ATA硬盘接口技术
ATA硬盘技术
编者按：随着电脑配件日新月异地发展，硬盘除了容量增大以外，采用的新技术也越来越多。总的来看，硬盘使用的技术包括降噪技术、硬盘磁头技术、盘片技术、接口技术、数据保护技术、震动保护系统和各类检测技术等等。在这些技术中，一些技术是在原有技术的基础上优化更新推出的，也有一些新技术是完全新创的。下面我们先来看看IDE硬盘的降噪技术。
主流IDE硬盘降噪技术
硬盘的噪音也许在夜深人静时最明显，对家人的影响也是很大的。虽然噪音的大小并不是直接衡量硬盘性能优劣的标准，但纵观硬盘的发展历史，可以发现硬盘的噪音实际上是和硬盘的转速成正比的：转速每提高一个档次，噪音等级就会相应提高。在5400rpm硬盘“横行”的时候，噪音问题还不那么突出，随着7200rpm硬盘成为主流，噪音问题的解决迫在眉睫。
我们还是先来了解一下硬盘噪音是怎么产生的。通常硬盘内部有两个马达，一个是驱动硬盘旋转的主轴马达。早期的主轴马达采用的是滚珠轴承，随着硬盘转速的不断提高，带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列问题，主轴马达的噪音曾是硬盘噪音的主要来源。但目前很多厂家开始使用液态轴承马达，它使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠，这样做可以避免金属之间的直接摩擦，使噪声及发热量大大降低，同时油膜也可有效吸收震动，使硬盘的抗震能力得到提高，此外还能减少磨损，提高硬盘的寿命。另外一个是寻道马达。寻道马达采用的是步进电机，其工作噪音的波形接近方波，因此声音听起来节奏分明，穿透力也强过主轴马达。我们平时听到硬盘发出的“哒，哒”声，就是由它发出的。由于技术和成本上的原因，该马达还没有采用液态轴承，因此目前来看，寻道马达所发出的噪音是硬盘噪音的主要来源。面对硬盘噪音，
各个硬盘厂商都使出了浑身解数，有的从采用新型硬盘主轴马达入手，有的则以改进硬盘的封装结构为切入点，有的则利用软件调节硬盘的寻道速度，从而达到降低噪音的目的。
1.希捷(Seagate)
曾几何时，希捷公司的IDE硬盘几乎成了大噪音硬盘的代名词，不过这一切都随着酷鱼四代硬盘的推出而烟消云散，声音屏蔽技术(SBT)的应用使希捷硬盘摇身一变成为了目前最为“安静”的IDE硬盘，声音屏蔽技术包括如下几项：(图)
SoftSonic液态轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术：SoftSonic电机是希捷硬盘的声音屏蔽技术(SBT)的核心，也是一项获得各类电脑用户赏识的技术突破。在采用业内标准进行测试时，酷鱼四代单盘模型在旋转时所发出的噪声仅为20分贝，寻道时的噪声仅为24分贝。事实上，1996年希捷生产了世界上第一台FDB电机，而目前FDB电机已经发展到了第四代产品，可见如今FDB 电机的技术相当成熟。
SeaShield盖板及隔音泡沫：SeaShield盖板即硬盘电路一面的金属挡板，该挡板与隔音泡沫都起到了进一步减少噪音外泄的可能性。
转动整流技术：通过控制主轴电机的工作电流波形，使电机的启停更平滑流畅。
安静寻道(SilentSeek)技术：主要有速度限制、加速度限制和及时寻道方式，由于这些技术比较复杂，在这里就不做详细介绍了。
2. 迈拓(Maxtor)
迈拓除了应用自己的降噪技术以外，还沿用了昆腾公司的包括QDT静音技术在内的多项技术，强大技术的融合使迈拓的硬盘具有了更高的技术含量和竞争力。(图)
Maxtor Silent Store技术：其实这并不是一项新技术，迈拓很早以前就提出了这个降噪方案，当时称为“Acoustic Management”。该技术的原理就是在硬盘的BIOS芯片内加入控制程序，人为降低磁头动力臂的反应速度，即降低寻道速度，从而降低噪音。由于这项技术会使硬盘的性能稍有降低，加上几年前还是5400rpm硬盘占主流的时代，噪音问题并不十分突出，因此直到现在7200rpm硬盘成为主流时才得到应用。对于应用了Silent Store技术的迈拓硬盘，用户可以到迈拓的官方网站上下载最新的控制程序──Maxtor’s AMSET utility。将下载的程序解压到软盘上，再用该软盘启动电脑，运行Amset 程序。Amset.exe有四个参数，分别是/quiet、/fast、/check和/off，/quiet模式允许以性能的降低为代价使硬盘噪音下降；/fast模式则允许以性能的稍许降低换取噪音的下降，当然降噪效果不如/quiet模式；/check则是可以检查硬盘当前的静音模式，/off
即把降噪功能选项完全关闭，硬盘以最佳性能运行。
安静驱动器技术(QuietDriveTechnology)：该项技术曾是昆腾公司引以为豪的硬盘静音技术，不过随着昆腾公司被迈拓并购，这项优秀的技术自然也被迈拓所拥有，该项技术可将硬盘的噪音控制在30分贝以下。
3.IBM
作为目前所有台式硬盘遵循的温彻斯特盘结构的提出者，IBM公司在硬盘领域中一直处于一个很重要的地位，不过自从腾龙二代开始，硬盘返修率较高的问题就给IBM蒙上了一层阴影，如今IBM又将硬盘事业部出售给了日立公司，但无论如何，IBM硬盘的技术含量还是不容置疑的。
IBM Drive Noise Suppres sion System降噪技术：该技术应用于IBM的台式机硬盘时主要体现在三种部件上：可在一定程度上降低运行噪音的陶瓷轴承马达(Ceramic spindle Motor)、改良的音圈马达(Voice Coil Motor)，以及减少噪音向外传播的三层冲压式顶盖(Tri-laminate Top Cover)。这些先进技术的应用，使IBM腾龙四代硬盘的工作噪音只有31分贝(3碟片)到30分贝(2 碟片及以下)。
液体动力轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术：该项技术被应用在IBM于10月1日发布的Deskstar 180GXP系列硬盘上，与希捷公司的SoftSonic液态轴承技术相同，可以大幅度降低硬盘噪音。
自动声音管理(Automatic Acoustic Management)：这项技术则与迈拓公司的Silent Store技术大同小异，都是通过降低硬盘的寻道速度来降低噪音。不过与迈拓的声音管理工具相比，IBM 所提供的工具IBM Feature Tool不但界面华丽，而且功能强大。它是一个包括声音管理工具的工具包，利用其中的声音管理工具，可以让硬盘在两种工作模式下来回切换，一种是低噪音的安静模式(Quiet Seek Mode)，一种是高性能的正常模式(Normal Seek Mode)，通过硬盘性能的少许下降换来噪音的大幅度降低。
4.三星(Samsung)
三星公司大家应该比较熟悉，但对于三星硬盘，有的用户可能不是很清楚。到1999年底，三星硬盘生产能力就达到了每月120万个，不过那时主要是以OEM的形式供货给市场，所以在DIY市场上鲜有三星硬盘的产品出现。不过早在那时，三星硬盘就具备了高性能、低噪声、低工作温度的特点，在业界享有很好的口碑。目前三星公司的硬盘已经大举进入中国市场，主要分为
5400rpm的V系列及7200rpm的P系列，这两个系列的硬盘都采用了三星独有的硬盘降噪技术，静音效果相当显著。
噪音卫士(Noise Guard)：主要包括三个方面，首先是在顶盖上加装隔音片进一步阻止内部振动的噪音扩散，其次是改进顶盖设计与结构，降低主轴马达产生的噪音，最后是改进主轴马达设计，降低高速运转时产生的振动。
安静寻道(Silent Seek)：这种技术的原理是通过专用DSP(数字信号处理器)来优化修整音圈马达的驱动波形，平滑磁头臂寻道时的加速度，在降低音圈马达寻道时发出噪音的同时，尽量保证寻道速度不受影响。
通过以上两项技术的应用，三星硬盘的噪音已被控制在30分贝以内。
现在硬盘容量的递增速度似乎比用户需求的递增速度还快，看看现在动辄上百GB的硬盘就知道了。这些超大容量的硬盘与昔日只有几GB的硬盘相比，简直可以称得上是巨无霸，那么是什么促进了硬盘容量的剧增呢？总的来说，它跟硬盘磁头技术和盘片技术密不可分。
硬盘磁头技术
顾名思义，它是针对硬盘读写磁头方面的技术，好的磁头最明显的优点就是具有高的读写灵敏度，因此能大幅度提升硬盘的单碟容量，单碟容量上去了，硬盘的总容量自然会提高。目前市面上的硬盘几乎都在使用GMR磁头，而早些时候，硬盘磁头有薄膜感应(TFI)磁头、各向异性磁阻(AMR)磁头和MR磁阻磁头。硬盘数据读写磁头的结构如图3。
