SATA 的前世今生

wodeer2003

在处理器、显卡等其他系统部件的处理速度极速飚升的情况下，硬盘传输速率已经远远落后，从而成为整个系统的性能瓶颈。此时我们不得不耗费大量时间在等待上，等待缓慢的硬盘读取数据。

    6年前，Intel 在IDF上发布了采用串行传输数据的SATA技术，以期解决硬盘的发展问题。6年后的今天，大量成熟的SATA硬盘出现在市场上，而采用最新的SATA Rev.2.5技术的硬盘也已经上市。

    在SATA规范出台之前，我们使用的硬盘都是采用并行传输的方法传输数据，被称为Parallel ATA【PATA，并行ATA】，如我们常见的IDE硬盘。并行传输的特点就是低频率、大位宽。在频率无法达到很高的时候，使用低频率、大位宽是解决硬盘高速数据传输问题的一种优秀方案。但这个方案也存在严重的先天缺陷：

    1、由于高频会带来严重的干扰，所以想提高硬盘的数据传输速度，提升位宽就成为了最有效的方式。位宽的提升最明显的标志就是数据传输线跟着变宽。我们可以看到在PATA硬盘上使用的非常宽的IDE数据线，通常由80pin或40pin连线组成。但是进一步加大位宽，也就是加宽数据线，所产生的严重线间干扰或者其他电磁干扰，使得大量的并行数据线难以正确完成数据传输过程，实现更大位宽是非常困难的。

    2、并行传输要求所有数据线完全等长、而且允许的长度误差非常小。这给主板设计、制造带来了非常高的难度，主板上大量的蛇形走线和密密麻麻的走线布置就很能说明问题，而且并行传输数据的传输率也无法再提升，因为每次的频率上升都会加剧线间干扰，同时也使得整个传输过程的抗外界干扰能力越来越低下，这在电磁辐射非常强烈的机箱内部几乎是个恶梦，总之提升传输率也遇到了麻烦。

    为了解决这个问题，2000年在Intel 的IDF上，SATA组织的相关成员发布了一种全新的、采用串行传输技术的硬盘接口技术，这就是Serial ATA，简称SATA。

    SATA规范是由Serial ATA Working Group【SATA工作组】最早提出并得到发展的。后SATA工作组改名为SATA-IO，包括了Intel、Seagate、Maxtor、Quantum、IBM等重量级企业。SATA相对于IDE的重要变化就是将以前的“低频率、高位宽”彻底转变为“高频率、低位宽”。

    最早的SATA硬盘都是采用“桥接”的方式，硬盘本身还是PATA接口，只是使用了一颗PATA转SATA芯片将其转换为SATA接口，这种方式并没有带来任何的性能提升。在技术成熟之后，大量的原生SATA硬盘出现在市场上，但是实际测试发现，他们的实际性能提升也非常小，这是因为对于现在广泛使用的“温彻斯特”式硬盘来说，外部接口传输速度的提升对于硬盘本身速度的提升并不明显。为了能够提升硬盘系统的速度，SATA组织开发了一系列技术，辅助提升硬盘的内部传输率。SATA组织以及继承它的SATAII组织提出并认证了NCQ、3Gb/s、热插拔、交错式旋转、端口复用器、端口选择器等新技术，这样，SATA技术的后续发展有了保证。

    但问题随之出现，市场上存在仅仅支持NCQ的SATA硬盘也被称为SATA II，同样，仅仅支持3Gb/s接口的硬盘同样被称为SATA II，这样就让人搞不懂了，究竟什么才是真正的SATA II，况且SATA II是一个组织机构的名称，并非一种技术标准。

    在SATA II组织研究后，决定用SATA Rev.2.5来称呼增加了大量新技术的下一代硬盘规格，同时彻底放弃以前的SATA II的名称。同时规定了什么样的硬盘可以称之为SATA Rev.2.5。

    SATA Rev.2.5新标准：

    1、具备SATA 1.0a的规范。也就是原来的SATA150，规定了SATA的基本接口规范，包括供电标准等。与PATA的区别主要体现在接口上。

    2、SATA 1.0a的扩展规范。增加NCQ、3Gb/s、热拔插、交错式旋转、端口复用器、端口选择器等新技术。还修正了100多处错误，使得规范更加严谨标准。
    SATA Rev.2.5仅仅扩展了一些以前SATA II组织认证的新功能，在规范更名的同时，并没有带来质的变化。市场上所有以前宣称支持SATA II的芯片组都可以良好的支持SATA Rev.2.5 或者升级bios，就可以得到更加完美的支持。

    从市场的角度看，PATA已经是末路英雄，无论是产量还是出货量都在持续下降。现在市场上热卖的是第一代SATA硬盘，也就是SATA150，价格低廉、技术先进是它最好的卖点，但是性能提升不大是它最大的硬伤，其被SATA Rev.2.5取代，是指日可待的事情。