串行ata技术详解及其应用介绍

前言

数字内容已经渗入到当今社会的方方面面，从MP3文件、数码相片到家庭电影，更不用说典型用户在其PC上保存的大量财务金融信息、电子邮件以及家庭或者商业资料。数字内容已经是无处不在，而用户则仍然希望多多益善。这种数字信息爆炸已经迅速消耗掉了可用的硬盘驱动器(HDD)空间，而且还带来了极为严重的存储挑战。美国加州大学伯克利分校（UC Berkeley）近期的一项研究表明，仅在2002年就产生了5千兆(或者50亿GB)的原始信息，而这个数字是此前三年的两倍。这些信息90%以上存储在磁介质上，同时它们还保存了大量的拷贝数据。在典型的压缩模式下，一张数码相片大约需要2MB空间，一首歌曲要占用4MB空间，而一个小时的标准清晰度视频内容则需要2GB存储空间。显然，持续“爆炸”的信息量需要增加更多的存储容量，而一个方便灵活的存储解决方案则变得比以前更为关键。

这种用户想要保存的数字信

息的增生，以及在许多情况下的备份问题，是外部存储之后的驱动力量。虽然一般来说，在一台PC之内加装另一个磁盘驱动器是可行的，但是，这可能会是一个比较复杂的过程，它需要安装一个新驱动器、连接新电缆，而且在某些情况下，还需要安装一个新控制器卡并重新配置新软件。一个非常简单的方法就是，插入特为外部存储而配置的一个磁盘驱动器，它能够放置在台式机箱顶上而不需要最终用户打开PC。这个外部驱动器不仅安装简便，而且它还具有便携的优势，因此它可以提供一种将大量数据从一台计算机传送到另一个计算机之上的简易方法，无论这些数据是家庭相片还是大型工作文件。外部驱动器可以保存在较远的位置，因此万一原始数据丢失，它还可以作为备份拷贝使用。作为这种需求的例证，PC外部硬盘驱动器的销量每年翻一番，超过了内部HDD的销量。

目前的外部存储解决方案

目前，这些外部驱动器通常使用一个USB或者1394(FireWire)接口连接到大多数PC上。这是因为内部磁盘驱动器设计使用并行ATA接口(也就是大家所知道的IDE接口)，它不能通过外部连接扩展到PC外面。并行ATA接口不是为使用外部电缆而设计的，它不能进行热插拔操作(在PC上电与运行时插上或者拔掉)，而且，它还需要一个较为繁琐的连接器。相反，USB与1394可以提供一个简易的连接器，配有设计用于外部使用的电缆与连接器，而且它们还允许在计算机运行时添加或者删除设备。

不过，那些使用USB或者1394的外部驱动器，实际上还是同原来那些IDE驱动器一样，不同的是它们带有一个转换芯片，用作从磁盘驱动器上的ATA接口协议到用于连接的USB或者1394协议之间的翻译转换。在PC之内则进行一个类似的逆向转换，让计算机仅仅像对待一个内部驱动器那样识别外部驱动器并与之对话。此外，驱动器还需要电源来运行，它通常使用一个插入墙壁并且连接到驱动器外壳的外部交流适配器来供电。

为什么选用串行ATA?

磁盘驱动器行业正在经历着一种极为重要的技术转换，使用串行ATA取代PC在过去十年中所使用的并行ATA接口。并行接口，例如老式的ATA磁盘接口，已经难以满足当前系统所需要的更高速度。串行接口不仅可以提供更高的数据传输速率，还使用更小的电缆与连接器，同时，用于内部存储的电压信号也更低。此外，它们提供一种接口技术，能够满足系统未来十年对于存储容量与性能日益增长的需求。另外，串行ATA接口非常适合于外部应用，并且它还具有许多超出目前使用的USB与1394接口的优势。

Gartner调研部门副总裁John Monroe指出：“到2005年年底，SATA将成为具有绝对优势的标准HDD接口，而且到2007年年底，SATA应该完全占领所有的台式机与笔记本HDD市场。”

表1提供了关于USB 2.0、1394a与串行ATA这三种接口的原始接口速度与数据传输速率的比较结果。虽然有更高的1394速度计划，但大多数上市的普通磁盘驱动器接口速度仍为400 Mbps。另外，新的串行AT

在原始接口速度方面，很显然，串行ATA带宽超出USB或者1394三倍，其性能远远优于USB或者1394。在包括向驱动器读娶写入数据在内的传输测试中，限制因素通常来自驱动器本身，也就是磁盘驱动机构能够从旋转磁记录盘片中读取或者写入数据的速度。使用串行ATA，持续读取与写入速度大约为40-50 MB/sec。因为驱动器能够使用内存来缓冲存储一些待写数据，所以写入速度可以更高一些。如果将驱动器连接到内部，并行ATA接口也可以获得类似的性能数据。不过，非常清楚，目前通常使用的USB与1394这两个外部接口，实际上是降低了数据传输速率，在某些情况下数据传输速率仅仅是串行ATA接口速率的