SATA(Serial ATA),即串行ATA;PATA(parellel ATA),即并行ATA,也就是我们一般意义上的ATA。比如ATA5(ATA66)、ATA6(ATA100)、ATA133就是针对PATA而言的,其中ATA后面的数字代表ATA的规范代码或理论数据传输率(单位MB/s)。SATA和PATA就是这次较量的双方,前者是主角。
我们知道,随着PC技术日新月异的发展,磁盘性能越来越成为整个系统的瓶颈,相对于CPU和DDR内存来说,传统的Parallel ATA硬盘已经在很大程度上限制了整机性能的充分发挥。随着采用串行Serial ATA技术的新一代硬盘的上市,这种情况得到了改善。
与传统的并行硬盘相比,Serial ATA硬盘在传输速度上有了质的变化,而且具有许多让人心动的优点。目前随着各主要硬盘厂家Serial ATA硬盘的推出,Serial ATA已经不再是空中楼阁,我们在市场上已可以见到许多Serial ATA硬盘,硬盘市场的串行时代已经开始,今年的硬盘年度称号似乎该是“SATA年”。
尽管PATA曾经造就了存储设备接口的辉煌,但是其自身的局限还是把它自己逼上了“绝路”。
a) 首先是码间干扰,在传统的PATA接口上,PATA排线不可避免地总是被折叠或者弯曲,这都使得各个线路的特性趋于不一致,如果再考虑到PATA 排线所连接的PATA设备的多样性,负载设备带来的阻抗变化会十分复杂,目前还没有有效的方法来解决这个码间的干扰问题,以致通讯频率无法继续提高,速度受到限制。
b) 其次是串音干扰,与信号偏移一样,这种干扰也是并行通讯固有的严重问题。各信号线之间通过电磁耦合进行干扰,并且信号频率越高,干扰愈加严重,直至无法工作,同时串音干扰也大大限制了线路的长度。
c) 再次是直流偏置。我们知道数字信号总是带有直流分量的,在并行通讯中通常各线路上的信号没有经过编码处理,所以“0”、“1”信号数量不平衡。这样的信号序列中的存在不可预测的直流分量,使得信号发送器与接收器产生直流耦合,最终带来电压偏置。同时,由于线路两端设备的供电状况并不完全相同,所以信号发送器和接收器的参考电压也存在微小差异。这两个因素叠加起来,会在一定程度上降低信号采样时的错误容限,使得误码率升高。而在并行通讯中,采用编码处理直流偏移极其困难,因为各个信号线路上的数据都是相关的。要协调所有线路上的“0”/“1”信号数量,其算法的复杂程度和对计算电路的要求大大超过了现在能够提供的IO处理水平。即使能够实现,过高的成本也使它变得没有意义。
由于线路复杂程度的差异,串行通讯在双工处理和设备拓扑扩展方面也有很大的障碍。
SATA解决之道
看起来所有在PATA发展中遇到的重大问题,SATA已经提供了解决之道,并且解决的很是彻底。
1. 在SATA技术中,由于采用了点对点的拓扑结构,所以不存在这种多接口/设备带来的码间干扰。同时,由于连接设备类型单一,在线路中对干扰和信号衰减进行补偿也变得更容易和更有效,从而传输质量得以进一步提高。因为SATA信号携带时钟信息,接收器是根据串行信号本身来确定采样时间,而不是时钟控制线,也就不存在偏移的概念。因此在SATA技术中线路的工作频率可以提升至非常高的水平。这就是为何SATA采用串行通讯模式,传输速度却比并行的PATA还要高的原因之一。
2. 对比而言,SATA不仅没有多余的线路相互干扰,而且本身就采用了差分模式,可以最大程度减少其他外界因素带来的串音干扰。这个优势不仅使得SATA可以达到更高的传输频率(目前SATA的传输频率是1.5GHz,这已经是微波传输了),也使得线路连接长度可以大幅增加。SATA最大连接长度1M对于任何内部设备来说都绰绰有余。
3. 在串行通讯中,解决直流偏移的原理很简单:通过编码使得“0”、“1”信号数量相等,这样就消除了信号序列中的直流分量。没有直流分量,发送器和接收器就只进行交流耦合,也就不必再考虑两端参考电压差异所带来的影响,从而提高错误容限。在SATA中,采用了8b/10b编码,也就是将8bit(1Byte)的数据通过底层硬件处理转换为10bit,算法上可以保证10bit数据中“0”/“1”信号的数量相等,然后再由发送器发出。我们根据8bit/10bit(多出了2个bit的校验码)编码可以得出SATA的传输效率是80%,因此1.5Gb/s×80%÷8bit=150MB/s,这就是SATA最大理论传输速度的来源。
有鉴于PATA和SATA在物理结构层面上的差异化,SATA所代表的无限光辉灿烂的远景就在眼前。更多的用户在升级系统或者装机的过程中,都开始或多或少的考虑采用SATA,尤其是在04~05岁末年初交接之时。毕竟作为一个成熟的产品SATA所表露出的诱惑是我们无法阻挡的,当价格的差异比较性能的提升显得微不足道时,2005年的SATA必将大行其道。
SATA厂家非常繁多,而日立因为收购IBM硬盘部,秉承多项硬盘制造专利技术,技术一流的“硬盘专家”称号当之无愧。其中,Deskstar 7K 250系列是其推出的一款“全新”产品。目前Deskstar 7K250系列中串行版本共有5款,容量从80—400GB。新的系列增加了Load/unload(磁头载入载出)、Tag and Seek(重排指令序列)、Eddy current latch(涡流六磁臂锁)这三项技术,分别对磁盘的抗震性、稳定性以及故障率帮助巨大,在噪声水平以及发热量指标上都控制得相当不错。
在代理方面,日立授权新天下科技为其在中国的总代理,凭借强大的渠道渗透和遍布全国的售后服务网点,为广大Hitahci的用户免去了后顾之忧。SATA硬盘采用8MB缓存,全国享受3年质保。购买时请认准相关激光防伪标识。(新闻稿 新天下提供 2005-02-25)