硬盘的接口

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1、现在的硬盘接口:,IDE、ATA. Ultra ATA/33 Ultra ATA/66 Ultra ATA/100 Serial ATA SCSI、SCSI II、Wide SCSI II、Ultra SCSI II、Ultra Wide SCSI II、Ultra2 SCSI、Ultra160 SCSI、 Ultra320 SCSI、Fibre Channel、IEEE 1394、FireWire、iLink、USB当今硬盘接口综合起来说可以分成如下几种:IDE(即ATA) SCSI、Fibre Channel (光 纤)、IEEE1394(即火线)与USB,IDE是最常采见的也是我们普通用

2、户所使用的,因为它价 格相对比较便宜,而且性能也不差,所以在PC中得到了非常广泛的应用;对于SCSI,在 服务器上最常看到它的踪迹,因为它具有很好的并行处理能力,同时也具有相对比较高的磁 盘性能,因此非常适合服务器的需要,当然它的价格也不菲;光纤我想大家都知道它的特点, 宽带宽,但价格也极其昂贵;至于 IEEE1394 与 USB 相对而言是新一点的接口类型,不过 正因为是比较新的接口技术,所以在某些方面做得比IDE与SCSI好,例如同时挂接设备的 数量等。下面我们来具体看看各种接口的特性:1、IDE/ATA IDE即Integrated Drive Electronics,它的本意是指把控制

3、器与盘体集成在一 起的硬盘驱动器,我们常说的IDE接口,也叫ATA(Advanced Technology Attachment)接 口,现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的,只需用一根电缆将它们与主板或接口卡 连起来就可以了。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。发展到今,细 分可以分成 ATA-1(IDE)、 ATA-2(EIDE Enhanced IDE/Fast ATA)、 ATA-3(FastATA-2

4、)、 Ultra ATA Ultra ATA/33、Ultra ATA/66 Ultra ATA/100 及 Serial ATASATA是Serial ATA的缩写,即串行ATA。这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得名。SATA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。2、SCSI就是指Small Computer System Interface(小型计算机系统接口),它最

5、早研制于 1979 年,原是为小型机的研制出的一种接口技术,但随着电脑技术的发展,现在它被完全 移植到了普通微机上。SCSI广泛应用于如:硬盘、光驱、ZIP、MO、扫描仪、磁带机、打 印机、光盘刻录机等设备上,由于较其他标准接口的传输速率来得快,所以在较好的高端电 脑、工作站、服务器上常用来作为硬盘及其他储存装置的接口。 SCSI 接口是向前兼容的, 也就是说新的SCSI接口可以兼容老接口,而且如果一个SCSI系统中的两种SCSI设备不是 位于同一规格,那么 SCSI 系统将取较低级规格作为工作标准。例如你有的 SCSI 控制卡是 Ultra160 SCSI (160MB/s)卡,而硬盘只支持

6、 Wide Ultra2 SCSI (80MB/s),那么你的 SCSI 系统将工作于Wide Ultra2 SCSI。同样如果你的控制卡是Wide Ultra2 SCSI卡,而硬盘却支 持Ultra160 SCSI,那么SCSI系统也只能工作于Wide Ultra2 SCSI。所以在选购SCSI系统时 应该注意这个问题,SCSI控制卡和SCSI硬盘要选择支持相同规格标准得。目前SCSI有以 下几种延伸规格:SCSI-1、SCSI-2、Fast SCSI、Wide SCSI、ULTRA SCSI、Ultra Wide SCSI、 ULTRA 2 SCSI、 WIDE ULTRA 2 SCSI、

7、 Ultra 160/m SCSI、 Ultra320 SCSI。3、Fibre Channel (光纤通道)光纤通道是一种跟SCSI或IDE有很大不同的接口,它很 像以太网的转换开头。以前它是专为网络设计得,后来随着存储器对高带宽的需求,慢慢移 植到现在的存储系统上来了。光纤通道通常用于连接一个SCSI RAID (或其它一些比较常 用的 RAID 类型),以满足高端工作或服务器对高数据传输率的要求。光纤现在能提供 100MBps的实际带宽,而它的理论极限值为1.06GBps。不过现在有一些公司开始推出 2.12Gbps的产品,它支持下一代的光纤通道(即Fibre Channel II)。不

8、过为了能得到更高的 数据传输率,市面的光纤产品有时是使用多光纤通道来达到更高的带宽。不像SCSI,光纤 通道的配线非常柔韧。如果带有光纤光学电缆(Fiber Optic Cabling),它支持最长的长度超过 了 10公里,所以可以说SCSI在接口电缆长度的限制上跟光纤是没法比得,因为SCSI最长 接口电缆不得超过12米。4、IEEE 1394 (Firewire、iLink、Lynx)IEEE1394 的前身 FireWire 在 1986 年由 Michael Teener (Apple公司的一名工程师)所草拟。FireWire是Apple电脑的商标,Apple公司称为火 线(FireWi

9、re),而Sony公司则称为i.Link, Texas Instruments公司称为Lynx。实际上所有的 商标名称都是指同一种技术-IEEE-1394。Firewire于1987年完成,IEEE在1995年认可其 为IEEE1394-1995规范,因为在IEEE1394-1995中存在一些模糊的定义,所以采用IEEE 1394 接口的设备在前几年并不普遍。后来又有一份补充文件(1394a草案)来澄清疑点,更正错误 及添加了一些功能。这就是为什么1995年就已完成的IEEE1394规范,一直到1998年才有 相关的PC产品问市的原因。目前人们愈来愈认识到数字影像的品质比模拟影像更好后,配 有

