硬盤是PC機(jī)上的重要部件之一，它在很大程度上決定了機(jī)器的性能。硬盤能達(dá)到今天這樣優(yōu)秀的性能和可靠性，經(jīng)過了一個以IT產(chǎn)業(yè)的眼光來看是漫長的發(fā)展歷程。
最早用于PC的硬盤接口是ST-506/412，它是由希捷公司開發(fā)的一種硬盤接口。這種接口把磁盤的編解碼器位于PC插槽上的磁盤控制卡上，用一個34芯的控制電纜（Control cable）接頭和一個20芯的數(shù)據(jù)電纜（Data cable）把硬盤連接起來。在早期PC如IBM PC/XT和PC/AT上，使用的硬盤就是以ST－506/412為接口的硬盤。這種接口由于使用“改進(jìn)調(diào)頻制”（MFM）來進(jìn)行數(shù)據(jù)編解碼，所以也常稱為MFM硬盤。它支持的傳輸速度和穩(wěn)定性都不高，因此到了1987 年左右這種接口就基本上被淘汰了。
目前硬盤接口類型不算多，主要有IDE、SCSI、SATA三種。IDE許多時候以Ultra ATA代替，很多人習(xí)慣將Ultra ATA硬盤稱為IDE硬盤，關(guān)于IDE接口http://www.raoushi.com上有詳細(xì)介紹，但需要說明的是IDE的概念要大于ATA——原則上所有硬盤驅(qū)動器集成控制器的設(shè)計都屬于IDE，SCSI也不例外。當(dāng)然，以IDE指代ATA已經(jīng)形成很大的慣性，SATA開始將IDE與ATA區(qū)別開來。成熟廉價的是IDE，最新興的是SATA，穩(wěn)定價高的SCSI。最早出現(xiàn)的是IDE接口，后來出現(xiàn)SCSI接口，主要面向服務(wù)器。如果仔細(xì)觀察，你可以發(fā)現(xiàn)，最近電腦業(yè)界的系統(tǒng)總線都是朝串行發(fā)展，硬盤的接口總線SATA是個代表，包括今后的將要頂替AGP接口的圖形接口標(biāo)準(zhǔn)PCI-Express，都朝著串行方向發(fā)展。
1. IDE接口：（提示：xSeries 擁有唯一一款120GB IDE硬盤）
IDE的英文全稱為：Integrated Drive Electronics，是目前最主流的硬盤接口，包括光儲類的主要接口。它經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展變得很成熟、廉價、穩(wěn)定。IDE接口使用一根40芯或80芯的扁平電纜連接硬盤與主板，每條線最多連接2個IDE設(shè)備（硬盤或者光儲）。早期的是用IDE多功能卡插在主板上，再連接IDE線，這功能卡已經(jīng)淘汰；目前主板全部提供2個IDE接口，相比IDE多功能卡，它顯得價格便宜和易于安裝。IDE接口又分為UDMA/33，UDMA/66，UDMA/100，UDMA/133。1996年底，昆騰和英特爾公司宣布共同開發(fā)了Ultra DMA/33的新型EIDE接口，因其數(shù)據(jù)傳輸率為33MB/s，故稱UDMA/33，后面的UDMA/66，UDMA/100，UDMA/133命名同上。Ultra DMA把時鐘脈沖的上升和下降沿均用作選通信號，即每半個時鐘周期傳輸一次數(shù)據(jù)，這就使得最大外部傳輸速率從16.6MB/s倍增至33.3MB/s。另外，Ultra DMA采用總線控制方式，在硬盤上有直接內(nèi)存通道控制器，可大大降低硬盤在讀寫時對CPU的占用率，可將對CPU的占用率從92％降至52％，這也是Ultra DMA的一個重要作用。當(dāng)然，要實現(xiàn)Ultra DMA功能，還需要支持Ultra DMA規(guī)格的主板和相應(yīng)的驅(qū)動程序。所有的IDE硬盤接口都使用相同的40針連接器，如下圖所示：
2.SATA接口（提示：xSeries 擁有80GB和160GB兩款SATA硬盤）
SATA的英文全稱是：Serial-ATA（串行），IDE系列屬于Parallel-ATA（并行），SATA是最近頒布的新標(biāo)準(zhǔn)，具有更快的外部接口傳輸速度，數(shù)據(jù)校驗措施更為完善，初步的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到了150MB/s，比IDE最高的UDMA/133還高不少。由于改用線路相互之間干擾較小的串行線路進(jìn)行信號傳輸，因此相比原來的并行總線，SATA的工作頻率得意大大提升。雖然總線位寬較小，但SATA 1.0標(biāo)準(zhǔn)仍可達(dá)到150MB/s，未來的SATA 2.0/3.0更可提升到300以至600MB/s。并且S-ATA具有更簡潔方便的布局連線方式，在有限的機(jī)箱內(nèi)，更有利于散熱，并且簡潔的連接方式，使內(nèi)部電磁干擾降低很多。相信最后存在的是SATA接口，SCSI及IDE接口硬盤今后都會采用SATA接口標(biāo)準(zhǔn)。我們知道SATA接口與IDE硬盤接口不兼容，供電接口方式也不相同，下圖是與并行ATA的傳輸線比較：
左邊是串行數(shù)據(jù)傳輸線，右邊是并行數(shù)據(jù)傳輸線
電源的輸入接口也與原來的4pin電源不同，需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換。
縱觀三種硬盤接口，PATA逐步被SATA取代已經(jīng)是必然的趨勢，剩下的只是個時間問題。而SCSI因為其自身的優(yōu)勢，恐怕地位一時間難以動搖。同時SCSI的倡導(dǎo)廠商也開始著手制定串行SCSI標(biāo)準(zhǔn)，或許到時候串行SCSI全面取代SCSI接口才是真正的大勢所趨Serial ATA相較并行ATA可謂優(yōu)點多多，將成為并行ATA的廉價替代方案。并且從并行ATA過渡到Serial ATA也是大勢所趨，應(yīng)該只是時間問題。相關(guān)廠商也在大力推廣SATA接口，例如Intel的ICH6系列南橋芯片相較于ICH5系列南橋芯片，所支持的SATA接口從2個增加到了4個，而并行ATA接口則從2個減少到了1個；nVidia的nForce4系列芯片組已經(jīng)支持SATA II即Serial ATA 2.0，而且三星已經(jīng)采用Marvell 88i6525 SOC芯片開發(fā)新一代的SATA II接口硬盤，并將在2005年初推出。
- 附表：硬盤接口特性及其發(fā)展簡表
