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Serial ATA技术介绍
为什么需要新的接口技术？
首先要从并行ATA接口（PATA）的限制说起，由于电磁干扰的原因，PATA的工作频率非常有限，因此它的数据传输率很难超过100MB/s，虽然Maxtor等厂商也制定了PATA133规范，但并没获得广泛认可。目前PATA的工作频率是25MHz（ATA133的工作频率是33MHz），虽然已经使用了80pin信号线的设计，但电磁干扰还是可能会造成数据传输错误，而且PATA只有简单的CRC校验，如果数据传输错误只能重传，这必然会影响磁盘性能。另一个限制就是PATA使用5V的信号电压，而以后的半导体处理技术将不支持5V的信号。
Serial
ATA使用250mV的差分信号传输方式，差分信号可以自己消除干扰，因为它的数据是以两个相反相位的信号传输，在数据的接收端，只要把两个相反相位的信号相减，就可以把传输过程中数据线中叠加的干扰信号去除，可以说差分信号传输有很强的抗干扰能力，而250mV的差分信号传输还可以兼容未来的半导体处理技术。此外，Serial
ATA具有双向的数据传输线，差分信号传输需要使用两根信号线，因此SATA一共有四根数据线，再加上三根地线，SATA的传输线为7pin，相对于80pin的ATA100传输线来说，SATA传输线就显得非常纤细了。它不但可以达到1米以上的传输距离，更细的线还不至于造成机箱内拥挤而影响散热。
Serial ATA v1.0由Serial ATA工作组开发，已经成为正式的ANSI标准。与此同时，Serial
ATAⅡ工作组也在开发Serial ATAⅡv1.0，它提供了300MB/s的数据传输率，是Serial ATA的两倍。除了数据传输率要高于PATA，SATA还支持更复杂的CRC校验，数据传输的可靠性提高。SATA采用点对点传输，每个控制器支持一个连接，因此没有主/从硬盘配置的问题，可以减化用户配置步骤。
Serial ATA的通讯层模型
Serial ATA传输被分成四层（layers），传输层（Transport layers）和链路层（link
layers）控制全部的操作，应用层（Application layers）和目前的PATA一样，因此保证了操作系统和软件的兼容。物理层（Physical
layers）控制着主机与设备之间的高速串行通讯。Serial ATA传输全部的ATA和ATAPI协议，保证了向后兼容ATA标准。
物理层（Physical layers）
Serial ATA的物理层（Physical
layers）使用低电压（250mV）差分信号能够提供1.5Gb/s或更高的传输率，从Roadmap上看，未来十年中，SATA的PHY可以提供高达6Gb/s的速率。SATA的物理层分成两个不同的部分，一个用于传输，一个用于接收。PHY合并了串行与解串行功能，传输数据被串行化成10bit字段，接收端解串行化成10bit字段。SATA接口支持1米的信号线，还支持热插拔功能。
链路层（link layers）
链路层（link
layers）用来响应发送和接收的帧（frames），进行信号流程控制，链路层进行字段的编码（encoder）与解码（decoder），8B/10B
encoder/decoder。32位的CRC运算，数据scrambler/descrambler和层控制。
传输层（Transport layers）
传输层把ATA和ATAPI信号打包/解包成帧信息，传输层还管理FIFO（先入先出）或者缓存用于控制数据流。
应用层（Application layers）
应用层和传输层通过寄存器接口（Register
interface）相互影响，它等同于现在的并行ATA主控连接，应用层中的一个掩码寄存器区块用来定义和PATA的兼容性，并且保证未来的扩展。因此，可以在软件层面保证PATA和SATA互相兼容。
HighPoint的SATA RAID产品
RocketRAID 1640
HighPoint的Serial ATA RAID卡是基于HPT374控制芯片，这片卡的型号是RocketRAID 1640，RAID部分是通过Serial ATA桥接芯片实现的
。它提供了四个Serial ATA接口，可以支持RAID 0 1 5 10和JBOD。这片卡使用PCI
V2.x规范的接口，可以在普通的主板上使用。RocketRAID
1640自已经带有BIOS，可以做为启动设备。卡的高度也可以让它用于1U的机箱中，这片卡的做工还是不错的，除BIOS芯片外全部采用了贴片工艺制造。四个标准的SATA接口位于卡的顶端，插拔起来比较方便。卡上带有蜂鸣器，可以提供提示音。
HPT374是HighPoint最新发布的一款4通道的ATA133
RAID芯片。它与以前的几款HPT3xx芯片相比，它有4个ATA通道，最多可支持8个硬盘，对于SATA来说，因为采用点对点传输，四个控制单元只能支持四片SATA硬盘。
HPT374的数据传输率高达133MB/秒，并且向下兼容 --- 包括ATA100/66/33和EIDE ATA-2。它也可集成到主板上，对于PCI
2.0或更高配置的系统，提供了一种非常好的解决方案。
