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 硬盘接口综述
目前我们可以见到的硬盘接口标注主要有:IDE、ATA、Ultra ATA/33、Ultra ATA/66、Ultra ATA/100、Ultra ATA/133、Ultra DMA/33、Ultra DMA/66、Ultra DMA/100、Ultra DMA/133、Serial  ATA、SCSI、SCSI II、Wide SCSI II、Ultra SCSI II、Ultra Wide SCSI II、Ultra2 SCSI、Ultra160 SCSI、Ultra320  SCSI,“Fibre Channel”、“IEEE  1394”、“FireWire”、“iLink”、“USB”等。
其实在这么多接口技术中,总的来说只有五类,即:IDE、SCSI、Fibre  Channel、IEEE 1394和USB。
   在以上所划分的五类硬盘接口中,总的来说,IDE接口类型的硬盘因其实现技术成熟,价格便宜,而且性能也不差,所以在PC中得到了非常广泛的应用,几乎是占据了PC硬盘中的所有江山。对于SCSI,在服务器上最常看到他的踪迹。因为它具有很好的并行处理能力,同时也具有相对比较高的磁盘性能,因此非常适合服务器的需要,当然它的价格也比IDE的要贵两倍以上;光纤接口类型的硬盘,因其接口宽带很宽,所以常用于大型的数据存储服务器上,如NAS或者SAN数据存储网络,还经常用于流媒体服务器,因流媒体容量非常大,而且连续性要求很高,光纤接口的高带宽就满足了以上要求。正因其高带宽特性,所以其价格也极其昂贵。至于IEEE 1394与USB接口类型主要是用于外置型的硬盘中,满足了人们对硬盘便携性能的要求,在便携性硬盘中最为常见。这两种接口类型的硬盘的最大特点就是可以直接与电脑外部的相应接口连接,而不需打开机箱,所以便于安装。另一方面,其接口带宽较宽,所以数据传输速率较快。下面我们再来具体介绍这五大类硬盘接口。

常见硬盘接口及标准术语
1. IDE 接口
  (1)IDE
IDE的英文全称为“Integrated Drive  Electronics”,即“电子集成驱动器”,它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度,数据传输的可靠性得到了增强,硬盘制造起来变得更容易,因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言,硬盘安装起来也更为方便。
在这里要先要明白一点的就是,这里所说的IDE,既是宏观意义上的硬盘接口类型,也是微观意义上的硬盘接口标准。之所以说它是宏观意义上的一种硬盘接口类型,是因为时至今日这一接口技术仍在不断地发展,并且仍是PC机中硬盘接口中的绝对主流,原因当然是其性能也在得到不断发展,其性能也相当不错,此类接口的硬盘价格也相对其它接口的要便宜许多。后面要介绍的各类ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra  DMA硬盘都属于IDE接口类型。说它是微观意义上的硬盘接口标准,是指如果细分,它仅代表第一代的IDE标准,因为随后其接口技术得到了飞速成发展,引入了许多新技术,使这一IDE接口标准得到了质的飞跃,通常不再以IDE标称,而是以诸如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等标注。
  
(2) ATA
   ATA的英文全称为“Advanced Technology  Attachment”,中文名称“高级技术附加装置”。ATA接口标准最初是在1986年由CDC、康柏和西部数据3家公司共同开发的。在ATA接口标准的整个发展过程中,到目前为止可以划分为7个不同的版本,也就是从ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDE Enhanced IDE/Fast ATA)、ATA-3(FastATA-2)、…,一直到现在ATA-7(ATA 133)。
综合所有ATA标准的接口类型(其实就是IDE接口类型)硬盘可以看出它具有以下主要特点:
ATA接口具有:价格低廉、兼容性非常好、性价比高等优点。但同时ATA接口也具有:数据传输速度慢、只能内置使用、对接口电缆的长度有很严格的限制等缺点。

(3)DMA
人们在谈论硬盘时经常讲到PIO模式和DMA模式,这两种模式就是目前硬盘与主机进行数据交换的方式。PIO模式是一种通过CPU执行I/O端口指令来进行数据的读写的数据交换模式;而DMA则是不经过CPU而直接从内存了存取数据的数据交换模式。
DMA方式有两种类型:第三方DMA(third-party DMA)和第一方DMA(first-party DMA)(或称总线主控DMA,Busmastering DMA)。第三方DMA通过系统主板上的DMA控制器的仲裁来获得总线和传输数据。而第一方DMA,则完全由接口卡上的逻辑电路来完成,当然这样就增加了总线主控接口的复杂性和成本。现在,所有较新的芯片组均支持总线主控DMA。与快取内存结合在一起,不但增加数据的存取及传输性能,更因减少对磁盘的存取而增加磁盘的寿命。
  
(4)Srial ATA
   Srial ATA,即串行ATA,是英特尔公司在2000年IDF(Intel Developer Forum,英特尔开发者论坛)上发布的将于下一代外设产品中采用的接口类型。从其名称上就可知,它一改以往ATA标准的并行数据传输方式,而是以连续串行的方式传送资料。这样在同一时间点内只会有1位数据传输,此做法能减小接口的针脚数目,用四个针就完成了所有的工作(第1针发出、2针接收、3针供电、4针地线),相比ATA接口标准的80芯数据线来说,其数据线显得更加趋于标准化。
ATA使用特殊的针错列设计,连接头的7根接触针中有两种不同的长度:最长的三根为接地线,较短的两对为数据传输线,这样在连接的时候,首先接触的是三根地线、其次才是两对数据线,这种“预先接地”处理可以妥善解决热插拔时致命的放电现象,从而使得Serial ATA能够实现硬盘热插拔。
  
