一、硬盤(pán)接口綜述
以前在人們眼中非常簡(jiǎn)單的硬盤(pán)接口,時(shí)至今日也已變得錯綜復雜、優(yōu)劣難分了。我們可以從市場(chǎng)中見(jiàn)到的各種硬盤(pán)接口標注即可見(jiàn)一斑。目前我們可以見(jiàn)到的硬盤(pán)接口標注主要有:IDE、ATA、Ultra ATA/33、Ultra ATA/66、Ultra ATA/100、Ultra ATA/133、Ultra DMA/33、Ultra DMA/66、Ultra DMA/100、Ultra DMA/133、Serial ATA、SCSI、SCSI II、Wide SCSI II、Ultra SCSI II、Ultra Wide SCSI II、Ultra2 SCSI、Ultra160 SCSI、Ultra320 SCSI,除此之外,原來(lái)主要應用于其它設備上的“Fibre Channel”、“IEEE 1394”、“FireWire”、“iLink”、“USB”等接口也開(kāi)始出現在一些特殊用途的新型硬盤(pán)中。
面對如此多硬盤(pán)接口技術(shù),不要說(shuō)那些“菜鳥(niǎo)”會(huì )感到迷惑,就連我這樣有過(guò)多年IT經(jīng)驗的“老鳥(niǎo)”對一些標注也有時(shí)倍感難以區分。當然我深知,在這許多接口類(lèi)型標注中可分為少數幾個(gè)大類(lèi)。任何技術(shù)都有一個(gè)自身發(fā)展過(guò)程,大凡在許多同類(lèi)技術(shù)中,絕大多數只不過(guò)是某一原始技術(shù)的升級,所以當我們面對如此眾多的硬盤(pán)接口標準時(shí)只需要分清幾個(gè)大的主流即可,也就把它們分類(lèi)。綜合分析后,我們不難以得出,其實(shí)在這么多接口技術(shù)中,總的來(lái)說(shuō)只有五類(lèi),即:IDE、SCSI、Fibre Channel、IEEE 1394和USB。前面兩種,即“IDE”和“SCSI”是目前整個(gè)硬盤(pán)接口的主要類(lèi)型,特別是IDE類(lèi)型。對于后面的“Fibre Channel”、“IEEE 1394”、“USB”,雖然具有這些接口的硬盤(pán)實(shí)物所見(jiàn)不多,但就技術(shù)本身相信各位并不陌生,因為早在其它設備中得到廣泛應用。如USB接口現在的電腦通常都自帶好幾個(gè),IEEE1394接口也有的電腦,特別是筆記本電腦也開(kāi)始自帶了。“Fibre Channel”(光纖通道)接口在比較高級的交換機,甚至網(wǎng)卡都有可能見(jiàn)到。所以這類(lèi)接口一則比較容易分辨,再則這幾種對我們平時(shí)的硬盤(pán)選購干擾并不大,因為在我們常用的硬盤(pán)中并不多見(jiàn)。
在以上所劃分的五類(lèi)硬盤(pán)接口中,總的來(lái)說(shuō),IDE接口類(lèi)型的硬盤(pán)因其實(shí)現技術(shù)成熟,價(jià)格便宜,而且性能也不差,所以在PC中得到了非常廣泛的應用,幾乎是占據了PC硬盤(pán)中的所有江山。對于SCSI,在服務(wù)器上最??吹剿嫩欅E。因為它具有很好的并行處理能力,同時(shí)也具有相對比較高的磁盤(pán)性能,因此非常適合服務(wù)器的需要,當然它的價(jià)格也比IDE的要貴兩倍以上;光纖接口類(lèi)型的硬盤(pán)并不常見(jiàn),因其接口寬帶很寬,所以常用于大型的數據存儲服務(wù)器上,如NAS或者SAN數據存儲網(wǎng)絡(luò ),還經(jīng)常用于流媒體服務(wù)器,因流媒體容量非常大,而且連續性要求很高,光纖接口的高帶寬就滿(mǎn)足了以上要求。正因其高帶寬特性,所以其價(jià)格也極其昂貴。至于IEEE 1394與USB接口類(lèi)型主要是用于外置型的硬盤(pán)中,滿(mǎn)足了人們對硬盤(pán)便攜性能的要求,在便攜性硬盤(pán)中最為常見(jiàn)。這兩種接口類(lèi)型的硬盤(pán)的最大特點(diǎn)就是可以直接與電腦外部的相應接口連接,而不需打開(kāi)機箱,所以便于安裝。另一方面,其接口帶寬較寬,所以數據傳輸速率較快。下面我們再來(lái)具體介紹這五大類(lèi)硬盤(pán)接口,當然最主要是介紹我們常用的IDE接口和SCSI接口,不僅是因為它們常用,而且是因為在它們當中又有許多細分類(lèi)。
