众所周知,数据线太粗,安装不方便,严重影响机箱内的空气流通,也不利于机箱散热。是传统IDE接口,即Ultra ATA硬盘的致命缺点。但是IDE硬盘还有很多其他的限制,大概很多人都不清楚。
主从磁盘交互
一般一个主板只有两个IDE接口,每个接口可以连接两个IDE设备。但是同一个接口的两台设备共享带宽,对速度影响很大。所以稍微有点常识的人都会把硬盘和光驱分开,用两根IDE线连接到主板上。
这样一来,IDE就有一个很大的问题,就是虽然一块主板可以连接四个设备,但实际上如果超过两个设备,速度就会大大降低。
更大的问题是同一条线上的两台设备必须严格遵循主/从设置才能正常工作。和WD400 JB一样,主硬盘也有两种不同的设置。当IDE线只连接到这个硬盘上时,按右边的设置,拿从盘时,按中间的设置。根据个人经验,如果中途不拿从盘设置,会出现各种莫名其妙的问题。有时候3354能启动,有时候硬盘找不到,有时候启动时报硬盘错误。3354每次开机都可能出现不同的问题。
不支持热插拔。
并行ATA支持设备热插拔的能力有限,而这对于服务器应用程序来说非常重要。由于服务器通常采用RAID模式,任何坏了的硬盘都可以热插拔更换,不影响数据的完整性,保证服务器在任何情况下正常开机。支持热插拔的SCSI和光纤通道几乎占据了企业应用程序的所有市场。并行ATA无法获得一席之地,因为它不支持热插拔。
错误检查技术不足
Ultra DMA引入了基于CRC的包错误检测,这是ATA-3标准的一个组成部分。然而,没有并行ATA标准提供命令和状态包的错误检测。尽管命令和状态包出错的范围和概率很小,但它们出错的可能性不可忽视。
使用过时的5伏电压
处理器内核需要从几个方面转换到低电压。较低的电压允许更快的信号突变,这对于提高速度和降低热消耗是必不可少的。目前CPU核心电压基本不到2伏。为了保持与系统主板上其他芯片的互操作性,通常用3.3伏来分隔,5伏已经成为过时的标准。虽然当前大多数ATA/ATAPI-6标准为并行ATA设备指定了3.3V(8%)的DC电源,但某些型号的接收器大于4V,因此应使用过时的5V电压。
接口速度扩展性差。
另外,Ultra ATA受限于并行总线的特性,带宽容易受限。经过多次升级,目前最高传输速率仅为133M Mbytes/s。
SATA比IDE有什么优势?
SATA不再使用过时的并行总线接口,转而使用串行总线,整个风格完全改变。
与最初的IDE相比,SATA有很多优点。最明显的就是数据线由80 pin改为7 pin,IDE线长度不能超过0.4米,而SATA线可以长达1米,安装更方便,有利于机箱散热。此外,它还有许多优点:
一对一连接,没有主从盘的麻烦
每台设备都直接连接到主板上,享受150M b/s的专属带宽,设备的速度不会互相影响。
支持热插拔
热插拔可能对普通家庭用户影响不大,但对服务器却至关重要。事实上,SATA在低端服务器应用上的成功远大于其在普通家庭应用上的影响力。
数据传输更可靠。
SATA提高了错误检查的能力。除了检查CRC数据,它还检查命令和状态包。因此,与并行ATA相比,它提高了访问的整体准确性,并使串行ATA在企业RAID和外部存储应用中更具吸引力。
低电压信号
SATA的信号电压最高只有0.5伏。低电压一方面可以更好地适应新平台强调3.3伏的供电趋势,另一方面有利于spe
SATA不依赖于系统总线的带宽,但有内部时钟。新推出的一代SATA内置1500MHz时钟,可以实现150 MB/s的接口带宽,由于不再依赖系统总线频率,每一代SATA升级的带宽都翻倍:下一代300M MB/s,下一代可以达到600M MB/s。
SATA还是有一些缺点的。
在国内,买IDE的人恐怕比买SATA的人多很多。有三个主要原因:
首先,SATA的很多优点整体上对PC用户来说意义并不大,但它最大的意义在于满足了入门级企业应用的需求。
其次,那些nForce4和915之前的主板,用的都是SATA硬盘,安装操作系统需要软盘,就像SCSI硬盘一样,增加了用户的麻烦。
另外,国内用户的电脑配置相对落后,很多人把旧电脑升级成大容量硬盘。旧的主板不支持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。但在企业应用方面,仍有很多方面需要改进:
