SATA2硬盤發展和優缺點全面分析

相對於處理器，主板芯片組，內存等配件來說，硬盤無疑是發展最慢的一個，特別是近一兩（電腦沒聲音）年，根本沒有聽到多少振奮人心的新品發布，顯然硬盤在很多資深玩家眼中就是系統的瓶頸。在經歷了5400轉到7200轉的改變和2M緩存到8M緩存的變革之後，大家印象最深的莫過於SATA硬盤代替PATA硬盤了。 

　　雖然早在2002年大家就聽到了SATA硬盤發布的消息，但其普遍使用卻應該是2004年的事情了，隨著KT600之類普通主板支持SATA，越來越多的用戶在新配機器的時選擇SATA硬盤。

　　SATA是一種串行技術，簡單來說就是一次只能收發一位數據，而PATA是並行的，即一次收發多位，普通用戶可能馬上覺得並行快，但因為串行可以達到比並行高得多的工作頻率，所以反而越來越多的新技術、新總線都是基於串行。關於SATA更多的介紹相信已經很多，筆者不准備展開，只是稍微列一下其特點便於和後文呼應。

IDE和SATA接口對比

　　SATA相對於PATA的改進：

　　1.高外部傳輸率：SATA 1.0規范規定的標准傳輸率是150MB/S，8B/10B串行編碼。

　　2.電連接纜的改進：PATA電纜很寬，不利於機箱內空氣流動，而且最長只能到45厘米，而SATA電纜很細，裝在機箱裡（電腦自動關機）令人感到舒服，最長能到1米。

　　3.熱插拔：PATA是不能熱插拔的，SATA規范允許熱插拔。

　　4.信號電壓低：PATA由於要預防串擾，所以信號電壓高，而集成電路的趨勢是降低信號電壓。

　　SATA不足之處：

　　雖然相對PATA的提高已經很大，而且其中有些東西我們現在還用不到(比如硬盤內部傳輸率其實一般就在60MB/S，150MB/S的外部傳輸率沒有太多實際意義)，但是如果我們把眼光投向SCSI這樣的服務器存儲技術，SATA的確存在不小的差距。

　　1.機械性能不強http://.：從硬盤的盤體來看，SATA始終是面向PC的，所以其設計基本上是滿足8×5的要求，而不能滿足24×7這樣的要求。而且其對惡劣環境的容忍性也遠不如那些服務器存儲技術。

　　2.性能不足：雖然在單任務應用中，SATA的性能已經接近於SCSI，但是在多任務，多請求這樣的典型服務器環境裡（電腦自動關機）面，其性能的確會有巨大下降的。

　　3.可維護性不強http://.：比如在RAID環境中，如果一塊硬盤壞了，那麼由於有冗余，你可以不關機更換一塊好的硬盤上去，這在服務器環境下是很常見的。因為目前SATA的硬盤價格相對很便宜，所以越來越多用戶購買多個SATA硬盤組RAID。但是在傳統SCSI中系統可以告訴用戶RAID裡（電腦自動關機）面哪塊硬盤壞了，而SATA沒有這個功能，我們有很大可能換下一塊好的硬盤而丟失數據。

　　4.可連接性不好：也就是連接多個硬盤的擴展性不好，可能看過SATA標准的用戶會說SATA完全可以連接8個SATA設備，而且連接線又細，比起PATA的可連接性好多了。的確規范是這樣，但同時我們好像從來沒有在哪一塊主板上看到這麼多接口吧我們看到的還多半是只有兩（電腦沒聲音）個接口的主板，為什麼這樣因為在SATA 1.0規范裡（電腦自動關機）面一個口只能連接一個設備，而一個口的價格很貴，所以如果你准備連8個SATA設備，你就會覺得原來SATA不便宜啊。所以我們說其可連接性不好。

　　筆者之所以會花這些篇幅說SATA相對於服務器存儲的缺點，因為SATA II標准的制定就是為了解決這些問題，而SATA II的目標也是讓SATA成為低段企業存儲標准。

SATA　II到底是什麼SATA II應當具有如下5個主要特點：

　　1、3Gbs高傳輸速率(300MB/S)

　　2、支持Native Command Queuing(NCQ)技術（原生指令排序）

　　3、Enclosure Management

　　4、Port Multiplier

　　5、可升級到SAS

　　讀者可能要怪筆者這裡（電腦自動關機）為什麼要放著這麼些英文不翻譯，但是筆者的確很難找到很好的名詞來翻譯，NCQ或許能用原生指令排序來翻譯，但是筆者就看到許多不同的翻譯方法。而且這些標准名詞翻譯過來看了還是不懂的，不如筆者留著英文，而其含義看筆者解釋馬上就懂了。