二、常見(jiàn)硬盤(pán)接口及標準術(shù)語(yǔ)
為了全面了解如此眾多的硬盤(pán)接口技術(shù),我們有必要對其主要關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)進(jìn)行詳細介紹,特別是與前兩種常見(jiàn)的硬盤(pán)接口標準有關(guān)的。在這些關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)是:IDE、ATA、Ultra ATA、Ultra DMA、SCSI、Ultra SCSI。下面根據這些關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)對以上兩種主要的硬盤(pán)接口類(lèi)型進(jìn)行具體介紹。
1. IDE
IDE的英文全稱(chēng)為“Integrated Drive Electronics”,即“電子集成驅動(dòng)器”,它的本意是指把“硬盤(pán)控制器”與“盤(pán)體”集成在一起的硬盤(pán)驅動(dòng)器。把盤(pán)體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤(pán)接口的電纜數目與長(cháng)度,數據傳輸的可靠性得到了增強,硬盤(pán)制造起來(lái)變得更容易,因為硬盤(pán)生產(chǎn)廠(chǎng)商不需要再擔心自己的硬盤(pán)是否與其它廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制器兼容。對用戶(hù)而言,硬盤(pán)安裝起來(lái)也更為方便。
在這里要先要明白一點(diǎn)的就是,這里所說(shuō)的IDE,既是宏觀(guān)意義上的硬盤(pán)接口類(lèi)型,也是微觀(guān)意義上的硬盤(pán)接口標準。之所以說(shuō)它是宏觀(guān)意義上的一種硬盤(pán)接口類(lèi)型,是因為時(shí)至今日這一接口技術(shù)仍在不斷地發(fā)展,并且仍是PC機中硬盤(pán)接口中的絕對主流,原因當然是其性能也在得到不斷發(fā)展,其性能也相當不錯,此類(lèi)接口的硬盤(pán)價(jià)格也相對其它接口的要便宜許多。后面要介紹的各類(lèi)ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA硬盤(pán)都屬于IDE接口類(lèi)型。說(shuō)它是微觀(guān)意義上的硬盤(pán)接口標準,是指如果細分,它僅代表第一代的IDE標準,因為隨后其接口技術(shù)得到了飛速成發(fā)展,引入了許多新技術(shù),使這一IDE接口標準得到了質(zhì)的飛躍,通常不再以IDE標稱(chēng),而是以諸如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等標注。
2. ATA
ATA的英文全稱(chēng)為“Advanced Technology Attachment”,中文名稱(chēng)“高級技術(shù)附加裝置”。ATA接口標準最初是在1986年由CDC、康柏和西部數據3家公司共同開(kāi)發(fā)的。第一代的ATA標準稱(chēng)之為“ATA-1”。ATA-1只支持PIO-0和PIO-1、PIO-2模式,其數據傳輸速度只有可憐的3.3MB/S,使用40芯電纜,硬盤(pán)大小也為5英寸(而不是現在普遍的3.5英寸),容量為40MB(根據其技術(shù)標準,其硬盤(pán)容量限制在504MB之內)。ATA接口是從80年代末期開(kāi)始逐漸取代了其它老式接口,隨著(zhù)它自身的發(fā)展,“ATA”也就成了“IDE”的代名詞。目前最新的ATA 133標準中硬盤(pán)數據傳輸速率可達到133.7MB/s。要識別硬盤(pán)屬于哪種ATA接口版本,只需看硬盤(pán)正面右上面的所印標注。
在A(yíng)TA接口標準的整個(gè)發(fā)展過(guò)程中,到目前為止可以劃分為7個(gè)不同的版本,也就是從ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDE Enhanced IDE/Fast ATA)、ATA-3(FastATA-2)、…,一直到現在A(yíng)TA-7(ATA 133)。第一代的ATA標準,即ATA-1,也就是前面介紹過(guò)的IDE標準,在此就不再另外介紹了。
