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今日談隨着技術的成熟，越來越多的主板和硬盤都開始支持sata（串行ata），sata接口逐漸有取代傳統的pata（並行ata）的趨勢。
那麽sata和pata在傳輸模式上有何區別，sata相對pata又有何優勢呢?這就正是本文需要討論的話題。
何謂並行ata
ata其實是ide設備的接口標準，大部分硬盤、光驅、軟驅等等都使用的是ata接口。譬如現在絶大部分的朋友用的都是並行ata接口的硬盤，應該對它80針排綫的接口是再熟悉不過了吧?平常我們說到硬盤接口，就不得不提到什麽ultra-ata/100、ultra-ata/133，這表示什麽呢?這告訴我們該硬盤接口的最大傳輸速率為100mb/s和133mb/s，且硬盤是以並行的方式進行數據傳輸，所以我們也把這類硬盤稱為並行ata。
何謂串行ata
串行ata全稱是serial ata，它是一種新的接口標準。與並行ata的主要不同就在於它的傳輸方式。它和並行傳輸不同，它衹有兩對數據綫，采用點對點傳輸，以比並行傳輸更高的速度將數據分組傳輸。現在的串行ata接口傳輸速率為150mb/s，而且這個值將會迅速增長。
串行ata和並行ata傳輸的區別
舉個比較誇張的例子，a、b兩支隊伍在比賽搬運包裹，a代表並行ata，b代表串行ata。
比賽開始，a派出了40個人用人力搬運包裹，而b衹派出去了一輛貨車來搬運。在一個來回裏他們搬運的包裹數量都相同，大傢可以很清楚最後的結果，當然是用貨車搬運的b隊先把包裹運完，因為貨車的速度比人步行的速度快得多多了。同樣，串行傳輸比並行傳輸的速率高就類似這個道理。
回到現實中來，現在的並行ata接口使用的是16位的雙嚮總綫，在1個數據傳輸周期內可以傳輸4個字節的數據；而串行ata使用的8位總綫，每個時鐘周期能傳送1個字節。
這兩種傳輸方式除了在每個時鐘周期內傳輸速度不一樣之外，在傳輸的模式上也有根本的區別，串行ata數據是一個接着一個數據包進行傳輸，而並行ata則是一次同時傳送數個數據包，雖然表面上一個周期內並行ata傳送的數據更多，但是我們不要忘了，串行ata的時鐘頻率要比並行的時鐘頻率高很多，也就是說，單位時間內，進行數據傳輸的周期數目更多，所以串行ata的傳輸率高於並行ata的傳輸率，並且未來還有更大的提升空間。
為什麽我們要采用串行ata接口?
這個回答很簡單，當然是為了獲得更高的數據傳輸率。隨着當前設備需求的數據傳輸率越來越高，接口的工作頻率也越來越高，並行ata接口逐漸暴露出一些設計上的“硬傷”，其中最致命的就是並行綫路的信號幹擾。由於傳統並行ata采用並行的總綫傳輸數據，必須要求各個綫路上數據同步，如果數據不能同步，就會出現反復讀取數據，導致性能的下降，甚至導致讀取數據不穩定。
而采用排綫設計的數據綫，正是數據讀取無法更快的“罪魁禍首”。由於並排的高速信號在傳輸時，會在每條電纜的周圍産生微弱的電磁場，進而影響到其它數據綫中的數據傳遞，還會因為綫纜的長度和電壓的變化而不斷變化，隨着總綫頻率的提升，磁場的強度也越來越大，信號幹擾的影響也越來越明顯。
從理論上說串行傳輸的工作頻率可以無限提高，串行ata就是通過提高工作頻率來提升接口傳輸速率的。因此串行ata可以實現更高的傳輸速率，而並行ata在沒有有效地解决信號串擾問題之前，則很難達到這樣高的傳輸速率。
並行ata接口在總綫頻率方面受到其設計的製約，並不能一味地提升，而隨着對數據傳輸率的要求越來越高，目前最快的並行ata接口ata133的頻率為33mhz，這個幾乎已經達到了並行接口的極限，再繼續改造綫路已不太現實。所以推出新的接口勢在必行。
除了傳輸率較高之外，sata還有哪些優點呢?