1.MR
MR(Magneto Resistive Head，磁阻式磁头)技术的原理是基于磁阻效应工作的，其核心是一小片金属材料，其电阻随磁场变化而变化。虽然其电阻变化率不足2%，但因为磁阻组件连着一个非常灵敏的放大器，所以可测出该电阻微小的变化。不过MR磁头已经慢慢被GMR磁头取代。
2.GMR
存储业界一直无休止地探索如何提高面密度和降低每兆字节的成本，得到的成果就是面密度每年提高50%左右。在这个过程中，巨磁阻(GMR)磁头起了重要作用。应用于较新IDE硬盘上的GMR磁头，能使磁盘面密度超过15GB/平方英寸，这是原来读/写磁头技术所能达到的面密度的3倍以上。面密度是每英寸磁道上的位数乘以每英寸的磁道数，为了提高面密度，在过去10年中，磁头技术经历了3个重要的发展阶段。它们是：
薄膜感应(TFI)磁头
各向异性磁阻(AMR)磁头
GMR磁头
在1990年至1995年间，硬盘大多采用TFI读/写技术。TFI磁头实际上是绕线的磁芯，磁盘在绕线的磁芯下通过时会在磁头上产生感应电压。TFI读磁头之所以会达到它的能力极限，是因为在提高磁头灵敏度的同时，它的写能力却减弱了。
上世纪90年代中期，希捷等公司推出了使用AMR磁头的硬盘。AMR磁头使用TFI技术来完成写操作，但用薄条的磁性材料来作为读元件。在有磁场存在的情况下，薄条材料的电阻会随磁场变化而变化，进而产生很强的信号。AMR磁头进一步提高了面密度，而且减少了元器件数量。由于AMR薄膜的电阻变化量有一定的限度，所以AMR磁头的灵敏度也存在极限。这导致了GMR
磁头的推出，而GMR磁头是IBM公司在MR磁头技术的基础上更新推出的。
GMR磁头继承了TFI磁头和AMR磁头中采用的读/写技术。但它的磁头对于磁盘上的磁性变化具有更高的灵敏度。GMR传感器的灵敏度比AMR磁头的大3倍，所以能够提高硬盘的面密度。GMR磁头的工作原理是依赖于自旋的电子散射。GMR读磁头薄膜结构为：
自由层：这是第一个磁层，它探测磁盘上的数据位产生的磁场，其磁化强度与磁盘的旋转无关。
夹层：这是第二个磁层，其磁化方向由第三层即反铁磁层固定。
反铁磁层：这是第三个磁层。它具有反铁磁性，用来固定第二层的磁化方向。这种结构使自由层的磁化角度(自旋)的变化转变成电阻值的变化和电压输出的变化，所以称之为自旋阀。为了可靠稳定地工作，这些1.5nm厚的薄层必须有很高的质量，只能有极少的物理与磁性缺陷，否则就难以承受严酷的硬盘工作温度条件。
3.CPP-GMR
CPP-GMR磁头，中文全称为垂直平面电流模式的大型抗磁化磁头，它是富士通公司开发出的一种新型读写磁头技术。使用这一技术的硬盘驱动器的记录密度可高达每平方英寸300GB。硬盘记录密度的增加将提高笔记本电脑硬盘和台式机硬盘的存储容量，而价格只是略有上升。
与现有的GMR磁头相比，这一新型磁头对信号更为敏感，而且读写数据的速度是现有GMR 磁头的3倍。富士通公司预计，在两年内可以商业化生产这种基于CPP-GMR磁头的硬盘驱动器，
不但可以用于PC和笔记本电脑中，还可以用于基于驱动器的消费电子产品中，如游戏控制台和个人视频录像机等。
4.OAW
OAW全称是Optically Assisted Winchester，即光学辅助温氏技术。该技术是希捷正在开发的一种新型磁头技术，它把传统的磁读写头和低强度激光束结合在一起，激光束通过光纤进入磁头，再通过一个微电机驱动的镜面反射到磁盘表面，从而实现磁头的精确定位。希捷公司认为OAW 技术能够在1英寸的范围内写入多达105000个磁道，硬盘单碟容量可达36GB以上，但该技术要进入实用阶段还需二三年的时间。不过，现在硬盘的单碟容量已经达到了80GB，因此OAW 这项技术的市场前景不容乐观。不过，由于OAW采用独特的数据读写方式，所以，有可能对传统硬盘的数据存储模式产生一定程度的影响。
硬盘盘片技术
硬盘盘片技术是与硬盘磁头技术相辅相成的，采用硬盘盘片技术的好处是硬盘的单碟容量可以做得更大。当然，如果没有足够灵敏的读写磁头，硬盘盘片的存储密度也不可能做得足够大。
在硬盘盘片技术中，业内人士一直担心随着磁盘存储密度的增加，如果没有新技术出现，数据存储的持久性将会变得很差，即所谓的超常磁性效应(SPE，Super Paramagnetic Effect)，该问题将导致现有盘片技术所能达到的最大数据存储密度只能为40GB。不过一年前IBM公司公布了AFC存储介质技术后，容量限制问题迎刃而解。
1.AFC存储介质技术
AFC即反铁磁性耦合介质技术，它是由IBM公司于2001年推出的。它的工作原理就是在磁层内增加一层由2～3个金属钌单元构成的超薄层Pixie Dust。Pixie Dust直译成中文名即为“精灵之尘”。图4是传统磁性介质技术，图5是AFC存储介质技术。
据IBM公司表示，使用AFC这一新技术后，到2003年硬盘的每平方英寸的数据存储量将高达100GB，这有助于实现硬盘向微型化和存储简单化方面发展，同时还能够减小硬盘的耗电量，提高存储器的磁盘性能。
2.盘片材料技术
一般而言，早期硬盘的盘片都是使用塑料材料作为盘片基质，然后再在塑料基质上涂上磁性材料，即可构成硬盘的盘片。但这种硬盘盘片存在诸多问题，由于这种盘片对发热量有严格的要求，而硬盘盘片在高速旋转时会产生大量的热量，这就使得早期的硬盘转速一般都较低，只有4200rpm左右。
由于铝既具有坚固性，同时又保留了塑料盘片基质的轻盈性，因此，在相当长的一段时间里，铝质盘片得到了广泛的应用，目前市场上的IDE硬盘大多仍使用铝硬盘盘片基质。采用玻璃材料作为盘片基质则是最新的硬盘盘片技术。玻璃材料能使硬盘具有平滑性及更高的坚固性，此外玻璃材料在硬盘高转速时具有更高的稳定性。IBM公司是采用玻璃材料作为硬盘盘片基质的先锋，富士通笔记本电脑硬盘也有相应的玻璃材料产品。现在已经有越来越多的硬盘产品开始采用玻璃材料作为盘片基质。
总之，硬盘容量与硬盘盘片技术及硬盘磁头技术息息相关，只有采用更先进的介质存储技术、磁头读写技术和盘片材料，才会实现单碟容量为100GB的目标。
BigDrive技术
自1980年开始，硬盘容量限制问题已成为PC业界内不争的事实。在过去15年间，存储业内发生过近10次的容量限制问题(如图6)，最为人们熟悉的可能就是528MB及8.4GB的硬盘容量限制问题。根据目前硬盘设计的机制及工作原理分析不难看出，下一个将出现的硬盘容量限制点是137GB。
最早被人们所熟知的是非常有名的“528MB容量限制”，它产生的原因是系统调用INT13时只取其中10位地址导致的，其次发现的则是“2.1GB容量限制”问题。接着就是广为人知的“8.4GB 容量限制”问题，其实它的起因也在INT13中断上。后来工程师们通过扩展INT13的寻址能力解决了该问题，扩展INT13使用了自己的地址包，地址包里保存的是64位LBA地址，如果硬盘支持LBA寻址，就把低28位地址直接传递给ATA接口，如果不支持，操作系统就先把LBA地址转换为CHS地址，再传递给ATA接口。通过这种方式，就能实现在ATA总线基础上用CHS寻址达到137.4GB的最大容量。
但到底是什么原因导致了137GB容量限制问题呢？这是由于设计ATA接口硬盘时只使用了28位寻址，采用28位寻址就意味着一块硬盘上能支持的最大扇区数为268，435，456，而每个扇区可以存储512KB的数据，因此对一块ATA硬盘所能支持的最大容量就只有137GB，这就是137GB容量限制问题产生的原因。
为了让系统能支持超过137GB的超大容量，工程师们再次将硬盘的寻址位数由原来的28位增加到48位，48位的寻址范围使硬盘容量能够高达144PB(相当于144,000GB)，这些就是BigDrive的技术核心。为了使新系统能向下兼容，Big Drive技术在执行48位寻址时，将同时执行28位寻址，也就是说48位与28位寻址是混合进行的，只有硬盘采用LAB寻址模式时才会启用48位寻址方式。
硬盘接口技术
硬盘接口中，跟普通电脑用户最贴近的当然是IDE接口，而IDE接口根据其发展历程，可以细分为并行ATA和串行ATA。并行ATA又可以分为ATA-1、ATA-2、ATA-3、ATA-4、ATA-5和ATA-6，串行ATA根据技术可进一步细分为SATAⅠ、SATAⅡ和SATAⅢ。(图)
一、并行ATA接口技术