(1). ATA-2:也就是我們常說(shuō)的EIDE(Enhanced IDE)或Fast ATA,它在A(yíng)TA的基礎上增加了2種PIO和2種DMA模式(PIO-3),不僅將硬盤(pán)的最高傳輸率提高到16.6MB/S,還同時(shí)引進(jìn)LBA地址轉換方式,突破了固有的504MB的限制,可以支持最高達8.4GB的硬盤(pán)。在支持ATA-2的電腦的BIOS設置中,一般可以見(jiàn)到LBA(Logical Block Address),和CHS(Cylinder,Head,Sector)的設置,同時(shí)在EIDE接口的主板一般有兩個(gè)EIDE插口,它們也可以分別連接一個(gè)主設備和一個(gè)從設備,這樣一塊主板就可以支持四個(gè)EIDE設備,這兩個(gè)EDIE接口一般稱(chēng)為IDE1和IDE2。
(2). ATA-3:ATA-3并沒(méi)有提高IDE接口的工作速度,最高傳輸速度仍為16.6MB/S(支持PIO-3),但引入了密碼保護機制,對電源管理方案進(jìn)行了修改,引入了S.M.A.R.T(Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology,硬盤(pán)自監測、自分析和報告技術(shù)),這是一個(gè)劃時(shí)代的重大改進(jìn)。這一技術(shù)也在許多主板的BIOS中有所體現。
(3). ATA-4:這就是現在市面上仍比較常見(jiàn)的Ultra ATA/33,自這一版本開(kāi)始,硬盤(pán)開(kāi)始支持DMA(Direct Memory Access,直接內存存?。┘夹g(shù),所以又稱(chēng)之為“Ultra DMA/33”。DMA是I/O設備與主存儲器之間由硬件組成的直接數據通道,用于高速I(mǎi)/O設備與主存儲器之間的成組數據傳送。硬盤(pán)控制器采用總線(xiàn)主控方式進(jìn)行數據傳輸,它將PIO下的最大數據傳輸率提高了一倍,達到33MB/S,稱(chēng)之為PIO-4。微軟的Windows98系統正式支持這一接口技術(shù),不過(guò)有一些太老的主板可能不支持這一接口,所以并不一定安裝了Windows 98以后的系統都支持DMA技術(shù)。注意,Windows95則不支持這一技術(shù)。
(4). ATA-5:這一版本就是市面上標注為“Ultra ATA/66”的硬盤(pán)。因為同樣采用了DMA技術(shù),所以通常在市面上又可看到名為“Ultra DMA66”的標注,其實(shí)都是一個(gè)意思。Ultra ATA/66不僅將接口通道的數據交換速度提高了一倍,同時(shí)也繼承了上一代Ultra ATA/33的核心技術(shù)-冗余校驗計術(shù)(CRC),該技術(shù)的設計方針是系統與硬盤(pán)在進(jìn)行傳輸的過(guò)程中,隨數據發(fā)送循環(huán)的冗余校驗碼,對方在收取的時(shí)候也對該校難碼進(jìn)行檢驗,只有在完全核對正確的情況下才接收并處理得到的數據,這對于高速傳輸數據的安全性有著(zhù)極有力的保障。除此之外,ULTRA DMA66還有一個(gè)核心的技術(shù)就是將普通的40芯排線(xiàn)改成80芯排線(xiàn)(自這以后的所有并行ATA標準都采用這一芯線(xiàn)標準),但該線(xiàn)仍然使用40針的接口,但傳輸線(xiàn)卻增加了一倍。
不過(guò)要注意,Windows98并不支持Ultra ATA/66這一新技術(shù),所以當你在使用這種新型硬盤(pán)時(shí),除使用DMA66專(zhuān)用數據線(xiàn)連接硬盤(pán)與主板外,還必須正確安裝主板驅動(dòng)程序,才能夠識別出你的Ultra ATA/66硬盤(pán),否則只能當作Ultra ATA/33硬盤(pán)來(lái)用,有點(diǎn)大材小用了。
(5). ATA-6:這就是市面上標注為Ultra ATA/100的硬盤(pán)接口標準,也是目前較新的一種硬盤(pán)接口標準。這一新標準主要是提高了硬盤(pán)數據的傳輸速率,從原來(lái)ATA-5標準中的66MB/S提高到新的100MB/S。