10、 1394 接口的数字摄像机已慢慢变成一种趋势(这一点许多拥有数字摄像机朋友都该清楚 机器上有这种接口)。不少PC制造商也将IEEE1394加到其产品中,最近可以看到许多中高档 主板都配有1394接口。 IEEE 1394 是为了增强外部多媒体设备与电脑连接性能而设计的高 速串行总线,传输速率可以达到400 Mbps,利用IEE1394技术我们可以轻易地把电脑和如 摄像机,高速硬盘,音响设备等多种多媒体设备连接。这个技术有很多大的厂商共同联合发 展,既有电脑界的也有家电业的,包括Apple,Sony,德州仪器和VIA。在一个400Mbps 的火线通道上支持多于 63 个设备。它已经不仅仅是一种

11、局限于某些特殊应用的一种技术, 而是一种将来有可能取代PCI总线的全新总线标准。5、USB,全称为Universal Serial Bus(通用串行总线)是在1994年年底由Compaq、IBM、 Microsoft等多家公司联合提出的。不过直到近期,它才得到广泛的普及应用。ATX主板的 Back Panel设计成了二层,使USB接口终于在主板上有了安身立足之处,无须再通过外接 USB转接卡来实现了。一个USB接口理论上可以连接127个USB设备,其连接的方式也 十分灵活,既可以使用串行连接,也可以使用Hub,把多个设备连接在一起,再同PC的 USB 口相接。而此前传统的串口或并口只能连接一个

12、设备,这是SCSI等其它接口望尘莫及 的。另外, USB 不需要单独的供电系统,而且还支持热插拔,不再需要麻烦地开、关机, 设备的人工切换因此变得省时省力。软件方面,针对USB设计的驱动程序和应用软件支持 自启动,无需用户做更多的设置。同时,USB设备也不会涉及原先那令人心烦的IRQ冲突 问题。USB接口有自己的保留中断,不会争夺其它周边的有限资源。速度方面,现在USB 接口的最高传输率可达每秒12Mb,是串口的100多倍,而已经正式发布的USB 2.0标准将 USB带宽拓宽到了 480Mbps,这使得USB 2.0在外置设备的连接中具有很强的竞争性。最近硬盘技术方面没有什么太大的突破,容量的

13、增加和性能的增强更多的来源于工 艺水平的提高和设计能力的加强。不过SATA接口已经顺利的全面取代了 PATA接口,而 10000转桌面硬盘和SATA2接口也开始崭露头角。而更多的新技术则有待今后逐步投入使 用,继续提高硬盘的容量和速度。一、新技术突破硬盘容量极限毫无疑问,硬盘最重要的技术指标是存储容量,大多数硬盘被淘汰,不是因为损坏或速 度不够快,而是容量不足。硬盘容量发展主线是记录密度的提高,记录密度的提高不仅让硬 盘容量继续提升成为可能,而且还可在不提高转速的情况下提高性能,同时也让小型、微型 硬盘的应用更加普及。尽管通过改进现有技术可以在一定幅度内继续提高,但已经接近理论 极限,因此必需

14、有新技术来支撑记录密度的继续提升。今后将从新型磁头技术、新型记录媒 体技术、垂直记录技术以及HAMR热磁技术等方面进行发展和应用,下面就给大家谈谈 这些新技术的具体情况。单牒容量188GB的酷鱼7200.10 750GB硬盘目前硬盘广泛使用GMR (巨磁阻)磁头,利用了把盘片上的磁信息识别为电阻的MR (磁阻)效应,单牒容量可以做到100GB以上,但很快将达到极限。目前新型磁头技术主 要有TMR磁头和CPP磁头等。提高硬盘记录密度不仅要求提高读取磁头的性能,另一方面, 记录位缩小后更容易受到噪音的影响。为解决这种 磁转变噪音,可以通过缩小粒子粒径 减少交错区域来解决。另外盘片的改进也在不断进行

15、,比如通过减小记录层的膜厚度降低粒 子高度,从而不会轻易受到相邻记录位的影响。今后硬盘容量的提高将会越来越缓慢。因为已经使用了目前磁场强度最高的磁体,通过 改进磁头和盘片结构提高记录密度正在逐渐接近水平记录方式磁体本身的极限。要突破这一 极限,可以采用垂直磁记录方式,通过使磁场方向垂直于盘面,不仅能够进一步缩小磁体粒 径,同时还能够确保一定的体积。这种方式的另一个效果是利用相邻记录位的磁场就能使记 录位磁场保持稳定。垂直磁记录方式作为未来的高密度技术已开始被业界寄予厚望。与水平 记录方式不同,采用这种方式不必把膜设计得非常薄,还可以确保粒子的大小,避免受热搅 动的影响。几年前提出的“湿盘” (

16、wetdisk)技术,也在继续都到关注。当我们要把磁盘密度进 一步增大,目前以金属薄膜盘片以及玻璃基片的温盘技术便无能为力了。我们知道,当磁 盘密度达到一定程度时,信号便会变得更加微弱,并且相邻信号之间的干扰也更为严重。要 解决只能把磁头进一步贴近盘片,但目前的磁头飞高已不到0.08 微米,要进一步令磁头靠 近盘片非常困难,因为这要克服磁头抖动及盘片细微凹凸等引起问题。为此,有人提出干脆 把磁头紧贴磁盘(Contactrecording),于是一种全新的盘片技术“湿盘”(wetdisk)被提上 的研发日程,“湿盘”可以最大限度地减少磁头与盘片的磨擦,但其中还有不少技术上与工 艺上的问题有待解决。我们期待着这种新型磁盘材料的早日问世。希捷公司则在今年发布了一种可在一平方英寸介质上存储50TB数据的技术,通过这一 技术,超大容量的硬盘可能在不久的将来面世。这就是Heat Assisted Magnetic Recording (热 辅助磁记录HAMR)的技术。这种技术使用激光热辅助手段,通过磁记录

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