硬盘串口、并口、IDE、SATA2/3、SCSI等概念详解及接口的演变过程
什么是并口硬盘
PATA叫做并行ATA硬盘，采用的是一根四芯的电源线和一根80芯的数据线与主板相连接，把数据并列传输和成列(串)传输。传输速率由于受到并行传输的限制，传输率较低，PATA硬盘是不需要安驱动的。
并口简介
PATA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。
但它并不是人们所说的“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也就是人们所说的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。
什么是串口硬盘
使用SATA(Serial ATA)接口的硬盘又叫串口硬盘。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范，2002年，虽然串行ATA的相关设备还未正式上市，但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA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。
新型硬盘接口
串口硬盘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知名。
相对于并行ATA来说，就具有非常多的优势。首先，Serial ATA以连续串行的方式传送数据，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，Serial ATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比目前最新的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/s的最高数据传输率还高，而在Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/s，最终SATA将实现600MB/s的最高数据传输率。
什么是IDE硬盘？
IDE(Integrated-Drive-Electronics)是现在普遍使用的外部接口，主要接硬盘和光驱。采用16位数据并行传送方式，体积小，数据传输快。一个IDE接口只能接两个外部设备。
IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展，性能也不断的提高，其拥有的价格低廉、兼容性强的特点，为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。
早期的IDE接口有两种传输模式，一个是PIO(Programming I/O)模式，另一个是DMA(Direct Memory Access)。虽然DMA模式系统资源占用少，但需要额外的驱动程序或设置，因此被接受的程度比较低。后来在对速度要求愈来愈高的情况下，DMA模式由于执行效率较好，操作系统开始直接支持，而且厂商更推出了愈来愈快的DMA模式传输速度标准。而从英特尔的430TX芯片组开始，就提供了对Ultra DMA 33的支持，提供了最大33MB/sec的的数据传输率，以后又很快发展到了ATA 66，ATA 100以及迈拓提出的ATA 133标准，分别提供66MB/sec，100MB/sec以及133MB/sec的最大数据传输率。值得注意的是，迈拓提出的ATA 133标准并没能获得业界的广泛支持，硬盘厂商中只有迈拓自己才采用ATA 133标准，而日立(IBM)，希捷和西部数据则都采用ATA 100标准，芯片组厂商中也只有VIA，SIS，ALi以及nViidia对次标准提供支持，芯片组厂商中英特尔则只支持ATA 100标准。
各种IDE标准都能很好的向下兼容，例如ATA 133兼容ATA 66/100和Ultra DMA33，而ATA 100也兼容Ultra DMA 33/66。 要特别注意的是，对ATA 66以及以上的IDE接口传输标准而言，必须使用专门的80芯IDE排线，其与普通的40芯IDE排线相比，增加了40条地线以提高信号的稳定性。 IDE代表着硬盘的一种类型，但在实际的应用中，人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA-1，这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了，而其后发展分支出更多类型的硬盘接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。目前硬件接口已经向SATA转移，IDE接口迟早会退出舞台。
SCSI是什么意思
小型计算机系统接口(英语:Small Computer System Interface; 简写:SCSI)，一种用于计算机和智能设备之间(硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等)系统级接口的独立处理器标准。 SCSI是一种智能的通用接口标准。它是各种计算机与外部设备之间的接口标准。
简介
SCSI接口是一个通用接口，在SCSI母线上可以连接主机适配器和八个SCSI外设控制器，外设可以包括磁盘、磁带、CD-ROM、可擦写光盘驱动器、打印机、扫描仪和通讯设备等。
SCSI是个多任务接口，设有母线仲裁功能。挂在一个SCSI母线上的多个外设可以同时工作。SCSI上的设备平等占有总线。
SCSI接口可以同步或异步传输数据，同步传输速率可以达到10MB/s，异步传输速率可以达到1.5MB/s。
SCSI接口接到外置设备时.它的连接电缆可以长达6m。
最初的SCSI标准的最大同步传输速率为5MB/s(SCSI-1，又名Narrow SCSI，1986年，最大支持7个设备，时钟频率为5MHz)，后来的SCSI II 规定了2种提高速度的选择。一种为提高数据传输的频率，即Fast SCSI(1994年，最大支持7个设备)，由于频率提高一倍，达10MB/s(10MHz);另一种提高速度的选择是传输频率提高一倍的同时也增大数据通路的宽度，由8位增至16位，即Wide SCSI，其最大同步传输速度为20MB/s (时钟频率为10MHz，1996年，最大支持15个设备)。
SATA2是什么意思？
SATA II是芯片巨头Intel英特尔与硬盘巨头Seagate希捷在SATA的基础上发展起来的，其主要特征是外部传输率从SATA的150MB/s进一步提高到了300MB/s，此外还包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。单纯的外部传输率达到3Gbps并不是真正的SATA II。
关键技术
SATA II的关键技术就是3Gbps的外部传输率和NCQ技术。NCQ技术可以对硬盘的指令执行顺序进行优化，避免像传统硬盘那样机械地按照接收指令的先后顺序移动磁头读写硬盘的不同位置，与此相反，它会在接收命令后对其进行排序，排序后的磁头将以高效率的顺序进行寻址，从而避免磁头反复移动带来的损耗，延长硬盘寿命。另外并非所有的SATA硬盘都可以使用NCQ技术，除了硬盘本身要支持 NCQ之外，也要求主板芯片组的SATA控制器支持NCQ。此外，NCQ技术不支持FAT文件系统，只支持NTFS文件系统。
SATA3是什么 正式名称为“SATARevision3.0”，是串行ATA国际组织(SATA-IO)在2009年5月份发布的新版规范，主要是传输速度翻番达到6Gbps，同时向下兼容旧版规范“SATARevision2.6”(也就是现在俗称的SATA3Gbps)，接口、数据线都没有变动。 SATA Revision 3.0规范主要新特性
