目前硬盘接口类型不算多,主要有IDE、SCSI、SATA三种。IDE许多时候以Ultra ATA代替,很多人习惯将Ultra ATA硬盘称为IDE硬盘,但需要说明的是IDE的概念要大于ATA——原则上所有硬盘驱动器集成控制器的设计都属于IDE,SCSI也不例外。当然,以IDE指代ATA已经形成很大的惯性,SATA开始将IDE与ATA区别开来。成熟廉价的是IDE,最新兴的是SATA,稳定价高的SCSI。最早出现的是IDE接口,后来出现SCSI接口,主要面向服务器。如果仔细观察,你可以发现,最近电脑业界的系统总线都是朝串行发展,硬盘的接口总线SATA是个代表,包括今后的将要顶替AGP接口的图形接口标准PCI-Express,都朝着串行方向发展。
1. IDE接口:(提示:xSeries 拥有唯一一款120GB IDE硬盘)
IDE的英文全称为:Integrated Drive Electronics,是目前最主流的硬盘接口,包括光储类的主要接口。它经过数年的发展变得很成熟、廉价、稳定。IDE接口使用一根40芯或80芯的扁平电缆连接硬盘与主板,每条线最多连接2个IDE设备(硬盘或者光储)。早期的是用IDE多功能卡插在主板上,再连接IDE线,这功能卡已经淘汰;目前主板全部提供2个IDE接口,相比IDE多功能卡,它显得价格便宜和易于安装。IDE接口又分为UDMA/33,UDMA/66,UDMA/100,UDMA/133。1996年底,昆腾和英特尔公司宣布共同开发了Ultra DMA/33的新型EIDE接口,因其数据传输率为33MB/s,故称UDMA/33,后面的UDMA/66,UDMA/100,UDMA/133命名同上。Ultra DMA把时钟脉冲的上升和下降沿均用作选通信号,即每半个时钟周期传输一次数据,这就使得最大外部传输速率从16.6MB/s倍增至33.3MB/s。另外,Ultra DMA采用总线控制方式,在硬盘上有直接内存通道控制器,可大大降低硬盘在读写时对CPU的占用率,可将对CPU的占用率从92%降至52%,这也是Ultra DMA的一个重要作用。当然,要实现Ultra DMA功能,还需要支持Ultra DMA规格的主板和相应的驱动程序。所有的IDE硬盘接口都使用相同的40针连接器,如下图所示:
2.SCSI接口(提示:xSeries 拥有业界所有规格的SCSI硬盘)
SCSI英文全称:Small Computer System Interface,它出现的原因主要是因为原来的IDE接口的硬盘转速太慢,传输速率太低,因此高速的SCSI硬盘出现。其实SCSI并不是专为硬盘设计的,实际上它是一种总线型接口。由于独立于系统总线工作,所以它的最大优势在于其系统占用率极低,不过转速快,传输率高的SCSI接口硬盘也有它的不足之处:价格高、安装不便、还需要设置及其安装驱动程序,因此这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。它是使用一根50芯的扁平电缆,转速在万转以上,不过随着IDE技术的发展,如今IDE接口的硬盘在容量和速度上已与SCSI接口硬盘相差无几,不久将来,它可能不会存在了。所有SCSI接口都使用下面3种连接器中的1种,如下图所示:
3.SATA接口(提示:xSeries 拥有80GB和160GB两款SATA硬盘)
SATA的英文全称是:Serial-ATA(串行),IDE系列属于Parallel-ATA(并行),SATA是最近颁布的新标准,具有更快的外部接口传输速度,数据校验措施更为完善,初步的传输速率已经达到了150MB/s,比IDE最高的UDMA/133还高不少。由于改用线路相互之间干扰较小的串行线路进行信号传输,因此相比原来的并行总线,SATA的工作频率得意大大提升。虽然总线位宽较小,但SATA 1.0标准仍可达到150MB/s,未来的SATA 2.0/3.0更可提升到300以至600MB/s。并且S-ATA具有更简洁方便的布局连线方式,在有限的机箱内,更有利于散热,并且简洁的连接方式,使内部电磁干扰降低很多。相信最后存在的是SATA接口,SCSI及IDE接口硬盘今后都会采用SATA接口标准。我们知道SATA接口与IDE硬盘接口不兼容,供电接口方式也不相同,下图是与并行ATA的传输线比较:
左边是串行数据传输线,右边是并行数据传输线
电源的输入接口也与原来的4pin电源不同,需要经过转换。
ATA包括PATA(Parallel ATA,并行ATA)和SATA(Serial ATA,串行ATA).
