硬盘各种接口IDE、SATA与SATA II的优缺点分析（机械硬盘ide接口和sata接口的优点、缺点）

大家好,今天就和小雪一起来看看这个问题吧 。机械硬盘ide接口和sata接口的优点、缺点，硬盘各种接口IDE、SATA与SATA II的优缺点分析很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

在我们深入了解新标准之前，有必要回顾一下现有的技术。长期以来，硬盘技术的进步主要集中在两个方面：传输速度和容量。基本上大家从认识电脑开始就一直在用Ultra ATA。这种沿用已久的接口技术在很多方面已经过时，需要改进：

众所周知，数据线太粗，安装不方便，严重影响机箱内的空气流通，也不利于机箱散热。是传统IDE接口，即Ultra ATA硬盘的致命缺点。但是IDE硬盘还有很多其他的限制，大概很多人都不清楚。

主从磁盘交互

IDE硬盘

一般一个主板只有两个IDE接口，每个接口可以连接两个IDE设备。但是同一个接口的两台设备共享带宽，对速度影响很大。所以稍微有点常识的人都会把硬盘和光驱分开，用两根IDE线连接到主板上。

这样一来，IDE就有一个很大的问题，就是虽然一块主板可以连接四个设备，但实际上如果超过两个设备，速度就会大大降低。

更大的问题是同一条线上的两台设备必须严格遵循主/从设置才能正常工作。主硬盘有两种不同的设置，如图中的WD400 JB。当一根IDE线只连到这个硬盘上时，设置在右侧，带从盘时，设置在中间。根据个人经验，如果中途不拿从盘设置，会出现各种莫名其妙的问题。有时候3354能启动，有时候硬盘找不到，有时候启动时报硬盘错误。3354每次开机都可能出现不同的问题。

不支持热插拔。

并行ATA支持设备热插拔的能力有限，而这对于服务器应用程序来说非常重要。由于服务器通常采用RAID模式，任何坏了的硬盘都可以热插拔更换，不影响数据的完整性，保证服务器在任何情况下正常开机。支持热插拔的SCSI和光纤通道几乎占据了企业应用程序的所有市场。并行ATA无法获得一席之地，因为它不支持热插拔。

错误检查技术不足

Ultra DMA引入了基于CRC的包错误检测，这是ATA-3标准的一个组成部分。然而，没有并行ATA标准提供命令和状态包的错误检测。尽管命令和状态包出错的范围和概率很小，但它们出错的可能性不可忽视。

使用过时的5伏电压

处理器内核需要从几个方面转换到低电压。较低的电压允许更快的信号突变，这对于提高速度和降低热消耗是必不可少的。目前CPU核心电压基本不到2伏。为了保持与系统主板上其他芯片的互操作性，通常用3.3伏来分隔，5伏已经成为过时的标准。虽然当前大多数ATA/ATAPI-6标准为并行ATA设备指定了3.3V(8%)的DC电源，但某些型号的接收器大于4V，因此应使用过时的5V电压。9弦

接口速度扩展性差。

另外，Ultra ATA受限于并行总线的特性，带宽容易受限。经过多次升级，目前最高传输速率仅为133M Mbytes/s。

SATA比IDE有什么优势？

SATA是到150流量，SATAII是300流量。

SATA不再使用过时的并行总线接口，转而使用串行总线，整个风格完全改变。

与最初的IDE相比，SATA有很多优点。最明显的就是数据线由80 pin改为7 pin，IDE线长度不能超过0.4米，而SATA线可以长达1米，安装更方便，利于机箱散热。此外，它还有许多优点：

一对一连接，没有主从盘的麻烦

每台设备都直接连接到主板上，享受150M b/s的专属带宽，设备的速度不会互相影响。

支持热插拔

热插拔可能对普通家庭用户影响不大，但对服务器却至关重要。事实上，SATA在低端服务器应用上的成功远大于其在普通家庭应用上的影响力。

数据传输更可靠。

SATA提高了错误检查的能力。除了检查CRC数据，它还检查命令和状态包。因此，与并行ATA相比，它提高了访问的整体准确性，并使串行ATA在企业RAID和外部存储应用中更具吸引力。

低电压信号

SATA的信号电压最高只有0.5伏。低电压一方面可以更好的适应新平台强调3.3伏的供电趋势，另一方面有利于速度的提升。

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巨大的带宽升级潜力

SATA不依赖于系统总线的带宽，但有内部时钟。新推出的一代SATA内置1500MHz时钟，可以实现150 MB/s的接口带宽，由于不再依赖系统总线频率，每一代SATA升级的带宽都翻倍：下一代300M MB/s，下一代可以达到600M MB/s。

