IDE,SCSI,SATA硬碟介面比較
2008年01月07日 硬碟是PC機上的重要部件之一，它在很大程度上決定了機器的性能。硬碟能達到今天這樣優秀的性能和可靠性，經過了一個以IT產業的眼光來看是漫長的發展歷程。
最早用於PC的硬碟介面是ST-506/412，它是由希捷公司開發的一種硬碟介面。這種介面把磁碟的編解碼器位於PC插槽上的磁碟控制卡上，用一個34芯的控制電纜（Control cable）接頭和一個20芯的數據電纜（Data cable）把硬碟連接起來。在早期PC如IBM PC/XT和PC/AT上，使用的硬碟就是以ST－506/412為介面的硬碟。這種介面由於使用「改進調頻制」（MFM）來進行數據編解碼，所以也常稱為MFM硬碟。它支持的傳輸速度和穩定性都不高，因此到了1987 年左右這種介面就基本上被淘汰了。
目前硬碟介面類型不算多，主要有IDE、SCSI、SATA三種。IDE許多時候以Ultra ATA代替，很多人習慣將Ultra ATA硬碟稱為IDE硬碟，關於IDE介面http://www.51hei.com上有詳細介紹，但需要說明的是IDE的概念要大於ATA——原則上所有硬碟驅動器集成控制器的設計都屬於IDE，SCSI也不例外。當然，以IDE指代ATA已經形成很大的慣性，SATA開始將IDE與ATA區別開來。成熟廉價的是IDE，最新興的是SATA，穩定價高的SCSI。最早出現的是IDE介面，後來出現SCSI介面，主要面向伺服器。如果仔細觀察，你可以發現，最近電腦業界的系統匯流排都是朝串列發展，硬碟的介面匯流排SATA是個代表，包括今後的將要頂替AGP介面的圖形介面標準PCI-Express，都朝著串列方向發展。
1. IDE介面：（提示：xSeries 擁有唯一一款120GB IDE硬碟）
IDE的英文全稱為：Integrated Drive Electronics，是目前最主流的硬碟介面，包括光儲類的主要介面。它經過數年的發展變得很成熟、廉價、穩定。IDE介面使用一根40芯或80芯的扁平電纜連接硬碟與主板，每條線最多連接2個IDE設備（硬碟或者光儲）。早期的是用IDE多功能卡插在主板上，再連接IDE線，這功能卡已經淘汰；目前主板全部提供2個IDE介面，相比IDE多功能卡，它顯得價格便宜和易於安裝。IDE介面又分為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了Ultra DMA/33的新型EIDE介面，因其數據傳輸率為33MB/s，故稱UDMA/33，後面的UDMA/66，UDMA/100，UDMA/133命名同上。Ultra DMA把時鐘脈衝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據，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採用匯流排控制方式，在硬碟上有直接內存通道控制器，可大大降低硬碟在讀寫時對CPU的佔用率，可將對CPU的佔用率從92％降至52％，這也是Ultra DMA的一個重要作用。當然，要實現Ultra DMA功能，還需要支持Ultra DMA規格的主板和相應的驅動程序。所有的IDE硬碟介面都使用相同的40針連接器，如下圖所示：
2.SATA介面（提示：xSeries 擁有80GB和160GB兩款SATA硬碟）
SATA的英文全稱是：Serial-ATA（串列），IDE系列屬於Parallel-ATA（並行），SATA是最近頒布的新標準，具有更快的外部介面傳輸速度，數據校驗措施更為完善，初步的傳輸速率已經達到了150MB/s，比IDE最高的UDMA/133還高不少。由於改用線路相互之間干擾較小的串列線路進行信號傳輸，因此相比原來的並行匯流排，SATA的工作頻率得意大大提升。雖然匯流排位寬較小，但SATA 1.0標準仍可達到150MB/s，未來的SATA 2.0/3.0更可提升到300以至600MB/s。並且S-ATA具有更簡潔方便的布局連線方式，在有限的機箱內，更有利於散熱，並且簡潔的連接方式，使內部電磁干擾降低很多。相信最後存在的是SATA介面，SCSI及IDE介面硬碟今後都會採用SATA介面標準。我們知道SATA介面與IDE硬碟介面不兼容，供電介面方式也不相同，下圖是與並行ATA的傳輸線比較：
