細(xì)說“IDE/SATA/SATAII”三種技巧的差別
現(xiàn)在的技巧發(fā)展實(shí)在太快,很多人還沒弄清SATA到底有什么好,SATA II又來了。在傳統(tǒng)的IDE、潮流的SATA與前衛(wèi)的SATA II硬盤之間,到底有著什么樣的差別?幾種不同的硬盤各自價(jià)格等方面又是怎么樣?信任很多朋友都想知道。
在深入懂得新標(biāo)準(zhǔn)之前,有必要回想一下原有的技巧。長期以來,硬盤技巧的進(jìn)步,都著重于傳輸速度和容量兩個(gè)方面。基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)電腦以來,大家就一直在應(yīng)用Ultra ATA。這種延用已久的接口技巧,有好些方面都顯得過時(shí)而需要改良了:
大家都知道,數(shù)據(jù)線太粗,安裝不方便,嚴(yán)重影響機(jī)箱內(nèi)空氣流通,不利于機(jī)箱散熱,是傳統(tǒng)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面的局限性,大概就不是很多人都明確了。
主從盤相互影響
廣泛情況下,一塊主板只有兩個(gè)IDE接口,每個(gè)接口可以掛兩個(gè)IDE設(shè)備。但同一個(gè)接口的兩個(gè)設(shè)備是共用帶寬的,對(duì)速度的影響非常大。所以稍有常識(shí)的人,都會(huì)把硬盤和光驅(qū)離開兩條IDE線連接到主板上這樣,IDE有個(gè)很大的問題,就是雖然一塊主板可以連接4個(gè)設(shè)備,但事實(shí)上只要超過兩個(gè),速度就大大降落。
更大的問題是,同一條線上兩個(gè)設(shè)備要嚴(yán)格按主/從設(shè)置才干正常運(yùn)行。象圖中這種西數(shù)WD400 JB,主硬盤還有兩種不同設(shè)置,一條IDE線只接這塊硬盤的時(shí)候按右邊的設(shè)置,帶從盤的時(shí)候則要按中間的設(shè)置方法。據(jù)親身經(jīng)驗(yàn),如果沒帶從盤而按中間的方法設(shè)了,會(huì)涌現(xiàn)五花八門百思不得其解的問題——有時(shí)可以啟動(dòng),有時(shí)報(bào)告找不到硬盤,有時(shí)啟動(dòng)過程中報(bào)告硬盤毛病之類——每次啟動(dòng)可能涌現(xiàn)不同的問題。
不支撐熱拔插
并行ATA在支撐設(shè)備熱插拔方面能力有限,這一點(diǎn)對(duì)服務(wù)器方面的利用非常重要。因?yàn)榉?wù)器通常采用RAID的方法,任何一塊硬盤壞了都可以熱拔插調(diào)換,而不影響數(shù)據(jù)的完整性,確保服務(wù)器任何情況下都正常開著。具有熱插拔支撐功效的SCSI和光纖通道盤踞了企業(yè)級(jí)利用的幾乎全部市場,并行ATA空有價(jià)格優(yōu)勢而不能獲得一席之地,重要原因就是它不支撐熱拔插。
不夠完善的毛病檢驗(yàn)技巧
Ultra DMA引入了基于CRC的數(shù)據(jù)包出錯(cuò)檢測,該技巧是ATA-3標(biāo)準(zhǔn)的組成部分。但是,沒有任何一種并行ATA標(biāo)準(zhǔn)供給命令和狀態(tài)包的出錯(cuò)檢測。盡管命令和狀態(tài)包出錯(cuò)的領(lǐng)域和幾率都小,但它們出錯(cuò)的可能性也不容疏忽。
應(yīng)用過時(shí)的5伏電壓
處理器核心從幾個(gè)方面請求向低電壓過渡。較低電壓容許更快的信號(hào)陡變,這對(duì)進(jìn)步速度、降低熱耗至關(guān)重要?,F(xiàn)在的CPU核心電壓基礎(chǔ)上都小于2伏,為保持與系統(tǒng)主板上其它芯片的互操作性,通常應(yīng)用3.3伏的外部電壓分別出來,5伏電壓成為過時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。雖然大部分目前的 ATA/ATAPI-6標(biāo)準(zhǔn)為并行ATA設(shè)備指定的直流電壓供給為3.3V (± 8%),但一些模式的吸收器大于4伏,所以要應(yīng)用過時(shí)的5伏電壓。
接口速度的可升級(jí)性差
另外,Ultra ATA是受并行總線特征的限制,帶寬容易受到限制,經(jīng)過多次升級(jí),目前最高傳輸率也只是133M字節(jié)/秒。
SATA比IDE優(yōu)越在哪些處所?