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接口名稱 |
傳輸速率 |
連接方式 |
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ATA-1 |
40針電纜連接 |
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單字節(jié) DMA 0 |
2.1 MByte/s |
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PIO - 0 |
3.3 MByte/s |
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單字節(jié) DMA 1，多字節(jié) DMA 0 |
4.2 MByte/s |
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PIO - 1 |
5.2 MByte/s |
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PIO - 2，單字節(jié) DMA 2 |
8.3 MByte/s |
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ATA-2 |
40針電纜連接 |
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PIO -3 |
11.1 MByte/s |
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多字節(jié) DMA 1 |
13.3 MByte/s |
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PIO -4，多字節(jié) DMA 2 |
16.6 MByte/s |
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ATA-3 |
40針電纜連接 |
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多字節(jié) DMA3，Ultra DMA 33 |
33.3 MByte/s |
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ATA-4 |
40針80芯電纜連接 |
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Ultra DMA 66 |
66.7 MByte/s |
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ATA-5 |
40針80芯電纜連接 |
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Ultra DMA 100 |
100 MByte/s |
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ATA-6 |
40針80芯電纜連接 |
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Ultra DMA 133 |
133 MByte/s |
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Serial ATA 1.0 |
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4針電纜連接 |
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Serial ATA 1.0 |
150 MByte/s |
- 3.SCSI接口（提示：xSeries 擁有業(yè)界所有規(guī)格的SCSI硬盤）
SCSI英文全稱：Small Computer System Interface，它出現(xiàn)的原因主要是因為原來的IDE接口的硬盤轉(zhuǎn)速太慢，傳輸速率太低，因此高速的SCSI硬盤出現(xiàn)。其實SCSI并不是專為硬盤設(shè)計的，實際上它是一種總線型接口。由于獨立于系統(tǒng)總線工作，所以它的最大優(yōu)勢在于其系統(tǒng)占用率極低，不過轉(zhuǎn)速快，傳輸率高的SCSI接口硬盤也有它的不足之處：價格高、安裝不便、還需要設(shè)置及其安裝驅(qū)動程序，因此這種接口的硬盤大多用于服務(wù)器等高端應(yīng)用場合。它是使用一根50芯的扁平電纜，轉(zhuǎn)速在萬轉(zhuǎn)以上，不過隨著IDE技術(shù)的發(fā)展，如今IDE接口的硬盤在容量和速度上已與SCSI接口硬盤相差無幾，不久將來，它可能不會存在了。所有SCSI接口都使用下面3種連接器中的1種，如下圖所示：
光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel，和SCIS接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設(shè)計開發(fā)的接口技術(shù)，是專門為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的，但隨著存儲系統(tǒng)對速度的需求，才逐漸應(yīng)用到硬盤系統(tǒng)中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統(tǒng)的速度和靈活性才開發(fā)的，它的出現(xiàn)大大提高了多硬盤系統(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。光纖通道是為在像服務(wù)器這樣的多硬盤系統(tǒng)環(huán)境而設(shè)計，能滿足高端工作站、服務(wù)器、海量存儲子網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)間通過集線器、交換機(jī)和點對點連接進(jìn)行雙向、串行數(shù)據(jù)通訊等系統(tǒng)對高數(shù)據(jù)傳輸率的要求。