PATA就是上面的IDE接。
SATA有SATA1、SATA2、SATA3三代,传输速度分为为1.5G、3G、6G。这三代SATA的形状如下是一样的
纵观三种硬盘接口,PATA逐步被SATA取代已经是必然的趋势,剩下的只是个时间问题。而SCSI因为其自身的优势,恐怕地位一时间难以动摇。同时SCSI的倡导厂商也开始着手制定串行SCSI标准,或许到时候串行SCSI全面取代SCSI接口才是真正的大势所趋。
现在服务器上采用的硬盘接口技术主要有两种,SATA和SCSI,使用SAS硬盘的产品目前也已经上市,当然还有高端的光纤硬盘,其中前两种是最常见的。下面我们就SATA、SCSI、SAS等接口技术作简单介绍。
SATA
SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是串行ATA的缩写,目前能够见到的有SATA-1和SATA-2两种标准,对应的传输速度分别是150MB/s和300MB/s。SATA主要用于已经取代遇到瓶颈的PATA接口技术。从速度这一点上,SATA在传输方式上SATA也比PATA先进,已经远远把PATA硬盘甩到了后面。其次,从数据传输角度来看,SATA比PATA抗干扰能力更强。
SATA-1目前已经得到广泛应用,其最大数据传输率为150MBps,信号线最长1米。SATA一般采用点对点的连接方式,即一头连接主板上的SATA接口,另一头直接连硬盘,没有其他设备可以共享这条数据线,而并行ATA允许这种情况(每条数据线可以连接1-2个设备),因此也就无需像并行ATA硬盘那样设置主盘和从盘。
另外,SATA所具备的热插拨功能是PATA所不能比的,利用这一功能可以更加方便的组建磁盘阵列。串口的数据线由于只采用了四针结构,因此相比较起并口安装起来更加便捷,更有利于缩减机箱内的线缆,有利散热。
SCSI
SCSI(Small Computer System Interface)是一种专门为小型计算机系统设计的存储单元接口模式,可以对计算机中的多个设备进行动态分工操作,对于系统同时要求的多个任务可以灵活机动的适当分配,动态完成。
SCSI规范发展到今天,已经是第六代技术了,从刚创建时候的SCSI(8bit)、Wide SCSI(8bit)、Ultra Wide SCSI(8bit/16bit)、Ultra Wide SCSI 2(16bit)、Ultra 160 SCSI(16bit)到今天的Ultra 320 SCSI,速度从1.2MB/s到现在的320MB/s有了质的飞跃。目前的主流SCSI硬盘都采用了Ultra 320 SCSI接口,能提供320MB/s的接口传输速度。
SCSI硬盘也有专门支持热拔插技术的SCA2接口(80-pin),与SCSI背板配合使用,就可以轻松实现硬盘的热拔插。目前在工作组和部门级服务器中,热插拔功能几乎是必备的。
总结:
由于SCSI具有CPU占用率低,多任务并发操作效率高,连接设备多,连接距离长等优点,对于大多数的服务器应用,建议采用SCSI硬盘,并采用最新的Ultra320 SCSI控制器;SATA硬盘也具备热插拔能力,并且可以在接口上具备很好的可伸缩性,如在机架式服务器中使用SCSI-SATA、FC-SATA转换接口,以及SATA端口位增器( Port Multiplier),使其具有比SCSI更好的灵活性。对于低端的小型服务器应用,可以采用最新的SATA硬盘和控制器。
确定了硬盘的接口和类型后,就要重点考察上面提到的影响硬盘性能的技术指标,根据转速、单碟容量、平均寻道时间、缓存等因素,并结合资金预算,选定性价比最合适的硬盘方案