SATA不再應(yīng)用過時(shí)的并行總線接口,轉(zhuǎn)用串行總線,全部作風(fēng)完整轉(zhuǎn)變。
SATA與本來的IDE相比有很多優(yōu)越性,最明顯的就是數(shù)據(jù)線從80 pin變成了7 pin,而且IDE線的長度不能超過0.4米,而SATA線可以長達(dá)1米,安裝更方便,利于機(jī)箱散熱。除此之外,它還有很多優(yōu)點(diǎn):
一對(duì)一連接,沒有主從盤的煩惱
每個(gè)設(shè)備都直接與主板相連,獨(dú)享150M字節(jié)/秒帶寬,設(shè)備間的速度不會(huì)互相影響。
支撐熱拔插
熱拔插對(duì)于普通家庭用戶來說可能作用不大,但對(duì)于服務(wù)器卻是至關(guān)重要。事實(shí)上,SATA在低端服務(wù)器利用上取得的成功,遠(yuǎn)比在普通家庭利用中的影響力大。
數(shù)據(jù)傳輸更加可KAO
SATA進(jìn)步了毛病檢查的能力,除了對(duì)CRC對(duì)數(shù)據(jù)檢錯(cuò)之外,還會(huì)對(duì)命令和狀態(tài)包進(jìn)行檢錯(cuò),因此和并行ATA相比進(jìn)步了接入的整體準(zhǔn)確度,使串行ATA在企業(yè)RAID和外部存儲(chǔ)利用中具有更大的吸引力。
低電壓信號(hào)
SATA的信號(hào)電壓最高只有0.5伏,低電壓一方面能更好地適應(yīng)新平臺(tái)強(qiáng)調(diào)3.3伏的電源趨勢,另一方面有利于速度的進(jìn)步。
帶寬升級(jí)潛力大
SATA不依附于系統(tǒng)總線的帶寬,而是內(nèi)置時(shí)鐘。剛推出的這一代SATA內(nèi)置1500MHz時(shí)鐘,可以達(dá)到150M字節(jié)/秒的接口帶寬。由于不再依附系統(tǒng)總線頻率,每一代SATA升級(jí)帶寬的增長都是成倍的:下一代300M字節(jié)/秒,再下一代可以達(dá)到600M字節(jié)/秒
SATA仍然存在的幾點(diǎn)不足,在國內(nèi),現(xiàn)在買IDE的人恐怕比買SATA的人多很多。重要有三個(gè)方面的原因:
首先,SATA的諸多先進(jìn)性總體上對(duì)個(gè)人電腦用戶意義不是太大,它最大的意義的反而是適應(yīng)了入門級(jí)企業(yè)利用的需要。
其次,nForce4、915之前的那些主板應(yīng)用SATA硬盤,在安裝操作系統(tǒng)的時(shí)候需要用到軟盤,就象SCSI硬盤那樣,增長了用戶的麻煩。
另外,國內(nèi)用戶的電腦配置相對(duì)落后,很多人都是舊電腦升級(jí)大容量硬盤,稍老點(diǎn)的主板還不支撐SATA硬盤。
所以,SATA最大的成功在于吸引了很多低端入門級(jí)服務(wù)器的用戶。但在企業(yè)級(jí)利用方面,它又仍然在很多方面有待改良:
單線程的機(jī)械底盤
SATA畢竟只是ATA,它的機(jī)械底盤是為8x5線程設(shè)計(jì)的,而SCSI的機(jī)械底盤是24x7多線程設(shè)計(jì),能更好地滿足服務(wù)器多任務(wù)的需要。所以 SATA雖然在單任務(wù)的測試中不比SCSI差,但面對(duì)大數(shù)據(jù)吞吐量的服務(wù)器,還是有差距的。除了速度之外,面對(duì)多任務(wù)數(shù)據(jù)讀取,硬盤磁頭頻繁地來回?cái)[動(dòng),使硬盤過熱是SATA最大的問題。
形同虛設(shè)的熱拔插功效
在實(shí)際利用中,RAID硬盤陣列是由多個(gè)硬盤組成的,必須知道具體哪一塊硬盤壞了,熱拔插調(diào)換才有意義。SATA硬盤雖然可以熱拔插,但SATA組成的陣列在某塊硬盤損壞的時(shí)候,不能象SCSI、FC和SAS那樣,具有SAF- TE機(jī)制用唆使燈顯示,知道具體壞的是哪一塊,熱拔插調(diào)換的時(shí)候,如果取下的是好硬盤,就容易使數(shù)據(jù)出錯(cuò)。所以在實(shí)際利用中,SATA的熱拔插功效有點(diǎn)形同虛設(shè)的味道。
速度慢
SATA相對(duì)于SCSI和FC速度慢,重要原因是機(jī)械底盤不同,不適應(yīng)服務(wù)器利用程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(wù)器還不錯(cuò),用在網(wǎng)上交易平臺(tái)則力不從心。SATA 1.0把持器的傳輸速度效率不高,雖然標(biāo)稱具有150MB/s的峰值速度,事實(shí)上最快的SATA硬盤速度也只有60MB/s。
全部解決方案價(jià)格不便宜
