硬盤(pán)接口詳細(xì)圖解
硬盤(pán)接口詳細(xì)圖解，市面上的硬盤(pán)接口越來(lái)越多，我們?cè)撊绾翁暨x呢?下面由學(xué)習(xí)啦小編來(lái)和大家一起了解一下吧!
硬盤(pán)接口詳細(xì)圖解
隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)得到更多企業(yè)的重視，各種存儲(chǔ)技術(shù)不斷出現(xiàn)，RAID保護(hù)、災(zāi)難恢復(fù)和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)都應(yīng)用非常廣泛。人們?cè)谥匾曔@些時(shí)候的時(shí)候，往往忽視了一些存儲(chǔ)中的細(xì)節(jié)，導(dǎo)致存儲(chǔ)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中事倍功半。硬盤(pán)接口是最基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)部分，它影響著整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)速度，更直接決定存儲(chǔ)性能的好壞。
從整體的角度上，硬盤(pán)接口類型可分為IDE、SATA、SCSI 、SAS和光纖通道五種，IDE接口硬盤(pán)多用于家用產(chǎn)品中，也有部分應(yīng)用于服務(wù)器，SCSI接口的硬盤(pán)則主要應(yīng)用于服務(wù)器市場(chǎng)，而光纖通道只在高端服務(wù)器上，價(jià)格昂貴。SATA是種新生的硬盤(pán)接口類型，還正處于市場(chǎng)普及階段，在家用市場(chǎng)中有著廣泛的前景。
在IDE和SCSI的大類別下，又可以分出多種具體的接口類型，又各自擁有不同的技術(shù)規(guī)范，具備不同的傳輸速度，比如ATA100和SATA;Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表著一種具體的硬盤(pán)接口，各自的速度差異也較大。這里我們跟大家分享一下不同接口硬盤(pán)的特點(diǎn)，可以幫助我們?cè)谶x購(gòu)硬盤(pán)的時(shí)候找到最適合我們的接口。
IDE接口類型：
IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”，可以譯成“電子集成驅(qū)動(dòng)器”， 常見(jiàn)的2.5英寸IDE硬盤(pán)接口它的本意是指把“硬盤(pán)控制器”與“盤(pán)體”集成在一起的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。
IDE接口類型
把盤(pán)體與控制器集成在一起的做法是為了減少了硬盤(pán)接口的電纜數(shù)目與長(zhǎng)度，增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，使硬盤(pán)制造起來(lái)變得更容易，因?yàn)橛脖P(pán)生產(chǎn)廠商不需要再擔(dān)心自己的硬盤(pán)是否與其它廠商生產(chǎn)的控制器兼容。而對(duì)用戶而言，硬盤(pán)安裝起來(lái)也更為方便。IDE這一接口技術(shù)從誕生至今就一直在不斷發(fā)展，性能也不斷的提高，其擁有的價(jià)格低廉、兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，為其造就了其它類型硬盤(pán)無(wú)法替代的地位。
IDE代表著硬盤(pán)的一種類型，但在實(shí)際的應(yīng)用中，人們也習(xí)慣用IDE來(lái)稱呼最早出現(xiàn)IDE類型硬盤(pán)ATA-1，這種類型的接口隨著接口技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)被淘汰了，而其后發(fā)展分支出更多類型的硬盤(pán)接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬于IDE硬盤(pán)。下面我們來(lái)看看IDE接口的優(yōu)缺點(diǎn)：
IDE接口優(yōu)點(diǎn)：
該接口的硬盤(pán)價(jià)格低廉、兼容性強(qiáng)、性價(jià)比高。
IDE接口缺點(diǎn)：
數(shù)據(jù)傳輸速度慢、線纜長(zhǎng)度過(guò)短、連接設(shè)備少、不支持熱插拔、不夠完善的錯(cuò)誤檢驗(yàn)技術(shù)、接口速度的可升級(jí)性差。
SCSI接口類型：
SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)，是同IDE(ATA)完全不同的接口，IDE接口是普通PC的標(biāo)準(zhǔn)接口，而SCSI并不是專門(mén)為硬盤(pán)設(shè)計(jì)的接口，是一種廣泛應(yīng)用于小型機(jī)上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。SCSI接口具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、CPU占用率低，以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，但較高的價(jià)格使得它很難如IDE硬盤(pán)般普及，因此SCSI硬盤(pán)主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。
