SATA2硬盤發(fā)展和優(yōu)缺點(diǎn)全面分析

　　相對于處理器，主板芯片組，內(nèi)存等配件來說，硬盤無疑是發(fā)展 慢的一個(gè)，特別是近一兩年，根本沒有聽到多少振奮人心的新品發(fā)布，顯然硬盤在很多資深玩家眼中就是系統(tǒng)的瓶頸。在經(jīng)歷了5400轉(zhuǎn)到7200轉(zhuǎn)的改變和2M緩存到8M緩存的變革之后，大家印象 深的莫過于SATA硬盤代替PATA硬盤了。

　　雖然早在2002年大家就聽到了SATA硬盤發(fā)布的消息，但其普遍使用卻應(yīng)該是2004年的事情了，隨著KT600之類普通主板支持SATA，越來越多的用戶在新配機(jī)器的時(shí)選擇SATA硬盤。

　　SATA是一種串行技術(shù)，簡單來說就是一次只能收發(fā)一位數(shù)據(jù)，而PATA是并行的，即一次收發(fā)多位，普通用戶可能馬上覺得并行快，但因?yàn)榇锌梢赃_(dá)到比并行高得多的工作頻率，所以反而越來越多的新技術(shù)、新總線都是基于串行。關(guān)于SATA更多的介紹相信已經(jīng)很多，筆者不準(zhǔn)備展開，只是稍微列一下其特點(diǎn)便于和后文呼應(yīng)。

　　IDE和SATA接口對比

　　2.電連接纜的改進(jìn)：PATA電纜很寬，不利于機(jī)箱內(nèi)空氣流動(dòng)，而且 長只能到45厘米，而SATA電纜很細(xì)，裝在機(jī)箱里令人感到舒服， 長能到1米。

　　3.熱插拔：PATA是不能熱插拔的，SATA規(guī)范允許熱插拔。

　　4.信號(hào)電壓低：PATA由于要預(yù)防串?dāng)_，所以信號(hào)電壓高，而集成電路的趨勢是降低信號(hào)電壓。

　　SATA不足之處：

　　雖然相對PATA的提高已經(jīng)很大，而且其中有些東西我們現(xiàn)在還用不到(比如硬盤內(nèi)部傳輸率其實(shí)一般就在60MB/S，150MB/S的外部傳輸率沒有太多實(shí)際意義)，但是如果我們把眼光投向SCSI這樣的服務(wù)器存儲(chǔ)技術(shù)，SATA的確存在不小的差距。

　　1.機(jī)械性能不強(qiáng)：從硬盤的盤體來看，SATA始終是面向PC的，所以其設(shè)計(jì)基本上是滿足8×5的要求，而不能滿足24×7這樣的要求。而且其對惡劣環(huán)境的容忍性也遠(yuǎn)不如那些服務(wù)器存儲(chǔ)技術(shù)。

　　2.性能不足：雖然在單任務(wù)應(yīng)用中，SATA的性能已經(jīng)接近于SCSI，但是在多任務(wù)，多請求這樣的典型服務(wù)器環(huán)境里面，其性能的確會(huì)有巨大下降的。

　　3.可維護(hù)性不強(qiáng)：比如在RAID環(huán)境中，如果一塊硬盤壞了，那么由于有冗余，你可以不關(guān)機(jī)更換一塊好的硬盤上去，這在服務(wù)器環(huán)境下是很常見的。因?yàn)槟壳癝ATA的硬盤價(jià)格相對很便宜，所以越來越多用戶購買多個(gè)SATA硬盤組RAID。但是在傳統(tǒng)SCSI中系統(tǒng)可以告訴用戶RAID里面哪塊硬盤壞了，而SATA沒有這個(gè)功能，我們有很大可能換下一塊好的硬盤而丟失數(shù)據(jù)。

　　4.可連接性不好：也就是連接多個(gè)硬盤的擴(kuò)展性不好，可能看過SATA標(biāo)準(zhǔn)的用戶會(huì)說SATA完全可以連接8個(gè)SATA設(shè)備，而且連接線又細(xì)，比起PATA的可連接性好多了。的確規(guī)范是這樣，但同時(shí)我們好像從來沒有在哪一塊主板上看到這么多接口吧？我們看到的還多半是只有兩個(gè)接口的主板，為什么這樣？因?yàn)樵赟ATA1.0規(guī)范里面一個(gè)口只能連接一個(gè)設(shè)備，而一個(gè)口的價(jià)格很貴，所以如果你準(zhǔn)備連8個(gè)SATA設(shè)備，你就會(huì)覺得原來SATA不便宜啊。所以我們說其可連接性不好。