ATA-1、ATA-2、ATA-3由于技术的发展，现在均已被淘汰，市面上根本看不到相应的产品。至于ATA/33，可能还有部分用户使用的是这种接口的硬盘，这个标准将PIO-4模式下的最大数据传输率提高到了33MB/s，因此ATA/33支持最大外部数据传输率为33.3 MB/s；其后一代接口即ATA/66(即ATA-4)，它能支持的最高外部速度为66.7MB/s。相对于以前各种接口，ATA/66最大不同点是它的接口电缆，它在原有40针电缆的基础上增加了40针的地线，以进一步减小各电缆之间的电磁干扰，从而使数据传输更加稳定与可靠。
ATA/100是目前市面上最常见的ATA接口，即ATA-5，也是ATA/66的后一代硬盘接口，它采用跟ATA/66一样的80针接口电缆，因此在系统升级方面非常简单容易，只需要有一块支持ATA/100主板或ATA/100适配器及一块ATA/100硬盘即可。据ANSI公布的ATA/100标准，它能支持最大外部数据传输率为100MB/s，当然这是理论值，实际上ATA/100所能支持的最大数据传输率只有理论值的62%。
在推出ATA/100之后，硬盘业出现了一个小插曲，即ATA/133的出现。由于只有迈拓一家公司在主推ATA/133，其他多家硬盘厂商如IBM、希捷、西部数据、三星、富士通等都未推出支持ATA/133接口类型的硬盘，所以虽然ATA/133被T13标准化组织写入了ATA-6标准中，但其影响力远不及ATA/100。由于ATA/133接口类型是从ATA/100直接延续下来的，所以它保持了
ATA接口一贯的技术特征，除了在接口传输率上有一定增加外，其他特征基本上都差不多。下面是ATA/133具有的几项技术特征：
将接口传输率提高到了133MB/s，相对于ATA/100接口在理论上有33%的提升；
兼容所有并行ATA设备；
在ATA/133的这些技术特征中，最重要的一点莫过于将硬盘接口所能支持的最大传输率提高到了133MB/s，这在理论上更能发挥PCI总线的性能。表1（图）是并行ATA接口的发展历史。
二、串行ATA接口技术
串行ATA接口即Serial ATA接口，它与目前广泛采用的ATA/100或ATA/133等接口根本的不同在于，以前硬盘所有的ATA接口类型都是采用并行方式进行数据通信，因而统称并行ATA(Parallel ATA)。而Serial ATA是采用串行方式进行数据传输。(图)
Serial ATA技术最早是由Intel公司于2000年发起的，目的是为了取代目前广泛使用的Parallel ATA接口的新型硬盘接口技术。Serial ATA Ⅰ即第一个正式版，于2001年正式确立，而在2002年初，SerialATA委员会又公布了第二个正式版的Serial ATA串行标准。目前SerialATA 委员会成员有APT Technologies、Dell、IBM、Intel、迈拓和希捷等六家公司。
根据Serial ATA委员会公布的资料来看，到2005年，在第三代串行ATA技术中，个人电脑存储系统将具有高达600MB/s的数据带宽，表2（图）是串行ATA的发展蓝图。关于串行ATA 与并行ATA的技术特征对比，请见表3（图）。
从上面的技术特征对比中，我们可以看出，串行ATA具有如下特点：首先，串行ATA的数据传输率比目前的并行ATA的数据传输率高，因此将为用户带来更加“极速狂飙”的体验。在SATA
Ⅰ中就能达到150MB/s的突发数据传输率，这比目前最新的并行ATA标准ATA/133所能提供的最高数据传输率还略高一点。
其次，串行ATA硬盘连接比较简单，扩展性却很强。因为在Serial ATA标准中，理想状态下只需要4个针脚就能够完成所有工作，第1针供电、第2针接地、第3针作为数据发送端、第4针充当数据接收端。另外，由于Serial ATA使用点对点传输协议，所以不存在主/从问题，并且每个驱动器是独享数据带宽(如^43031001i^所示)。因此它能为用户带来以下两大好处：第一、用户不需要再为设置硬盘主从跳线而苦恼；第二、由于串行ATA采用点对点的传输模式，所以串行系统将不再受限于单通道只能连接两块硬盘。
串行ATA接口技术目前还未得到大规模的应用，市场的主流依然是ATA/100。不过多家硬件厂商将在2002年年终推出支持串行ATA的相关系统，相信到2003年初，串行ATA系统会在市场上随处可见。不过串行ATA何时能取代ATA/100成为市场主流，现在还是一个未知数。数据保护技术
大家知道，计算机中数据可靠的重要性，在多数情况下，电脑用户对它的关心甚至超过了速度，原因很简单，如果自己保存的种种数据不时地丢失，那速度再快又有什么意义呢？下面我们来看看数据保护技术的工作原理。
一、S.M.A.R.T(Enhanced)技术
S.M.A.R.T.(Self Monitor Analysis Report Technology，自我检测诊断分析与报告技术)是ATA/IDE和SCSI环境下都可使用的一种可靠性预测技术。
S.M.A.R.T技术其实不是一项新的数据保护技术，只是由于它得到了广泛的应用，现在几乎所有的计算机系统都能支持S.M.A.R.T技术。
在ATA/IDE环境下，由主机上的软件对S.M.A.R.T“报告状态”命令生成的、来自硬盘的报警信号进行解读。主机定期对硬盘进行查询，以检查这一命令的状态，如果显示马上要发生故障，就将报警信号送至最终用户或系统管理员。系统管理员就安排关机时间，以备份数据和更换硬盘。这一结构还可以进一步改进，使之能够报告除硬盘以外的其他信息，如温度报警、CD-ROM、磁带或其他I/O报警等。
二、MaxSafe(Enhanced)技术
高性能高容量硬盘对用户很重要，但可靠性也是一个不能忽视的因素，MaxSafe是迈拓硬盘专有的数据安全系统。从硬盘工作原理我们可以知道，硬盘内部是一个非常洁净的空间，一个极小的微粒也可能造成数据错误。尽管硬盘厂商们不断追求更为干净的制造环境，但是无论采用多么高级的过滤措施，仍然不能完全防止灰尘的入侵，MaxSafe系统的设计本意就是为了在数据丢失之前，发现和修正这些错误。
MaxSafe技术的判断很简单：识别和决定可能发生问题的潜在点，MaxSafe先检查数据瞬时写入的正确与否，再监测长时间的数据存储过程，其中使用到3种技术：后台磁盘表面扫描技术、高级ECC(Error Correction Code，错误检正代码)技术、高速写入侦察技术。
后台磁盘表面扫描技术
ECC提供了一串数据位，使用复杂的译码算法计算，把自身附加在每一个存储在磁盘上的数据上。当你存取这些资料时，附加的额外数据位会解码和校验数据，与原始记录相比较。如果编码/解码算法侦察有差异，将动用ECC位来修复不正确的数据。
高级ECC技术
从DiamondMax Plus 5120开始，Maxtor的所有产品已经包含了错误侦测和修正能力，与以前的产品相比，等于有了双重的ECC，每512Byte个用户数据块，就有430bits的ECC校验位。旧式的ECC可能会出现错误的修正，但高级ECC技术拥有两次校验操作，使错误发生率降低很多。
高速写入侦察技术
以今天的技术来看，每英寸硬盘盘片大约可以存储100万个文件，在写入资料时，如果磁头飞得太高，数据将不能被准确地记录下来。高速写入侦察用于检查每次数据写入时磁头的高度，以确保磁头维持在安全写入区域内。
三、希捷3D防护系统(Enhanced)
3D防护系统是希捷公司所独有的硬盘保护技术，它包括硬盘防护、数据防护和诊断防护。3D防护系统可防止在硬盘震动及其他动作中被损坏。同时它还带有诊断工具供用户对硬盘的错误进行标示或解决。
Drive Defense(硬盘防护) 磁盘防护包括G-Force保护、SeaShield保护和SeaShell保护。
Data Defense(数据防护) 数据防护主要包括：ECC：为高性能硬盘提供ON-The-Fly检查，还可以对数据恢复提供最大限度的固件检查，数据可以正确完整地进行读取及恢复。Safe Saring：当主机断电及重新来电后，Safe Saring技术可确保硬盘磁头回到同样的扇区，确保数据不丢失。
Diagnostic Defense(诊断防护)
SeaTools：诊断工具软件，可以帮助用户诊断系统是否存在问题，以及诊断错误是否由其他硬件及软件产生。Sea Tools可以大大地降低硬盘的返修率，以节约开支及保护用户的宝贵数据。
Web-Based Tools(基于Web的工具)：可以允许用户标示及解决一些非硬盘相关错误，如病毒等，也可以检查文件系统，解决硬件冲突以避免不必要的硬盘返修。
