SATA

  SATA(Serial ATA)也就是串行ATA,它与目前广泛采用的ATA/100或ATA/133等接口最根本的不同在于,以前硬盘所有的ATA接口类型都是采用并行方式进行数据通信,因而统称并行ATA。而Serial ATA,顾名思义,也就是采用串行方式(Serial ATA采用“序列式”的结构,把若干位(bit)数据打包,然后采用比并行式更高的速度(高50%),把数据分组形式传输至主机的方式)进行数据传输。

特点

  一、高速度

  现行的ATA硬盘很少会用尽数据线所有的带宽。即使是ATA/133硬盘,也不会真正达到133MB/S的速率。最多也就只能达到60MB/S的稳定传输速率。所以一般情况下,并不会感觉到ATA/133和ATA/66的区别。而串行ATA1.0确立了150MB/S的标准,最终将实现600MB/S的传输速率,可谓一个质的飞跃。

  二、可连接多台设备

  由于Serial ATA 采用点对点的传输协议,所以不存在主/从问题,这样每个驱动器不仅能独享带宽,而且使拓展ATA设备更加便利。用户不需要再为设置硬盘主从跳线而苦恼只要增加通道数目,即可连接多台设备。

  Serial ATA采用七针数据电缆,主要有四个针脚,第1针发送信号,第2针接收信号,第3针供应电源,第4针为地线。最长可以达到1米,而并行ATA最长40厘米,重要是不会在出现因过多的引脚而是针会变弯或断针的现象,Serial ATA插接简单,还大大改善了机箱的通风条件。

  三、持热插拔

  串行ATA支持热插拔,像USB和IEEE1394一样,在不关机的情况下就能完成增加或移除硬盘的工作,并且不会对硬盘和控制器造成损坏。

  四、内置数据校验

  在串行ATA在传输总线的两头都引入了全新的CRC(循环冗余校验)保护系统。串行ATA的双向CRC校验对一般家庭用户用处可能不大,但对于高端工作站和服务器来说却至关重要的。

三种规格

  SATA 1.5Gb/s

  SATA 1.5Gb/s为代SATA接口,坊间的非官方名称为SATA-1[1],传输速度为1.5Gbit/s。

  SATA 3Gb/s

  SATA 3Gb/s在2004年正式推出,坊间的非官方名称为SATA-2(SATA-II),符合ATA-7规范,传输速度可达3.0Gbit/s。这显示SATA的速度提升是以几何级数增长,这点和PATA的一级级算术级数增长是不同的。

  SATA 3Gb/s比SATA 1.5Gb/s进步的地方在于:

  1. 3.0Gb/s的高传输速度

  2. 支持真正的SATA指令排序(NCQ)

  3. SATA 3Gb/s数据线长度最多2m。 SATA 1.5Gb/s只是1m,PATA更短到50cm

  4. 全新的围挡式接口更稳固。

  SATA 6Gb/s

  SATA 6Gb/s官方标志SATA 6Gb/s 在2009年年5月26日SATA-IO 完成 SATA 3.0 最终规格发布,比上一代提升一倍速率至6Gb/s,此外增加多项新技术,包涵新增 NCQ 指令以改良传输技术,并减低传输时所需耗电量。

  依据 Serial ATA Revison 3.0 规格白皮书,AHCI底下改善了(NCQ)串行指令NCQ 的指令数目、NCQ的指令优先权及算法SATA 3.0亦会增加,包括为实时性的资源提供优先处理,主要用于图像及音像传输方面。此外 SATA 3.0 同时会为正被系统处理中的资源作优先安排,大大提升了系统的运行效率。

  为了降低耗电SATA 3.0 采用全新INCITS ATA8-ACS标准,不但可兼容旧有的 SATA 设备、改良传输信号技术,亦大幅减低了 SATA2.0传输时所需功耗。

  针对笔记本电脑(NB)市场对体积的需求,SATA 3.0提供了较一般SATA2.0接口细小的LIF接口(Low Insertion Force Connector) ,专门针对 1.8 寸的存储设备,包括仅厚 7mm 光盘驱动器。

特色

  带宽速度换算

  所谓3Gb/s的算法,3000MHz的频率 x 每次发送一个数据 x 80%(8b/10b的编码) / 8 bits per byte = 300Mbytes/s,同理1.5Gb/s也是这样可算成150MB/s,也就是一般我们在买硬盘时,有时候会看到SATA 150MB/s / 300MB/s,有时候又会看到SATA 1.5Gb/s / 3Gb/s的缘故。

  这与一般的算法所不同像USB 3.0来说好了,他拥有5GBps的带宽,以一般来算就是5Gbps/s = 5120Mbps/s = 640MB/s, 所以USB 3.0的带宽比SATA 3.0的600MB/s 还来的大。

  排线和电源线

  传统的Parallel ATA使用单模信号放大系统“single-end-signal-amplified-system”。在这种系统中,噪声会随着正常信号一起传输、放大,不易被抑制;在高速时尤其严重,为了有效的减少噪声的干扰,我们只好使用高达5V的电压来传送正常信号,使大电压的正常信号盖过小电压的噪声信号。虽然大的电压可以有效的抑制噪声,但是大的电压同时也表示驱动电路的生产成本将因此上升,大电压更不利于高速传输系统的设计和制造,高达5V的传输电压限制了追求高速和低成本的可能性。

  和Parallel ATA相比,新的Serial ATA使用了差动信号系统(differential-signal-amplified-system)。这种系统能有效的将噪声从正常信号中滤除,良好的噪声滤除能力使得SATA只要使用低电压操作即可,和Parallel ATA高达5V的传输电压相比,SATA只要0.5V(500mv) 的峰对峰值电压即可操作于更高的速度之上。比较正确的说法是:峰对峰值‘差模电压’。

  和Parallel ATA的5V驱动电压相比,0.5V的SATA系统节省电力,其驱动IC的生产成本也较为便宜。

  有种排线附有小金属片可以卡住插座,比较不会发生不小心将排线拔出的问题。

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