　　筆者之所以會(huì)花這些篇幅說SATA相對于服務(wù)器存儲(chǔ)的缺點(diǎn)，因?yàn)镾ATAII標(biāo)準(zhǔn)的制定就是為了解決這些問題，而SATAII的目標(biāo)也是讓SATA成為低段企業(yè)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

　　SATA　II到底是什么？SATAII應(yīng)當(dāng)具有如下5個(gè)主要特點(diǎn)：

　　1、3Gbs高傳輸速率(300MB/S)

　　2、支持NativeCommandQueuing(NCQ)技術(shù)（原生指令排序）

　　3、EnclosureManagement

　　4、PortMultiplier

　　5、可升級(jí)到SAS

　　讀者可能要怪筆者這里為什么要放著這么些英文不翻譯，但是筆者的確很難找到很好的名詞來翻譯，NCQ或許能用原生指令排序來翻譯，但是筆者就看到許多不同的翻譯方法。而且這些標(biāo)準(zhǔn)名詞翻譯過來看了還是不懂的，不如筆者留著英文，而其含義看筆者解釋馬上就懂了。

　　SATAII標(biāo)準(zhǔn)的建立是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，其標(biāo)準(zhǔn)本身制定的時(shí)候就分兩步。

　　第一階段的目標(biāo)要引進(jìn)一些網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和服務(wù)器存儲(chǔ)的技術(shù)。

　　1、改進(jìn)性能的技術(shù)：比如NCQ，亂序執(zhí)行，數(shù)據(jù)的分散和集合。

　　這是關(guān)于性能提高的改進(jìn)，而新推出的標(biāo)榜SATAII的硬盤都采用了這些新技術(shù)，特別是NCQ技術(shù)。這里簡單地比喻一下，把拿數(shù)據(jù)比喻成我要到很多不同的地方拿東西，那些地方有遠(yuǎn)有近，我怎么樣介紹我的行程做到不走冤枉路？這就是這些技術(shù)要做的事情，可以看到這里已經(jīng)不再純粹靠提高轉(zhuǎn)速，提高緩存來提高性能了，而是用良好的策略來提高性能，這些策略很早就用在服務(wù)器存儲(chǔ)里面了，現(xiàn)在也引進(jìn)到了桌面硬盤。

　　2、改進(jìn)可維護(hù)性的舉措，稱為EnclosureManagement：比如風(fēng)扇控制，溫度控制，新硬盤指示，壞硬盤指示，硬盤狀態(tài)指示等等。這些舉措可以解決筆者剛剛提到的不知道哪一個(gè)硬盤壞了的缺點(diǎn)，使得您的數(shù)據(jù)更加保險(xiǎn)，讓用戶精確了解自己硬盤的工作狀態(tài)。

　　3、引進(jìn)背板互連(BackplaneInterconnect)。什么叫做背板互連？這來自SCSI，就是把很多硬盤連到一個(gè)背板總線上面，而不用每一個(gè)分別連到自己的端口，這樣一來可以節(jié)省你買很多連接線的錢，更重要的是方便了熱插拔，在RAID環(huán)境下甚至硬盤壞了也可以不斷電更換。

　　SCSI背板互連

　　簡單來說它就是如何讓一個(gè)接口能連多個(gè)硬盤的技術(shù)，我們前文提到可連接性差的毛病通過這個(gè)技術(shù)可以得到解決，由于這個(gè)技術(shù)本身是SATAII的關(guān)鍵技術(shù)，而且目前推出的硬盤據(jù)稱支持這項(xiàng)技術(shù)。