SCSI接口類型
SCSI(Small Computer System Interface，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)，速度、性能和穩(wěn)定性都比IDE要好，價(jià)格當(dāng)然也要貴得多，主要面向服務(wù)器和工作站市場(chǎng)。在過(guò)去的幾年間，IDE進(jìn)步得很快，Ultra DMA 33推出不到兩年，Ultra DMA 66就上市了。其實(shí)，SCSI的發(fā)展一點(diǎn)也不比IDE慢，只不過(guò)我們較少接觸，對(duì)其了解不深而己。SCSI的標(biāo)準(zhǔn)從1980年開(kāi)始實(shí)行，但到現(xiàn)在還未統(tǒng)一，各廠商對(duì)它的命名不相同，容易令人混淆是最主要的原因。
說(shuō)到SCSI硬盤(pán)必須提到SCSI接口，SCSI是Small Computer System Interface(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)的縮寫(xiě)，使用50針接口，外觀和普通硬盤(pán)接口有些相似。SCSI硬盤(pán)和普通IDE硬盤(pán)相比有很多優(yōu)點(diǎn)：接口速度快，并且由于主要用于服務(wù)器，因此硬盤(pán)本身的性能也比較高，硬盤(pán)轉(zhuǎn)速快，緩存容量大，CPU占用率低，擴(kuò)展性遠(yuǎn)優(yōu)于IDE硬盤(pán)，并且支持熱插拔。
現(xiàn)在生產(chǎn)SCSI硬盤(pán)的廠商主要為：Seagate(希捷)、Quantum(昆騰)、IBM及WD(西部數(shù)據(jù))。SCSI硬盤(pán)的價(jià)格較貴，同樣容量的SCSI硬盤(pán)價(jià)格會(huì)比IDE硬盤(pán)貴80%以上，所以SCSI硬盤(pán)主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站。
SCSI硬盤(pán)一向認(rèn)為是昂貴且高不可攀的存儲(chǔ)設(shè)備，不僅本身價(jià)位高于IDE硬盤(pán)很多，而且想要使用SCSI硬盤(pán)，就必須另外選擇SCSI接口卡。因此在這樣的條件下，一般計(jì)算機(jī)用戶便傾向于使用IDE接口的硬盤(pán)。IDE硬盤(pán)雖然具有低價(jià)的優(yōu)勢(shì)，但始終敵不過(guò)SCSI硬盤(pán)的強(qiáng)悍速度;再加上SCSI接口為進(jìn)行"多任務(wù)"的最佳利器，許多追求穩(wěn)定、速度的玩家還是鐘情與SCSI硬盤(pán)。
很多人認(rèn)為安裝SCSI硬盤(pán)簡(jiǎn)直是大工程，不像IDE硬盤(pán)那樣，只要設(shè)置先后(Master或是Slave)就可以是使用了。其實(shí)他也沒(méi)有想象中那么復(fù)雜，畢竟愈嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌惭b與設(shè)置，愈能提供我們穩(wěn)定的使用環(huán)境。下面來(lái)看一下SCSI接口的優(yōu)缺點(diǎn)
SCSI接口類型優(yōu)點(diǎn)：
傳輸速率高、讀寫(xiě)性能好、可連接多個(gè)設(shè)備、可支持熱插拔。
SCSI接口類型缺點(diǎn)：
SCSI接口磁盤(pán)的最大不足就是價(jià)格比較貴。
SATA接口類型：
SATA全稱是Serial Advanced Technology Attachment(串行高級(jí)技術(shù)附件，一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動(dòng)器接口)，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤(pán)接口規(guī)范。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會(huì)正式確立了Serial ATA 1.0規(guī)范，在當(dāng)年的IDF Fall 大會(huì)上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0標(biāo)準(zhǔn)，正式宣告了SATA規(guī)范的確立。
SATA接口類型
使用SATA(Serial ATA)口的硬盤(pán)又叫串口硬盤(pán)，是未來(lái)PC機(jī)硬盤(pán)的趨勢(shì)。Serial ATA采用串行連接方式，串行ATA總線使用嵌入式時(shí)鐘信號(hào)，具備了更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對(duì)傳輸指令(不僅僅是數(shù)據(jù))進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。串行接口還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。
