SATA II 技术分析

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SATA II是SATA发展的下一个方向，与SATA 1.0相比增加了很多显著的功能，性能也得到了极大的提高，使得SATA II更加适合企业级应用。下面我们来看 看这项新技术。
串行ATA II (SATA II)/SATA 3G/SATA-IO
在我开始介绍性能之前，先说说SATA II/SATA 3G/SATA-IO命名的问题。SATA II其实最早是一个委员会的名称，这个委员会成立的目的就是要开发最早的 SATA 1.x的新功能。后来这个组织更名为SATA 国际组织 (SATA-IO)。但是SATA II的名称保留了下来。不同的经销商和发行商依然以各自的方式称呼它。 SATA 3G 是一个比较常见的称谓，指的是接口速度。另外我还见过SATA 300, SATA 3Gb/s和SATA-IO等名称。好象还嫌不够乱，SATA-IO现在又在开发 SATA 2.5版本。既然大部分的组织都使用SATA-IO这个名称，为了比较清晰的描述，我也一直用SATA-IO这个称呼。
在IDE硬盘世界中，SATA 1.0的出现铺平了并行向串行数据传输方式转变的道路。SATA IO 通过增加原生命令队列、连结埠分享器、热插拔、外部设备和 端口选择等功能，以及将接口潜在速度提高到3GB/s.，使得这一标准提升到了全新的水平。这些都是好的方面。坏的方面来看，许多新增强的功能还仅是 选项，但是依然可用SATA的标志。因此，如果你打算购买一块SATA-IO硬盘或者控制器用于特定需求，请务必仔细阅读控制器和硬盘的细则和所有的说 明书。比如，你的新硬盘可能标着SATA-IO可以以较高速度运行，但是实际上它只能支持两种SATA-IO功能。
SATA-IO有哪些新功能，这些功能有什么作用？
3Gb/s：使用SATA-IO 的设备潜在接口速度可以达到3Gb/s，比老款SATA设备运行速度快上一倍。请记住SATA-IO != 3Gb/s。按照生产厂家的说法，SATA-IO 硬盘也可以以较低的1.5 Gb/s速度运行。那么，你如何才能从3Gb/s的传输率变为300MB/s呢？请记住SATA所使用的是被称为8b/10b的编码，这种机制下实 际为8 bits的数据按10-bit进行打包发送。8b/10b的编码方法效率为80%。更进一步，SATA可以以每时钟周期1比特的速度进行传输。所以，我们来计算一下 ，你购买的SATA-IO硬盘速度为3000MHz ，以每时钟周期1比特的速度计算，乘以80%的效率：(3000 x 1 x 80%) = 2400。每字节等于8个比特，则2400/8 = 300 MB/s。3Gb/s的SATA 可以百分之百的向后兼容1.5Gb/s的SATA。
原生命令队列：如果没有原生命令队列，当命令被发往硬盘时，会按照命令到达的顺序进行处理。尽管这样听起来非常合理，但其实这样的效率会比较低。假设你的硬 盘收到三条从硬盘读取数据的命令，第一条命令要求读取最里面的磁道的数据，第二条命令要求读最外侧的磁道的数据。最后一条命令又要求读取最内 侧的数据。如果按照顺序执行命令，磁头需要在整个硬盘上四处游走。如果能够先执行两个需要在外侧磁道读取数据的命令（第一条和第三条命令）再 去执行第二条读取内侧磁道的命令，效率就能提高很多。这就是原生命令队列所起到的作用。通过SATA-IO的原生命令队列功能，磁盘可以查看多个要求 然后按照效率最高的方式进行处理。以这种方式处理命令可以提高硬盘的系统性能，而且由于这种方式效率较高，所以也能延长硬盘的使用寿命。
连结埠分享器：连结埠分享器可以将单一SATA通道上连接的设备数量从一台提高到十五台，这个功能在SATA 1标准中就已经实现。同样的这一功能被认为是SATA-IO标准中标配的功能。
异步通知: 在比较早的ATA的机制下，主机需要有规律的轮询ATAPI 设备(大约每秒一次)来发现介质上发生的变化（如新插入一张CD等）。异步通知可以缓解主机的这一负担。取而代之的是ATAPI设备自己就可以通知主机 介质的变化。但是这样可能无法及时通知。首先，任何减轻主机负担的努力都能提高系统性能。其次，由于CD-ROM驱动器在没有使用时可以进入休眠， 可以减少移动设备消耗的电源，从而延长电池寿命。
ClickConnect：最初的SATA连接器专为内部使用所设计，尽管满足最初的目的已经绰绰有余，但还是有些脆弱。问题在于：连接硬盘或主板的电缆很容易松动。 ClickConnect是一种新的接线方法，通过使用一个销扣使得SATA电缆能够保持连接。ClickConnect 这个名称中的click就是出自这里。当你听到喀哒一声时，就知道电缆已经连接好了。
eSATA (外部SATA)： eSATA的出现将使得用户可以在电脑外部连接SATA硬盘而不象过去只能局限于电脑内部。当然，你也可以用USB或者火线实现这一功能，但是SATA的速 度更快。USB2.0与SATA相比的速度为300MB/s [1500Mb/s]至60 MB/s [480Mb/s]；火线与SATA相比则为50MB/s [400Mb/s]。eSATA可用两米以内的电缆支持热插拔新的设备（内部SATA连接电缆长度为1米）。而且，这种外部连接还可以通过其他的扩展，如xSATA， 将电缆长度提高到8米。
热插拔：无需关闭系统就可以任意插拔SATA设备。这点对于企业环境非常重要，这样如果仅仅是要在阵列中更换一块硬盘就不用停机。
联结电源管理：SATA连接可以有三种状态：活跃、半活跃和休眠。这样可以使得硬盘系统处于节电状态，保持电力。这个功能对于移动应用来说比较有 用。
分时启动：假设有一个由16块SATA磁盘组成的阵列。当打开电源时，所有的16块盘都需要大量的电力来启动。如果使用交错启动，硬盘分别启动就避免 了瞬间启动电流过大的问题。光纤通道和SCSI硬盘都具有这个功能。
xSATA： 最初的eSATA要求SATA电缆长度不超过2米。XSATA可将这一指标扩展到8米。
请务必知道不是所有的SATA硬盘都支持以上所有功能，因为这些功能都属于选项。一定要仔细阅读说明书。例如以下是迈拓MaXLine Pro 500 和MaXLine III 硬盘的指数：
MaXLine Pro 500：
500GB 容量
SATA 3.0Gb 或PATA接口
7200 RPM
16MB 缓存
MTTF时间为1百万小时
SATA II 包含以下功能：
原生命令队列
热插拔
分时启动
异步信令恢复
存在检测
识别设备/功能设定
SATA DCO
主机启动电源管理
五年质量担保
MaXLine III：
250GB 和300GB容量
SATA 1.5Gb, SATA 3.0Gb 或者PATA接口
7200 RPM
16MB缓存
MTTF时间为1百万小时
SATA II 包括以下功能:
原生命令队列
热插拔
分时启动
异步信令恢复
五年质量担保
你应该看到，MaXLine III没有包括MaXLine Pro 500具有的所有SATA-IO 功能。
无论你称呼它为SATA II还是SATA-IO，SATA为低成本驱动器进入企业级领域做出了贡献。尽管在很短时间内，SATA不会完全替代，但是在某些应用中，它已经并且还将继续替 代SCSI和光纤通道。


本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u2/69856/showart_712608.html