DLD(Drive Logging Diagnostics)：捕获不可恢复性数据错误，实质上就是交互性的诊断工作。
四、ShockBlock(Enhanced)技术
震动有可能出现在硬盘销售、安装、运行的各个过程，如果说MaxSafe是软件保护，那么ShockBlock就是硬件保护。
当电源关闭之后，硬盘磁头自动回复到着陆区(Landing Zone)的一个特殊区域，保证了磁头与记录区不会发生长时间物理接触。由于连接磁头的金属具有一定的弯曲特性，强力冲击仍然会使磁头与盘片瞬间碰撞，导致盘片微粒弹出。尽管以上情形出现在着陆区，但硬盘磁头损伤是避免不了的，而且飞出的微粒将会有潜在的危险性。(图)
ShockBlock防震技术有两种作用：第一是减少硬盘受到震动时硬盘磁头与盘片碰撞的机会，第二是降低碰撞时发生的损害。通常在硬盘装入机箱的时候，容易发生侧部强劲撞击、持续时间只有1～2ms。为了应付短期强力撞击，在外壳及内部采取一定的防护措施。使用高速数字摄影技术，可以观察到硬盘磁头与盘片撞击时的情形，传统角度的磁头边角与盘片接触，很容易划伤磁介质。ShockBlock技术采用加长磁头臂设计，让磁头平面与盘片接触，减少划伤的几率。
我们常常会发现，运行磁盘上的工具软件时，硬盘受到震动最容易丢失文件。因此可以看出，操作期间硬盘的抗震力比非操作状态弱很多。
上面只提了一种震动保护技术ShockBlock，其实对于任何一个品牌的硬盘来说，都有自己的
震动保护技术，要不然硬盘的使用寿命将大大缩短，从而使用户数据的可靠性和稳定性受到极大的威胁。此外，许多硬盘的震动保护系统都与数据保护系统整合在一起，例如上面所提到的希捷3D防护系统，就是既包括震动保护，又包括数据保护。
数据保护技术是每一款硬盘不可缺少的，为了更方便用户使用，许多硬盘厂商都将各种保护系统的微代码写入硬盘的Firmware(固件)中，用户可以通过更新硬盘Firmware得到最新的数据保护系统等。另外，硬盘厂商们为方便用户使用，都有额外诊断程序，它是用户诊断硬盘健康状况的有力武器，这些程序很多，例如IBM公司推出的DFT(Disk Fitness Test)、Maxtor公司推出的PowerMax、西部数据公司推出的Data Lifeguard(数据卫士工具包)等。考虑到篇幅问题，笔者就不对这些硬盘诊断软件的操作进行说明，用户可以查看相关说明性文档。
编后：硬盘采用的主要技术就介绍完了，相信还有一些硬盘技术没提到，大家感兴趣的话可以到硬盘厂商的网站上查询。一块小小的硬盘就采用了如此多的技术，可见硬盘的“含金量”是很高的，大家在使用电脑时要多多爱护自己的硬盘，爱护硬盘就是爱护自己宝贵的资料哟！
硬盘接口类型简介(图例版)
串口和并口： 计算机上有串口和并口的地方应该有：硬盘、主板、还有打印机等。串口一般用于接一些特殊的外接设备。比如通讯方面的设备。并口通常用于连接打印设备。串口比较小，有突出的针露在外面。并口一般比串口要大，通常是红色的，有两排小孔； 串口形容一下就是一条车道，而并口就是有8个车道同一时刻能传送8位（一个字节）数据。但是并不是并口快，由于8位通道之间的互相干扰。传输受速度就受到了限制。而且当传输出错时，要同时重新传8个位的数据。串口没有干扰，传输出错后重发一位就可以了。所以快比并口快。串口硬盘就是这样被人们重视的； 串口和并口是连接外设的不同端口。这两种端口的外形、传输速度和可以连接的设备都有所不同； 串口传输是一位接一位的，象串起的珠子一样，并口是可以并发数据的可以同时传输多位； 现在有串行的硬盘SATA接口,是一样的道理，它之所以可以150MB/s的速度传输，得益于其串行的方式，并行的几路信号在比较高的频率下不能很好的解决他们之间的干扰，所以现在ATA 13MBb/s的并行硬盘已走到极限，取而代之的是STAT。另80 channel 的ATA100的并口硬盘数据线，其中有40根是地线，是用来防止并行信号之间的干扰的； STAT那个速度标称的bit/s,实际就是150M/300M的速度，现在最快的单块硬盘的速度也不足100MB/s ，常见的都在40-60MB/s的速度； 切记！！！接口不是瓶颈
硬盘接口常用的分为四种 1、SATA 接口硬盘 SATA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。 SATA接口主板
硬盘接口技术详解
硬盘接口技术详解 1、IDE/ATA 1.1 概述 IDE即Integrated Drive Electronics，它的本意是指把控制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。 IDE接口是由Western Digital与COMPAQ Computer两家公司所共同发展出来的接口。因为技术不断改进，新一代Enhanced IDE(加强型IDE，简称为EIDE)最高传输速度可高达100MB／秒(Ultra ATA／100)。 IDE接口有两大优点：易于使用与价格低廉，问世后成为最为普及的磁盘接口。但是随着CPU速度的增快以及应用软件与环境的日趋复杂，IDE的缺点也开始慢慢显现出来。Enhanced IDE就是Western Digital公司针对传统IDE接口的缺点加以改进之后所推出的新接口。Enhanced IDE使用扩充CHS(Cylinder-Head-Sector)或LBA(Logical Block Addressing)寻址的方式，突破528MB的容量限制，可以顺利地使使用容量达到数十GB等级的IDE硬盘。 在PC中，I/O设备，如硬盘驱动，不是直接与系统中央总线连接的（AT总线在AT系统，或PCI总线在之后的系统）。而I/O设备与接口芯片相连，而接口芯片与系统总线连接。 接口芯片组成了I/O设备与系统总线的桥，在系统总线协议（PCI或AT）与I/O设备协议（如IDE或SCSI）之间进行翻译。这使I /O设备可以独立于系统总线协议。 下图展示了PC工作站的基本系统结构，展示了IDE设备与系统余下部分的关系。 1.2 IDE传输模式 IDE硬盘接口的几种传输模式有明显区别。IDE接口硬盘的传输模式，经历过三个不同的技术变化，由PIO(Programmed I／O)模式，DMA(Direct Memory Access)模式，直至现今的Ultra DMA模式(简称UDMA)。 PIO(Programmed I／O)模式的最大弊端是耗用极大量的中央处理器资源，在以前还未有DMA模式光驱的时候，光驱都是以PIO 模式运行。大家可能还记得，当时用光驱播放VCD光盘，再配以软件解压，就算使用Pentium 166，其流畅度也不理想，这就是处理器被长期大量占用的缘故。以PIO模式运行的IDE接口，数据传输率达3．3MB／秒(PIO mode 0)至16．MB／秒(PIO mode 4)不等。后
SATA接口图解
SATA接口详解 一、SATA数据接口和电源接口 上图是数据线（DATA）、电源线（POWER）和硬盘接口示意图 上图是数据线、电源线和硬盘接口实物图
上图是 SATA数据线（7针）对应硬盘上的数据接口（7针）特写 上图是 SATAS数据线（母口）特写，（硬盘上接口成为公口）
二、数据接口（7针）定义 引脚定义： 1 GND Ground 接地，一般和负极相连 2 A Transmit 数据发送正极信号接口 3 A- Transmit 数据发送负极信号接口 4 GND Ground 接地，一般和负极相连 5 B- Receive 数据接收负极信号接口 6 B Receive 数据接收正极信号接口 7 GND Ground 接地，一般和负极相连
三、电源接口（15针）定义 针脚信号线颜色定义 1 +3.3VDC 橙色直流 3.3V 正极电源针脚 2 +3.3VDC 橙色直流 3.3V 正极电源针脚 3 +3.3VDC 橙色直流 3.3V 正极电源针脚,预充电,与第二路配对 4 GND 黑色接地，一般和负极相连,与第 1 路配对 5 GND 黑色接地，一般和负极相连,与第 2 路配对 6 GND 黑色接地，一般和负极相连,与第 3 路配对 7 +5VDC 红色直流5V 正极电源针脚,预充电,与第二路配对 8 +5VDC 红色直流5V 正极电源针脚 9 +5VDC 红色直流5V 正极电源针脚 10 GND 黑色接地，一般和负极相连,与第 2 路配对 11 Optional 黑色保留的针脚 12 GND 黑色接地，一般和负极相连,与第 1 路配对 13 +12VDC 黄色直流12V 正极电源针脚,预充电,与第二路配对 14 +12VDC 黄色直流12V 正极电源针脚 15 +12VDC 黄色直流12V 正极电源针脚
