SATA、SCSI、SAS區別與特點 [複製鏈接]
發表於 2011-2-10 15:25 | 來自 51CTO網頁
[只看他] 樓主
目前，服務器市場上採用的硬盤主要有三種，SATA硬盤、SCSI硬盤以及SAS硬盤，其中SATA硬盤主要應用在低端服務器領域，而SCSI和SAS硬盤則面向中高端服務器。下面我們就SATA、SCSI以及SAS分別作以下介紹：
1、SATA硬盤
SATA（Serial Advanced Technology Attachment）是串行ATA的縮寫，目前能夠見到的有SATA-1和SATA-2兩種標準。SATA是一種完全不同於並行ATA的新型硬盤接口類型，相對於並行ATA來說，它具有非常多的優勢。
SATA硬盤與並行ATA硬盤相比，在接口上有着很大的不同
首先，SATA以連續串行的方式傳送數據，一次只會傳送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，SATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用於連接電纜、連接地線、發送數據和接收數據，同時這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統複雜性。
硬盤上的SATA接口
其次，SATA的起點更高、發展潛力更大，SATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s，這比並行ATA（即ATA/133）所能達到的133MB/s的最高數據傳輸率還高，而SATA 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。
插入SATA連接線纜的硬盤
SATA -2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）等一系列的技術特徵。單純的外部傳輸率達到3Gbps並不是真正的SATA -2.
主板上的SATA接口
SATA -2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，它會在接收到命令之後對其進行排序，排序後的磁頭將以高效率的順序進行尋址，從而避免磁頭反覆移動帶來的損耗，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控制器支持NCQ.此外，NCQ技術不支持FAT文件系統，只支持NTFS文件系統。
另外，SATA還具備熱插撥功能，利用這一功能可以更加方便的組建磁盤陣列。串口的數據線由於只採用了四針結構，因此比並口的安裝更加便捷，更有利於縮減機箱內的線纜，有利於散熱。
2、SCSI硬盤
SCSI（Small Computer System Interface）是一種專門爲小型計算機系統設計的存儲單元接口模式，可以對計算機中的多個設備進行動態分工操作，對於系統同時要求的多個任務可以靈活機動的適當分配，動態完成。
硬盤上的SCSI接口
SCSI規範發展到今天，已經是第六代技術了，從剛創建時候的SCSI（8bit）、Wide SCSI（8bit）、Ultra Wide SCSI（8bit/16bit）、Ultra Wide SCSI 2（16bit）、Ultra 160 SCSI（16bit）到今天的Ultra 320 SCSI，速度從1.2MB/s到現在的320MB/s有了質的飛躍。目前主流的SCSI硬盤都採用了Ultra 320 SCSI接口，能提供320MB/s的接口傳輸速度。由於Ultra 320 SCSI是目前SCSI硬盤的主流接口，因此下面爲大家詳細介紹一下Ultra 320 SCSI.
主板上的80pin SCSI接口，爲孔狀插槽
Ultra320 SCSI，也稱爲Ultra4 SCSI LVD，是比較新型的SCSI接口標準。Ultra320 SCSI是在Ultra160 SCSI的基礎之上發展起來的，Ultra160 SCSI的優勢得以繼續發揚，Ultra160 SCSI的3項關鍵技術，即雙轉換時鐘控制、循環冗餘碼校驗和域名確認，都得到保留。以前的SCSI接口標準中，SCSI接口支持兩種傳輸模式：異步和同步。Ultra320 SCSI引入了調步傳輸模式，在這種傳輸模式中，簡化了數據時鐘邏輯，使Ultra320 SCSI的高傳輸速度成爲可能。Ultra320 SCSI傳輸速率可以達到320MB/s.