SATA还是有一些缺点的。

在国内，买IDE的人恐怕比买SATA的人多很多。有三个主要原因：

首先，SATA的很多优点一般都是对的

　　其次，nForce4、915之前的那些主板使用SATA硬盘，在安装操作系统的时候需要用到软盘，就象SCSI硬盘那样，增添了用户的麻烦。

　　另外，国内用户的电脑配置相对落后，很多人都是旧电脑升级大容量硬盘，稍老点的主板还不支持SATA硬盘。

　　所以，SATA最大的成功在于吸引了很多低端入门级服务器的用户。但在企业级应用方面，它又仍然在很多方面有待改进：

　　单线程的机械底盘

　　SATA毕竟只是ATA，它的机械底盘是为8x5线程设计的，而SCSI的机械底盘是24x7多线程设计，能更好地满足服务器多任务的需要。所以SATA虽然在单任务的测试中不比SCSI差，但面对大数据吞吐量的服务器，还是有差距的。除了速度之外，面对多任务数据读取，硬盘磁头频繁地来回摆动，使硬盘过热是SATA最大的问题。

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　　形同虚设的热拔插功能

　　在实际应用中，RAID硬盘阵列是由多个硬盘组成的，必须知道具体哪一块硬盘坏了，热拔插更换才有意义。SATA硬盘虽然可以热拔插，但SATA组成的阵列在某块硬盘损坏的时候，不能象SCSI、FC和SAS那样，具有SAF-TE机制用指示灯显示，知道具体坏的是哪一块，热拔插替换的时候，如果取下的是好硬盘，就容易使数据出错。所以在实际应用中，SATA的热拔插功能有点形同虚设的味道。

　　速度慢

　　SATA相对于SCSI和FC速度慢，主要原因是机械底盘不同，不适应服务器应用程序大量非线性的读取请求。所以SATA硬盘用来做视频下载服务器还不错，用在网上交易平台则力不从心。

　　SATA 1.0控制器的传输速度效率不高，虽然标称具有150MB/s的峰值速度，事实上最快的SATA硬盘速度也只有60MB/s。

　　整个解决方案价格不

　　虽然SATA硬盘相对于SCSI硬盘来说很便宜，但整个的SATA方案并不便宜。主要原因是SATA 1.0控制器的每个接口只能连接一个硬盘，8个硬盘组成的阵列需要8个接口，把每个接口300多元的花费算进去，就不便宜了。

　　SATA II与准SATA II

　　很多人到现在都还不是太清楚SATA与Ultra ATA相比有什么区别与好处，这也难怪。因为连Intel刚推出SATA的时候，也没想到这个为个人用户而改进的方案，结果会在入门级服务器和工作站等企业应用的前前景更为广大——也正因为这样，2004年才专门成立了SATA IO(SATA国际组织)。

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　　前面那么多介绍，是结合现实情况与SATA官方白皮书整理的，从中已经可以发现，说到SATA优缺点，更多的是从企业应用而不是个人与家庭应用的角度考虑的。

　　现在经常听到“NCQ硬盘”和“SATA II硬盘”这两个名词，它们是SATA向下一代——SATA II发展的两个不同阶段的产品：

　　第一阶段是在SATA的基础上加入NCQ原生指令排序、存储设备管理(Enclosure Management)、底板互连、数据分散/集中这四项新特性。

　　第二阶段是在第一阶段的基出上作进一步改进，加入了双宿主主动式故障替换、与多个硬盘高效连接、3.0Gb(即300MB/s)接口带宽等特性。

　　“NCQ硬盘”的改进：不仅仅是NCQ这么简单

　　由于SATA II的第一阶段几项改进中，NCQ原生指令排序技术对个人用户意义比较大，所以也只有这一项技术比较多人了解。其实SATA II第一阶段加入的技术包括如下几项：

　　NCQ原生指令排序

　　Native command queuing：什么是NCQ呢?这是SCSI早就使用的一种技术，只是最近才应用于SATA硬盘。

　　传统台式机硬盘都用线性形式处理请求，这种方式潜在很不好的方面，要理解其中原理，必须对硬盘物理结构有个基本了解。硬盘里面是圆盘状的，很象CD光盘。每一个圆盘由许多同心圆划分为一条条磁道，磁道又分出扇区。每个圆盘由一个或多个磁头负责读取。如果数据分布在同一磁道，寻找数据的速度是最快的。在不同磁道之间移动则消耗很多时间。假设要读取三块数据，其中一块在圆盘最外边的磁道上，一块在圆盘最里面的磁道上，还有一块在圆盘最外边的磁道上。传统的硬盘，会依次先读取圆盘最外面的数据，然后读取最里面的数据，最后再回头读取最外面的数据。这样一来，磁头移来移动消耗的寻道时间多，效率就低了。如果把磁头移动减到最少，寻道时间就会相应减少。这就是NCQ的目的所在——NCQ可以重新编排指令，不让磁头从外移到内再移到外，而是在移向圆盘内圈之前就读取外圈的两块数据。