(6). ATA-7:這就是ATA系列中的最新版本Ultra ATA/133了,它的傳輸速率達到了133MMB/S。但目前這一最新標準只有ATA 133標準的提出者邁拓公司(Maxtor)一家支持,并沒(méi)有得到廣大廠(chǎng)商的支持,因為有一種新的硬盤(pán)接口標準——Serial ATA。它一改ATA標準長(cháng)達十幾年以來(lái)的并行數據傳輸方式,采用串行方式。主要原因是并行接口的電纜屬性、連接器和信號協(xié)議都已經(jīng)到達一個(gè)頂點(diǎn),在技術(shù)和設計上都有許多問(wèn)題。隨著(zhù)工作頻率的提高,原來(lái)在低頻率下的ATA接口標準越來(lái)越受到交叉干擾、地線(xiàn)增多、信號混亂等因素的制約,特別是在新的Ultra ATA/133標準中。而新的Serial ATA標準不僅可以全面解決以上問(wèn)題,而且其數據傳輸速率有相當大的發(fā)展空間,目前其最低的Serial ATA 1.0標準中數據傳輸速率就可達到150MB/S,高于A(yíng)TA 133標準中的133MMB/S。據規劃其后續版本數據傳輸速率可按150MB/S的倍數遞增,這樣就為徹底解決硬盤(pán)接口這一最終瓶頸打下了堅實(shí)的理論基礎。
綜合所有ATA標準的接口類(lèi)型(其實(shí)就是IDE接口類(lèi)型)硬盤(pán)可以看出它具有以下主要特點(diǎn):
ATA接口具有:價(jià)格低廉、兼容性非常好、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)ATA接口也具有:數據傳輸速度慢、只能內置使用、對接口電纜的長(cháng)度有很?chē)栏竦南拗频热秉c(diǎn)。
3. DMA
人們在談?wù)撚脖P(pán)時(shí)經(jīng)常講到PIO模式和DMA模式,這兩種模式就是目前硬盤(pán)與主機進(jìn)行數據交換的方式。PIO模式是一種通過(guò)CPU執行I/O端口指令來(lái)進(jìn)行數據的讀寫(xiě)的數據交換模式;而DMA則是不經(jīng)過(guò)CPU而直接從內存了存取數據的數據交換模式。
PIO的英文全稱(chēng)為“Programming Input/Output Model”,即“程序輸入/輸出”模式。這種模式使用PC I/O端口指令來(lái)傳送所有的命令、狀態(tài)和數據。由于驅動(dòng)器中有多個(gè)緩沖區,對硬盤(pán)的讀寫(xiě)一般采用I/O串操作指令,這種指令只需一次取指令就可以重復多次地完成I/O操作,因此,達到高的數據傳輸率是可能的。
DMA的英文全稱(chēng)為“Direct Memory Access”,即“內存直接存取”模式。它表示數據不經(jīng)過(guò)CPU,而直接在硬盤(pán)和內存之間傳送。在多任務(wù)操作系統內,如OS/2、Linux、Windows NT等,當磁盤(pán)傳輸數據時(shí),CPU可騰出時(shí)間來(lái)做其它事情,使服務(wù)器的數據性能大大提高。而在DOS/Windows3.X環(huán)境里,CPU不得不等待數據傳輸完畢,所以在這種情況下,DMA方式的意義并不大。
DMA方式有兩種類(lèi)型:第三方DMA(third-party DMA)和第一方DMA(first-party DMA)(或稱(chēng)總線(xiàn)主控DMA,Busmastering DMA)。第三方DMA通過(guò)系統主板上的DMA控制器的仲裁來(lái)獲得總線(xiàn)和傳輸數據。而第一方DMA,則完全由接口卡上的邏輯電路來(lái)完成,當然這樣就增加了總線(xiàn)主控接口的復雜性和成本?,F在,所有較新的芯片組均支持總線(xiàn)主控DMA。與快取內存結合在一起,不但增加數據的存取及傳輸性能,更因減少對磁盤(pán)的存取而增加磁盤(pán)的壽命。
4. SCSI
SCSI的英文全稱(chēng)為“Small Computer System Interface”(小型計算機系統接口)。它是一種與IDE(ATA)完全不同的接口,它不是專(zhuān)門(mén)為硬盤(pán)設計的,而是一種總線(xiàn)型的系統接口。每個(gè)SCSI總線(xiàn)上可以連接包括SCSI控制卡在內的8個(gè)SCSI設備。SCSI的優(yōu)勢在于它支持多種設備,獨立的總線(xiàn)使得它對CPU的占用率很低,傳輸速率比ATA接口快得多,但同時(shí)價(jià)格也很高,所以也決定了其普及程度遠不如IDE,只能在高檔的電腦設備中出現。
