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[教程资料] 硬盘接口知识大全 什么是eSATA和IEEE 1394

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发表于 2015-5-2 06:32:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
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硬盘接口知识大全 什么是eSATA和IEEE 1394
  硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件,作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度,在整个系统中,硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。
整体分类与大类分类
  从整体的角度上,硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种,IDE接口硬盘多用于家用产品中,也部分应用于服务器,SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场,而光纤通道只在高端服务器上,价格昂贵。SATA主要应用于家用市场,有SATA、SATAΙΙ、SATAΙΙΙ,是现在的主流;在IDE和SCSI的大类别下,又可以分出多种具体的接口类型,又各自拥有不同的技术规范,具备不同的传输速度,比如ATA100和SATA;Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口,各自的速度差异也较大。
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硬盘接口分类
  IDE
  IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”,常见的2.5英寸IDE硬盘接口它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度,数据传输的可靠性得到了增强,硬盘制造起来变得更容易,因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言,硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展,性能也不断的提高,其拥有的价格低廉、兼容性强的特点,为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。
  IDE代表着硬盘的一种类型,但在实际的应用中,人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA-1,这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了,而其后发展分支出更多类型的硬盘接口,比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。
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  SCSI
  SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口),SCSI接口是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的标准接口,而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口,是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低,以及热插拔等优点,但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及,因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。
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  光纤通道
  光纤通道的英文拼写是Fibre Channel,和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术,是专门为网络系统设计的,但随着存储系统对速度的需求,才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的,它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有:热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。
  SATA
  使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,SATA硬盘接口是未来PC机硬盘的趋势。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。Serial ATA采用串行连接方式,串行ATA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矫正,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。
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  SATAII接口
  SATA II是在SATA的基础上发展起来的,其主要特征是外部传输率从SATA的1.5Gbps(150MB/sec)进一步提高到了3Gbps(300MB/sec),此外还包括NCQ(Native Command Queuing,原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。单纯的外部传输率达到3Gbps并不是真正的SATA II。
  SATA II的关键技术就是3Gbps的外部传输率和NCQ技术。NCQ技术可以对硬盘的指令执行顺序进行优化,避免像传统硬盘那样机械地按照接收指令的先后顺序移动磁头读写硬盘的不同位置,与此相反,它会在接收命令后对其进行排序,排序后的磁头将以高效率的顺序进行寻址,从而避免磁头反复移动带来的损耗,延长硬盘寿命。另外并非所有的SATA硬盘都可以使用NCQ技术,除了硬盘本身要支持 NCQ之外,也要求主板芯片组的SATA控制器支持NCQ。此外,NCQ技术不支持FAT文件系统,只支持NTFS文件系统。

  eSATA的全称是External Serial ATA(外部串行ATA),它是SATA接口的外部扩展规范。换言之,eSATA就是“外置”版的SATA,它是用来连接外部而非内部SATA设备。例如拥有eSATA接口,你可以轻松地将SATA硬盘与主板的eSATA接口连接,而不用打开机箱更换SATA硬盘。 相对于SATA接口来说,eSATA在硬件规格上有些变化,数据线接口连接处加装了金属弹片来保证物理连接的牢固性。
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  原有的SATA是采用L形插头区别接口方向,而eSATA则是通过插头上下端不同的厚度及凹槽来防止误插,它同样支持热拔插。虽然改变了接口方式,但eSATA底层的物理规范并未发生变化,仍采用了7针数据线,所以仅仅需要改变接口便可以实现对SATA设备的兼容。
  eSATA接口是平的,而SATA接口是L形的。
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  普通3.5英寸硬盘的最高数据传输率为60MB/s,在使用外置3.5英寸的硬盘盒时,USB2.0或IEEE 1394的接口速度会成为数据传输的瓶颈。如果使用外置RAID 0存储设备,那么最高480Mbps的接口带宽更会严重地限制硬盘的性能发挥。因此,eSATA是一个非常不错的解决方案。而且eSATA硬盘盒在搭配SATA硬盘后,中间无需桥接芯片的转换,是一种原生的存储设备接口。
  eSATA特性
  尽管eSATA只是SATA接口的延伸,而且制造商并不需要对SATA的协议和处理芯片进行任何修改,但要确保将SATA安全地移到机箱外,并通过SATA-IO国际组织的审核,必然有许多地方需要加以改进。
  eSATA接口首先需要提供的特性就是热插拔。当前除老旧的串口、并口等PC外部接口外,其他包括USB、IEEE1394在内的许多接口都支持热插拔技术,而eSATA这种专门为存储设备服务的接口支持热插拔的意义更加重要。你也许会问,SATA规范不是已经包含了热插拔技术了吗?为什么eSATA还需要增加同样的东西?事实上,现有许多主板上的SATA 1.0标准控制器并不支持热插拔功能,当用户在系统运行的时候将SATA设备拔下时很可能会导致系统崩溃。为了解决这个问题,SATA 2.5规范对热插拔的安全性和可靠性都做了进一步的强化。
  和常见的USB2.0和IEEE1394两种常见外置接口相比,eSATA最大的优势就是数据传输能力。eSATA的理论传输速度可达到1.5Gbps或3Gbps,远远高于USB2.0的480Mbps和IEEE 1394的400Mbps。在实际测试中,从电脑中复制一个1.36GB大小的文件到采用不同接口的外置存储设备中,eSATA接口的设备所耗费的时间远低于USB2.0或IEEE 1394设备,速度快了近一倍。随着eSATA的出现,外置接口的传输率也首次远远大于了硬盘等设备的内部传输率。
  在实现成本上,eSATA无疑更具优势。对传统的USB或IEEE 1394外置设备来说,要通过USB或IEEE 1394接口从硬盘上读写数据,必须使用一个接口转换电路,而这个转换电路的成本为5~10美元。另外,接口转换的延迟对数据传输速度的影响也很大,经测试证明,IEEE 1394的速度损失率(损失速度比峰值速度)达到了20%,USB1.0和USB2.0分别达到了33%和25%,而SATA的速度损失为0,这是因为SATA和PATA一样都是基于ATA协议,所以在传输过程中不需要进行协议转换,这样不但节约了成本,而且硬盘性能不受影响!

