细说“IDE/SATA/SATAII”三种技巧的差别

现在的技巧发展实在太快，很多人还没弄清SATA到底有什么好，SATA II又来了。在传统的IDE、潮流的SATA与前卫的SATA II硬盘之间，到底有着什么样的差别？几种不同的硬盘各自价格等方面又是怎么样？信任很多朋友都想知道。

在深入懂得新标准之前，有必要回想一下原有的技巧。长期以来，硬盘技巧的进步，都着重于传输速度和容量两个方面。基础上认识电脑以来，大家就一直在应用Ultra ATA。这种延用已久的接口技巧，有好些方面都显得过时而需要改良了：

大家都知道，数据线太粗，安装不方便，严重影响机箱内空气流通，不利于机箱散热，是传统IDE接口即Ultra ATA硬盘的至命毛病。不过，IDE硬盘还有很多其它方面的局限性，大概就不是很多人都明确了。

主从盘相互影响

广泛情况下，一块主板只有两个IDE接口，每个接口可以挂两个IDE设备。但同一个接口的两个设备是共用带宽的，对速度的影响非常大。所以稍有常识的人，都会把硬盘和光驱离开两条IDE线连接到主板上这样，IDE有个很大的问题，就是虽然一块主板可以连接4个设备，但事实上只要超过两个，速度就大大降落。

更大的问题是，同一条线上两个设备要严格按主/从设置才干正常运行。象图中这种西数WD400 JB，主硬盘还有两种不同设置，一条IDE线只接这块硬盘的时候按右边的设置，带从盘的时候则要按中间的设置方法。据亲身经验，如果没带从盘而按中间的方法设了，会涌现五花八门百思不得其解的问题——有时可以启动，有时报告找不到硬盘，有时启动过程中报告硬盘毛病之类——每次启动可能涌现不同的问题。

不支撑热拔插

并行ATA在支撑设备热插拔方面能力有限，这一点对服务器方面的利用非常重要。因为服务器通常采用RAID的方法，任何一块硬盘坏了都可以热拔插调换，而不影响数据的完整性，确保服务器任何情况下都正常开着。具有热插拔支撑功效的SCSI和光纤通道盘踞了企业级利用的几乎全部市场，并行ATA空有价格优势而不能获得一席之地，重要原因就是它不支撑热拔插。

不够完善的毛病检验技巧

Ultra DMA引入了基于CRC的数据包出错检测，该技巧是ATA-3标准的组成部分。但是，没有任何一种并行ATA标准供给命令和状态包的出错检测。尽管命令和状态包出错的领域和几率都小，但它们出错的可能性也不容疏忽。

应用过时的5伏电压

处理器核心从几个方面请求向低电压过渡。较低电压容许更快的信号陡变，这对进步速度、降低热耗至关重要。现在的CPU核心电压基础上都小于2伏，为保持与系统主板上其它芯片的互操作性，通常应用3.3伏的外部电压分别出来，5伏电压成为过时的标准。虽然大部分目前的 ATA/ATAPI-6标准为并行ATA设备指定的直流电压供给为3.3V （± 8%），但一些模式的吸收器大于4伏，所以要应用过时的5伏电压。

接口速度的可升级性差

另外，Ultra ATA是受并行总线特征的限制，带宽容易受到限制，经过多次升级，目前最高传输率也只是133M字节/秒。

SATA比IDE优越在哪些处所？

SATA不再应用过时的并行总线接口，转用串行总线，全部作风完整转变。

SATA与本来的IDE相比有很多优越性，最明显的就是数据线从80 pin变成了7 pin，而且IDE线的长度不能超过0.4米，而SATA线可以长达1米，安装更方便，利于机箱散热。除此之外，它还有很多优点：

一对一连接，没有主从盘的烦恼

每个设备都直接与主板相连，独享150M字节/秒带宽，设备间的速度不会互相影响。

支撑热拔插

热拔插对于普通家庭用户来说可能作用不大，但对于服务器却是至关重要。事实上，SATA在低端服务器利用上取得的成功，远比在普通家庭利用中的影响力大。

数据传输更加可KAO

SATA进步了毛病检查的能力，除了对CRC对数据检错之外，还会对命令和状态包进行检错，因此和并行ATA相比进步了接入的整体准确度，使串行ATA在企业RAID和外部存储利用中具有更大的吸引力。

低电压信号

SATA的信号电压最高只有0.5伏，低电压一方面能更好地适应新平台强调3.3伏的电源趋势，另一方面有利于速度的进步。

带宽升级潜力大

SATA不依附于系统总线的带宽，而是内置时钟。刚推出的这一代SATA内置1500MHz时钟，可以达到150M字节/秒的接口带宽。由于不再依附系统总线频率，每一代SATA升级带宽的增长都是成倍的：下一代300M字节/秒，再下一代可以达到600M字节/秒

