細說“IDE/SATA/SATAII”三種技巧的差別
現在的技巧發展(zhǎn)實在太快,很多(duō)人還沒弄清SATA到底有什麽好,SATA II又來了。在傳統的IDE、潮流的SATA與前衛的SATA II硬盤之間,到底有著什(shí)麽樣的差別?幾(jǐ)種不同的硬盤各自(zì)價格等方麵又是(shì)怎麽樣?信任很多朋友都想知道(dào)。
在(zài)深入懂得(dé)新標(biāo)準之前,有必要回想一下原(yuán)有(yǒu)的技巧。長期以來,硬盤技巧的進步,都著重於傳輸速度和容量兩個方麵。基礎上認識電腦以來,大家就一直在應用Ultra ATA。這種延用已久的接口技(jì)巧,有好些方麵都顯得過時而需要改良了:
大家都知道,數據線太粗,安裝不方便,嚴重影響機箱內(nèi)空(kōng)氣流通,不利(lì)於機箱散熱,是傳統IDE接口即Ultra ATA硬盤的至命毛病。不過,IDE硬盤還有很多其它方麵的局限性,大概就不是很多人都明確了。
主(zhǔ)從盤(pán)相互影響
廣泛情況下,一塊主板隻有兩個IDE接(jiē)口,每個接口可以掛兩個IDE設備。但同(tóng)一個接口的(de)兩個設備是共用帶寬的,對速度的影響非常大。所以稍有常識的人,都會把硬盤(pán)和光驅離(lí)開兩條(tiáo)IDE線連接到主板上(shàng)這樣,IDE有個很大的問題,就是雖然一塊主(zhǔ)板(bǎn)可以連(lián)接4個設備,但事(shì)實上隻要(yào)超過兩個,速度就(jiù)大大降(jiàng)落。
更大的問題是,同一條(tiáo)線上兩個設備要嚴格(gé)按主/從設置才幹正常運行(háng)。象圖(tú)中這種西數WD400 JB,主硬盤還有(yǒu)兩種不同設置,一條IDE線隻接這塊硬盤的時候按右邊的設置(zhì),帶從盤的時候則要按中間(jiān)的設置方法。據親身經驗,如果沒帶從盤而按中間的方法設了,會湧現五花八門百思不得其解的問題——有(yǒu)時可以啟動,有時報(bào)告找不到(dào)硬盤,有時啟動(dòng)過程中報告(gào)硬盤(pán)毛(máo)病之類——每次(cì)啟動可能湧現不同的問題。
不支撐熱拔插
並行ATA在支撐設備熱插拔方麵能(néng)力有限,這一點對服務(wù)器方麵的利用非常重要。因為服務器通常采用RAID的方法,任何一(yī)塊(kuài)硬盤(pán)壞了都可以熱拔插(chā)調換,而不影響(xiǎng)數據的完整性,確保服務(wù)器任(rèn)何情況下都正常開著。具有熱插拔支撐功效的SCSI和光(guāng)纖通道盤踞(jù)了企業級利(lì)用(yòng)的幾乎全(quán)部市場,並行ATA空有價格優勢而不能獲得(dé)一(yī)席之地,重要原因就是(shì)它不(bú)支撐熱拔插。
不夠完善的毛(máo)病檢驗技巧
Ultra DMA引入(rù)了基於CRC的數據包出錯檢測,該技巧是ATA-3標準的組成部分。但是,沒有任何一種並行ATA標準供給命令和(hé)狀態包的出錯(cuò)檢測(cè)。盡管命令和狀(zhuàng)態(tài)包出錯的領域和幾(jǐ)率都(dōu)小,但(dàn)它們(men)出錯的可能性也(yě)不容疏忽。
應用過時的5伏電壓
處理器核心從幾個方麵請求向低電壓過渡。較低電壓(yā)容許(xǔ)更快的信號陡變,這對進步速度、降低熱耗至關重要(yào)。現在(zài)的CPU核心(xīn)電壓基礎上都(dōu)小於2伏,為保持與係統主板上其它芯片的(de)互(hù)操作(zuò)性,通常應用(yòng)3.3伏的外(wài)部電壓分別出來,5伏電壓成為過時(shí)的標準。雖然大部分目前的 ATA/ATAPI-6標(biāo)準為(wéi)並行ATA設備(bèi)指定的直流電壓供給為3.3V (± 8%),但一些模式的吸收器大於4伏,所以要應用過時的5伏電壓。
接口速度的可升級性差
另外,Ultra ATA是受(shòu)並行(háng)總線特征的限製,帶寬容易受到限製,經過多次升(shēng)級(jí),目前最高傳輸率也隻是133M字節/秒。
SATA比IDE優越在(zài)哪(nǎ)些處所(suǒ)?