IEEE 1394是什么
  IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准,中文译名为火线接口(firewire)。同USB一样,IEEE1394也支持外设热插拔,可为外设提供电源,省去了外设自带的电源,能连接多个不同设备,支持同步数据传输。
  IEEE1394分为两种传输方式:Backplane模式和Cable模式。Backplane模式最小的速率也比USB1.1最高速率高,分别为12.5 Mbps 、25 Mbps、50 Mbps,可以用于多数的高带宽应用。Cable模式是速度非常快的模式,分为100 Mbps、200 Mbps和400 Mbps几种,在200Mbps下可以传输不经压缩的高质量数据电影。
  1394b 是 1394技术的升级版本,是仅有的专门针对多媒体--视频、音频、控制及计算机而设计的家庭网络标准。它通过低成本、安全的 CAT5 (五类)实现了高性能家庭网络。1394a自1995年就开始提供产品,1394b 是1394a 技术的向下兼容性扩展。1394b能提供800 Mbps或更高的传输速度,虽然市面上还没有1394b接口的光储产品出现,但相信在不久之后也必然会出现在用户眼前。
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  相比于USB接口,早期在USB1.1时代,1394a接口在速度上占据了很大的优势,在USB2.0推出后,1394a接口在速度上的优势不再那么明显。同时现在绝对多数主流的计算机并没有配置1394接口,要使用必须要购买相关的接口卡,增加额外的开支。目前单纯1394接口的外置式光储基本很少,大多都是同时带有1394和USB接口的多接口产品,使用更为灵活方便。
  IEEE 1394的原来设计,系以其高速转输率,容许用户在电脑上直接透过 IEEE 1394 介面来编辑电子影像档案,以节省硬碟空间。在未有 IEEE 1394 以前,编辑电子影像必须利用特殊硬件,把影片下载到硬碟上进行编辑。但随着硬碟空间愈来愈便宜,高速的IEEE 1394 反而取代了 USB 2.0 成为了外接电脑硬碟的最佳界面
  1394A所能支持理论上最长的线长度为4.5米,标准正常传输速率为100Mbps,并且支持多达63个设备。
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IEEE 1394a-2000(FireWire 400)
  和IEEE 1394-1995几乎相同,改良数个地方之后制定的新规格。为了和后述的IEEE 1394b分别,因此称为“FireWire 400”。在工业上使用的时候,有时就单纯称呼为“.a”。
IEEE 1394b-2002(FireWire 800)
  FireWire 800即是理论最高速为800Mbps的高速规格,兼容于IEEE 1394a,但是接头的形状从IEEE 1394a的6 Pin变成9 Pin,因此需要经由转接线连接。在工业上使用的时候,有时就单纯称呼为“.b”。
IEEE 1394c-2006(FireWire S800T)
  FireWire S800T公布于2007年6月8日,提供了一个重大的技术改进,新的接头规格和RJ45相同,并使用CAT-5(5类双绞线)和相同的自动协定,可以使用相同的端口来连接任何IEEE 1394设备或IEEE 802.3(1000BASE-T以太网双绞线)的设备。
  虽然听起来相当地有魅力,但是直到2008年10月为止,市面上尚无任何产品或是芯片,包含这种能力。
S1600和S3200
  IEEE 1394的推广团体1394 Trade Association,在2007年12月宣布,将可以在2008年底使用新的扩张规格S1600(理论值达到1.6 Gbit/s)和S3200模式(理论值达3.2 Gbit/s)。这个扩张规格使用FireWire800现在使用的9 Pin接头和缆线,而且将会完全兼容于FireWire 400和FireWire 800的设备。这是为了迎战USB 3.0规格所作的准备。



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发表于 2015-5-2 22:58:20 | 显示全部楼层
学习了,谢谢分享。

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http://www.wxhzc.com/b/LcHOhQs0LcH/ 重生之政道风流  发表于 2015-5-4 15:14
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发表于 2015-5-7 17:55:50 | 显示全部楼层
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发表于 2015-6-11 10:48:55 | 显示全部楼层
好帖子 不错  支持
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