左邊是串列數據傳輸線，右邊是並行數據傳輸線
電源的輸入介面也與原來的4pin電源不同，需要經過轉換。
縱觀三種硬碟介面，PATA逐步被SATA取代已經是必然的趨勢，剩下的只是個時間問題。而SCSI因為其自身的優勢，恐怕地位一時間難以動搖。同時SCSI的倡導廠商也開始著手制定串列SCSI標準，或許到時候串列SCSI全面取代SCSI介面才是真正的大勢所趨Serial ATA相較並行ATA可謂優點多多，將成為並行ATA的廉價替代方案。並且從並行ATA過渡到Serial ATA也是大勢所趨，應該只是時間問題。相關廠商也在大力推廣SATA介面，例如Intel的ICH6系列南橋晶元相較於ICH5系列南橋晶元，所支持的SATA介面從2個增加到了4個，而並行ATA介面則從2個減少到了1個；nVidia的nForce4系列晶元組已經支持SATA II即Serial ATA 2.0，而且三星已經採用Marvell 88i6525 SOC晶元開發新一代的SATA II介面硬碟，並將在2005年初推出。
- 附表：
硬碟介面特性及其發展簡表
介面名稱
傳輸速率
連接方式
ATA-1
40針電纜連接
單位元組 DMA 0
2.1 MByte/s
PIO - 0
3.3 MByte/s
單位元組 DMA 1，多位元組 DMA 0
4.2 MByte/s
PIO - 1
5.2 MByte/s
PIO - 2，單位元組 DMA 2
8.3 MByte/s
ATA-2
40針電纜連接
PIO -3
11.1 MByte/s
多位元組 DMA 1
13.3 MByte/s
PIO -4，多位元組 DMA 2
16.6 MByte/s
ATA-3
40針電纜連接
多位元組 DMA3，Ultra DMA 33
33.3 MByte/s
ATA-4
40針80芯電纜連接
Ultra DMA 66
66.7 MByte/s
ATA-5
40針80芯電纜連接
Ultra DMA 100
100 MByte/s
ATA-6
40針80芯電纜連接
Ultra DMA 133
133 MByte/s
Serial ATA 1.0
4針電纜連接
Serial ATA 1.0
150 MByte/s
- 3.SCSI介面（提示：xSeries 擁有業界所有規格的SCSI硬碟）
- SCSI英文全稱：Small Computer System Interface，它出現的原因主要是因為原來的IDE介面的硬碟轉速太慢，傳輸速率太低，因此高速的SCSI硬碟出現。其實SCSI並不是專為硬碟設計的，實際上它是一種匯流排型介面。由於獨立於系統匯流排工作，所以它的最大優勢在於其系統佔用率極低，不過轉速快，傳輸率高的SCSI介面硬碟也有它的不足之處：價格高、安裝不便、還需要設置及其安裝驅動程序，因此這種介面的硬碟大多用於伺服器等高端應用場合。它是使用一根50芯的扁平
電纜，轉速在萬轉以上，不過隨著IDE技術的發展，如今IDE介面的硬碟在容量和速度上已與SCSI介面硬碟相差無幾，不久將來，它可能不會存在了。所有SCSI介面都使用下面3種連接器中的1種，如下圖所示：
光纖通道
光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel，和SCIS介面一樣光纖通道最初也不是為硬碟設計開發的介面技術，是專門為網路系統設計的，但隨著存儲系統對速度的需求，才逐漸應用到硬碟系統中。光纖通道硬碟是為提高多硬碟存儲系統的速度和靈活性才開發的，它的出現大大提高了多硬碟系統的通信速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等。光纖通道是為在像伺服器這樣的多硬碟系統環境而設計，能滿足高端工作站、伺服器、海量存儲子網路、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串列數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。
