硬盘串串烧：实战Serial ATA硬盘及其RAID系统

前言与由来已久的串行ATA

    经过近三年的串行ATA概念及标准的炒作，现在我们算是真正迈进了串行ATA的时代。虽然，普通用户至今在市场仍然买不到串行ATA接口的硬盘，不过，希捷和迈拓这两家全球IDE硬盘的领先者已经正式发布了多款支持串行ATA接口的产品，而我们手头也拿到这块堪称全球首款串行ATA硬盘?希捷酷鱼SATA V

    对于普通并行ATA的硬盘，我们可以说已经是见怪不怪了，但是串行口的却才刚刚面市不久，对我们来讲，还是挺新鲜的。那么这款希捷酷鱼V SATA硬盘到底如何？用户对其又应抱一种什么样的态度？用户现在是否应该马上升级到SATA呢？这一系列问题，我们将一一为您解答。

    由来已久的串行ATA

    串行ATA，英文全称即Serial ATA，想必读者不会太陌生。早在2000年初举行的IDF2000（英特尔开发者论坛）上就已经看到串行ATA的概念，当时的出发点就是为了取代当前广泛应用的并行ATA接口类型。可能有许多人会疑问，采用并行ATA方式好好的，为什么要“凭空”推出一个Serial ATA呢？串行ATA又是从何而来的呢？

这就需要回顾一点历史，早在2000年时，虽然传统的并行ATA接口类型虽然还有一定的发展空间，但并行ATA所支持的最高数据传输率不可能无限制地提高，而随着用户对硬盘接口带宽要求越来越高，必将会有耗竭的日子。另外，出于系统简洁等方面考虑，所以就产生了现在大家耳熟能详的Serial ATA。

    继2000年Serial ATA概念刚刚问世以后，在IDF2001上，由Intel公司与APT 科技、Dell电脑、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA1.0版。而到了IDF2002 Spring时，虽然SATA的相关设备还未正式上市，Serial ATA委员会已抢先确立了Serial ATA2.0技术规范，以铁定Serial ATA的未来地位。

    自此，Serial ATA的未来地位已毋庸致疑，而几大硬件厂商对Serial ATA的态度也十分积极，希捷早在2001的IDF上就展出了SATA硬盘系统，紧跟其后，西部数据和迈拓公司也都竞相推出了Serial ATA硬盘，至于包括Promise、HighPoint、Adaptec等控制卡生产厂商一贯都走在硬盘接口的技术前沿，因此，它们不仅推出并行ATA转SATA的控制卡，还推出一些Serial ATA接口的RAID控制卡。可以看出，各家厂商均在为Serial ATA的真正走进我们做各种各样的准确工作。

串行ATA的技术优势何在？

串行ATA为什么吸引人，从根本上说，是由于串行ATA具有许多并行ATA所无法比拟的技术优势。首先：串行ATA 的数据传输率比并行ATA高，因此将为用户带来更加“极速狂飙”的体验。最明显的一点，在SATA1.0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筹。而从Serial ATA发展蓝图中可以看出，串行ATA最终将实现存储系统突发数据传输率为600MB/s。这确实很令我们激动不已，假想一下，如果硬盘有高达600MB/s的数据传输率就不会有人老抱怨自己的硬盘是目前系统的瓶颈了。

其次，串行ATA在系统复杂程度及拓展性方面，是并行ATA所无法比拟的。因为在Serial ATA标准中，理想状态下只需要四支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使用这样的点对点传输协议，所以不存在主/从问题，并且每个驱动器是独享数据带宽。由此它就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器而苦恼；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，这对于想连接多硬盘的用户来说，无非是一大福音。

串行ATA连接组件示意图

传统并行ATA连接模式示意图

串行ATA连接模式示意图

近观希捷酷鱼SATA V硬盘

据我们统计，目前各厂商已经发布的（包括未正式发布，但在展会上可看到样品）串行ATA硬盘有：希捷酷鱼V（SATA）、酷鱼7200.7、酷鱼5400.1，迈拓金钻九代（SATA,8MB缓存）和西部数据WD2000(SATA)。对于日立存储的SATA硬盘将会是哪个系列，以及何时上市，目前还没有答案，新成立的日立公司至今未正式公布相关消息。而另一家IDE硬盘厂商三星，是不是也会推出SATA硬盘呢？我们也无从得知，因为没有得到任何消息。