用户可使用HPT374的热插拔功能，在不关机的情况下更换损坏的硬盘。支持的RAID 0，1，5，10，给用户增加了更为安全方便的数据存储方案。
HPT374可被集成到主板，IDE接口的板卡，网络服务器或PCI接口的显卡、声卡等板卡，CAD的开发系统，NAS等存储设备。 HPT374的特点：
支持 v2.2 PCI
支持ATA133接口硬盘，并向下兼容
支持32位33MHz的PCI
每个ATA通道有256Bytes的FIFO
支持8个硬盘
支持RAID 0，1，0/1，5，JBOD
支持的操作系统有：Windows98/ME/XP/NT4.0/2K，Linux (SuSE, Red Hat, Caldera, Turbo)和 FreeBSD
支持硬盘或硬盘组的启动
支持热插拔
可用并行的EPROM或串行的EPROM
208-pins的LQFP封装
Marvell的88i8030 SATA桥接芯片，这颗芯片是Marvell的高速I/O接口卡家族成员，可以把PATA接口转变成Serial
ATA接口，支持150MBps的数据传输率。
88i8030的架构图，它包括了链路，传输层，PHY层，内置了FIFO寄存器，PHY采用时钟锁相环提供基准工作频率。
RocketRAID 1640的包装盒
RocketRAID 1542
HighPoint RocketRAID 1542卡的设计基本和上面那片RocketRAID 1640是一样的，不过它把那个内置的Serial
ATA接口改成了外置接口，它支持Serial ATA RAID 0，0+1和JBOD。
卡的背面没有什么元器件
型号是HighPoing RocketRAID 1542
RocketRAID 1542包装盒
HighPoint RocketMate 1100
和RocketRAID 1542配套的是一个Serial
ATA外置硬盘盒，对于USB，1394硬盘盒我们已经非常熟悉了，但是Serial
ATA硬盘盒还是一个新鲜的事物，它得益于串行传输线的高效率和抗干扰能力，Serial
ATA硬盘线很纤巧，允许较长的传输距离，这也使得把它用于外置硬盘盒成为可能。HighPoint RocketMate
1100硬盘盒采用了铝合金外壳，可以使用3.5英寸的IDE硬盘。硬盘盒上有醒目的Serial
ATA标记，虽然是外置盒，但是它和内置硬盘使用同样的接口，因此数据传输率不会打折扣，这是和USB与IEEE1394外置硬盘盒不一样的地方。
HighPoint RocketMate 1100硬盘盒的背面有12V DC输入端口，Serial ATA电缆的接口，这个并不是我们常见的SATA端口，而是为外置接口盒进行改进的端子，外观有点象IEEE1394接口，它可以更加稳固的连接SATA电缆。
内部结构，可以抽取出来的硬盘安装架
同样使用了Marvell的SATA桥接芯片
电源适配器
专用的连接线
RocketMate 1100包装盒
RocketRAID产品的BIOS
开机进入BIOS设置界面，它可以识别出接口上的硬盘设备，所在通道，设备名称，组名以及容量。要注意的是，Serial
ATA只使用每个通道的Master接口，从这也可以看出，这块卡的BIOS是由于来ATA RAID卡修改而来的。
设置菜单中包括了，设置和移去启动标记，所用设备模式和组名
你可以设置通道的使用的协议类型
这个是查看选项，可以检查端口，设备，RAID Array和逻辑设备
性能测试
测试平台
| CPU |
Athlon XP 2400+ |
| 主板 |
七彩虹 C.NF400 Pro nForce2 Ultra400+MCP-T |
| 内存 |
宇瞻 DDR400 256MB×2，5-3-3-2.5 |
| 硬盘 |
希捷酷鱼四 40G FAT32 希捷酷鱼 SATA V，ST3120023AS×2 |
| 显卡 |
丽台A350 |
| 操作系统 |
英文Windows XP Professional + SP1 |
| 驱动 |
DirectX 9b，ForceWare 53.03WHQL For XP，nForce 3.13
For XP |
| 桌面设置 |
1024×768像素 32bit色彩 85Hz刷新率 |
HD Tach 2.70
RocketRAID 1640性能测试，RAID0，Strip（区块）大小是2MB
，这是这片RAID卡提供的最大Strip设置选项，一般来说Strip设置的大适合大尺寸的文件存取，如在游戏和视频压缩应用中，Strip小更加适合小块的文件存取，如应用在WEB服务器和数据库中。
RocketRAID 1640，RAID0，Strip（区块）大小256KB
RocketRAID 1640，RAID 1
PCMark03磁盘性能测试
RocketMate 1100硬盘盒PCMark03成绩
RocketMate 1100硬盘盒性能测试
相同硬盘，PATA测试性能
HighPoint的Serial ATA产品给我们提供了很好的升级选择，HighPoint的产品线很丰富，今天介绍的几款就各有特色，RocketRAID
1640支持的RAID模式最多，而且管理起来很方便。RocketRAID 1542提供了两个外置的SATA端口，它和RocketMate
1100硬盘盒是很好的搭档，HighPoint SATA移动硬盘提供了与内置硬盘相同的性能，是对移动硬盘性能有高要求用户的最佳选择。 |