最早的SCSI是于1979年由美國的Shugart公司(Seagate希捷公司的前身)制訂的,原是為小型機的研制出的一種接口技術(shù),但隨著(zhù)電腦技術(shù)的發(fā)展,現在它被完全移植到了普通微機上。與PC機常用的IDE接口技術(shù)一樣,SCSI接口技術(shù)也得到了不斷發(fā)展。
在90年代初,推出了SCSI-2標準,類(lèi)似于SCSI-1,但是可以支持同時(shí)連接7個(gè)裝置,傳輸速率也達到了 10-20MB/s。
1995年推出了SCSI-3標準版本,俗稱(chēng)“Ultra SCSI”,它采用8位的通道寬度,傳輸速率為20MB/s,其允許接口電纜的最大長(cháng)度為1.5米。
1997年推出了Ultra2 SCSI(Fast-40)標準版本,其數據通道寬度仍為8位,但其采用了LVD(Low Voltage Differential,低電平微分)傳輸模式,傳輸速率為40MB/s,允許接口電纜的最長(cháng)為12米,大大增加了設備的靈活性,支持同時(shí)掛接15個(gè)裝置。隨后其推出了WIDE ULTRA 2 SCSI接口標準,它采用16位數據通道帶寬,最高傳輸速率可達80MB/S,允許接口電纜的最長(cháng)為12米,同樣支持同時(shí)掛接15個(gè)裝置,大大增加了設備的靈活性。
1998年,更高數據傳輸率的Ultra 160/m SCSI(Wide下的Fast-80)規格正式公布,其最高數據傳輸率為160MB/s,昆騰推出的Atlas10K和Atlas四代等產(chǎn)品支持Ultra3 SCSI的Ultra160/m傳輸模式。
目前最新的Ultra320 SCSI版本標準也已推出,這一SCSI接口標準支持最高數據傳輸達到了320MB/s。
目前SCSI接口標準廣泛應用于如:硬盤(pán)、光驅、ZIP、MO、掃描儀、磁帶機、JAZ、打印機、光盤(pán)刻錄機等設備上,同時(shí)由于較其他標準接口的傳輸速率快,所以在一些高端電腦、工作站,特別是服務(wù)器上常用來(lái)作為硬盤(pán)及其他儲存裝置的接口。
SCSI接口技術(shù)與其它技術(shù)一樣,也是向前兼容得,也就是說(shuō)新的SCSI接口可以兼容老接口,而且如果一個(gè)SCSI系統中的兩種SCSI設備不是位于同一規格,那么SCSI系統將取較低級規格作為工作標準。例如你有的SCSI控制卡是Ultra160/m SCSI(160MB/s)卡,而硬盤(pán)只支持Wide Ultra2 SCSI(80MB/s),那么你的SCSI系統將工作于Wide Ultra2 SCSI。同樣如果你的控制卡是Wide Ultra2 SCSI卡,而硬盤(pán)卻支持Ultra160 SCSI,那么SCSI系統也只能工作于Wide Ultra2 SCSI。所以在選購S(chǎng)CSI系統時(shí)應該注意這個(gè)問(wèn)題,SCSI控制卡和SCSI硬盤(pán)要選擇支持相同規格標準的。
SCSI接口具有:配置擴展靈活(在一塊SCSI控制卡上就可以同時(shí)掛接15個(gè)設備)、高性能(具有很多任務(wù)、寬帶寬及少CPU占用率等特點(diǎn))、應用廣泛(具有外置和內置兩種)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)主要體現為:價(jià)格昂貴、安裝復雜。
5. Srial ATA
Srial ATA,即串行ATA,是英特爾公司在2000年IDF(Intel Developer Forum,英特爾開(kāi)發(fā)者論壇)上發(fā)布的將于下一代外設產(chǎn)品中采用的接口類(lèi)型。從其名稱(chēng)上就可知,它一改以往ATA標準的并行數據傳輸方式,而是以連續串行的方式傳送資料。這樣在同一時(shí)間點(diǎn)內只會(huì )有1位數據傳輸,此做法能減小接口的針腳數目,用四個(gè)針就完成了所有的工作(第1針發(fā)出、2針接收、3針供電、4針地線(xiàn)),相比ATA接口標準的80芯數據線(xiàn)來(lái)說(shuō),其數據線(xiàn)顯得更加趨于標準化。