    希捷公司推出的酷鱼V（SATA）算是全球首款串行ATA硬盘，它在外形上有点像是酷鱼四，单碟容量为60GB，最大集成两张盘片，达到120GB的容量。从希捷官方公布的数据上看，这款硬盘的寻道时间为9ms，比并行ATA的少了0.4ms，而它的缓存有2MB和8MB两种。值得我们注意的是，由于缓存的大小的不同所引起的性能差距以及SATA的厚度的增加。最后，这款硬盘不管是2MB还是8MB的，希捷公司均只提供一年质保，不像是WD或日立为8MB的提供了三年质保。据希捷公司宣称：“这款SATA接口的酷鱼V硬盘的内部架构全部是针对SATA重新设计的，而有的硬盘厂商是在原来并行ATA的基础上改的。”

    除了希捷酷鱼V（SATA）外，迈拓的金钻九代也有SATA接口版本的，它的数据缓存同时也为8MB，单碟容量比酷鱼V高，达到了80GB，而希捷的下一代硬盘酷鱼7200.7的单碟容量则与金九一样。目前，SATA接口的金钻九代已在日本上市，但在中国市场上还未看到相关消息，据中关村经销商表示，该款硬盘有望于春节后买到。

    另外，西部数据公司的WD2000BB/JB也会有SATA接口的版本，不过这款产品西数并未正式发布，我们是从电脑会展上WD展示的样品得知的。

从产品技术特征和特写图片看，SATA硬盘和普通ATA/100接口硬盘的技术特征没有太大的区别，但在系统连接方面与传统并行ATA硬盘却有比较明显的不同，具体的在上面关于SATA的技术优势中已经详细说明过。

    对于我们最终用户来说，串行口硬盘的好处，不仅仅是其外部传输速度的加快(从133MB/s增加到150MB/s)，更重要的是让我们安装配置起来更加容易，其简单的传输线可以更容易地和系统相融合。并行线占了大量的空间，并影响机箱内部的空气流通。而串行线相对于并行线来说，其接口更小，拨插更加地方便，那当然，好处并不只是停留在事物的表面，由于接口占用的地方更小，可以给制造商在PCB板上留出更大空间来放更多的东西。还有一点是，15年以来，我们一直要为ATA设备进行主-从设置，随着串行口的出现，这个烦人的问题得到了解决，还有就是电源线也发生了变化，过去的是4根线，现在的是一个更小的15针的连线，有点像数据线，但是插拨起来却没有比以前更加烦索，相反，却更加容易了。

这里需要说明一点，Serial ATA硬盘的电源规范不同于现在ATX接口标准，除了接口外形不同外，它还需要3.3V电压支持。如今的权宜之计是通过一根专用的转换线来连接ATX电源的12V/5V D型插头和串行ATA硬盘的电源接口。即便如此，转接线仍然不能提供硬盘工作时所需要的3.3V电压，因此只得在硬盘上增设一颗线性调压芯片。或许只有等到Serial ATA开始普及时，电源厂商们才会修改现有的ATX规范，设计出专为Serial ATA硬盘供电的接口。

    揭开酷鱼SATA V硬盘的后盖，我们发现其硬盘控制芯片型号和先前发布的酷鱼ATA V略有不同（估计针对Serial ATA做了一些改进），不过这并不意味着这是一个“纯粹”的Serial ATA硬盘，因此到目前为止，还没有完全支持Serial ATA接口的硬盘控制芯片，而酷鱼SATA V依旧是通过控制芯片旁边一颗型号为LSI L2A2219的芯片来实现对Serial ATA的支持。换句话说，现阶段的Native Serial ATA硬盘只是将原来的Serial ATA桥接器集成到PCBA上而已，还算不上绝对的Serial ATA方案。要进一步提高效率，或许要等到单芯片的Serial ATA硬盘控制芯片的出现。

采用标准桥接芯片的Serial ATA样盘

    何谓Native Serial ATA？

    所谓的Navite Serial ATA（原生串行ATA），可以理解为硬盘自身的PCBA（Printed Circuit Board Assembly，印刷电路板装配）具备完整的Serial ATA接口及相关电路，而不是在原有并行ATA硬盘的基础上增设Serial ATA桥接器（接口速率只有ATA 100/133水平），以实现对Serial ATA接口的支持。然而，然后对此的解释似乎更加严格一点，除了需要具备上述条件外，还得采用真正的Serial ATA控制器，并且实现150MB/s的接口传输率。

如何搭建串行ATA系统？

搭建串行ATA系统除了需要购置串行ATA硬盘外，还必须有主板或转接卡提供Serial ATA支持。对于新攒机的用户而言，可以考虑直接购买支持串行ATA的主板。不过目前主板芯片组厂商（如Intel、VIA、SiS等）并未正式发布支持串行ATA的芯片组产品，市面上绝大部分支持串行ATA的主板都是通过板载外接芯片的形式来实现此功能的。例如本次测试用的技嘉GA-7VAXP Ultra主板，它是通过板载一颗Silicon Image公司的Sil3112ACT144芯片来实现对Serial ATA硬盘及RAID系统的支持。