SATA不再應用過時的並行總線接(jiē)口,轉用串行總(zǒng)線,全部(bù)作風完整轉變。
SATA與本來(lái)的IDE相比有很多優越性,最(zuì)明顯(xiǎn)的就是數據線從80 pin變成了7 pin,而且IDE線的長度不能超(chāo)過0.4米,而SATA線(xiàn)可(kě)以長(zhǎng)達1米,安裝(zhuāng)更方便,利於機箱散(sàn)熱。除此之外,它還有很多優點(diǎn):
一對一連接,沒有主從盤的煩惱
每個設備都直接(jiē)與主板相(xiàng)連,獨享150M字節/秒帶寬,設備間(jiān)的速度不會互相影響。
支撐熱拔插
熱拔插對於普(pǔ)通家庭(tíng)用戶來說可能作用不大,但對於服務器卻是至關重要。事實上,SATA在低端服務器利用上取得(dé)的成功,遠比在普(pǔ)通家庭(tíng)利用中的影響力大。
數據(jù)傳(chuán)輸更加可KAO
SATA進步了毛病檢查的能力,除了對CRC對數據(jù)檢錯之外,還會對命令(lìng)和狀態包進行檢錯,因此和並行ATA相比進(jìn)步了(le)接入的整體準確度,使串行ATA在企業RAID和外部存儲利用中具有更(gèng)大的吸引(yǐn)力。
低電壓信號
SATA的信號電壓最高隻有0.5伏,低電壓一方麵能更好地適應新平台強調3.3伏的電源趨勢,另一(yī)方麵有利於速度的進步。
帶寬升級潛力大
SATA不(bú)依附於係統總線的(de)帶寬,而是內(nèi)置時鍾。剛推出的這一代SATA內置1500MHz時鍾(zhōng),可(kě)以達到150M字節/秒的接口帶(dài)寬。由於不再依附係統總線(xiàn)頻率,每一代SATA升級帶寬的增長都是成倍的:下一代300M字節/秒,再下一代可以達到600M字節/秒
SATA仍然存在的幾點不足(zú),在國內,現在買IDE的人恐怕比買SATA的人多很多。重要有三個方麵(miàn)的原因:
首先,SATA的諸(zhū)多(duō)先進性總體上(shàng)對個人電腦用(yòng)戶意義不是太大,它最大的意義的反而是適應了入門級企業利用的需要。
其次,nForce4、915之前的那(nà)些主板應用SATA硬盤,在安裝操作係統的(de)時候(hòu)需要用(yòng)到軟盤,就象SCSI硬盤那樣,增長了用戶的麻(má)煩。
另外,國內用戶的電腦配置相對落後,很多人都是舊電腦升級大容量硬盤,稍老點(diǎn)的主板還(hái)不支撐SATA硬(yìng)盤。
所以,SATA最大的成功在於吸引了很多(duō)低端入門級服務器的用戶。但在企業級利(lì)用方麵,它又仍然在很(hěn)多方麵有待改良:
單(dān)線程的(de)機械(xiè)底盤
SATA畢竟隻是ATA,它的機械底盤是為8x5線程(chéng)設計的,而SCSI的機械底(dǐ)盤是24x7多線程設計,能更好地滿足服務器多任務的需要。所以 SATA雖然(rán)在單任務的(de)測試中不比SCSI差(chà),但麵對大數據吞吐量(liàng)的服務器,還是有差距(jù)的(de)。除(chú)了速度之外(wài),麵對多任(rèn)務數據(jù)讀取,硬盤磁頭頻繁地來回擺動(dòng),使硬盤過熱是SATA最大(dà)的問題。
形同虛設的熱拔(bá)插功效
在實際利用(yòng)中,RAID硬(yìng)盤陣列是由多個硬盤組成的,必須知(zhī)道具體哪一塊硬盤壞了,熱拔(bá)插調換才有意義。SATA硬盤雖然可以熱拔插,但SATA組成的陣列在(zài)某塊硬盤損壞的時候,不能象(xiàng)SCSI、FC和SAS那樣,具(jù)有SAF- TE機製用唆使燈顯示(shì),知道具體壞的是(shì)哪一塊,熱拔插調換的時候,如果取下的是好(hǎo)硬盤,就容易使數(shù)據出錯(cuò)。所以在實際利用中,SATA的熱拔插功效有(yǒu)點形同虛設的味道。
速度慢
SATA相對於SCSI和FC速度慢(màn),重要原因是機(jī)械底盤不同,不適應服務器利用程(chéng)序大批非線性的讀取懇求。所以SATA硬盤用來做視頻下載服務器還不錯,用在網上交(jiāo)易平台則力不從心。SATA 1.0把持器的傳輸速度效率(lǜ)不高,雖然標稱具有150MB/s的峰(fēng)值速度,事實上最快的SATA硬盤速度也隻有60MB/s。
全部解決方案價格不便宜(yí)
雖然SATA硬盤相對於SCSI硬(yìng)盤來說很(hěn)便宜,但全部的SATA方案並(bìng)不便宜(yí)。重要原因是(shì)SATA 1.0把持器的每(měi)個(gè)接口(kǒu)隻能連接一個硬(yìng)盤,8個硬盤組成的陣列需要8個接口,把每個接口300多元的消費算進去,就不便(biàn)宜了。