Serial ATA接口數據線(xiàn)相比原來(lái)并行ATA的80芯數據來(lái)說(shuō)具有許多優(yōu)勢。首先,它的“L”型接頭是單向性的,可以有效地防止插反,當然也就不可能插錯了;其次,Serial ATA采用類(lèi)似USB連接頭一樣的無(wú)針連接器,盲插(Blind-mate)式的連接方式更易咬接到位,安裝起來(lái)非常簡(jiǎn)易;第三,Serial ATA使用特殊的針錯列設計,連接頭的7根接觸針中有兩種不同的長(cháng)度:最長(cháng)的三根為接地線(xiàn),較短的兩對為數據傳輸線(xiàn),這樣在連接的時(shí)候,首先接觸的是三根地線(xiàn)、其次才是兩對數據線(xiàn),這種“預先接地”處理可以妥善解決熱插拔時(shí)致命的放電現象,從而使得Serial ATA能夠實(shí)現硬盤(pán)熱插拔。
Srial ATA接口的硬盤(pán)同樣需要另外的電源,但Serial ATA硬盤(pán)新增加了3.3V電壓輸入,加上原有的12V和5V,每種電壓需要正極、負極及接地線(xiàn)三條線(xiàn)路,這樣就有9條;而要實(shí)現設備熱插拔還需要額外的6條線(xiàn)、這樣總和起來(lái)就有15條之多。顯然,現有的主板和電源都要作適應性改動(dòng)才能支持,不能直接采用傳統的電源接口,通常需要采用Srial ATA電源轉達接線(xiàn)來(lái)與傳統電源線(xiàn)轉換。不要看它實(shí)際只有普通的4條線(xiàn),通過(guò)這條轉接線(xiàn)Srial ATA插子中的電路轉換后可以滿(mǎn)足以上15路輸出。
另由于其針腳數目大減少,也就全面解決了在A(yíng)TA標準中存在的數據串擾問(wèn)題。同時(shí)由于數據芯線(xiàn)減少,就更能降低電力消耗,減小發(fā)熱量,這樣也有利于數據的正常準確傳輸、增加系統的穩定性。
其次,Serial ATA的起點(diǎn)更高、發(fā)展潛力更大,Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s,這比目前最新的并行ATA(即ATA/133)所能達到133MB/s的最高數據傳輸率還高,而在Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/s,預計在2007內推出Serial ATA 3.0標準,到那時(shí)將實(shí)現600MB/s的最高數據傳輸率。最后,Serial ATA的拓展性更強,由于Serial ATA采用點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸協(xié)議,所以不存在主從問(wèn)題,這樣每個(gè)驅動(dòng)器不僅能獨享帶寬,而且使拓展SATA設備更加便利。
不過(guò),由于諸多因素,雖然Serial ATA標準的推出離現在已有好幾年時(shí)間,但至今仍不能得到廣泛的應用。對于大多數用戶(hù)最擔心的兼容性問(wèn)題,在各方的努力下,當前已得到比較完整的解決方案,如今的Serial ATA接口已經(jīng)可以完全兼容現有的并行ATA設備。從軟件角度看,由于Serial ATA采用流行的分層式設計,因此在硬件接口層上與現有的各種操作系統都能無(wú)縫兼容,目前的各種驅動(dòng)程序和操作系統代碼都無(wú)需作任何修改;而從硬件角度考慮,Serial ATA也只要利用一個(gè)簡(jiǎn)單的串/并轉換器,就能夠實(shí)現串/并行ATA設備的隨意連接。比如說(shuō)允許并行ATA的主板可以同Serial ATA硬盤(pán)相連,即在舊有主板上升級使用新硬盤(pán);也允許Serial ATA主板與并行ATA硬盤(pán)連接使用,有效保護用戶(hù)投資;更有甚者,你也可以讓并行ATA主板與并行ATA硬盤(pán)都以串行的方式連接起來(lái)運作,只是這樣做已經(jīng)沒(méi)有什么意義了。還有一點(diǎn),只有純粹的Serial ATA系統才能夠實(shí)現150MB/s的高性能,若采用轉接方式、本質(zhì)上還是ATA 100或ATA 133,Serial ATA總線(xiàn)的威力也難以得到充分發(fā)揮。
目前像Intel的最新i865和i875p等P4芯片組已紛紛提供了對Srial ATA接口標準的支持,可以看出,Srial ATA的發(fā)展前景越來(lái)越明朗化。但是微軟表示現有的Windows 2000/XP系統都無(wú)法支持Serial ATA所定義的熱插功能,只有在即將推出的Windows 2003系統中,該特性才能夠得以完全實(shí)現。
