硬盘接口知多少？

Posted 2023-03-13

参考技术A 我们平时肯定会听说IDE SATA SAS SCSI iSCSI SSD AHCI等等的名词，那么这些都是什么意思呢？安装windows7或者XP系统时候经常会出现蓝屏报错，查询资料都会说修改下硬盘接口或者关闭AHCI模式。

IDE（集成磁盘电子接口，Integrated Device Electronics）接口就是PATA接口，指硬盘与主板间连接的方式。不过IDE不仅指接口形式，主要还指硬盘的形式，即IDE硬盘，但人们习惯用IDE来统称PATA接口类的硬盘。而PATA接口单纯指硬盘的接口形式，即“并行接口，与之对应的是SATA（串行接口）。其实PATA接口（并行接口）与SATA（串行接口）的硬盘的严格上说都是IDE硬盘，只是人们习惯上用 IDE←→SATA 或者 PATA←→SATA 来对比区分而已。如果说“PATA接口的IDE硬盘"和“SATA接口的IDE硬盘”会更准确点。
作为电脑中最重要的数据存储设备和数据交换媒介，硬盘传输速率的快慢直接影响了系统的运行速度。不同类型的硬盘，其传输速率往往差别很大。现在主流硬盘主要有三种：按照不同的接口可以分为并口ATA硬盘（即IDE硬盘）、SCSI硬盘（其实已经在逐步被SAS取代）和Serial ATA硬盘。

1．硬盘的内部数据传输率 :内部数据传输率是磁头到硬盘的高速缓存之间的数据传输速度，这可以说是影响硬盘整体性能的关键，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度。在这项指标中常常使用MB/s或Mbps为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/s(兆字节/秒)，就必须将Mbps数据除以8。例如有的硬盘给出最大内部数据传输率为240Mbps，但如果按MB/s计算就只有30MB/s。由此可以看出目前硬盘作为电脑的瓶颈，其病根还在于硬盘的内部数据传输率上。
2．硬盘的外部数据传输率 :指从硬盘缓冲区读取数据的速率。它与硬盘的接口类型是直接挂钩的，因此在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代替，单位为MB/s如我们平常所说的ATA100/133硬盘。
3 . 光驱的传输速率：通常光驱传输速率的高低取决于光驱的倍速，如16X DVD、52X的CD-ROM，一般情况下光驱的倍速越高，数据传输也就越快。那么“倍速”是个什么概念呢？原来很早以前CD-ROM的传输速率很低，每秒只能传送150KB字节，即最初光驱的速率为150KB/s，这就是1X（单倍速）的CD-ROM光驱。后来随着CD-ROM光驱技术的日新月异，其速率越来越快，为了区分不同速率的光驱，于是把最初的150KB/s作为基准进行衡量得到相应的倍速值。如50X的CD-ROM就是指其传输的速度是1X光驱的50倍即其速率为50×150KB/s=7500KB/s。而现在流行的DVD-ROM的速率算法也基本相同，只不过DVD-ROM的单倍速率要比CD-ROM高得多，一倍速的DVD-ROM速率理论上可以达到1358KB/s，由此我们可以算出现在流行的16倍速DVD-ROM的速度应该是1358KB/s×16=21728KB/s。

Serial ATA 硬盘就是我们常说的串口硬盘，它采用点对点的方式实现了数据的分组传输从而带来更高的传输效率。Serial ATA 1.0版本硬盘的起始传输速率就达到150MB/s，而Serial ATA 3.0版本将实现硬盘峰值数据传输率为600MB/s，从而最终解决硬盘的系统瓶颈问题。SATA是一种电脑总线，主要功能是用作主板和大量存储设备（如硬盘及光盘驱动器）之间的数据传输之用。使我们现在使用最常见的硬盘接口。