SATA II與(yǔ)準SATA II
很(hěn)多人到現在都還不是(shì)太(tài)明確SATA與Ultra ATA相比有什麽差別與利(lì)益,這也難怪。因為連Intel剛推出SATA的時候,也沒想到這(zhè)個為個人用戶而(ér)改(gǎi)良的(de)方案,成果會在(zài)入門級服務器和工作站等企業利用(yòng)的前遠景更為(wéi)寬大——也正因為這樣,2004年才專門成立了(le)SATA IO(SATA國際組織)。
前麵那麽多介(jiè)紹,是聯合現實情況與SATA官方白皮書收(shōu)拾的,從中已經可以創造,說(shuō)到SATA優毛病,更多的是從企業利用而不是個人與家庭利用的角度考慮的。
現在經常聽到“NCQ硬盤”和“SATA II硬盤”這(zhè)兩個名詞(cí),它們是SATA向下一(yī)代——SATA II發(fā)展(zhǎn)的兩個不同階段的產品(pǐn):
第一階(jiē)段是在SATA的基礎上參加NCQ原生指令排序、存儲設備管理(Enclosure Management)、底板互連、數據疏散/集中這四項新特征。
第二階段是在(zài)第一(yī)階段的基出上作進(jìn)一步改(gǎi)良,參(cān)加(jiā)了雙宿主主動(dòng)式故障調換、與多個硬盤高效連接、3.0Gb(即300MB/s)接口帶寬等特征(zhēng)。
“NCQ硬盤”的改良:不僅僅是NCQ這(zhè)麽簡略
由於SATA II的第一(yī)階段幾項(xiàng)改良中,NCQ原生指令排序技巧對個人用戶意義比較大,所以也隻有這一項技巧(qiǎo)比較多(duō)人懂(dǒng)得。其實SATA II第一階段參加的技巧包含如下幾項:
NCQ原生指令排序
Native command queuing:什麽是(shì)NCQ呢?這是(shì)SCSI早(zǎo)就應用的一種技巧,隻是最近(jìn)才利用於SATA硬盤。
傳統台式(shì)機硬盤都用線性格(gé)勢處理懇求,這種方法潛在很不好的方麵,要懂得其中原理,必須對硬盤(pán)物理結構有個基礎懂得。硬盤裏麵是圓盤狀的,很象(xiàng)CD光盤。每一個圓盤由許(xǔ)多(duō)同心圓劃分為一條條磁道,磁道又分出扇區。每個(gè)圓盤由一個或(huò)多個磁頭(tóu)負責讀取。如果數據散布在(zài)同一磁道,尋找數據的速度是最快的。在不同磁道之間移動則耗費很多時間。假設要讀取三塊數據,其中一塊在圓盤最外(wài)邊(biān)的磁道上,一塊在圓盤最裏麵的磁道上,還有一塊在(zài)圓盤最外邊的(de)磁道上。傳統的硬盤,會依次先讀取圓盤最外麵的數據(jù),然後讀取最裏麵的數據,最後再回頭讀取最外麵(miàn)的數據。這樣一來,磁頭移來移動耗費的尋道時(shí)間多,效率(lǜ)就低了。如果把磁頭移動減到最少,尋道時間就會相(xiàng)應減少。這就是NCQ的目標所在——NCQ可以重新編排(pái)指令,不讓磁頭從外移到內再移到(dào)外,而是在(zài)移向圓(yuán)盤內圈之前就讀取外圈的兩(liǎng)塊數據(jù)。
現在大家應當明確了,CPU的速度對(duì)硬盤性能影響微乎其微(wēi),但NCQ技巧則可以明顯改良(liáng)硬盤性能,特別是對前麵提(tí)到的SATA多線程性能差、容易磁頭頻繁來回(huí)擺動、硬盤容易過熱這些方麵有很大改良。
機架管理(Enclosure Management)
前(qián)麵提到SATA的熱拔插技巧,由於陣列中有一塊硬(yìng)盤湧現故障的(de)時(shí)候,不知道具體壞的是哪一(yī)塊而(ér)形同虛設。SATAII第一階段即擁(yōng)有(yǒu)NCQ技巧的SATA硬盤,參加了機架管理技巧,正是用來解決這一問題的(de)。
背板互連(Backplane Interconnect)
SATA用於數(shù)據發(fā)送的導線數量很小,因而湧現了為外部RAID應用而安排的底(dǐ)板(bǎn)。該底(dǐ)板是一(yī)塊(kuài)物理線路板,通常(cháng)集成到機架的後麵板上,上麵嵌入了(le)通過刻在線(xiàn)路板上的導線(xiàn)連接到(dào)中心把持器(qì)插件(jiàn)的多個設備接頭。值得注意的(de)是,中(zhōng)心把持
關鍵詞:IDE,SATA,SATAII
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