串口硬盤(pán)是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤(pán)接口類型，由于采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)而知名。相對(duì)于并行ATA來(lái)說(shuō)，就具有非常多的優(yōu)勢(shì)。
首先，Serial ATA以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù)，一次只會(huì)傳送1位數(shù)據(jù)。這樣能減少SATA接口的針腳數(shù)目，使連接電纜數(shù)目變少，效率也會(huì)更高。實(shí)際上，Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電纜、連接地線、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，同時(shí)這樣的架構(gòu)還能降低系統(tǒng)能耗和減小系統(tǒng)復(fù)雜性。
其次，Serial ATA的起點(diǎn)更高、發(fā)展?jié)摿Ω螅琒erial ATA 1.0定義的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)150MB/s，這比目前最新的并行ATA(即ATA/133)所能達(dá)到133MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率還高，而在Serial ATA 2.0的數(shù)據(jù)傳輸率將達(dá)到300MB/s，最終SATA將實(shí)現(xiàn)600MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率。下面我們來(lái)看一下ATA硬盤(pán)接口優(yōu)缺點(diǎn)
SATA接口類型優(yōu)點(diǎn)：
數(shù)據(jù)傳輸更加可靠支持熱拔插帶寬升級(jí)潛力大低電壓信號(hào)
SATA接口類型缺點(diǎn)：
對(duì)個(gè)人用處不大，增加用戶麻煩。
SAS接口類型：
SAS(Serial Attached SCSI)即串行連接SCSI，是新一代的SCSI技術(shù)，和現(xiàn)在流行的Serial ATA(SATA)硬盤(pán)相同，都是采用串行技術(shù)以獲得更高的傳輸速度，并通過(guò)縮短連結(jié)線改善內(nèi)部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開(kāi)發(fā)出的全新接口。此接口的設(shè)計(jì)是為了改善存儲(chǔ)系統(tǒng)的效能、可用性和擴(kuò)充性，并且提供與SATA硬盤(pán)的兼容性。
SAS接口類型
SAS的接口技術(shù)可以向下兼容SATA。具體來(lái)說(shuō)，二者的兼容性主要體現(xiàn)在物理層和協(xié)議層的兼容。在物理層，SAS接口和SATA接口完全兼容，SATA硬盤(pán)可以直接使用在SAS的環(huán)境中，從接口標(biāo)準(zhǔn)上而言，SATA是SAS的一個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盤(pán)，但是SAS卻不能直接使用在SATA的環(huán)境中，因?yàn)镾ATA控制器并不能對(duì)SAS硬盤(pán)進(jìn)行控制;在協(xié)議層，SAS由3種類型協(xié)議組成，根據(jù)連接的不同設(shè)備使用相應(yīng)的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其中串行SCSI協(xié)議(SSP)用于傳輸SCSI命令;SCSI管理協(xié)議(SMP)用于對(duì)連接設(shè)備的維護(hù)和管理;SATA通道協(xié)議(STP)用于SAS和SATA之間數(shù)據(jù)的傳輸。因此在這3種協(xié)議的配合下，SAS可以和SATA以及部分SCSI設(shè)備無(wú)縫結(jié)合。
SAS系統(tǒng)的背板(Backplane)既可以連接具有雙端口、高性能的SAS驅(qū)動(dòng)器，也可以連接高容量、低成本的SATA驅(qū)動(dòng)器。所以SAS驅(qū)動(dòng)器和SATA驅(qū)動(dòng)器可以同時(shí)存在于一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)之中。但需要注意的是，SATA系統(tǒng)并不兼容SAS，所以SAS驅(qū)動(dòng)器不能連接到SATA背板上。由于SAS系統(tǒng)的兼容性，使用戶能夠運(yùn)用不同接口的硬盤(pán)來(lái)滿足各類應(yīng)用在容量上或效能上的需求，因此在擴(kuò)充存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)擁有更多的彈性，讓存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)揮最大的投資效益。
在系統(tǒng)中，每一個(gè)SAS端口可以最多可以連接16256個(gè)外部設(shè)備，并且SAS采取直接的點(diǎn)到點(diǎn)的串行傳輸方式，傳輸?shù)乃俾矢哌_(dá)3Gbps，估計(jì)以后會(huì)有6Gbps乃至12Gbps的高速接口出現(xiàn)。SAS的接口也做了較大的改進(jìn)，它同時(shí)提供了3.5英寸和2.5英寸的接口，因此能夠適合不同服務(wù)器環(huán)境的需求。SAS依靠SAS擴(kuò)展器來(lái)連接更多的設(shè)備，目前的擴(kuò)展器以12端口居多，不過(guò)根據(jù)板卡廠商產(chǎn)品研發(fā)計(jì)劃顯示，未來(lái)會(huì)有28、36端口的擴(kuò)展器引入，來(lái)連接SAS設(shè)備、主機(jī)設(shè)備或者其他的SAS擴(kuò)展器。