雖然SATA硬盤相對(duì)于SCSI硬盤來說很便宜,但全部的SATA方案并不便宜。重要原因是SATA 1.0把持器的每個(gè)接口只能連接一個(gè)硬盤,8個(gè)硬盤組成的陣列需要8個(gè)接口,把每個(gè)接口300多元的消費(fèi)算進(jìn)去,就不便宜了。
SATA II與準(zhǔn)SATA II
很多人到現(xiàn)在都還不是太明確SATA與Ultra ATA相比有什么差別與利益,這也難怪。因?yàn)檫BIntel剛推出SATA的時(shí)候,也沒想到這個(gè)為個(gè)人用戶而改良的方案,成果會(huì)在入門級(jí)服務(wù)器和工作站等企業(yè)利用的前遠(yuǎn)景更為寬大——也正因?yàn)檫@樣,2004年才專門成立了SATA IO(SATA國際組織)。
前面那么多介紹,是聯(lián)合現(xiàn)實(shí)情況與SATA官方白皮書收拾的,從中已經(jīng)可以創(chuàng)造,說到SATA優(yōu)毛病,更多的是從企業(yè)利用而不是個(gè)人與家庭利用的角度考慮的。
現(xiàn)在經(jīng)常聽到“NCQ硬盤”和“SATA II硬盤”這兩個(gè)名詞,它們是SATA向下一代——SATA II發(fā)展的兩個(gè)不同階段的產(chǎn)品:
第一階段是在SATA的基礎(chǔ)上參加NCQ原生指令排序、存儲(chǔ)設(shè)備管理(Enclosure Management)、底板互連、數(shù)據(jù)疏散/集中這四項(xiàng)新特征。
第二階段是在第一階段的基出上作進(jìn)一步改良,參加了雙宿主主動(dòng)式故障調(diào)換、與多個(gè)硬盤高效連接、3.0Gb(即300MB/s)接口帶寬等特征。
“NCQ硬盤”的改良:不僅僅是NCQ這么簡略
由于SATA II的第一階段幾項(xiàng)改良中,NCQ原生指令排序技巧對(duì)個(gè)人用戶意義比較大,所以也只有這一項(xiàng)技巧比較多人懂得。其實(shí)SATA II第一階段參加的技巧包含如下幾項(xiàng):
NCQ原生指令排序
Native command queuing:什么是NCQ呢?這是SCSI早就應(yīng)用的一種技巧,只是最近才利用于SATA硬盤。
傳統(tǒng)臺(tái)式機(jī)硬盤都用線性格勢處理懇求,這種方法潛在很不好的方面,要懂得其中原理,必須對(duì)硬盤物理結(jié)構(gòu)有個(gè)基礎(chǔ)懂得。硬盤里面是圓盤狀的,很象CD光盤。每一個(gè)圓盤由許多同心圓劃分為一條條磁道,磁道又分出扇區(qū)。每個(gè)圓盤由一個(gè)或多個(gè)磁頭負(fù)責(zé)讀取。如果數(shù)據(jù)散布在同一磁道,尋找數(shù)據(jù)的速度是最快的。在不同磁道之間移動(dòng)則耗費(fèi)很多時(shí)間。假設(shè)要讀取三塊數(shù)據(jù),其中一塊在圓盤最外邊的磁道上,一塊在圓盤最里面的磁道上,還有一塊在圓盤最外邊的磁道上。傳統(tǒng)的硬盤,會(huì)依次先讀取圓盤最外面的數(shù)據(jù),然后讀取最里面的數(shù)據(jù),最后再回頭讀取最外面的數(shù)據(jù)。這樣一來,磁頭移來移動(dòng)耗費(fèi)的尋道時(shí)間多,效率就低了。如果把磁頭移動(dòng)減到最少,尋道時(shí)間就會(huì)相應(yīng)減少。這就是NCQ的目標(biāo)所在——NCQ可以重新編排指令,不讓磁頭從外移到內(nèi)再移到外,而是在移向圓盤內(nèi)圈之前就讀取外圈的兩塊數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在大家應(yīng)當(dāng)明確了,CPU的速度對(duì)硬盤性能影響微乎其微,但NCQ技巧則可以明顯改良硬盤性能,特別是對(duì)前面提到的SATA多線程性能差、容易磁頭頻繁來回?cái)[動(dòng)、硬盤容易過熱這些方面有很大改良。
機(jī)架管理(Enclosure Management)
前面提到SATA的熱拔插技巧,由于陣列中有一塊硬盤涌現(xiàn)故障的時(shí)候,不知道具體壞的是哪一塊而形同虛設(shè)。SATAII第一階段即擁有NCQ技巧的SATA硬盤,參加了機(jī)架管理技巧,正是用來解決這一問題的。
背板互連(Backplane Interconnect)
SATA用于數(shù)據(jù)發(fā)送的導(dǎo)線數(shù)量很小,因而涌現(xiàn)了為外部RAID應(yīng)用而安排的底板。該底板是一塊物理線路板,通常集成到機(jī)架的后面板上,上面嵌入了通過刻在線路板上的導(dǎo)線連接到中心把持器插件的多個(gè)設(shè)備接頭。值得注意的是,中心把持
關(guān)鍵詞:IDE,SATA,SATAII
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