1、可在存储单元、磁盘驱动器、光学和磁带驱动器、主机总线适配器(HBA)之间提供6Gbps速度的链路速度，并保证新的网络性能水平。当然，6Gbps(750MB/s)只是理论值，事实上SATA接口发送信息的速度为600MB/s，而受制于系统各部件的影响，实际速度会更低一些，而且不同环境差异会很大。
2、新的原生指令排序(NCQ)串行指令，面向需要大量带宽的音频、视频应用，可保证数据传输的同步。
3、NCQ管理功能，通过对未执行的NCQ指令进行主机处理和管理来优化性能。
4、改进电源管理功能。
5、适合紧凑型1.8寸存储设备的小型低插力(LIF)接头。
6、旨在让更轻、更薄笔记本容纳7毫米光驱的接头。
7、符合INCITS ATA8-ACS标准。
8、完全向下兼容，新规范产品与旧规范产品相连时速度会自动降至3Gbps或1.5Gbps。
SATA-IO组织还表示，现在的第三版规范仅用于内部SATA接口，而已在研发之中的更新版本“SATARevision3.1”会重点把eSATA外置接口的速度也提高到6Gbps，并解决外置接口耐用性(插拔次数)、更长数据线下的稳定性和扩展性等问题。
从规格和参数上来看，SATA6Gbps比现在SATA3Gbps要强上一些。
硬盘的诞生与硬盘接口的演变过程
1.1956年，IBM的IBM 350 RAMAC是现代硬盘的雏形，它相当于两个冰箱的体积，不过其储存容量只有5MB。1973年IBM 3340问世，它拥有“温彻斯特”这个绰号，来源于他两个30MB的储存单元，恰是当时出名的“温彻斯特来福枪”的口径和填弹量。至此，硬盘的基本架构被确立。
2.1980年，两位前IBM员工创立的公司开发出5.25英寸规格的5MB硬盘，这是首款面向台式机的产品，而该公司正是希捷(SEAGATE)公司。
3.80年代末，IBM公司推出MR(Magneto Resistive磁阻)技术令磁头灵敏度大大提升，使盘片的储存密度较之前的20Mbpsi(bit/每平方英寸)提高了数十倍，该技术为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。1991年，IBM应用该技术推出了首款3.5英寸的1GB硬盘。
4.1970年到1991年，硬盘盘片的储存密度以每年25%~30%的速度增长;从1991年开始增长到60%~80%;至今，速度提升到100%甚至是200%，从1997年开始的惊人速度提升得益于IBM的GMR(Giant Magneto Resistive，巨磁阻)技术，它使磁头灵敏度进一步提升，进而提高了储存密度。
5.1995年，为了配合Intel的LX芯片组，昆腾(Quantum)与Intel携手发布UDMA 33接口——EIDE标准将原来接口数据传输率从16.6MB/s提升到了33MB/s 同年，希捷开发出液态轴承(FDB，Fluid Dynamic Bearing)马达。所谓的FDB就是指将陀螺仪上的技术引进到硬盘生产中，用厚度相当于头发直径十分之一的油膜取代金属轴承，减轻了硬盘噪音与发热量。
6.1996年，希捷收购康诺(Conner Peripherals)。
7.1998年2月，UDMA66规格面世。
8.2000年10月，迈拓(Maxtor)收购昆腾。
9.2003年1月，日立宣布完成20.5亿美元的收购IBM硬盘事业部计划，并成立日立环球储存科技公司(Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST)。
10.2005年日立环储和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写入技术(perpendicular recording)，该原理是将平行于盘片的磁场方向改变为垂直(90度)，更充分地利用的储存空间。
11.2005年12月21日, 硬盘制造商希捷宣布收购迈拓(Maxtor)。
12.2007年1月，日立环球储存科技宣布将会发售全球首只1Terabyte的硬盘，比原先的预定时间迟了一年多。硬盘的售价为399美元，平均每美元可以购得2.75GB硬盘空间。
13.2007年11月，Maxtor硬盘出厂的预先格式化的硬盘，被发现已植入会盗取在线游戏的帐号与密码的木马。
14.2010年12月，日立环球存储科技公司日前同时宣布，将向全球OEM厂商和部分分销合作伙伴推出3TB、2TB和1.5TB Deskstar 7K3000硬盘系列。
15.2011年3月8日凌晨，WD西部数据公司宣布，将以现金加股票的形式，出资43亿美元收购日立全资子公司，同为世界级硬盘大厂的日立环球存储技术公司(HGST)。
硬盘接口
ATA
全称Advanced Technology Attachment，是用传统的40-pin 并口数据线连接主板与硬盘的，外部接口速度最大为133MB/s，因为并口线的抗干扰性太差，且排线占空间，不利计算机散热，将逐渐被SATA 所取代。
IDE
IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，俗称PATA并口。
SATA
使用SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范，2002年，虽然串行ATA的相关设备还未正式上市，但Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA 2.0规范。Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA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 II
SATA II是芯片巨头Intel英特尔与硬盘巨头Seagate希捷在SATA的基础上发展起来的，其主要特征是外部传输率从SATA的150MB/s进一步提高到了300MB/s，此外还包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。但是并非所有的SATA硬盘都可以使用NCQ技术，除了硬盘本身要支持NCQ之外，也要求主板芯片组的SATA控制器支持NCQ。
SCSI
SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”(小型计算机系统接口)，是同IDE(ATA)完全不同的接口，IDE接口是普通PC的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点，但较高的价格使得它很难如IDE硬盘般普及，因此SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。
光纤通道
光纤通道的英文拼写是Fibre Channel，和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。 光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计，能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。
SAS接口
SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性。
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