　　SATA II標准的建立是一個循序漸進的過程，其標准本身制定的時候就分兩（電腦沒聲音）步。

　　第一階段的目標要引進一些網絡存儲和服務器存儲的技術。 

　　1、改進性能的技術：比如NCQ，亂序執行，數據的分散和集合。

　這是關於性能提高的改進，而新推出的標榜SATA II的硬盤都采用了這些新技術，特別是NCQ技術。這裡（電腦自動關機）簡單地比喻一下，把拿數據比喻成我要到很多不同的地方拿東西，那些地方有遠有近，我怎麼樣安排我的行程做到不走冤枉路這就是這些技術要做的事情，可以看到這裡（電腦自動關機）已經不再純粹靠提高轉速，提高緩存來提高性能了，而是用良好的策略來提高性能，這些策略很早就用在服務器存儲裡（電腦自動關機）面了，現在也引進到了桌面硬盤。

　　2、改進可維護性的舉措，稱為Enclosure Management：比如風扇控制，溫度控制，新硬盤指示，壞硬盤指示，硬盤狀態指示等等。這些舉措可以解決筆者剛剛提到的不知道哪一個硬盤壞了的缺點，使得您的數據更加保險，讓用戶精確了解自己硬盤的工作狀態。

　　3、引進背板互連(Backplane Interconnect)。什麼叫做背板互連這來自SCSI，就是把很多硬盤連到一個背板總線上面，而不用每一個分別連到自己的端口，這樣一來可以節省你買很多連接線的錢，更重要的是方便了熱插拔，在RAID環境下甚至硬盤壞了也可以不斷電更換。

SCSI背板互連

　　上圖是一個傳統意義上的SCSI背板互連的存儲系統。

　　現在SATA也引入這個概念，做到背板互連，但是不等同於上面SCSI的例子，目前市場上能夠見到的是如下圖那樣的一個套件。它可以放4個SATA設備，看來很誘人哦。

SATA背板互連

　　第二階段的目標要滿足網絡存儲和服務器存儲對更快速度的追求。

　　1、大量硬盤的連接，這裡（電腦自動關機）要解決更多數量硬盤如何連接到SATA總線上面，上面說到的Port Multiplier就是一種辦法。簡單來說它就是如何讓一個接口能連多個硬盤的技術，我們前文提到可連接性差的毛病通過這個技術可以得到解決，由於這個技術本身是SATA II的關鍵技術，而且目前推出的硬盤據稱支持這項技術。

　　2、提高速率到3Gbs，這點不用多說了吧，讀者就認為是ATA-300好了。當然有讀者會說剛剛說過150都浪費了，300M又有何用如果一個接口連一個硬盤設備當然浪費，但是如果結合Port Multiplier技術使得一個接口連上4-8個設備，那就不浪費了吧，這就是3Gbs的發展前景。當然現在根本沒有支持Port Mutiplier的主板SATA控制器，所以廠商也不會浪費精力去做什麼SATA 300的硬盤出來，所以現在我們看到的硬盤基本都是SATA 150的。除了這些之外，目前的SATA II標准還具備了所謂Port Selector功能。

　　上圖是示意圖，簡單來說就是為一個硬盤提供了兩（電腦沒聲音）條到控制器的連接，其中一條是冗余。冗余相信熟悉硬盤的用戶都知道，就是多出來的意思，為什麼要冗余呢因為萬一其中一條線斷了，還有一條可以連接，看來真是考慮周到啊，我們不但可以用RAID防止硬盤損壞，還能用這個Port Selector來防止連接線損壞。

　　最後說一下可升級到SAS。SAS(Serial Attached SCSI)就是串行的SCSI，是將在今年年底開始制定的規范。由於SAS規范裡（電腦自動關機）面的物理和電路規范都和SATA II的一樣，所以我們以後可以把SATA II的硬盤直接插到SAS接口上使用，做到可升級，這樣我們可以節約一大筆升級費用哦。

　　總結：戳穿謊言，謎底揭開

　　說到這裡（電腦自動關機）可以得到結論了，如果一定要按照完全的SATA II標准,SATA II標准本身是一個逐漸改進和發展的標准，從開始制定到完善需要兩（電腦沒聲音）三年的時間，難道廠商要等到完成之後才推出新硬盤當然不需要，廠商可以選擇標准裡（電腦自動關機）面有用的設計新的硬盤，在標准逐漸完善的同時逐漸發展自己的新品，這樣對於用戶和廠商是雙贏的。所以市場上出現了SATA II的產品，它們具備了關鍵性的性能提升技術：NCQ和300MB/S的傳輸速率。我們看到現在的這些新硬盤具備了SATA II標准中對性能提高的所有技術，從性能角度來看，如果今後你使用的是不帶有Port Multiplier的單個點對點硬盤，現在的硬盤就可以告訴你SATA II的一切。但是從功能來看，那些其余的新技術無疑是誘人的，在PC上看到4-8個硬盤組成RAID，熱插拔，這些才是SATA II的真正意義。而這些功能要控制器和硬盤兩（電腦沒聲音）方面的努力，我們在NF4主板上看到了對SATA II標准的支持，讓我們耐心等待這些新功能吧。

　　最後筆者要介紹3款SATA