擴展卡上的SCSI接口
Ultra320 SCSI主要具有以下特點：
1）雙倍速率數據傳輸，數據傳輸速率比Ultra160 SCSI提高了一倍；
2）分組化的SCSI，支持分組協議；
3）快速仲裁和選擇，大大提高了總線的利用率；
4）讀寫數據流，把數據傳輸的開銷降到最低；
5）流控制，提高了總線的利用率。
SCSI硬盤也有專門支持熱拔插技術的SCA2接口（80-pin），與SCSI背板配合使用，就可以輕鬆實現硬盤的熱拔插。目前在工作組和部門級服務器中，熱插拔功能幾乎是必備的。
3、SAS硬盤
SAS 是Serial Attached SCSI的縮寫，即串行連接SCSI.2001年11月26日，Compaq、IBM、LSI邏輯、Maxtor和Seagate聯合宣佈成立SAS工作組，其目標是定義一個新的串行點對點的企業級存儲設備接口。
SAS工作原理圖
SAS是新一代的SCSI技術，和現在流行的Serial ATA（SATA）硬盤相同，都是採用串行技術以獲得更高的傳輸速度，並通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是並行SCSI接口之後開發出的全新接口。此接口的設計是爲了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，提供與串行ATA （Serial ATA，縮寫爲SATA）硬盤的兼容性。
SAS硬盤上的SAS接口及其控制芯片
SAS技術引入了SAS擴展器，使SAS系統可以連接更多的設備，其中每個擴展器允許連接多個端口，每個端口可以連接SAS設備、主機或其他SAS擴展器。爲保護用戶投資，SAS規範也兼容了SATA，這使得SAS的背板可以兼容SAS和SATA兩類硬盤， 對用戶來說，使用不同類型的硬盤時不需要再重新投資。
主板上的SAS接口
串行SCSI是點到點的結構，可以建立磁盤到控制器的直接連接。它具有以下特點：
1）更好的性能：點到點的技術減少了地址衝突以及菊花鏈連結的減速；可以爲每個設備提供專用的信號通路來保證其最大的帶寬；全雙工方式下的數據操作保證了最有效的數據吞吐量。
2）簡便的線纜連結：採用了更細的電纜，搭配更小的連接器。
3）更好的擴展性：可以同時連結更多的磁盤設備，最多可連接16384個磁盤設備。
SAS硬盤與相同轉速的SCSI硬盤相比有相同或者更好的性能。串行接口減少了線纜的尺寸，允許更快的傳輸速度。目前，SAS硬盤傳輸數據可以達到3.0Gbit/sec，其SAS擴展器多爲12端口，未來不久，第二代和第三代的SAS界面將提供6-12Gbps的數據帶寬（支持HostRAID），並且會有28或36端口的SAS擴展器出現以適應不同的應用需求。
通過上面的介紹，我們可以清楚的看到SCSI/ SAS硬盤的可靠性要比SATA硬盤高出很多。不過，大家不要忘記SATA硬盤主要是應用於PC機上面的，SATA硬盤的工作強度和服務器SCSI/SAS硬盤的工作強度是不可比擬的。而且由於SCSI/SAS具有CPU佔用率低，多任務併發操作效率高，連接設備多，連接距離長等優點。因此，對於服務器硬盤可靠性、擴展性以及性能要求較高的企業，建議採用SCSI/SAS硬盤，並採用最新的Ultra320 SCSI控制器。
不過SCSI/SAS硬盤的價格較貴，同樣容量的SCSI/SAS硬盤價格會比SATA硬盤貴80%以上。因此，對於低端的小型服務器應用來說，可以採用最新的SATA硬盤和控制器。SATA硬盤也具備熱插拔能力，並且可以在接口上具備很好的可伸縮性，如在機架式服務器中使用SCSI-SATA、FC-SATA轉換接口以及SATA端口位增器，使其具有比SCSI/SAS更好的靈活性。
還有一點需要注意，我們在DIY服務器時往往需要在第一時間將多個硬盤做成RAID，而做RAID最好是用多塊同一品牌同一型號同一容量的硬盤來做。所以我們在選擇服務器硬盤時，如果要購買多塊硬盤組成RAID，最好能夠選擇同一品牌同一型號同一容量的硬盤。