分類,直徑以微米為計量單位。電纜模式有兩種:單模是一次傳送一個單一的信號,而多模則能夠通過將信號在光纜玻璃內(nèi)核壁上不斷反射而傳送多個信號?,F(xiàn)在認(rèn)可的光纜光纖通道標(biāo)準(zhǔn)和等級有:直徑62.5微米多模光纜175米,直徑50微米多模光纜500米,以及直徑9微米單模光纜10公里。
光纖現(xiàn)在能提供100MBps的實際帶寬,而它的理論極限值為1.06GBps。不過現(xiàn)在有一些公司開始推出2.12Gbps 的產(chǎn)品,它支持下一代的光纖通道(即Fibre Channel II)。不過為了能得到更高的數(shù)據(jù)傳輸率,市面的光纖產(chǎn)品有時是使用多光纖通道來達(dá)到更高的帶寬。
? 好了,常用的硬盤接口就這么多了。