三、非常見(jiàn)硬盤(pán)接口
在非常見(jiàn)硬盤(pán)接口中,主要有“Fibre Channel”(光纖通道)、“IEEE 1394”、“USB”(通用串行接口),在前面提到的“FireWire”和“iLink”其實(shí)就是“IEEE 1394”接口標準確定前,Apple公司和Sony公司的兩種不同稱(chēng)呼。所以在此只需介紹“Fibre Channel”、“IEEE 1394”、“USB”3種非常見(jiàn)硬盤(pán)接口。要注意的是這3種非常見(jiàn)硬盤(pán)接口主要應用于外置型的硬盤(pán)中,特別是IEEE 1394和USB接口類(lèi)型的硬盤(pán)。
1. Fibre Channel
Fibre Channel的中文名為“光纖通道”,它是一種跟SCSI或IDE有很大不同的接口。以前它是專(zhuān)為網(wǎng)絡(luò )設計得,常見(jiàn)于高檔交換機、或者網(wǎng)卡中,但后來(lái)隨著(zhù)存儲器對高帶寬的需求,慢慢移植到現在的存儲系統上來(lái)了。光纖通道通常用于連接一個(gè)SCSI RAID(或其它一些比較常用的RAID類(lèi)型),以滿(mǎn)足高端工作或服務(wù)器對高數據傳輸率的要求。
光纖現在能提供高達100Mbps的實(shí)際帶寬,而它的理論極限值更可達1.06Gbps?,F在也有一些公司推出了支持下一代光纖通道(即Fibre Channel II)技術(shù),帶寬高達2.12Gbps的產(chǎn)品。不過(guò)為了能得到更高的數據傳輸率,市面的光纖產(chǎn)品有時(shí)是使用多光纖通道來(lái)達到更高的帶寬。
不像SCSI,光纖通道的配線(xiàn)非常柔韌。如果帶有光纖光學(xué)電纜(Fiber Optic Cabling),它支持最長(cháng)的長(cháng)度超過(guò)了10公里,所以可以說(shuō)SCSI在接口電纜長(cháng)度的限制上跟光纖是沒(méi)法比得,因為SCSI最長(cháng)接口電纜不得超過(guò)12米。但是我們知道,這種光纖材料非常貴,所以在實(shí)際應用中暫時(shí)還不可能很普及。
綜合起來(lái),光纖通道具有:極高帶寬(通常具有1.06Gbps以上的理論帶寬)、良好的升級性能、連接距離長(cháng)(光纖長(cháng)度可以超過(guò)10公里)。當然光纖通道也有其缺點(diǎn),那就是價(jià)格非常昂貴,并且組建復雜。
2. IEEE 1394(Firewire、iLink、Lynx)
IEEE1394的前身稱(chēng)之為“FireWire”(火線(xiàn)),在1986年由Michael Teener (Apple公司的一名工程師)所草擬。FireWire是Apple電腦的商標,Apple公司把這樣一項接口技術(shù)稱(chēng)為“FireWire”,而Sony 公司則稱(chēng)為“i.Link”,Texas Instruments公司稱(chēng)之為“Lynx”。
Firewire技術(shù)標準于1987年由Apple公司完成,IEEE電工委員會(huì )在1995年確認其為IEEE1394-1995接口標準。因為在IEEE1394-1995中存在一些模糊的定義,所以采用IEEE 1394接口的設備在前幾年并不普遍。后來(lái)又有一份補充文件(1394a草案)來(lái)澄清疑點(diǎn),更正錯誤及添加了一些功能。這就是為什么1995年就已完成的IEEE1394規范,一直到1998年才有相關(guān)的PC產(chǎn)品問(wèn)市的原因。目前人們愈來(lái)愈認識到數字影像的品質(zhì)比模擬影像更好后,配有1394接口的數字攝像機已慢慢變成一種趨勢。不少PC制造商也將IEEE1394加到其產(chǎn)品中,最近可以看到許多中高檔主板都配有1394接口,特別是在筆記本電腦中。
IEEE 1394 是為了增強外部多媒體設備與電腦連接性能而設計的高速串行總線(xiàn),傳輸速率可以達到400 Mbps,利用IEE1394技術(shù)我們可以輕易地把電腦和如攝像機,高速硬盤(pán),音響設備等多種多媒體設備連接。這個(gè)技術(shù)有很多大的廠(chǎng)商共同聯(lián)合發(fā)展,既有電腦界的也有家電業(yè)的,包括 Apple、Sony、德州儀器和VIA。在一個(gè)400Mbps的火線(xiàn)通道上支持多于63個(gè)設備。