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　　现在大家应该明白了，CPU的速度对硬盘性能影响微乎其微，但NCQ技术则可以明显改善硬盘性能，特别是对前面提到的SATA多线程性能差、容易磁头频繁来回摆动、硬盘容易过热这些方面有很大改善。

　　机架管理(Enclosure Management)

　　前面提到SATA的热拔插技术，由于阵列中有一块硬盘出现故障的时候，不知道具体坏的是哪一块而形同虚设。SATA II第一阶段即拥有NCQ技术的SATA硬盘，加入了机架管理技术，正是用来解决这一问题的。

　　背板互连(Backplane Interconnect)

　　SATA用于数据发送的导线数量很小，因而出现了为外部RAID使用而部署的底板。

　　该底板是一块物理线路板，通常集成到机架的后面板上，上面嵌入了通过刻在线路板上的导线连接到中心控制器插件的多个设备接头。值得注意的是，中心控制器与主机的接口可以按任意一种协议来设计，可以是SCSI、光纤通道或iSCSI。底板的使用可使设备咬住接头并紧密结合。

　　当然，受到FR4材质信号衰减的限制，中心控制器和SATA设备接头之间蚀刻线路的最大长度必须限制在18英寸以内。虽然这种限制表面上局限了底板端子和SATA机架的设计，而事实上，标准机架为19英寸宽，因此，在一个1U到3U的机架内，为SATA而蚀刻的最大导线长度足以从一个位置适中的中心控制器连接到所有设备接头。

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　　SATA II不等于300MB/s

　　首先，是接口带宽从原来的150MB/s扩展到了300MB/s。但SATA II不能与300MB/s划等号，因为它包含了SATA II第一阶段的NCQ等技术，以及更多的其它技术：

　　其次，SATA II可以通过Port Multiplier，让每一个SATA接口可以连接4-8个硬盘，即主板有4个SATA接口，可以连接最多32个硬盘。

　　另外，还有一个非常有趣的技术，叫Dual host active fail over。它可以通过Port Selector接口选择器，让两台主机同时接一个硬盘。这样，当一台主机出现故障的时候，另一台备用机可以接管尚为完好的硬盘阵列和数据，这就确保服务器不管在某块硬盘损坏，或是某坏CPU之类的其它配件损坏的情况下，仍能正常运作。

　　结语：给个人电脑用户的特别提示

　　最后，相信大家对IDE、SATA、NCQ、SATA II已经有了比较整体的认识。或许很多关于服务器方面的技术还不太明白，其实这没关系，最重要的是获得这样一个概念：SATA、SATA II的改进，大多数不是为个人电脑用户而设的。

　　SATA对个人电脑用户真正有意义的地方，也就是让机箱散热更加良好。但与此同时，如果你的主板不支持SATA II，在获得这样一个好处的同时，安装windows操作系统会比较麻烦——需要插入SATA的驱动软盘。所以IDE用户千万别以为SATA更先进，改用更先进的SATA硬盘会有多大的性能提升。

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　　使用支持NCQ技术的硬盘，对喜欢同时运行很多个程序的用户可能会有速度上的改进，而且由于磁头比较少来回摆动，硬盘会比较长寿，温度也会比较低。但前面没有提到的一个必要前提是，必须主板和硬盘都支持NCQ技术才起作用。

　　至于SATA II，唯一对个人电脑用户有意义的就是300MB/s的带宽——当然，SATA II全都是支持NCQ的。不过千万别指望带宽比原来增加了一倍，就可以获得接近于SATA两倍的速度，因为目前硬盘的速度主要是受硬盘内部数据传输率的限制，而不在于接口带宽，接口带宽的增加对个人用户带来的速度改善，是微乎其微的。同样，SATA II的好处——支持NCQ和300MB/s的带宽，必须要主板支持，在只支持SATA I的主板上使用SATA II硬盘，就连“微乎其微”的改善也不会有。

　　总体来说，SATA、NCQ以至完整的SATA II，对一般个人电脑用户的意义不是非常大，它们最大的意义在于为企业应用提供了SCSI、FC之外的廉价存储解决方案——当然如果几种硬盘的价格相差很小的话，尽可能选最先进的SATA II是没错的。如果担心新技术会不成熟存在某些未知缺陷，继续选择SATA I硬盘甚至是IDE硬盘，也是相当不错的方案。

这篇文章到此就结束，希望能帮助到大家。