SATA 2.5规范介绍-联想乐享知识库

SATA 2.5规范介绍 问题:用户手册 问题描述： SATA 2.5规范介绍 解决方案： SATA2.5规范是7个规范的综合，集成为一，目标是针对系统集成商而不是最终用户。这7个规范包括了SATA 1.0a 规范和6个前SATA 2.0扩展规范。 一、SATA历史回顾 SATA是由Intel公司于2000年发起，是了为取代PATA接口硬盘而开发的新型硬盘接口技术，SATA 1.0即第一个正式版于2001年正式确立，而SATA 1.0a 是对SATA 1.0的微小修改，改修了一些问题，也可以说是SATA1.0的终结。2002年初SerialATA委员会又公布了第二个正式版的Serial ATA串行标准。 图1 （SATA硬盘的接口组件示例图） 二、SATA优点 作为当前最主流的硬盘连接规范，SATA相对PATA来说，优点相当突出。首先，串行ATA 的数据传输率比并行ATA高。最明显的一点，在SATA1.0中就能达到150MB/s的突发数据传输率，这比最快的并行ATA标准ATA/133所能提供的最高数据传输率还略高一筹。而且Serial ATA的发展趋势来看，串行ATA的速度将是150MB/s的N倍。如此一来，硬盘将不再是系统性能的瓶颈了。 其次，SATA的连接比PATA要简单，拓展性也比PATA要好。在SATA标准中，只需要四跟针脚就能够完成所有工作，第1针供电，第2针接地，第3针作为数据发送端，第4针充当数据接收端（图SATA_02）。另外，由于Serial ATA使用这样的点对点传输协议，所以不存在主/从问题，并且每个驱动器是独享数据带宽。因此，用户不再需要设置硬盘的主从跳线；系统也将不再受限于单通道只能连接两块硬盘。 再者，在数据连接的物理构造方面，PATA电缆很宽，不利于机箱内空气流动，而且最长只能到 45厘米 ，而SATA电缆很细，装在机箱里令人感到舒服，最长能到 1米 。而且，SATA还支持热插拔，PATA则不能。 三、SATA2.5规范 SATA 2.5规范是7个规范的综合，包括了SATA 1.0a 规范和6个前SATA 2.0扩展规范。其中SATA 2.0的6个规范分别是：3Gb/s、NCQ、Staggered Spin-up、Hot Plug、Port Multiplier及eSATA。 1、3Gb/s300MB/s的外部接口传输速率，即最初版本SATA的150MB/s的两倍。这个速度是SATA设备和控制器点对点的连接速度，也就是说两者之间的通信以300MB/s为速度上限。3Gb/s特性不能给现有的ATA硬盘驱动器带来什么帮助，设备和控制器之间握手速率的提升仅仅能在改进了硬盘缓存效率之后让突发传速速率突破150MB/s而已，这可能让硬盘在某些情况下比同等SATA150硬盘快上1/10秒，也许还不到1/10秒。 2、NCQ（原生命令排序）NCQ可以排列硬盘所接收到的指令以改进性能。具体来说是将所接收的指令以某种顺序进行重新排序，排序的目的在于让磁头能集中寻址，减少磁头不必要的来回寻址以缩短整体用时，当遇到大量随时寻址的操作时，通过硬盘的微处理器，他们会被标记然后重新排序。这样是为了减少硬盘寻找数据头时的时间。 图2 （图中，我们可以看出NCQ读取数据时，磁头所走的路线很明显地比没有NCQ的要少很多） 3、Hot Plug（热插拔） 热插拔，也称Hot Swap。在PATA时代，ATA硬盘本身不具备这样的功能，插针接口的物理特性本身限制了热插拔操作的可能。而SATA一开始就设计成支持热插拔，无论是控制器等部分，还是物理接口都在为支持热插拔而特别设计。 图3 最明显的是SATA的弹片式接口，长短不一的数据/电力接口触点保证硬盘和主机/电力脱离的瞬间保持接地，来保护硬盘控制电路以及主机部分免受击穿。不过，目前SATA热插拔还局限于机箱内部，要在一台运行中的计算机机箱内热插拔SATA硬盘是一件复杂、麻烦及不必要的事。而USB接口的移动硬盘、优盘等，在方便性方面相对更具优势。 4、端口复用技术 Port Multiplier（端口复用技术），其作用是一个活动主机连接多路复用至多个设备连接，实现以通道的形式和单独的每个硬盘通讯，即每个SATA硬盘都独占一个传输通道，所以不存在像并行ATA那样的主/从控制的问题。其形式就像是网络中的交换机，实现局域网内每台PC独占一条网线。 图4 其实，Port Multiplier本身就是星形拓扑架构的体现。不过，由于ATA的定位及软件（包括指令集）功能所限，Port Multiplier只可以算是一个初级的星形拓扑，极其量也只是一个SATA的HUB，而且不支持级联。尽管如此，相对于PATA（初级总线拓扑）来说，SATA的Port Multiplier已经是一个大突破，也相当的实用。 5、eSATA（外部SATA） eSATA是希捷公司推出的外部SATA规格接口，一种扩展SATA-2接口，它是用来连接外部而不是内部SATA设备。eSATA在实际应用时，数据传输率高达150MBps -300MBps，而且为外部设备的使用提供了更佳的保护措施。SATA的数据线是一条大约1cm宽的扁平线缆，而eSATA的数据线则是由两条圆线缆并排粘合在一起构成的，外面还包着坚固的外皮。这种新接口可以提供USB2.0接口的5倍速度，并且具有SATA-2的所有新增功能。 目前，市面绝大部分PC系统以及零售的主板上都没有配置标准的外部SATA接口；市场上几乎买不到提供SATA外部接口的移动存储装置；如果SATA硬盘直接应用在外部，它缺少方便的电力连接装置并且本身也缺乏有效的保护，脆弱的PCB完全暴露在外面。静电、震动往往会使一个硬盘从此停止工作。看来，外置SATA硬盘的装置装会在不久之后将会出现在市面上，那时，大家就可以享受5倍USB2.0的外接数据传输速度了。 6．Staggered Spin-up（交错启动） 交错启动模式（Staggered Spin-up）功能，该项交错启动功能可使主机于多重硬盘装置中启动个别的硬盘。这一模式可减少系统启动时所消耗的电源，并让系统设计减少电源供应，以及减低终端用户的拥有成本（TCO）。新款硬盘同时也具备错误侦测码（Error Correction Code，ECC）功能，可在硬盘运行期间确保用户数据安全。 附件文档：SATA 2.5规范介