新版的IEEE 1394b標準更是規定它的單信通帶寬為800Mbps,是原來(lái)的IEEE 1394a標準的兩倍。IEEE 1394接口標準具有:即時(shí)數據傳輸(Real-Time Data Transfer)、支持熱插拔,驅動(dòng)程序安裝簡(jiǎn)易、數據傳輸速度快(1394a標準都可提供400Mbps的傳輸速率),并且具備通用I/O連接頭,點(diǎn)對點(diǎn)的通訊架構。同時(shí)IEEE 1394也具有技術(shù)使用費貴的致命缺點(diǎn),并且支持IEEE 1394的硬盤(pán)適配器價(jià)格目前來(lái)說(shuō)也比較少見(jiàn)。
3. USB
USB,英文全稱(chēng)為“Universal Serial Bus”,即“通用串行總線(xiàn)”,它是在1994年年底由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。目前是一種應用最為普遍的設備接口,不僅應用于硬盤(pán)驅動(dòng)器,更像Moodem\打印機、掃描儀、數碼相機等數碼設備現在幾乎都普遍采用USB接口。
從1994年11月11日發(fā)表了USB V0.7版本以后,USB版本經(jīng)歷了近10年的發(fā)展,到現在已經(jīng)發(fā)展到了最新的2.0版本。
早期的USB版本,在推出時(shí)普遍不遭到重視。其實(shí)最大的原因是:當時(shí)的主板結構以以Baby-AT板型為主,USB功能接口在許多主板上都是一種選擇的功能,有些主板制造商在主板上提供了4X2或5X2的USB針腳接口,而更多的則為了節省成本,連USB針腳接口在主板上都省掉了。另外,在BIOS固件方面也缺乏支持:當時(shí)很多主板都是只提供有USB連接針腳接口,而主板的BIOS沒(méi)有真正支持USB。這樣,很多玩家為了使用USB,只有通過(guò)升級主板BIOS的方法,將主板BIOS刷新成有支持USB功能的BIOS才行。
這種情形一直延續到ATX主板結構的誕生。不過(guò)一開(kāi)始的ATX主板在支持USB的方面還不是特別的好。因為一般ATX的設備連接口都設計成一層的高度,其所能使用的接口空間都給傳統的串行通訊接口和LPT打印機占用了,根本沒(méi)有余地留給USB接口,所以當時(shí)如果要想使用USB接口的話(huà),還得使用USB轉接卡,通過(guò)連線(xiàn)與主板上的USB接口相連才能得以實(shí)現。不過(guò)后來(lái)ATX主板的Back Panel設計成了二層,使USB接口終于在主板上有了安身立足之處,無(wú)須再通過(guò)外接USB轉接卡來(lái)實(shí)現了。
一個(gè)USB接口理論上可以連接127個(gè)USB設備,其連接的方式也十分靈活,既可以使用串行連接,也可以使用Hub,把多個(gè)設備連接在一起,再同PC的USB口相接。
另外,USB不需要單獨的供電系統,而且還支持熱插拔,不再需要麻煩地開(kāi)、關(guān)機,設備的人工切換因此變得省時(shí)省力。軟件方面,針對USB設計的驅動(dòng)程序和應用軟件支持自啟動(dòng),無(wú)需用戶(hù)做更多的設置。同時(shí),USB設備也不會(huì )涉及原先那令人心煩的IRQ沖突問(wèn)題。USB接口有自己的保留中斷,不會(huì )爭奪其它周邊的有限資源。速度方面,現在USB接口的最高傳輸率可達每秒12MB/S,是串口的100多倍,而已經(jīng)正式發(fā)布的USB 2.0標準將USB帶寬拓寬到了 480Mbps,這使得USB 2.0在外置設備的連接中具有很強的競爭性。
綜上所述,USB 接口具有:價(jià)格低廉、連接簡(jiǎn)單快捷、兼容性強、具有很好的擴展性、支持即特即用、支持熱撥插、高傳輸速率等諸多明顯優(yōu)點(diǎn)。是目前應用最為普遍的一種接口技術(shù)。
通過(guò)以上對各種硬盤(pán)接口標準的介紹,相信各位菜鳥(niǎo)在選購硬盤(pán)時(shí),對這眾多的接口術(shù)語(yǔ)再也不會(huì )陌生了吧,到電腦城選購硬盤(pán)時(shí)就再也不會(huì )犯迷糊了。
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