硬盘的接口及尺寸介绍
硬碟的介面:大致上可以分為ATA、SATA、SCSI以及SAS這些介面 ATA(Advanced Technology Attachment)，即我們常說的IDE介面硬碟 使用傳統的40-pin排線連接主機板與硬碟，介面最大傳輸速度為133MB/s。 因傳輸速度受限以及排線較佔空間，不利散熱，現在已逐漸被SATA取代。 SATA (serial ATA)，不同於ATA使用並聯傳輸，SATA是使用串聯傳輸，因此也能避免高速平行傳輸造成的電子干擾。其它特點還有較遠的傳輸距離、更低的耗電量以及更低的CPU使用量。SATA的介面傳輸速度為150MB/s，SATA2更高達300MB/s。另為SATA的傳輸線比ATA的排線細得多，因此也有利於機箱內的空氣流通。 SCSI (Small Computer System Interface)，SCSI硬碟的轉速快，可達15000rpm，且傳輸資料時佔用較少的CPU資源，因此單價也比ATA及SATA硬碟來得貴。SCSI硬碟多為工作站級的電腦以及伺服器所使用。 SAS (Serial Attached SCSI)，是新一代的SCSI技術，和SATA一樣都是使用串聯傳輸，最高速度可達3GB/s。 尺寸上，可分為5.25吋、3.5吋、2.5吋及1.8吋 5.25吋硬碟是使用在早期的個人電腦上，目前已經沒有廠商在生產了。(現在要找個5.25吋良品硬碟，應該比發現新油田還難吧!) 3.5吋硬碟，目前桌機使用的硬碟尺寸就是3.5吋的
2.5吋硬碟，多數的筆記型電腦就是使用2.5吋的 1.8吋硬碟，少數機型的筆電是使用1.8吋的，例如IBM的X40，因為較少機型在使用此規格，價格也比 2.5吋硬碟貴許多。
SATA硬盘引脚定义
SATA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。 图片:SATA.jpg SATA Data pinout SATA PinOut, Data Pin # Signal Name Signal Description 1 GND Ground 2 A+ Transmit+ 3 A- Transmit- 4 GND Ground 5 B- Receive - 6 B+ Receive + 7 GND Ground SATA Power pinout
SATA PinOut, Power Pin # Signal Name Signal Description 1 V33 3.3v Power 2 V3 3 3.3v Power 3 V33 3.3v Power, Pre-charge, 2nd mate 4 Ground 1st Mate 5 Ground 2nd Mate 6 Ground 3rd Mate 7 V5 5v Power, pre-charge, 2nd mate 8 V5 5v Power 9 V5 5v Power 10 Ground 2nd Mate 11 Reserved - 12 Ground 1st Mate 13 V12 12v Power, Pre-charge, 2nd mate 14 V12 12v Power 15 V12 12v Power PATA Power pinout IDE Power Connector Pin Out Pin # Signal Function 18 AWG Wire 1 +12V DC Yellow 4 +12V Return Black 3 +5V Return Black 4 +5V DC Red
从硬盘接口技术的发展谈硬盘技术的发展
兰州大学信息科学与工程学院 从硬盘接口技术的发展谈硬盘技术的发展 黄来君 2011/5/6
从硬盘接口技术的发展谈硬盘技术的发展 目录 1、概述 2、发展历程 3、IDE接口和SATA接口的区别 4、SCSI接口和SAS接口的区别 5、总结 一、概述： （1）硬盘接口: 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。 从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种，IDE接口硬盘多用于家用产品中，也部分应用于服务器，SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场，而光纤通道只在高端服务器上，价格昂贵。SATA是种新生的硬盘接口类型，还正出于市场普及阶段，在家用市场中有着广泛的前景。在IDE和SCSI的大类别下，又可以分出多种具体的接口类型，又各自拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口，各自的速度差异也较大。
（图一） （2）IDE IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“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。 （图二） （3）主板IDE接口 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
主流硬盘接口介绍
硬盘接口 笔记本电脑硬盘的IDE接口 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。 分类概述 从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种，IDE接口硬盘多用于家用产品中，也部分应用于服务器，SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场，而光纤通道只在高端服务器上，价格昂贵。SATA 主要应用于家用市场，有SATA、SATAΙΙ、SATAΙΙΙ，是现在的主流。在IDE和SCSI的大类别下，又可以分出多种具体的接口类型，又各自拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI 和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口，各自的速度差异也较大。 硬盘接口分类 IDE IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”， 常见的2.5英寸IDE硬盘接口
它的本意是指把“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。 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。 SCSI SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”（小型计算机系统接口）， SCSI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。
(完整版)常见几种硬盘接口类型
常见硬盘接口类型 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。 从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种。 一、四类硬盘大致情况 1、IDE硬盘 IDE和ATA是一种硬盘,分为33,66,100,133接口频率。 2、SATA SATA,就是现在的主流,串口硬盘； 又分为SATA1为150频率，SATA2具说可达到速度可达300M/S。3、SCIS 硬盘 SCIS硬盘主要用于服务器,可达万转以上.性能最强。一般分为50针、68针和80针三种。 4、光纤通道硬盘 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 二、具体情况 1、IDE硬盘
IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“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，硬盘安装起来也更奖恪DE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。 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。图片 2、SATA硬盘 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
硬盘接口定义
图解ide硬盘接口图 sata硬盘接口图 SCSI硬盘接口 2010-01-08 16:14 硬盘接口 目前硬盘接口类型不算多，主要有IDE、SCSI、SATA三种。IDE许多时候以Ultra ATA代替，很多人习惯将Ultra ATA硬盘称为IDE硬盘，但需要说明的是IDE的概念要大于ATA——原则上所有硬盘驱动器集成控制器的设计都属于IDE，SCSI 也不例外。当然，以IDE指代ATA已经形成很大的惯性，SATA开始将IDE与ATA 区别开来。成熟廉价的是IDE，最新兴的是SATA，稳定价高的SCSI。最早出现的是IDE接口，后来出现SCSI接口，主要面向服务器。如果仔细观察，你可以发现，最近电脑业界的系统总线都是朝串行发展，硬盘的接口总线SATA是个代表，包括今后的将要顶替AGP接口的图形接口标准PCI-Express，都朝着串行方向发展。 1. IDE接口：（提示：xSeries 拥有唯一一款120GB IDE硬盘） IDE的英文全称为：Integrated Drive Electronics，是目前最主流的硬盘接口，包括光储类的主要接口。它经过数年的发展变得很成熟、廉价、稳定。IDE接口使用一根40芯或80芯的扁平电缆连接硬盘与主板，每条线最多连接2个IDE 设备（硬盘或者光储）。早期的是用IDE多功能卡插在主板上，再连接IDE线，这功能卡已经淘汰；目前主板全部提供2个IDE接口，相比IDE多功能卡，它显得价格便宜和易于安装。IDE接口又分为UDMA/33，UDMA/66，UDMA/100，UDMA/133。1996年底，昆腾和英特尔公司宣布共同开发了Ultra DMA/33的新型EIDE接口，因其数据传输率为33MB/s，故称UDMA/33，后面的UDMA/66，UDMA/100，UDMA/133命名同上。Ultra DMA把时钟脉冲的上升和下降沿均用作选通信号，即每半个时钟周期传输一次数据，这就使得最大外部传输速率从16.6MB/s倍增至33.3MB/s。另外，Ultra DMA采用总线控制方式，在硬盘上有直接内存通道控制器，可大大降低硬盘在读写时对CPU的占用率，可将对CPU的占用率从92％降至52％，这也是Ultra DMA的一个重要作用。当然，要实现Ultra DMA功能，还需要支持Ultra DMA规格的主板和相应的驱动程序。所有的IDE硬盘接口都使用相同的40针连接器，如下图所示： 2.SCSI接口（提示：xSeries 拥有业界所有规格的SCSI硬盘） SCSI英文全称：Small Computer System Interface，它出现的原因主要是因为原来的IDE接口的硬盘转速太慢，传输速率太低，因此高速的SCSI硬盘出现。其实SCSI并不是专为硬盘设计的，实际上它是一种总线型接口。由于独立于系统总线工作，所以它的最大优势在于其系统占用率极低，不过转速快，传输率高的SCSI接口硬盘也有它的不足之处：价格高、安装不便、还需要设置及其安装驱动程序，因此这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。它是使用一根50芯的扁平电缆，转速在万转以上，不过随着IDE技术的发展，如今IDE接口的硬盘在容量和速度上已与SCSI接口硬盘相差无几，不久将来，它可能不会存
硬盘按接口分类应用范围
1、硬盘按接口分类：①ATA接口，用传统的40-pin并口数据线 连接主板与硬盘，由于并口线的抗干扰性差，且排线占空间，不利于散热。 ②IDE，即“电子集成驱动器”，并口。 ③SATA，又叫串口硬盘，具备纠错能力，数据传输可靠性高，支持热挺拔的优点。 ④SCSI，全称（小型计算机系统接口），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。 ⑤光纤通道，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。 ⑥SAS(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。 服务器一般采用光纤通道，我的采用SATA硬盘接口。 2、硬盘按接口分类：①ATA接口，用传统的40-pin并口数据线 连接主板与硬盘，由于并口线的抗干扰性差，且排线占空间，不利于散热。
②IDE，即“电子集成驱动器”，并口。 ③SATA，又叫串口硬盘，具备纠错能力，数据传输可靠性高，支持热挺拔的优点。 3、HDMI高清晰度多媒体接口，是一种数字化视频/音频接口技术， 是适合影像传输的专用型数字化接口，其可同时传送音频和影音信号，最高数据传输速度为5Gbps。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换。HDMI可搭配宽带数字内容保护（HDCP），以防止具有著作权的影音内容遭到未经授权的复制。HDMI不仅可以满足1080P的分辨率，还能支持DVD Audio等数字音频格式，支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送。 HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。与DVI相比HDMI接口的体积更小，DVI的线缆长度不能超过8米，否则将影响画面质量，而HDMI最远可传输15米。只要一条HDMI缆线，就可以取代最多13条模拟传输线，能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。
ATA硬盘接口技术
ATA硬盘技术 编者按：随着电脑配件日新月异地发展，硬盘除了容量增大以外，采用的新技术也越来越多。总的来看，硬盘使用的技术包括降噪技术、硬盘磁头技术、盘片技术、接口技术、数据保护技术、震动保护系统和各类检测技术等等。在这些技术中，一些技术是在原有技术的基础上优化更新推出的，也有一些新技术是完全新创的。下面我们先来看看IDE硬盘的降噪技术。 主流IDE硬盘降噪技术 硬盘的噪音也许在夜深人静时最明显，对家人的影响也是很大的。虽然噪音的大小并不是直接衡量硬盘性能优劣的标准，但纵观硬盘的发展历史，可以发现硬盘的噪音实际上是和硬盘的转速成正比的：转速每提高一个档次，噪音等级就会相应提高。在5400rpm硬盘“横行”的时候，噪音问题还不那么突出，随着7200rpm硬盘成为主流，噪音问题的解决迫在眉睫。 我们还是先来了解一下硬盘噪音是怎么产生的。通常硬盘内部有两个马达，一个是驱动硬盘旋转的主轴马达。早期的主轴马达采用的是滚珠轴承，随着硬盘转速的不断提高，带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列问题，主轴马达的噪音曾是硬盘噪音的主要来源。但目前很多厂家开始使用液态轴承马达，它使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠，这样做可以避免金属之间的直接摩擦，使噪声及发热量大大降低，同时油膜也可有效吸收震动，使硬盘的抗震能力得到提高，此外还能减少磨损，提高硬盘的寿命。另外一个是寻道马达。寻道马达采用的是步进电机，其工作噪音的波形接近方波，因此声音听起来节奏分明，穿透力也强过主轴马达。我们平时听到硬盘发出的“哒，哒”声，就是由它发出的。由于技术和成本上的原因，该马达还没有采用液态轴承，因此目前来看，寻道马达所发出的噪音是硬盘噪音的主要来源。面对硬盘噪音，各个硬盘厂商都使出了浑身解数，有的从采用新型硬盘主轴马达入手，有的则以改进硬盘的封装结构为切入点，有的则利用软件调节硬盘的寻道速度，从而达到降低噪音的目的。 1.希捷(Seagate) 曾几何时，希捷公司的IDE硬盘几乎成了大噪音硬盘的代名词，不过这一切都随着酷鱼四代硬盘的推出而烟消云散，声音屏蔽技术(SBT)的应用使希捷硬盘摇身一变成为了目前最为“安静”的IDE硬盘，声音屏蔽技术包括如下几项：(图) 液态轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术： SoftSonic电机是希捷硬盘的声音屏蔽技术(SBT)的核心，也是一项获得各类电脑用户赏识的技术突破。在采用业内标准进行测试时，酷鱼四代单盘模型在旋转时所发出的噪声仅为20分贝，寻道时的噪声仅为24分贝。事实上，1996年希捷生产了世界上第一台FDB电机，而目前FDB电机已经发展到了第四代产品，可见如今FDB 电机的技术相当成熟。 盖板及隔音泡沫： SeaShield盖板即硬盘电路一面的金属挡板，该挡板与隔音泡沫都起到了进一步减少噪音外泄的可能性。