    这里需要说明一点，传统的并行ATA RAID可以条带模式RAID 0、镜像模式RAID 1或结合二者的模式RAID 0+1，而串行ATA RAID同样可以支持这三种最主要的工作模式，不过由于目前我们常见的控制芯片仅支持两个通道的串行数据传输，即只能插拔两块Serial ATA硬盘，因此并不能提供对RAID 0+1模式的支持，只有在一些高端的应用中才会出现4通道、8通道、甚至12通道的Serial ATA转接卡。

    当然，应用串行ATA硬盘最佳的解决方案还是由主板芯片组对Serial ATA支持，这样不仅省去了板载控制芯片或加装转接卡的额外成本，还能增强系统的稳定性和系统效能，减少对PCI总线带宽的占用率。

    据Intel官方公布的消息显示，从Springdale芯片组开始，Intel将在后续芯片组中提供SATA的支持。Springdale芯片组将从2003年第一季度开始少量生产，供应给主板厂商，而零售产品预计将于2003年二季度推出。而VIA方面，据官方透露的消息表示，VT8237将是威盛首款直接支持串行ATA界面的南桥芯片，预计也将于2003年第二季度正式推出。

实测串行ATA及其RAID 0系统

在此次串行ATA及其RAID系统的评测中，我们使用的硬件平台和软件基准如下：

    CPU：AMD ATHLON XP 1700+
主板：技嘉7VXP ULTRA
内存：256MB DDR400
显卡：NV28
软件：ZD Winbench99 v2.0、Sisoft Sandra 2003、PCMark2002 Professional、HDTach2.61

从上面对酷鱼V硬盘评测结果来看，单块的Serial ATA酷鱼V的连续数据传输率并不高，外延STR只有43.8MB/s，而内延STR也只有24.7MB/s，这与我们以前测试的普通版酷鱼V硬盘基本相当。在磁盘性能方面，串行ATA的酷鱼V也并不十分杰出，因此，总的来说，酷鱼V不管在性能和速度上相对于普通版酷鱼V都没有太大的提升。不过对于电脑发烧友来说，如果你真的想体验一下那细长的数据线和SATA接口，那么这款硬盘是你的不二之选 。当然，你也可以等一下，等到希捷推出酷鱼7200.7或迈拓金钻九代（SATA）等硬盘上市之后，再做决定。

    另外，由Serial ATA酷鱼V组建的RAID 0系统中，磁盘速度和性能都得到了大幅提升，硬盘外延STR达到了87.4MB/s，这几乎是单块酷鱼V外延传输率的两倍，而内延STR也达到了49.4MB/s。在磁盘性能方面，SATA RAID0系统相对于单SATA硬盘也有了质的飞跃，从Sisoft Sandra 2003的文件系统评测结果来看，RAID0的性能也接近于单块SATA酷鱼V的双倍。

酷鱼SATA V RAID0 STR梯形图

酷鱼SATA V HDTach2.61测试结果图

酷鱼SATA V Sandra2003测试结果图

    可能有些用户会反问，由单SATA硬盘到SATA RAID0系统的近乎双倍速度和性能提升很正常，因为本来RAID0的设计出发点就是双硬盘的并行运行，这当然没有错误，而且RAID0在理论上也应该达到这种结果，可是在并行ATA的时代，RAID 0的测试结果远不如SATA RAID 0理想，而且有些时候，实际测试结果偏差理论值非常大，这是为什么呢？我们分析原因，这些都得益于SATA的系统设计特点，即每块SATA硬盘都是独享最大带宽，而不是像ATA/100那种，如果有两块或多块硬盘时就共享带宽。

    总的来说，由于硬盘内部传输率等因素的制约，SATA接口优越性在单块SATA硬盘上得不到很好地体现，而且可以说，就目前这种硬盘性能和速度水平，SATA还毫无英雄用武之地，不过，在SATA RAID系统中，串行ATA的高带宽、独享带宽等优点得到了淋漓尽致的反应。

结论

虽然目前SATA相对于PATA还无法为我们带来更快传输率和更高磁盘性能，但相信随着硬盘技术的不断前进，随着单碟容量80GB甚至将来单碟100或150GB硬盘的出现，SATA将充分发挥出其身自优点。另外，对于希望组建RAID系统的用户，那么SATA接口的IDE硬盘是十分值得考虑的对象。最后，对于普通电脑用户来说，笔者感觉完全可以不急于尝鲜。

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