2. SCSI 接口
SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口)。它是一种与IDE(ATA)完全不同的接口,它不是专门为硬盘设计的,而是一种总线型的系统接口。每个SCSI总线上可以连接包括SCSI控制卡在内的8个SCSI设备。SCSI的优势在于它支持多种设备,独立的总线使得它对CPU的占用率很低,传输速率比ATA接口快得多,但同时价格也很高,所以也决定了其普及程度远不如IDE,只能在高档的电脑设备中出现。
SCSI接口技术与其它技术一样,也是向前兼容,也就是说新的SCSI接口可以兼容老接口,而且如果一个SCSI系统中的两种SCSI设备不是位于同一规格,那么SCSI系统将取较低级规格作为工作标准。
SCSI接口具有:配置扩展灵活(在一块SCSI控制卡上就可以同时挂接15个设备)、高性能(具有很多任务、宽带宽及少CPU占用率等特点)、应用广泛(具有外置和内置两种)等优点。其缺点主要体现为:价格昂贵、安装复杂。
  
3. Fibre Channel 接口
   Fibre Channel的中文名为“光纤通道”,它是一种跟SCSI或IDE有很大不同的接口。以前它是专为网络设计得,常见于高档交换机、或者网卡中,但后来随着存储器对高带宽的需求,慢慢移植到现在的存储系统上来了。光纤通道通常用于连接一个SCSI RAID(或其它一些比较常用的RAID类型),以满足高端工作或服务器对高数据传输率的要求。
光纤现在能提供高达100Mbps的实际带宽,而它的理论极限值更可达1.06Gbps。现在也有一些公司推出了支持下一代光纤通道(即Fibre   Channel II)技术,带宽高达2.12Gbps的产品。不过为了能得到更高的数据传输率,市面的光纤产品有时是使用多光纤通道来达到更高的带宽。
不像SCSI,光纤通道的配线非常柔韧。如果带有光纤光学电缆(Fiber Optic Cabling),它支持最长的长度超过了10公里,所以可以说SCSI在接口电缆长度的限制上跟光纤是没法比得,因为SCSI最长接口电缆不得超过12米。
综合起来,光纤通道具有:极高带宽(通常具有1.06Gbps以上的理论带宽)、良好的升级性能、连接距离长(光纤长度可以超过10公里)。当然光纤通道也有其缺点,那就是价格非常昂贵,并且组建复杂。
  
4. IEEE 1394(Firewire、iLink、Lynx)接口
IEEE1394的前身称之为“FireWire”(火线),在1986年由Michael Teener (Apple公司的一名工程师)所草拟。FireWire是Apple电脑的商标,Apple公司把这样一项接口技术称为“FireWire”,而Sony 公司则称为“i.Link”,Texas Instruments公司称之为“Lynx”。
   IEEE 1394 是为了增强外部多媒体设备与电脑连接性能而设计的高速串行总线,传输速率可以达到400 Mbps,利用IEE1394技术我们可以轻易地把电脑和如摄像机,高速硬盘,音响设备等多种多媒体设备连接。这个技术有很多大的厂商共同联合发展,既有电脑界的也有家电业的,包括 Apple、Sony、德州仪器和VIA。在一个400Mbps的火线通道上支持多于63个设备。
1394接口标准具有:即时数据传输(Real-Time Data Transfer)、支持热插拔,驱动程序安装简易、数据传输速度快(1394a标准都可提供400Mbps的传输速率),并且具备通用I/O连接头,点对点的通讯架构。
  
5. USB 接口
USB,英文全称为“Universal Serial Bus”,即“通用串行总线”,它是在1994年年底由Compaq、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。目前是一种应用最为普遍的设备接口,不仅应用于硬盘驱动器,更像Moodem\打印机、扫描仪、数码相机等数码设备现在几乎都普遍采用USB接口。
   一个USB接口理论上可以连接127个USB设备,其连接的方式也十分灵活,既可以使用串行连接,也可以使用Hub,把多个设备连接在一起,再同PC的USB口相接。
   另外,USB不需要单独的供电系统,而且还支持热插拔,不再需要麻烦地开、关机,设备的人工切换因此变得省时省力。软件方面,针对USB设计的驱动程序和应用软件支持自启动,无需用户做更多的设置。同时,USB设备也不会涉及原先那令人心烦的IRQ冲突问题。USB接口有自己的保留中断,不会争夺其它周边的有限资源。速度方面,现在USB接口的最高传输率可达每秒12MB/S,是串口的100多倍,而USB 2.0标准将USB带宽拓宽到了 480Mbps,这使得USB 2.0在外置设备的连接中具有很强的竞争性。
综上所述,USB 接口具有:价格低廉、连接简单快捷、兼容性强、具有很好的扩展性、支持即特即用、支持热拨插、高传输速率等诸多明显优点。是目前应用最为普遍的一种接口技术。

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