硬盘中的常见接口类型及特点介绍
硬盘中的常见接口类型及特点介绍 一套完整的PC需要很多个部件组成，如果在某次灾难中你只能保留一个部件，大家会选择留下哪个部分？这时候不管你的CPU多么高级，显卡多么有信仰，正常的人类应该都会选择留下硬盘吧，因为硬盘里不仅住着很多美日欧漂亮姐姐，最关键的是里面保存了你的使用记录，说的文艺点就是只有硬盘才能留住你的记忆，人要是没了记忆，跟咸鱼有什么区别（活鱼还有7秒的记忆）。 作为PC中最重要的部件之一，杯具的是硬盘还往往是最拖累系统的一部分，特别是在纯机械硬盘平台上。整套平台性能要想极大地提升，硬盘速度就不得不革命。时至今日，HDD 硬盘依然是很多实体店装机的首选，但更快速的SSD已经是用过都说好，它好你也好。在这场革命中，为了实现更快的速度，硬盘的接口也在不断进化，今天的超能课堂我们就来谈谈硬盘的主流接口都有哪些。 不同规格的硬盘上会使用不一样的接口 大家都能说出不少，不过小编还是自己先曝答案吧——如上图所示，视硬盘大小不同，硬盘接口也是多种多样的，现在能见到的至少有SATA、mSATA、M.2、SATA Express、PCI-E 及U.2等，其实这些还只是一部分，因为我们没提到的还有很多，比如BGA封装的，针对外置设备的eSATA接口，企业级市场用的SAS 3.0接口，习惯独来独往的苹果甚至还定制了很多自家专属的硬盘接口。考虑到它们跟日常使用的关系不大或者你知道了也没个卵用（因为是专属的），所以我们重点介绍的是普通人见得着的接口，如下图所示： 硬盘常见接口及特色 上述表格中一共列举了SATA 6Gbps、mSATA、SATA Express（以下简称为SATA E）、M.2、U.2及PCI-E接口，实际上每个接口下面通常还会有很多子类型，比如SATA硬盘还有1.8寸规格的，mSATA还有mSATA mini，PCI-E插槽除了常见的HHHL半高半长之外，还有全高全长、全高半长等等，不胜枚举，我们就选择最典型的吧。
SATA硬盘接口基础知识
SATA硬盘接口 SATA的由来 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。 串口硬盘 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。 SATAII接口 定义 SATA II是在SATA的基础上发展起来的，其主要特征是外部传输率从SATA的 1.5Gbps(150MB/sec)进一步提高到了3Gbps(300MB/sec)，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。 性能 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
硬盘分类
IDE 硬盘IDE接口
SCSI [1] 光纤通道[2]
SATA 硬盘SATA接口编辑本段SAS [3]
SCSI-3和Wide SCSI-2，共有68针，分为两排，16位。旧式DEC单终结SCSI使用68针高密接口。 SCSI Connectors/SCSI 接口类型及长度 DB-25,Male External DB-25，雄性外置接口DB-25,Female External DB-25，雌性外置接口 Low-Density,50-pin,Male External 低密度 50 针雄性外置接口(6.5cm)Low-Density,50-pin,Female External 低密度 50 针雌性外置接口 High-Density,50-pin,Male External 高密度 50 针雄性外置接口(3.3cm)High-Density,50-pin,Female External 高密度 50 针雌性外置接口 Low-Density,50-pin,Male Internal 低密度 50 针雄性内置接口(7.1cm)Low-Density,50-pin,Female Internal 低密度 50 针雌性内置借口 High-Density,68-pin,Male External 高密度 68 针雄性外置接口(4.5cm)High-Density,68-pin,Female External 高密度 68 针雌性外置接口 High-Density,68-pin,Male Internal 高密度 68 针雄性内置接口(4.5cm)High-Density,68-pin,Female Internal 高密度 68 针雌性内置接口 VHDCI,68-pin,Male External 非常高密度 68 针雄性外置接口(3.2cm)VHDCI,68-pin,Female External 非常高密度 68 针雌性外置接口
硬盘接口种类与发展
硬盘接口种类与发展 1、ST-506 接口最早的IBMPC并不带有硬盘，它的BIOS及DOS1.0操作系统也不支持任何硬盘，后来DOS2引入了子目录系统，并添加了对“大容量”存储设备的支持，于是一些公司开始出售供IBMPC 使用的硬盘系统，这些硬盘与一块控制卡、一个独立的电源(IBMPC的电源只有63.5W，无法向硬盘供电)被一起装在一个外置的盒子里，并通过一条电缆与插在扩展槽中的一块适配器相连，为了使用这样的硬盘，必须从软驱启动，并加载一个专用设备驱动程序。1983年，IBM推出了IBMPC的后继产品PC/XT，虽然XT仍然使用8088CPU，但配置却要高得多，加上了一个10MB(随后的XTS机型为20MB)的内置硬盘，IBM把原本放在盒子里的控制卡的功能集成到一块接口控制卡上，构成了我们常说的硬盘控制器。但是XT的BIOS中仍然不带有硬盘读写例程，为此接口控制卡上有一块ROM芯片，其中存有硬盘读写例程，这种现象一直持续到基于80286处理器的PC/AT的推出，硬盘接口控制例程终于被加入到了主板的BIOS 中。PC/XT和PC/A T机器使用的硬盘被称为MFM硬盘或ST-506/412硬盘，MFM(ModifiedFrequencyModulation)是指一种编码方案，而ST-506/412则是希捷开发的一种硬盘接口，首先使用这种接口的硬盘为希捷的ST-506及ST-412。ST-506接口使用起来相当简便，它不需要任何特殊的电缆及接头，但是它支持的传输速度很低，因此到了1987年左右这种接口就基本上被淘汰了，采用该接口的老硬盘容量多数都低于200MB。 2、ESDI接口鉴于ST-506接口的低速度，迈拓于1983年开发了ESDI(EnhancedSmallDriveInterface)接口。这种接口把编解码器放在了硬盘本身之中，而不是控制卡上，它的理论传输速度是ST-506的2～4倍，一般可达10Mbps。ESDI接口并没有得到广泛应用，原因之一是它的成本比较高，经过了几个版本之后，它与后出现的低成本高性能的IDE接口相比已没有优势可言，因此在进入九十年代后就逐步被淘汰掉了。Windows9x操作系统中有一个设备驱动程序叫ESDI_506.pdr，显然这个文件的名字来源于古老的ESDI和ST-506接口，但ESDI_506.pdr却是一个IDE接口的驱动程序！ 3、IDE与EIDE接口IDE(IntegratedDriveElectronics)的本意实际上是指把控制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(AdvancedTechnologyAttachment)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。ATA接口最初是在1986年由CDC、康柏和西部数据共同开发的，他们决定使用40芯的电缆，最早的IDE硬盘大小为5英寸，容量为40MB，康柏早期的386系统使用了由西部数据制造的IDE硬盘，后来康柏创办了Conner来为自己生产硬盘，但很快又把Conner出售了。