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相关知识  

IDE-SATA-SCSI-SAS-FC硬盘接口介绍
发布人:网站管理员 发布时间:2012/9/1 点击:1875
 
  

并口IDE,串口SATA,SCSI,SAS及光纤通道FC接口硬盘介绍

烟台数据恢复-鑫泰数据恢复中心,全面恢复IDE/SATA/SCSI/SAS/FC/Udisk/Sdisk硬盘数据

硬盘接口是硬盘与计算机系统间的连接部件,作用是在硬盘缓存和电脑内存之间传输数据。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。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/SAS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是近些年产生的硬盘接口类型,目前已经占据市场主流,尤其在家用PC市场中。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。
IDE
    IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”,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。目前IDE硬盘已经淡出市场,全面被SATA硬盘取代。 

SATA接口详细介绍
    使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,是PC机硬盘的主流。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。
    与并行ATA相比,SATA具有比较大的优势。首先,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 仅用四支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。其次,Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/sec,这比目前最块的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/sec的最高数据传输率还高,而Serial ATA 2.0的数据传输率可达到300MB/sec,Serial ATA 3.0可达600MB/sec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。就串行通讯而言,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。与其它高速串行接口一样,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实际传输速率的十分之一,所以1.5Gbps=150MB/sec,而3.0Gbps=300MB/sec。
    SATA的物理设计,可说是以Fibre Channel(光纤通道)作为蓝本,所以采用四芯接线;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少上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“星形”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(HBA,Host Bus Adapter)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讯,即每个SATA硬盘都独占一个传输通道,所以不存在象并行ATA那样的主/从控制的问题。
    Serial ATA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,Serial ATA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Serial ATA硬盘能够使用的串行信号,目前市场已经有多种此类转接卡/转接头,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,Serial ATA和并行ATA保持了软件兼容性,因此厂商丝毫也不必为替代IDE使用Serial ATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。
    另外,Serial ATA接线较传统的并行ATA(Paralle 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)不单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做保证,这在服务器和网络存储上具有重要意义。
    Serial ATA相较并行ATA可谓优点多多,将成为并行ATA的廉价替代方案。今天从并行ATA已经成为历史。这些年来相关厂商大力推广SATA接口并不断推出新品,目前SATA II即Serial ATA 2.0已经占据市场主流。

SCSI
    SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口),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。但已经淡出市场,逐渐被性能更高更好的SAS接口硬盘全面取代!本公司目前可恢复50/68/80针接口硬盘。

SAS详细介绍:烟台数据恢复中心专业恢复各种普通IDE/SATA/SCSI/SAS/FC硬盘

SAS即串行连接SCSI,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,并且提供与SATA硬盘的兼容性。
工作原理:SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说,二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容。在物理层,SAS接口和SATA接口完全兼容,SATA 硬盘可以直接使用在SAS的环境中,从接口标准上而言,SATA是SAS的一个子标准,因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘,但是SAS却不能直接使用在SATA的环境中,因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行控制在协议层,SAS由3种类型协议组成,根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议(SSP)用于传输SCSI命令SCSI管理协议(SMP)用于对连接设备的维护和管理SATA通道协议(STP)用于 SAS和SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下,SAS可以和SATA以及部分SCSI设备无缝结合。 SAS系统的背板(Backplane)既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器,也可以连接高容量、低成本的SATA驱动器。所以SAS驱动器和 SATA驱动器可以同时存在于一个存储系统之中。但需要注意的是,SATA系统并不兼容SAS,所以SAS驱动器不能连接到SATA背板上。由于SAS系统的兼容性,使用户能够运用不同接口的硬盘来满足各类应用在容量上或效能上的需求,因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性,让存储设备发挥最大的投资效益。 在系统中,每一个SAS端口可以最多可以连接16256个外部设备,并且SAS采取直接的点到点的串行传输方式,传输的速率高达3Gbps,估计以后会有 6Gbps乃至12Gbps的高速接口出现。SAS的接口也做了较大的改进,它同时提供了3.5英寸和2.5英寸的接口,因此能够适合不同服务器环境的需求。SAS依靠SAS扩展器来连接嗟纳璞福壳暗睦┱蛊饕?2端口居多,不过根据板卡厂商产品研发计划显示,未来会有28、36端口的扩展器引入,来连接SAS设备、主机设备或者其他的SAS扩展器。
技术特色:和传统并行SCSI接口比较起来,SAS不仅在接口速度上得到显著提升(现在主流Ultra 320 SCSI速度为320MB/sec,而SAS才刚起步速度就达到300MB/sec,未来会达到600MB/sec甚至更多),而且由于采用了串行线缆,不仅可以实现更长的连接距离,还能够提高抗干扰能力,并且这种细细的线缆还可以显著改善机箱内部的散热情况。SAS目前的不足主要有以下方面: 1)硬盘、控制芯片种类少:只有希捷、迈拓以及富士通等为数不多的硬盘厂商推出了SAS接口硬盘,品种太少,其他厂商的SAS硬盘多数处在产品内部测试阶段。此外周边的SAS控制器芯片或者一些SAS转接卡的种类更是不多,多数集中在LSI以及Adaptec公司手中。 2)硬盘价格太贵:比起同容量的Ultra 320 SCSI硬盘,SAS硬盘要贵了一倍还多。一直居高不下的价格直接影响了用户的采购数量和渠道的消化数量,而无法形成大批量生产的SAS 硬盘,其成本的压力又会反过来促使价格无法下降。如果用户想要做个简单的RAID级别,那么不仅需要购买多块SAS硬盘,还要购买昂贵的RAID卡,价格基本上和硬盘相当。 3)实际传输速度变化不大:SAS硬盘的接口速度并不代表数据传输速度,受到硬盘机械结构限制,现在SAS硬盘的机械结构和SCSI硬盘几乎一样。目前数据传输的瓶颈集中在由硬盘内部机械机构和硬盘存储技术、磁盘转速所决定的硬盘内部数据传输速度,也就是80MBsec左右,SAS硬盘的性能提升不明显。 4)用户追求成熟、稳定的产品:从现在已经推出的产品来看,SAS硬盘更多的被应用在高端4路服务器上,而4路以上服务器用户并非一味追求高速度的硬盘接口技术,最吸引他们的应该是成熟、稳定的硬件产品,虽然SAS接口服务器和SCSI接口产品在速度、稳定性上差不多,但目前的技术和产品都还不够成熟。 不过随着英特尔等主板芯片组制造商、希捷等硬盘制造商以及众多的服务器制造商的大力推动,SAS的相关产品技术会逐步成熟,价格也会逐步滑落,今天已经发展成为服务器硬盘的主流接口。

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。
    光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计,能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。但目前同SAS硬盘相比,性能价格均已失去优势,FC硬盘将逐渐淡出服务器市场、被性能接近或优越而价格更低廉的SAS硬盘所取代!

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