SATA VS PATA

 

 

PATA介绍

PATA(Parallel ATA^[1])标准规范产生于上个世纪80年代中期，Imprimis公司推出Wren系列5.25英寸硬盘（当时Compaq PC机所使用的硬盘）专用的“PCAT”接口，后来的3.5英寸硬盘也采用这项规格。由于“PC AT”这个名称很容易同IBM PC／AT机混淆，人们就为它选择了另 外的名字：“Advanced Technology Attachment（高级技术附件规格）”，简称ATA，但它并不是我们所说的“第一代ATA”。这项规格只生存了短短数个月，因为它令不同厂商的硬盘出现严重的不兼容问题，尤其在主从盘安装的时候更为严重。ATA-6也就是我们所说的ATA/100、UltraDMA/100，是当前最为普遍的ATA规格，它在2001年才通过ANSI认证。ATA -6增加了UltraDMA 5传输模式、速率提高到100MB/s的高水平，同时LBA^[2]模式的寻址能力也由原来的28位扩充到48位，这样就突破了硬盘最大可用容量只能低于137GB的限制！目前主流的ATA-100和ATA-133，使用80排线做为数据线。在传输速度方面，ATA-100的速度是100MB/S，那么ATA-133的速度便是133MB/S。单从这一方面，SATA就比PATA快出不少。

 

SATA介绍

SATA(Serial ATA)是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

 

SATA VS PATA

与并行ATA相比，SATA具有比较大的优势。

 

首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，可以在较少的位宽下使用较高的工作频率来提高数据传输的带宽。Serial ATA一次只会传送1位数据，这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际上，Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。

其次，由于并排的高速信号在传输时，会在每条电缆的周围产生微弱的电磁场，进而影响到其他数据线中的数据传递，还会因为线缆的长度和电压的变化而不断变化，随着总线频率的提升，磁场的强度也越来越大，信号干扰的影响也越来越明显。从理论上说串行传输的工作频率可以无限提高，串行ATA就是通过提高工作频率来提升接口传输速率的。因此串行ATA可以实现更高的传输速率，而并行ATA在没有有效地解决信号串扰问题之前，则很难达到这样高的传输速率。并行ATA接口在总线频率方面受到其设计的制约，并不能一味地提升，而随着对数据传输率的要求越来越高，目前最快的并行ATA接口ATA133的频率为33MHz，这个几乎已经达到了并行接口的极限，再继续改造线路已不太现实。所以推出新的接口势在必行。

再次，Serial ATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率^[3]可达150MB/sec，这比目前最块的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/sec的最高数据传输率还高，而在已经发布的Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/sec，最终Serial ATA 3.0将实现600MB/sec的最高数据传输率。

      另外，SATA的物理设计，可说是以Fibre Channel(光纤通道)作为蓝本，所以采用四芯接线；需求的电压则大幅度减低至250mV(最高500mV)，较传统并行ATA接口的5V少上20倍！因此，厂商可以给Serial ATA硬盘附加上高级的硬盘功能，如热插拔(Hot Swapping)等。更重要的是，在连接形式上，除了传统的点对点(Point-to-Point)形式外，SATA还支持“星形”连接，这样就可以给RAID这样的高级应用提供设计上的便利；在实际的使用中，SATA的主机总线适配器(HBA，Host Bus Adapter)就好像网络上的交换机一样，可以实现以通道的形式和单独的每个硬盘通讯，即每个SATA硬盘都独占一个传输通道，所以不存在象并行ATA那样的主/从控制的问题。

还有，Serial ATA接线较传统的并行ATA(Paralle ATA)接线要简单得多，而且容易收放，对机箱内的气流及散热有明显改善。而且，SATA硬盘与始终被困在机箱之内的并行ATA不同，扩充性很强，即可以外置，外置式的机柜(JBOD)不单可提供更好的散热及插拔功能，而且更可以多重连接来防止单点故障；由于SATA和光纤通道的设计如出一辙，所以传输速度可用不同的通道来做保证，这在服务器和网络存储上具有重要意义。

最后，Serial ATA规范不仅立足于未来，而且还保留了多种向后兼容方式，在使用上不存在兼容性的问题。在硬件方面，Serial ATA标准中允许使用转换器提供同并行ATA设备的兼容性，转换器能把来自主板的并行ATA信号转换成Serial ATA硬盘能够使用的串行信号，目前已经有多种此类转接卡/转接头上市，这在某种程度上保护了我们的原有投资，减小了升级成本；在软件方面，Serial ATA和并行ATA保持了软件兼容性，这意味着厂商丝毫也不必为使用Serial ATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。

 

总结

      Serial ATA相较并行ATA可谓优点多多，将成为并行ATA的廉价替代方案。并且从并行ATA过渡到Serial ATA也是大势所趋，应该只是时间问题。相关厂商也在大力推广SATA接口，例如Intel的ICH6系列南桥芯片相较于ICH5系列南桥芯片，所支持的SATA接口从2个增加到了4个，而并行ATA接口则从2个减少到了1个；nVidia的nForce4系列芯片组已经支持SATA II即Serial ATA 2.0，而且三星已经采用Marvell 88i6525 SOC芯片开发新一代的SATA II接口硬盘，并将在2005年初推出。

 

[1].ATA

       Advanced Technology Attachment (ATA) is a standard interface for connecting storage devices such as hard disks, solid state disks and CD-ROM drives inside personal computers.

The standard is maintained by X3/INCITS committee T13. Many synonyms and near-synonyms for ATA exist, including abbreviations such as IDE (Integrated Drive Electronics) and ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface). Also, with the market introduction of Serial ATA in 2003, the original ATA was retroactively renamed Parallel ATA (PATA).

Parallel ATA standards allow cable lengths up to only 18 inches (46 centimeters) although cables up to 36 inches (91 cm) can be readily purchased. Because of this length limit, the technology normally appears as an internal computer storage interface. It provides the most common and the least expensive interface for this application.

 

[2].LBA

LBA(Logical Block Addressing)逻辑块寻址模式。管理的硬盘空间可达 8.4GB。在 LBA 模式下，设置的柱面、磁头、扇区等参数并不是实际硬盘的物理参数。在访问硬盘时，由 IDE 控制器把由柱面、磁头、扇区等参数确定的逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。在 LBA 模式下，可设置的最大磁头数为 255，其余参数与普通模式相同，由此可以计算出可访问的硬盘容量为：512x63x255x1025=8.4GB。不过现在新主板的 BIOS 对 INT13 进行了扩展，使得 LBA 能支持 100GB 以上的硬盘。

[3]. Serial ATA的数据传输率

就串行通讯而言，数据传输率是指串行接口数据传输的实际比特率，Serial ATA 1.0的传输率是1.5Gbps，Serial ATA 2.0的传输率是3.0Gbps。与其它高速串行接口一样，Serial ATA接口也采用了一套用来确保数据流特性的编码机制，这套编码机制将原本每字节所包含的8位数据(即1Byte=8bit)编码成10位数据(即1Byte=10bit)，这样一来，Serial ATA接口的每字节串行数据流就包含了10位数据，经过编码后的Serial ATA传输速率就相应地变为Serial ATA实际传输速率的十分之一，所以1.5Gbps=150MB/sec，而3.0Gbps=300MB/sec。