A TA接口的一大特点是成本低廉，非常符合PC机的发展特点，因此很快得到大家的认同，从80年代末期开始逐渐取代了其它老式接口，ANSI也专门制定了ATA-1标准，1990年后生产的PC机已经普遍采用A TA接口了。就在ATA-2成为标准之时，西部数据与希捷掀起了一场接口名称之争。西部数据提出了EIDE(EnhancedIDE)的概念，EIDE实际上包含了A TA-2和A TAPI(A TAPacketInterface)两种标准，后者是为了让CDROM、磁带机等其它设备使用A TA接口而制订的标准，因为A TA-1和A TA-2标准都只考虑了硬盘。希捷为了对付WD 的市场策略，也提出了一个Fast-A TA的概念，并得到了昆腾的支持。Fast-A TA实际上就是ATA-2，相对而言，Fast-A TA比EIDE在概念上要更为清晰一些，但是由于CD-ROM驱动器的迅速发展，ATAPI标准得到了普遍应用，Fast-ATA和EIDE两种称呼都经常出现在各种场合，反而产生了很多混淆。ATA接口的最新标准是A TA-3，与A TA-2相比，ATA-3没有增加更高速率的工作模式，但改进了数据传输的可靠性，加入了一个简单的密码保护的安全方案，对电源管理方案进行了修改，并引入了S.M.A.R.T.技术，让硬盘在出错时能够向系统报告。 4、DMA(ATA) 100/133 DMA 100/133并不是新的接口规范，它们只是对EIDE接口的增强。传
硬盘接口协议
工作站 : 硬盘类型 目前用于工作站系统的硬盘根据接口不同，主要有IDE（Integrated Drive Electronics）硬盘、SCSI(Small Computer System Interface)硬盘、FC（Fiber Channel）接口硬盘以及SATA（Srial ATA）硬盘。 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与控制器之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的性能高低对磁盘阵列整体性能有直接的影响，因此了解一款磁盘阵列的硬盘接口往往是衡量这款产品的关键指标之一。存储系统中目前普遍应用的硬盘接口主要包括SATA、SCSI、SAS和FC等，此外ATA硬盘在SATA硬盘出现前也在一些低端存储系统里被广泛使用。 每种接口协议拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度，其存取效能的差异较大，所面对的实际应用和目标市场也各不相同。同时，各接口协议所处于的技术生命阶段也各不相同，有些已经没落并面临淘汰，有些则前景光明，但发展尚未成熟。那么经常困扰客户的则是如何选择合适类型阵列，既可以满足应用的性能要求，又可以降低整体投资成本。现在，我们将带您了解目前常见的硬盘接口技术的差异与特点，从而帮助您选择适合自身需求的最佳方案。 ATA，在并行中没落 A TA (AT Attachment)接口标准是IDE(Integrated Drive Electronics)硬盘的特定接口标准。自问世以来，一直以其价廉、稳定性好、标准化程度高等特点，深得广大中低端用户的青睐，甚至在某些高端应用领域，如服务器应用中也有一定的市场。A TA规格包括了ATA/ATAPI-6 其中Ultra ATA 100兼容以前的ATA版本，在40-pin的连接器中使用标准的16位并行数据总线和16个控制信号。 最早的接口协议都是并行A TA(Paralle A TA)接口协议。PATA接口一般使用16-bit数据总线, 每次总线处理时传送2个字节。PA TA接口一般是100Mbytes/sec带宽，数据总线必须锁定在50MHz，为了减小滤波设计的复杂性，PATA使用Ultra总线，通过“双倍数据比率”或者2个边缘(上升沿和下降沿)时钟机制用来进行DMA传输。这样在数据滤波的上升沿和
硬盘接口技术大观
硬盘接口技术大观园 目录 古老的磁盘接口 (1) IDE接口 (1) SCSI接口 (3) FC接口 (4) 串行ATA接口 (5) SATA接口 (6) mSATA接口 (8) SATA Express. 10 串行SCSI接口 (10) SAS接口 (10) SAS内部连接线缆 (13) SAS外部互连线缆 (17) NVMe SSD接口 (21) SFF-8639. 21 M.2接口 (22) 硬盘技术发展至今，历经了多次接口技术的发展和变革，存储老吴带领大家一起走进硬盘接口大观园，去一睹硬盘接口的往昔和未来。
古老的磁盘接口 IDE接口 IDE（Integrated DriveElectronics）接口是一种在个人电脑中曾经广泛使用的磁盘接口。其采用并行数据传输的方式，接口体积比较大，如下图所示： IDE总线是一条共享总线，为了增加一条IDE总线上的设备数量，每个IDE总线可以支持两个设备，分别为主设备和从设备。连接主机和IDE设备的连接线缆如下图所示，其中蓝色接口接到主机；白色接口为从设备接口；黑色接口为主设备接口。
IDE接口有两种数据传输模式，一种为PIO（ProgrammingIO）；另一种为DMA模式。在数据传输量不是很大的年代，DMA由于需要不断的对DMA控制器进行配置操作，效率反而不如PIO。但是在大量高性能数据传输需求的拉动下，DMA终于发挥出了应有的性能。起初IDE 的DMA数据传输模式是采用简单单倍率的工作方式，即在一个时钟周期内，只发生一次总线数据传输操作。后来IDE总线引入了UDMA（Ultra DMA）的数据传输方式，在这种传输方式下，一个时钟周期内的上升沿和下降沿都会进行数据传输操作，从而使得传输效率提高了一倍。这种数据传输方式也被称之为双沿数据传输方式。这种思路和内存中的DDR是相似的。 在IDE接口之上会运行ATA磁盘控制协议，因此这种接口通常也被称之为PATA（并行ATA）。对于不同的访问性能和特性，PATA拥有多种接口标准ATA1至ATA7。其中ATA7性能达到了将近133MB/s的带宽。由于受限于并行信号传输之间的干扰，并行信号的采样会出现非常大的相位误差，从而导致IDE接口性能提升遇到了严重的瓶颈。因此，目前没有硬盘会采用这种古老的IDE接口，全部被串行ATA接口技术所取代。 IDE采用40Pin的接口形式，接口信号定义如下：
IDE、SATA、SCSI、SAS、FC、SSD硬盘类型介绍
IDE、SATA、SCSI、SAS、FC、SSD 硬盘类型介绍 目前所能见到的硬盘接口类型主要有IDE、SATA、SCSI、SAS、FC等等。IDE是俗称的并口，SATA是俗称的串口，这两种硬盘是个人电脑和低端服务器常见的硬盘。SCSI是"小型计算机系统专用接口"的简称，SCSI硬盘就是采用这种接口的硬盘。SAS就是串口的SCSI接口。一般服务器硬盘采用这两类接口，其性能比上述两种硬盘要高，稳定性更强，但是价格高，容量小，噪音大。FC 是光纤通道，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。SSD也称作电子硬盘或者固态电子盘，是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的硬盘。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口。但其成本较高。 IDE（Integrated Drive Electronics集成驱动器电子）的缩写，它的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，是一种硬盘的传输接口，它有另一个名称叫做ATA（Advanced Technology Attachment），这两个名词都有厂商在用，指的是相同的东西。 IDE的规格后来有所进步，而推出了EIDE（Enhanced IDE）的规格名称，而这个规格同时又被称为Fast ATA。所不同的是Fast ATA是专指硬盘接口，而EIDE还制定了连接光盘等非硬盘产品的标准。而这个连接非硬盘类的IDE标准，又称为ATAPI接口。而之后再推出更快的接口，名称都只剩下ATA的字样，像是Ultra ATA、ATA/66、ATA/100等。 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。