SATA仍然存在的几点不足，在国内，现在买IDE的人恐怕比买SATA的人多很多。重要有三个方面的原因：

首先，SATA的诸多先进性总体上对个人电脑用户意义不是太大，它最大的意义的反而是适应了入门级企业利用的需要。

其次，nForce4、915之前的那些主板应用SATA硬盘，在安装操作系统的时候需要用到软盘，就象SCSI硬盘那样，增长了用户的麻烦。

另外，国内用户的电脑配置相对落后，很多人都是旧电脑升级大容量硬盘，稍老点的主板还不支撑SATA硬盘。

所以，SATA最大的成功在于吸引了很多低端入门级服务器的用户。但在企业级利用方面，它又仍然在很多方面有待改良：

单线程的机械底盘

SATA毕竟只是ATA，它的机械底盘是为8x5线程设计的，而SCSI的机械底盘是24x7多线程设计，能更好地满足服务器多任务的需要。所以 SATA虽然在单任务的测试中不比SCSI差，但面对大数据吞吐量的服务器，还是有差距的。除了速度之外，面对多任务数据读取，硬盘磁头频繁地来回摆动，使硬盘过热是SATA最大的问题。

形同虚设的热拔插功效

在实际利用中，RAID硬盘阵列是由多个硬盘组成的，必须知道具体哪一块硬盘坏了，热拔插调换才有意义。SATA硬盘虽然可以热拔插，但SATA组成的阵列在某块硬盘损坏的时候，不能象SCSI、FC和SAS那样，具有SAF- TE机制用唆使灯显示，知道具体坏的是哪一块，热拔插调换的时候，如果取下的是好硬盘，就容易使数据出错。所以在实际利用中，SATA的热拔插功效有点形同虚设的味道。

速度慢

SATA相对于SCSI和FC速度慢，重要原因是机械底盘不同，不适应服务器利用程序大批非线性的读取恳求。所以SATA硬盘用来做视频下载服务器还不错，用在网上交易平台则力不从心。SATA 1.0把持器的传输速度效率不高，虽然标称具有150MB/s的峰值速度，事实上最快的SATA硬盘速度也只有60MB/s。

全部解决方案价格不便宜

虽然SATA硬盘相对于SCSI硬盘来说很便宜，但全部的SATA方案并不便宜。重要原因是SATA 1.0把持器的每个接口只能连接一个硬盘，8个硬盘组成的阵列需要8个接口，把每个接口300多元的消费算进去，就不便宜了。

SATA II与准SATA II

很多人到现在都还不是太明确SATA与Ultra ATA相比有什么差别与利益，这也难怪。因为连Intel刚推出SATA的时候，也没想到这个为个人用户而改良的方案，成果会在入门级服务器和工作站等企业利用的前远景更为宽大——也正因为这样，2004年才专门成立了SATA IO（SATA国际组织）。

前面那么多介绍，是联合现实情况与SATA官方白皮书收拾的，从中已经可以创造，说到SATA优毛病，更多的是从企业利用而不是个人与家庭利用的角度考虑的。

现在经常听到“NCQ硬盘”和“SATA II硬盘”这两个名词，它们是SATA向下一代——SATA II发展的两个不同阶段的产品：

第一阶段是在SATA的基础上参加NCQ原生指令排序、存储设备管理（Enclosure Management）、底板互连、数据疏散/集中这四项新特征。

第二阶段是在第一阶段的基出上作进一步改良，参加了双宿主主动式故障调换、与多个硬盘高效连接、3.0Gb（即300MB/s）接口带宽等特征。

“NCQ硬盘”的改良：不仅仅是NCQ这么简略

由于SATA II的第一阶段几项改良中，NCQ原生指令排序技巧对个人用户意义比较大，所以也只有这一项技巧比较多人懂得。其实SATA II第一阶段参加的技巧包含如下几项：

NCQ原生指令排序

Native command queuing：什么是NCQ呢？这是SCSI早就应用的一种技巧，只是最近才利用于SATA硬盘。

传统台式机硬盘都用线性格势处理恳求，这种方法潜在很不好的方面，要懂得其中原理，必须对硬盘物理结构有个基础懂得。硬盘里面是圆盘状的，很象CD光盘。每一个圆盘由许多同心圆划分为一条条磁道，磁道又分出扇区。每个圆盘由一个或多个磁头负责读取。如果数据散布在同一磁道，寻找数据的速度是最快的。在不同磁道之间移动则耗费很多时间。假设要读取三块数据，其中一块在圆盘最外边的磁道上，一块在圆盘最里面的磁道上，还有一块在圆盘最外边的磁道上。传统的硬盘，会依次先读取圆盘最外面的数据，然后读取最里面的数据，最后再回头读取最外面的数据。这样一来，磁头移来移动耗费的寻道时间多，效率就低了。如果把磁头移动减到最少，寻道时间就会相应减少。这就是NCQ的目标所在——NCQ可以重新编排指令，不让磁头从外移到内再移到外，而是在移向圆盘内圈之前就读取外圈的两块数据。

现在大家应当明确了，CPU的速度对硬盘性能影响微乎其微，但NCQ技巧则可以明显改良硬盘性能，特别是对前面提到的SATA多线程性能差、容易磁头频繁来回摆动、硬盘容易过热这些方面有很大改良。

机架管理（Enclosure Management）

前面提到SATA的热拔插技巧，由于阵列中有一块硬盘涌现故障的时候，不知道具体坏的是哪一块而形同虚设。SATAII第一阶段即拥有NCQ技巧的SATA硬盘，参加了机架管理技巧，正是用来解决这一问题的。

背板互连（Backplane Interconnect）

SATA用于数据发送的导线数量很小，因而涌现了为外部RAID应用而安排的底板。该底板是一块物理线路板，通常集成到机架的后面板上，上面嵌入了通过刻在线路板上的导线连接到中心把持器插件的多个设备接头。值得注意的是，中心把持