和傳統(tǒng)并行SCSI接口比較起來(lái)，SAS不僅在接口速度上得到顯著提升(現(xiàn)在主流Ultra 320 SCSI速度為320MB/sec，而SAS剛起步速度就達(dá)到300MB/sec，未來(lái)會(huì)達(dá)到600MB/sec甚至更多)，而且由于采用了串行線纜，不僅可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的連接距離，還能夠提高抗干擾能力，并且這種細(xì)細(xì)的線纜還可以顯著改善機(jī)箱內(nèi)部的散熱情況。下面我們來(lái)看一下優(yōu)缺點(diǎn)：
SAS接口類型優(yōu)點(diǎn)：
傳輸速度快，可熱插拔，更穩(wěn)定。
SAS接口類型缺點(diǎn)：
硬盤(pán)、控制芯片種類少硬盤(pán)價(jià)格太貴實(shí)際傳輸速度變化不大用戶追求成熟、穩(wěn)定的產(chǎn)品。
光纖通道：
光纖通道的英文拼寫(xiě)是Fibre Channel，和SCIS接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤(pán)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的接口技術(shù)，是專門(mén)為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，但隨著存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)速度的需求，才逐漸應(yīng)用到硬盤(pán)系統(tǒng)中。光纖通道硬盤(pán)是為提高多硬盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度和靈活性才開(kāi)發(fā)的，它的出現(xiàn)大大提高了多硬盤(pán)系統(tǒng)的通信速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠(yuǎn)程連接、連接設(shè)備數(shù)量大等。
光纖通道
光纖通道是為在像服務(wù)器這樣的多硬盤(pán)系統(tǒng)環(huán)境而設(shè)計(jì)，能滿足高端工作站、服務(wù)器、海量存儲(chǔ)子網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)間通過(guò)集線器、交換機(jī)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接進(jìn)行雙向、串行數(shù)據(jù)通訊等系統(tǒng)對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸率的要求。
光纖通道可以采用銅軸電纜和光導(dǎo)纖維作為連接設(shè)備，大多采用光纖媒介，而傳統(tǒng)的銅軸電纜如雙絞線等則可以用于小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)連接部署。但采用銅軸電纜的光纖通道有著銅媒介一樣的老毛病，如傳輸距離短(30米，取決于具體的線纜)以及易受電磁干擾(EMI)影響等。
雖然銅媒介也適用于某些環(huán)境，但是對(duì)于利用光纖通道部署的較大規(guī)模存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，光纜是最佳的選擇。光纜按其直徑和“模式”分類，直徑以微米為計(jì)量單位。電纜模式有兩種：?jiǎn)文Ｊ且淮蝹魉鸵粋€(gè)單一的信號(hào)，而多模則能夠通過(guò)將信號(hào)在光纜玻璃內(nèi)核壁上不斷反射而傳送多個(gè)信號(hào)?，F(xiàn)在認(rèn)可的光纜光纖通道標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)有：直徑62.5微米多模光纜175米，直徑50微米多模光纜500米，以及直徑9微米單模光纜10公里。
光纖現(xiàn)在能提供100MBps的實(shí)際帶寬，而它的理論極限值為1.06GBps。不過(guò)現(xiàn)在有一些公司開(kāi)始推出2.12Gbps 的產(chǎn)品，它支持下一代的光纖通道(即Fibre Channel II)。不過(guò)為了能得到更高的數(shù)據(jù)傳輸率，市面的光纖產(chǎn)品有時(shí)是使用多光纖通道來(lái)達(dá)到更高的帶寬。下面我們來(lái)看一下優(yōu)缺點(diǎn)：
光纖通道優(yōu)點(diǎn)：
最多可連接126個(gè)設(shè)備、低CPU占用率、支持熱插拔、在主機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)就可安裝、通用性強(qiáng)、連接距離大。
光纖通道缺點(diǎn)：
產(chǎn)品價(jià)格昂貴、組建復(fù)雜。
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