1.數據更可靠
在校驗方面，並行ata總綫衹是簡單的crc校驗，一旦接收方發現數據傳輸出現問題，就會自行將這些數據丟棄、然後要求重發，如果數據信號相互幹擾過大，就會嚴重影響硬盤的性能。
而串行ata既對命令進行crc校驗，也對數據分組進行crc校驗，以此提高總綫的可靠性。
2.連綫更簡單
在數據綫方面，並行ata采用80針的排綫，串行ata由於采用點對點方式傳輸數據，所以衹需要4條綫路即可完成發送和接收功能，加上另外的三條地綫，一共衹需要7條的物理連綫就可滿足數據傳輸的需要。由於傳輸數據綫較少，使得sata在物理綫路的電氣性能方面的幹擾大大減小，這也保證了未來磁盤傳輸率進一步的提升。
和並行ata相比，串行ata的數據綫更細小，這也使得機箱內部的連綫比較容易整理，有助於機箱內部空氣的流通，使得機箱內部的散熱更好。同樣，串行ata還有采用非排針腳設計的接口和支持熱插拔功能等優點。
串行ata推出之後，並行ata還會存在嗎?
總的說來，串行ata的優勢是很明顯的。當然，目前還有一些相對比較低速的設備在使用並行ata，如光驅、刻錄機等設備，並行ata的傳輸率已經可以滿足的需要，所以，並行和串行會在很長一段時間內並存。當然，串行ata支持所有的ata設備，也可支持光驅等設備，但是串行ata目前會先運用在硬盤上，未來將會支持更多的存儲設備。 |
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從整體的角度上，硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI和光纖通道四種，IDE接口硬盤多用於傢用産品中，也部分應用於服務器，SCSI接口的硬盤則主要應用於服務器市場，而光纖通道衹在高端服務器上，價格昂貴。SATA是種新生的硬盤接口類型，還正處於市場普及階段，在傢用市場中有着廣泛的前景。在IDE和SCSI的大類別下，又可以分出多種具體的接口類型，又各自擁有不同的技術規範，具備不同的傳輸速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一種具體的硬盤接口，各自的速度差異也較大。
IDE
IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”，即“電子集成驅動器”，它的本意是指把“硬盤控製器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅動器。把盤體與控製器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬盤製造起來變得更容易，因為硬盤生産廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生産的控製器兼容。對用戶而言，硬盤安裝起來也更為方便。IDE這一接口技術從誕生至今就一直在不斷發展，性能也不斷的提高，其擁有的價格低廉、兼容性強的特點，為其造就了其它類型硬盤無法替代的地位。
IDE代表着硬盤的一種類型，但在實際的應用中，人們也習慣用IDE來稱呼最早出現IDE類型硬盤ATA-1，這種類型的接口隨着接口技術的發展已經被淘汰了，而其後發展分支出更多類型的硬盤接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬於IDE硬盤。
SCSI
SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”（小型計算機係統接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的標準接口，而SCSI並不是專門為硬盤設計的接口，是一種廣泛應用於小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具有應用範圍廣、多任務、帶寬大、CPU占用率低，以及熱插拔等優點，但較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及，因此SCSI硬盤主要應用於中、高端服務器和高檔工作站中。
光纖通道
