硬盘接口技术大观

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1、硬盘接口技术大观园目录古老的磁盘接口・・・1IDE接口…1SCSI接口…3FC接口…4串行ATA接口…5SATA接口…6mSATA接口...8SATAExpress.10串行SCSI接口…10SAS接口…10SAS内部连接线缆...13SAS外部互连线缆…17NVMeSSD接口…21SFF-8639.21M.2接口…22硬盘技术发展至今，历经了多次接口技术的发展和变革，存储老吴带领大家一起走进硬盘接口大观园，去一睹硬盘接口的往昔和未来。古老的磁盘接口IDE接口IDE(IntegratedDriveElectronics)接口是一

2、种在个人电脑中曾经广泛使用的磁盘接口。其采用并行数据传输的方式，接口体积比较大，如下图所示：IDE总线是一条共享总线，为了增加一条IDE总线上的设备数量，每个IDE总线可以支持两个设备，分别为主设备和从设备。连接主机和IDE设备的连接线缆如下图所示，其中蓝色接口接到主机；白色接口为从设备接口；黑色接口为主设备接口。IDE接口有两种数据传输模式，一种为PIO(ProgramminglO)；另一种为DMA模式。在数据传输量不是很大的年代，DMA由于需要不断的对DMA控制器进行配置操作，效率反而不如PIO。但是在大量高性能数据传输需求

3、的拉动下,DMA终于发挥出了应有的性能。起初IDE的DMA数据传输模式是采用简单单倍率的工作方式，即在一个时钟周期内，只发生一次总线数据传输操作。后来IDE总线引入了UDMA(UltraDMA)的数据传输方式，在这种传输方式下，一个时钟周期内的上升沿和下降沿都会进行数据传输操作，从而使得传输效率提高了一倍。这种数据传输方式也被称之为双沿数据传输方式。这种思路和内存中的DDR是相似的。在IDE接口之上会运行ATA磁盘控制协议，因此这种接口通常也被称之为PATH并行ATA对于不同的访问性能和特性，PATA拥有多种接口标准ATA1至

4、ATA7O其中ATA7性能达到了将近133MB/S的带宽。由于受限于并行信号传输之间的干扰，并行信号的采样会出现非常大的相位误差，从而导致IDE接口性能提升遇到了严重的瓶颈。因此，目前没有硬盘会采用这种古老的IDE接口，全部被串行ATA接口技术所取代。IDE采用40Pin的接口形式，接口信号定义如下:何号名称说坯#管脚#佰号名称ResetIDE1GroundHostdata1丁4HosdataMlostdata656Hosdata从lostdata578Hostdata10lostdata490lostdata1Hostdata

5、3ii气lostdata2lostdaUi21314lostdata3lostdata1516lostdata4lostdala0-urHostdata5GrouncT20KevDRQO21GroundHosttoUr23tiroundHosUOR25盈GroundTKlIkbY272S1lostAll:⑦30CjroundIRQ143132NoconnectAddress15334Noconnect^ddress()3536Address2(hipselect0373«Chipselect1Activity394()(jrou

6、nd2000年初自己组装的第一台电脑采用了当时容量最大的迈拓30GB硬盘，就是这种IDE接口的硬盘。组装的时候硬盘做主设备；光驱做从设备。目前IDE已经无法支撑硬盘数据传输的业务，已经被淘汰。但是在IDE上所发展起来的ATA协议(命令集)被SATA所传承，继续得以延续。SCSI接口SCSI(SmallComputerSystemInterface)为小型计算机系统接口，是一种连接主机和外围设备的接口。采用SCSI接口的硬盘如下图所示：和IDE相比，SCSI接口具有更好的传输性能，因此通常应用在服务器硬盘中。采用这种接口的硬盘具有

7、更好的稳定性、更快的性能。但是价格也会比IDE硬盘贵很多。SCSI的连接器接口和规范有很多种，常用的几种连接器接口如下图所示：NARROWSCSIWIDESCSIWIDESCSIDB25pinVeryHighWide68pinconnectorDensityWideconnectorconnectorNARROWSCSI:吟：g50connector50-pinCentronicsconng

8、片转速方面，SCSI硬盘具有更高的转速。一旦转速提升，盘片的温度就会升高，与此同时寻道的定位难度也会提升。因此，SCSI等企业级盘在盘片的材料、磁盘的控制、数据的纠错等方面都和普通的硬盘存在非常大的差别，从而导致企业级硬盘具有更高的稳定性和性能。SCSI物理总线