　　2、提高速率到3Gbs，這點(diǎn)不用多說了吧，讀者就認(rèn)為是ATA-300好了。當(dāng)然有讀者會(huì)說剛剛說過150都浪費(fèi)了，300M又有何用？如果一個(gè)接口連一個(gè)硬盤設(shè)備當(dāng)然浪費(fèi)，但是如果結(jié)合PortMultiplier技術(shù)使得一個(gè)接口連上4-8個(gè)設(shè)備，那就不浪費(fèi)了吧，這就是3Gbs的發(fā)展前景。當(dāng)然現(xiàn)在根本沒有支持PortMutiplier的主板SATA控制器，所以廠商也不會(huì)浪費(fèi)精力去做什么SATA300的硬盤出來，所以現(xiàn)在我們看到的硬盤基本都是SATA150的。除了這些之外，目前的SATAII標(biāo)準(zhǔn)還具備了所謂PortSelector功能。

　　上圖是示意圖，簡單來說就是為一個(gè)硬盤提供了兩條到控制器的連接，其中一條是冗余。冗余相信熟悉硬盤的用戶都知道，就是多出來的意思，為什么要冗余呢？因?yàn)槿f一其中一條線斷了，還有一條可以連接，看來真是考慮周到啊，我們不但可以用RAID防止硬盤損壞，還能用這個(gè)PortSelector來防止連接線損壞。

　　 后說一下可升級(jí)到SAS。SAS(SerialAttachedSCSI)就是串行的SCSI，是將在今年年底開始制定的規(guī)范。由于SAS規(guī)范里面的物理和電路規(guī)范都和SATAII的一樣，所以我們以后可以把SATAII的硬盤直接插到SAS接口上使用，做到可升級(jí)，這樣我們可以節(jié)約一大筆升級(jí)費(fèi)用哦。

　　總結(jié)：戳穿謊言，謎底揭開

　　說到這里可以得到結(jié)論了，如果一定要按照完全的SATAII標(biāo)準(zhǔn),SATAII標(biāo)準(zhǔn)本身是一個(gè)逐漸改進(jìn)和發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，從開始制定到完善需要兩三年的時(shí)間，難道廠商要等到完成之后才推出新硬盤？當(dāng)然不需要，廠商可以選擇標(biāo)準(zhǔn)里面有用的設(shè)計(jì)新的硬盤，在標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善的同時(shí)逐漸發(fā)展自己的新品，這樣對于用戶和廠商是雙贏的。所以市場上出現(xiàn)了SATAII的產(chǎn)品，它們具備了關(guān)鍵性的性能提升技術(shù)：NCQ和300MB/S的傳輸速率。我們看到現(xiàn)在的這些新硬盤具備了SATAII標(biāo)準(zhǔn)中對性能提高的所有技術(shù)，從性能角度來看，如果今后你使用的是不帶有PortMultiplier的單個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)硬盤，現(xiàn)在的硬盤就可以告訴你SATAII的一切。但是從功能來看，那些其余的新技術(shù)無疑是誘人的，在PC上看到4-8個(gè)硬盤組成RAID，熱插拔，這些才是SATAII的真正意義。而這些功能要控制器和硬盤兩方面的努力，我們在NF4主板上看到了對SATAII標(biāo)準(zhǔn)的支持，讓我們耐心等待這些新功能吧。

　　 后筆者要介紹3款SATA　II硬盤推薦給大家：

　　第一款介紹的是日立的HDS728080PLA380，該硬盤型號(hào)為日立HDS728080PLA380，新天下代理，三年全免費(fèi)質(zhì)保，SATA2接口硬盤具有以下5個(gè)主要特點(diǎn)，3Gbit/s高速傳輸速率；NativeCommandQueuing(NCQ)本地指令列隊(duì)；EnclosureManagement；PortMultiplier連接埠倍增器。

　　第二款日立7K80系列的80G硬盤轉(zhuǎn)速為7200轉(zhuǎn)，也是日立首款SATA2接口硬盤，磁盤控制芯片采用了Infineon（英飛凌）公司的產(chǎn)品，并且?guī)в?M緩存。

　　第三款來自西部數(shù)據(jù)，分別是部數(shù)據(jù)WD1600JS和WD1200JS：WD1600JS：容量：160GB，轉(zhuǎn)速：7200轉(zhuǎn)，接口：SATA2，緩存：8M，平均尋道時(shí)間：8.9ms。WD1200JS：容量：120GB，轉(zhuǎn)速：7200轉(zhuǎn)，接口：SATA2，緩存：8M，平均尋道時(shí)間：8.9mS，同樣‘支持NCQ技術(shù)，以及300M/s的速度，西部數(shù)據(jù)近幾年技術(shù)始終領(lǐng)先而且價(jià)格公道。