光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel，和SCIS接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設計開發的接口技術，是專門為網絡係統設計的，但隨着存儲係統對速度的需求，纔逐漸應用到硬盤係統中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲係統的速度和靈活性纔開發的，它的出現大大提高了多硬盤係統的通信速度。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。
光纖通道是為在像服務器這樣的多硬盤係統環境而設計，能滿足高端工作站、服務器、海量存儲子網絡、外設間通過集綫器、交換機和點對點連接進行雙嚮、串行數據通訊等係統對高數據傳輸率的要求。
SATA
SATA硬盤接口使用SATA（Serial ATA）口的硬盤又叫串口硬盤，是未來PC機硬盤的趨勢。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規範，2002年，雖然串行ATA的相關設備還未正式上市，但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規範。Serial ATA采用串行連接方式，串行ATA總綫使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令（不僅僅是數據）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。
串口硬盤是一種完全不同於並行ATA的新型硬盤接口類型，由於采用串行方式傳輸數據而知名。相對於並行ATA來說，就具有非常多的優勢。首先，Serial ATA以連續串行的方式傳送數據，一次衹會傳送1位數據。這樣能減少SATA接口的針腳數目，使連接電纜數目變少，效率也會更高。實際上，Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用於連接電纜、連接地綫、發送數據和接收數據，同時這樣的架構還能降低係統能耗和減小係統復雜性。其次，Serial ATA的起點更高、發展潛力更大，Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s，這比目前最新的並行ATA（即ATA/133）所能達到133MB/s的最高數據傳輸率還高，而在Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/s，最終SATA將實現600MB/s的最高數據傳輸率。
SATAII接口
SATA II是在SATA的基礎上發展起來的，其主要特徵是外部傳輸率從SATA的1.5Gbps(150MB/sec)進一步提高到了3Gbps(300MB/sec)，此外還包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令隊列)、端口多路器(Port Multiplier)、交錯啓動(Staggered Spin-up)等一係列的技術特徵。單純的外部傳輸率達到3Gbps並不是真正的SATA II。
SATA II的關鍵技術就是3Gbps的外部傳輸率和NCQ技術。NCQ技術可以對硬盤的指令執行順序進行優化，避免像傳統硬盤那樣機械地按照接收指令的先後順序移動磁頭讀寫硬盤的不同位置，與此相反，它會在接收命令後對其進行排序，排序後的磁頭將以高效率的順序進行尋址，從而避免磁頭反復移動帶來的損耗，延長硬盤壽命。另外並非所有的SATA硬盤都可以使用NCQ技術，除了硬盤本身要支持 NCQ之外，也要求主板芯片組的SATA控製器支持NCQ。此外，NCQ技術不支持FAT文件係統，衹支持NTFS文件係統。
由於SATA設備市場比較混亂，不少SATA設備提供商在市場宣傳中濫用“SATA II”的現象愈演愈烈，例如某些號稱“SATA II”的硬盤卻僅支持3Gbps而不支持NCQ，而某些衹具有1.5Gbps的硬盤卻又支持NCQ，所以，由希捷(Seagate)所主導的SATA-IO(Serial ATA International Organization，SATA國際組織，原SATA工作組)又宣佈了SATA 2.5規範，收錄了原先SATA II所具有的大部分功能——從3Gbps和NCQ到交錯啓動(Staggered Spin-up)、熱插拔(Hot Plug)、端口多路器(Port Multiplier)以及比較新的eSATA(External SATA，外置式SATA接口)等等。