eSATA接头与SATA接头的差别
虽然SATA具备了热插拔的规范，但连接缆线多是设计给内接式硬盘使用，最大插拔次数仅约200次，超过此插拔数目，缆线接头便会劣化，甚至有可能造成硬盘的损坏，即使是针对外接应用的eSTAT缆线，其插拔次数依然仅约2,500次左右，与USB界面相比差距甚远，不过这方面牵涉到缆线材质与成本之间的关连，虽然理论上可以达到更高的插拔次数，但是售价能否被消费者接受也是关键。而SATA缆线虽然在宽度上占尽优势，但是长度被限制在2米以内，这对部分应用来说，也是个相当大的限制，不过这点可以藉由xSATA来加以解决。
ATA、IDE比较：
SATA硬盘采用新的设计结构，数据传输快，节省空间，相对于IDE硬盘具有很多优势：
1 .SATA硬盘比IDE硬盘传输速度高。目前SATA可以提供150MB/s的高峰传输速率。今后将达到300 MB/s和600 MB/s。到时我们将得到比IDE硬盘快近10倍的传输速率。
2． 相对于IDE硬盘的PATA40针的数据线，SATA的线缆少而细，传输距离远，可延伸至1米，使得安装设备和机内布线更加容易。连接器的体积小，这种线缆有效的改进了计算机内部的空气流动，也改善了机箱内的散热。
3． 相对于IDE硬盘系统功耗有所减少。SATA硬盘使用500毫伏的电压就可以工作。

SAS是新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，提供与串行ATA (Serial ATA，缩写为SATA)硬盘的兼容性。

SCSI（Small Computer System Interface）小型计算机系统接口，一种用于计算机和智能设备之间（硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等）系统级接口的独立处理器标准。 SCSI是一种智能的通用接口标准。它是各种计算机与外部设备之间的接口标准。
1.SCSI可支持多个设备，SCSI-2(FastSCSI)最多可接7个SCSI设备，WideSCSI-2以上可接16个SCSI设备。也就是说，所有的设备只需占用一个IRQ，同时SCSI还支持相当广的设备，如CD-ROM、DVD、CDR、硬盘、磁带机、扫描仪等。
2.SCSI还允许在对一个设备传输数据的同时，另一个设备对其进行数据查找。这就可以在多任务操作系统如Linux、WindowsNT中获得更高的性能。
3.SCSI占用CPU极低，确实在多任务系统中占有着明显的优势。由于SCSI卡本身带有CPU，可处理一切SCSI设备的事务，在工作时主机CPU只要向SCSI卡发出工作指令SCSI卡就会自己进行工作，工作结束后返回工作结果给CPU，在整个过程中，CPU均可以进行自身工作。
4.SCSI设备还具有智能化，SCSI卡自己可对CPU指令进行排队，这样就提高了工作效率。在多任务时硬盘会在当前磁头位置，将邻近的任务先完成，再逐一进行处理。
5.最快的SCSI总线有160MB/s的带宽，这要求使用一个64位的66MHz的PCI插槽，因此在PCI-X总线标准中所能达到的最大速度为80MB/s，若配合10，000rpm或15，000rpm转速的专用硬盘使用将带来明显的性能提升。

FC(Fibre Channel)光纤通道。是一种跟SCSI 或IDE有很大不同的接口，它很像以太网的转换开头。以前它是专为网络设计的，后来随着存储器对高带宽的需求，慢慢移植到现在的存储系统上来了。光纤通道通常用于连接一个SCSI RAID（或其它一些比较常用的RAID类型），以满足高端工作或服务器对高数据传输率的要求。
光纤信道在硬件上依赖价格昂贵的FC交换器，一台只有最基本功能的8端口FC交换器起价就要30万元，1个FC端口的平均成本高达数万甚至十多万元，且每部要连接FC SAN的服务器都必须安装1片价格1千美元上下的FC HBA，部署一套FC SAN的费用非常高昂。使用者也必须具备FC协议相关知识才能有效管理，以致限制了FC SAN的普及。因此无论储存厂商如何宣扬SAN的好处，现实上能享用这些好处的企业相当有限。

所谓AHCI，全称是Advanced Host Controller Interface,即高级主机控制接口，只有开启了AHCI模式，才能使用存储驱动程序中的高级串行ATA功能，比如NCQ全速命令队列和热插拔技术。但是根据实测AHCI速率提高不是太明显。
现在计算机安装win7或者xp系统出现蓝屏报错7B大部分和此有关，只有关闭或者开启即可

iSCSI技术是一种由IBM公司研究开发的，是一个供硬件设备使用的可以在IP协议的上层运行的SCSI指令集，这种指令集合可以实现在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。iSCSI技术是一种新储存技术，该技术是将现有SCSI接口与以太网络(Ethernet)技术结合，使服务器可与使用IP网络的储存装置互相交换资料。