单线程机械机箱
毕竟SATA只是ATA,它的机械机箱是为8x5线程设计的,而SCSI的机械机箱是为24x7线程设计的,可以更好的满足服务器的多任务需求。所以虽然SATA在单任务测试中不比SCSI差,但是到了大数据吞吐量的服务器上还是有差距的。除了速度,面对多任务数据读取,硬盘磁头频繁来回摆动,导致硬盘过热,这是SATA最大的问题。
不存在的热插拔功能
在实际应用中,RAID硬盘阵列由多个硬盘组成。要知道哪个硬盘坏了,热插拔更换才有意义。虽然SATA硬盘可以热插拔,但是当硬盘损坏时,SATA组成的阵列无法像SCSI、FC、SAS那样具备SAF- TE机制,如果是热插拔更换的好硬盘,很容易出现数据错误。所以在实际应用中,SATA的热插拔功能有点没用。
低速
与SCSI和FC相比,SATA速度慢,主要是机械机箱不同,无法适应服务器应用的大量非线性读取请求。所以SATA硬盘对于视频下载服务器来说还不错,但是不能用于网络交易平台。
SATA 1.0控制器传输速度效率不高。虽然它标称峰值速度为150MB/s,但实际上,最快的SATA硬盘速度只有60 MB/s。
总解决方案价格
虽然SATA硬盘比SCSI硬盘便宜,但整个SATA方案并不便宜。主要原因是SATA 1.0控制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。如果每个接口的成本在300元以上,那就不便宜了。
SATA II和准SATA II
很多人还不知道SATA和Ultra ATA的区别和好处,这也难怪。即使在英特尔最初推出SATA的时候,它也没有想到这种针对个人用户的改进方案,其结果将是在入门级服务器和工作站等企业中有更广阔的应用前景。——正因为如此,2004年专门成立了SATA IO(SATA国际组织)。
前面这么多介绍都是结合实际情况和SATA官方白皮书整理出来的,从中我们已经可以发现,说到SATA的优缺点,更多的是从企业应用的角度出发,而不是个人和家庭应用。
现在经常听到“NCQ硬盘”和“SATA II硬盘”这两个词,是SATA发展到下一代——SATA II的两个不同阶段的产物:
第一阶段是在SATA的基础上增加NCQ原生指令订购、机柜管理、背板互联、数据分散/集中四个新特性。
第二阶段是在第一阶段基础上的进一步改进,增加了双主机主动故障替换、多硬盘高效连接、3.0Gb (300MB/s)接口带宽等特性。
“NCQ硬盘”的改进:不仅仅是NCQ。
在SATA II的第一期,几项改进中,NCQ原生指令测序技术对于个人用户来说意义重大,所以这项技术是唯一一项被很多人知道的技术。事实上,SATA II第一阶段中添加的技术包括:
NCQ本地指令订购
本地命令队列:什么是NCQ?这项技术已经被SCSI使用了很长时间,但直到最近才被应用到SATA硬盘上。
传统的桌面硬盘都是用线性的形式来处理请求,潜在的非常不好。要了解原理,必须对硬盘的物理结构有一个基本的了解。硬盘是盘状的,很像CD。每个磁盘被许多同心圆分成磁道,磁道又被分成扇区。每个磁盘由一个或多个磁头读取。如果数据分布在同一条轨道上,查找数据的速度最快。在不同的轨道之间移动需要很多时间。假设您要读取三段数据,一段在磁盘的最外磁道,一段在磁盘的最内磁道,一段在磁盘的最外磁道。传统硬盘先读取磁盘最外面的数据,再读取最里面的数据,最后读回最外面的数据。这样磁头来回移动需要更多的寻道时间,效率较低。如果磁头移动最小化,寻道时间将相应减少。这就是NCQ的目的。——NCQ可以重新排列指令,而不是把磁头从外移到内再移到外。相反,在移动到磁盘的内环之前,它从外环读取两条数据。
到现在应该明白了,CPU的速度对硬盘的性能影响不大,但是NCQ技术可以明显提升硬盘的性能,尤其是前面提到的SATA多线程性能,易磁头频繁来回摆动,硬盘太容易过。
外壳管理
如上所述,SATA的热插拔技术是没有用的,因为当阵列中的一个硬盘出现故障时,我不知道哪个坏了。SATA的第一阶段,即采用NCQ技术的SATA硬盘,增加了机架管理技术,用来解决这个问题。
背板互连(背板互连)
SATA是为外部RAID部署的,因为它用于数据传输的导线数量很少。