值得註意的是，部分采用較早的僅支持1.5Gbps的南橋芯片(例如VIA VT8237和NVIDIA nForce2 MCP-R/MCP-Gb)的主板在使用SATA II硬盤時，可能會出現找不到硬盤或藍屏的情況。不過大部分硬盤廠商都在硬盤上設置了一個速度選擇跳綫，以便強製選擇1.5Gbps或3Gbps的工作模式(少數硬盤廠商則是通過相應的工具軟件來設置)，衹要把硬盤強製設置為1.5Gbps，SATA II硬盤照樣可以在老主板上正常使用。
SATA硬盤在設置RAID模式時，一般都需要安裝主板芯片組廠商所提供的驅動，但也有少數較老的SATA RAID控製器在打了最新補丁的某些版本的Windows XP係統裏不需要加載驅動就可以組建RAID。 |
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硬盤接口是硬盤與主機係統間的連接部件，作用是在硬盤緩存和主機內存之間傳輸數據。不同的硬盤接口决定着硬盤與計算機之間的連接速度，在整個係統中，硬盤接口的優劣直接影響着程序運行快慢和係統性能好壞。從傢用用戶的角度出發，硬盤接口分為IDE、SATA兩種規格，不過他們各自具有自身的優勢和特點，用戶需要根據自身的情況來加以選擇。
IDE接口硬盤一般就是我們俗稱的並行規格的PATA硬盤，目前大多數臺式存儲係統采用的都是稱為Ultra-ATA的並行總綫接口硬盤産品，這樣的規格技術是自80年代以來一直被應用在桌上型係統作為主流的內部儲存互連技術，由於運用領域十分廣泛時間又較長，所以成熟的技術帶來的是大規模集成製造的低成本和飛速發展的大容量。
由於長時間的沒有改變，在數據的傳輸上來看，這種IDE接口硬盤顯得有一些滯後，因為目前主流的PATA硬盤僅能支持ATA/100和ATA/133兩種數據傳輸規範，傳輸速率最高衹能達到 每秒100或133MB，這僅可以滿足目前一般情況下的大容量硬盤數據傳輸。另外，這類硬盤所使用的80-pin數據綫在機箱內部雜而亂，它會阻礙空氣在機箱裏的流動，從而影響到係統的散熱。雖然劣勢明顯，不過對於一些原來老用戶來說，由於原有的主板平臺並不支持SATA接口，這種IDE接口的PATA大容量硬盤還是首選，還有一些用戶認為這類型的硬盤在技術上成熟、穩定，所以也選擇這類型的PATA硬盤。
由英特爾、戴爾、希捷、Maxtor以及APT等廠商所組成serialata.org，推出了就硬盤而言的新技術規格，Serial ATA，它為串行接口，在IDF Fall 2001大會上，希捷宣佈了Serial ATA 1.0標準，正式宣告了SATA規範的確立這也是硬件新近頒布的一種的標準。
在技術特點來看，不得不承認PATA硬盤在安裝、傳輸速率及功耗、抗震、噪聲等多方面都要遜於SATA硬盤。因為SATA硬盤它具有更快的外部接口傳輸速度，數據校驗措施更為完善，SATA 1.0規範規定的標準傳輸率可以達到150MB/S，這樣可以充分發揮Serial ATA接口的性能優勢，因為ATA100的理論數值是100MB/s，即便是ATA133也最高為133MB/s。另外在安裝上首先SATA的連接綫非常方便，而且SATA最重要的特性就是支持熱插拔。串行SATA方式通過更好的數據校驗方式，信號電壓低可以有效的減小各種幹擾，從而大大提高數據傳輸的效率，而且新式的SATA硬盤連接綫也更加有利機箱內部的散熱。
SATA並非衹有優點，在缺點上也是顯而易見，由於SATA規格還不十分成熟，這種類型的硬盤對外頻要求要比並行規格硬盤高，如果用戶有超頻的情況這時一定要註意，因為它就會常常出現找不到硬盤或數據損壞的情況。目前支持SATA 2.0的硬盤也已經推出，相信不久SATA 3.0也會出現在市場中，但並非標準越高就越好，就目前而言這種SATA2.0規範的硬盤主要還是針對服務器和網絡存儲應用，如普通消費者選擇SATA 1.0規範的硬盤産品足以。
SATA比PATA抗幹擾能力更強。
並行ATA在數據傳輸時，信號容易産生反射，偏移，而且信號之間還存在着幹擾。
SATA采用一種叫差分信號傳輸，打個比方，把數字5傳輸到另一個設備，可能中途遇到幹擾，5變成了6；如果把5分成兩條綫路，一條是8，一條是3，讓兩者之間的差來代表5，中途受到幹擾，分別變成9跟4，但差值還是5，所以具有較強的抗幹擾能力。因而傳輸率可以達到很高，所以寬帶也就增強了。
一般PATA的硬盤傳輸速度有：
Ultra-ATA33
Ultra-ATA66
Ultra-ATA100
Ultra-ATA133
SATA硬盤傳輸速度有：
Ultra-ATA150 |
