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2.2.7.2.SATA接口

2007-04-24 16:27 王达 电子工业出版社 字号:T | T
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本章的重点就是用户需求调查与分析,调查是基础,分析是目的,全面的调查是为了进行正确的分析,得出恰当的结论。而恰当的用户需求分析是进行正确网络系统设计的基础与前提,网络系统设计的绝大多数技术、产品选型和功能配置等都是依据需求分析结果。本节是SATA接口。

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2.SATA接口
SATA(Serial ATA,串行ATA)是一种完全不同于并行ATA(IDE)的新型硬盘接口类型,由于采用串行方式传输数据而得名。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,2002年,虽然串行ATA的相关设备还未正式上市,但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。SATA硬盘标注如图2-6所示,SATA接口如图2-7所示。
图2-6  SATA硬盘标注

图2-7  SATA接口
SATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动纠正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。与并行ATA(PATA,也就是通常所说的ATA、IDE)相比,SATA具有比较大的优势,具体表现在以下几个方面。
(1)电缆结构简单
Serial ATA以连续串行的方式传送数据,可以在较少的位宽下使用较高的工作频率来提高数据传输的带宽。Serial ATA一次只会传送1位数据,这样能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。实际上,Serial ATA 仅用4个针脚就能完成所有的工作,分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据,同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。
(2)起点更高、发展潜力大
Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150Mbps,这比目前最快的并行ATA(即ATA/133)所能达到133Mbps的最高数据传输率还高,而在已经发布的Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300Mbps,最终Serial ATA 3.0将实现600Mbps的最高数据传输率。
在此,有必要对Serial ATA的数据传输率作一下说明。就串行通信而言,数据传输率是指串行接口数据传输的实际比特率,Serial ATA 1.0的传输率是1.5Gbps,Serial ATA 2.0的传输率是3.0Gbps。与其他高速串行接口一样,Serial ATA接口也采用了一套用来确保数据流特性的编码机制,这套编码机制将原本每字节所包含的8位数据(即1Byte=8bit)编码成10位数据(即1Byte=10bit),这样一来,Serial ATA接口的每字节串行数据流就包含了10位数据,经过编码后的Serial ATA传输速率就相应地变为Serial ATA实际传输速率的1/10,所以1.5Gbps=150Mbps,而3.0Gbps=300Mbps。
(3)功耗低,支持热插拔
SATA的物理设计,可说是以Fibre Channel(FC,光纤通道)作为蓝本,所以采用4芯接线;需求的电压则大幅度减低至250mV(最高500mV),较传统并行ATA接口的5V少了200倍。因此,厂商可以给Serial ATA硬盘附加上高级的硬盘功能,如热插拔(Hot Swapping)等。更重要的是,在连接形式上,除了传统的点对点(Point-to-Point)形式外,SATA还支持“星型”连接,这样就可以给RAID这样的高级应用提供设计上的便利;在实际的使用中,SATA的主机总线适配器(Host Bus Adapter,HBA)就好像网络上的交换机一样,可以实现以通道的形式和单独的每个硬盘通信,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。
(4)兼容性好,适用面广
SATA规范不仅立足于未来,而且还保留了多种向后兼容方式,在使用上不存在兼容性的问题。在硬件方面,SATA标准中允许使用转换器提供同并行ATA设备的兼容性,转换器能把来自主板的并行ATA信号转换成SATA硬盘能够使用的串行信号,目前已经有多种此类转接卡/转接头上市,这在某种程度上保护了我们的原有投资,减小了升级成本;在软件方面,SATA和并行ATA保持了软件兼容性,这意味着厂商丝毫也不必为使用SATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。
(5)布线简单,故障率低
SATA接线较传统的并行ATA接线要简单得多,而且容易收放,对机箱内的气流及散热有明显的改善。而且,SATA硬盘与始终被困在机箱之内的并行ATA不同,扩充性很强,即可以外置,外置式的机柜(JBOD)不但可提供更好的散热及插拔功能,而且更可以多重连接来防止单点故障;由于SATA和光纤通道的设计如出一辙,所以传输速度可用不同的通道来作保证,这在服务器和网络存储上具有重要意义。
尽管SATA接口具有比较明显的优势,但是就目前来说,这一技术还不是很成熟,这种接口的磁盘应用也不广泛。因为它不像ATA磁盘那样连上电缆就可用,还需要安装专门的软件,而且安装比较复杂,许多用户在使用SATA接口磁盘时经常会出现找不到磁盘的现象,所以建议暂时不要使用这种接口的磁盘。
SATA接口磁盘价格与ATA的基本上差不多,有些品牌的稍贵一些,毕竟目前主流使用的仍是1.0版本,最高接入速率为150Mbps,与ATA/133差不多。目前生产SATA磁盘的有希捷、西数、迈拓、IBM等几家。
【责任编辑:雪花 TEL:(010)68476606-8008】

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