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SAS(Serial Attached SCSI)即串行連接SCSI，是新一代的SCSI技術，和現在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同，都是采用串行技術以獲得更高的傳輸速度，並通過縮短連結綫改善內部空間等。SAS是並行SCSI接口之後開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲係統的效能、可用性和擴充性，並且提供與SATA硬盤的兼容性。
SAS的接口技術可以嚮下兼容SATA。具體來說，二者的兼容性主要體現在物理層和協議層的兼容。在物理層，SAS接口和SATA接口完全兼容，SATA硬盤可以直接使用在SAS的環境中，從接口標準上而言，SATA是SAS的一個子標準，因此SAS控製器可以直接操控SATA硬盤，但是SAS卻不能直接使用在SATA的環境中，因為SATA控製器並不能對SAS硬盤進行控製；在協議層，SAS由3種類型協議組成，根據連接的不同設備使用相應的協議進行數據傳輸。其中串行SCSI協議(SSP)用於傳輸SCSI命令；SCSI管理協議(SMP)用於對連接設備的維護和管理；SATA通道協議(STP)用於SAS和SATA之間數據的傳輸。因此在這3種協議的配合下，SAS可以和SATA以及部分SCSI設備無縫結合。
SAS係統的背板(Backplane)既可以連接具有雙端口、高性能的SAS驅動器，也可以連接高容量、低成本的SATA驅動器。所以SAS驅動器和SATA驅動器可以同時存在於一個存儲係統之中。但需要註意的是，SATA係統並不兼容SAS，所以SAS驅動器不能連接到SATA背板上。由於SAS係統的兼容性，使用戶能夠運用不同接口的硬盤來滿足各類應用在容量上或效能上的需求，因此在擴充存儲係統時擁有更多的彈性，讓存儲設備發揮最大的投資效益。
在係統中，每一個SAS端口可以最多可以連接16256個外部設備，並且SAS采取直接的點到點的串行傳輸方式，傳輸的速率高達3Gbps，估計以後會有6Gbps乃至12Gbps的高速接口出現。SAS的接口也做了較大的改進，它同時提供了3.5英寸和2.5英寸的接口，因此能夠適合不同服務器環境的需求。SAS依靠SAS擴展器來連接更多的設備，目前的擴展器以12端口居多，不過根據板卡廠商産品研發計劃顯示，未來會有28、36端口的擴展器引入，來連接SAS設備、主機設備或者其他的SAS擴展器。
和傳統並行SCSI接口比較起來，SAS不僅在接口速度上得到顯著提升(現在主流Ultra 320 SCSI速度為320MB/sec，而SAS
剛起步速度就達到300MB/sec，未來會達到600MB/sec甚至更多)，而且由於采用了串行綫纜，不僅可以實現更長的連接距離，還能夠提高抗幹擾能力，並且這種細細的綫纜還可以顯著改善機箱內部的散熱情況。
SAS目前的不足主要有以下方面：
1)硬盤、控製芯片種類少：衹有希捷、邁拓以及富士通等為數不多的硬盤廠商推出了SAS接口硬盤，品種太少，其他廠商的SAS硬盤多數處在産品內部測試階段。此外周邊的SAS控製器芯片或者一些SAS轉接卡的種類更是不多，多數集中在LSI以及Adaptec公司手中。
2)硬盤價格太貴：比起同容量的Ultra 320 SCSI硬盤，SAS硬盤要貴了一倍還多。一直居高不下的價格直接影響了用戶的採購數量和渠道的消化數量，而無法形成大批量生産的SAS 硬盤，其成本的壓力又會反過來促使價格無法下降。如果用戶想要做個簡單的RAID級別，那麽不僅需要購買多塊SAS硬盤，還要購買昂貴的RAID卡，價格基本上和硬盤相當。
3)實際傳輸速度變化不大：SAS硬盤的接口速度並不代表數據傳輸速度，受到硬盤機械結構限製，現在SAS硬盤的機械結構和SCSI硬盤幾乎一樣。目前數據傳輸的瓶頸集中在由硬盤內部機械機構和硬盤存儲技術、磁盤轉速所决定的硬盤內部數據傳輸速度，也就是80MBsec左右，SAS硬盤的性能提升不明顯。
4)用戶追求成熟、穩定的産品：從現在已經推出的産品來看，SAS硬盤更多的被應用在高端4路服務器上，而4路以上服務器用戶並非一味追求高速度的硬盤接口技術，最吸引他們的應該是成熟、穩定的硬件産品，雖然SAS接口服務器和SCSI接口産品在速度、穩定性上差不多，但目前的技術和産品都還不夠成熟。
不過隨着英特爾等主板芯片組製造商、希捷等硬盤製造商以及衆多的服務器製造商的大力推動，SAS的相關産品技術會逐步成熟，價格也會逐步滑落，早晚都會成為服務器硬盤的主流接口。 |
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