硬盘的串行和并行是什么意思

发布者:admin 发布时间:2019-10-22 09:53 浏览次数:

  

  今日谈随着技术的成熟,越来越多的主板和硬盘都开始支持SATA(串行ATA),SATA接口逐渐有取代传统的PATA(并行ATA)的趋势。

  那么SATA和PATA在传输模式上有何区别,SATA相对PATA又有何优势呢?这就正是本文需要讨论的话题。

  ATA其实是IDE设备的接口标准,大部分硬盘、光驱、软驱等等都使用的是ATA接口。譬如现在绝大部分的朋友用的都是并行ATA接口的硬盘,应该对它80针排线的接口是再熟悉不过了吧?平常我们说到硬盘接口,就不得不提到什么Ultra-ATA/100、Ultra-ATA/133,这表示什么呢?这告诉我们该硬盘接口的最大传输速率为100MB/s和133MB/s,且硬盘是以并行的方式进行数据传输,所以我们也把这类硬盘称为并行ATA。

  串行ATA全称是Serial ATA,它是一种新的接口标准。与并行ATA的主要不同就在于它的传输方式。它和并行传输不同,它只有两对数据线,采用点对点传输,以比并行传输更高的速度将数据分组传输。现在的串行ATA接口传输速率为150MB/s,而且这个值将会迅速增长。

  举个比较夸张的例子,A、B两支队伍在比赛搬运包裹,A代表并行ATA,B代表串行ATA。

  比赛开始,A派出了40个人用人力搬运包裹,而B只派出去了一辆货车来搬运。在一个来回里他们搬运的包裹数量都相同,大家可以很清楚最后的结果,当然是用货车搬运的B队先把包裹运完,因为货车的速度比人步行的速度快得多多了。同样,串行传输比并行传输的速率高就类似这个道理。

  回到现实中来,现在的并行ATA接口使用的是16位的双向总线个数据传输周期内可以传输4个字节的数据;而串行ATA使用的8位总线个字节。

  这两种传输方式除了在每个时钟周期内传输速度不一样之外,在传输的模式上也有根本的区别,串行ATA数据是一个接着一个数据包进行传输,而并行ATA则是一次同时传送数个数据包,虽然表面上一个周期内并行ATA传送的数据更多,但是我们不要忘了,串行ATA的时钟频率要比并行的时钟频率高很多,也就是说,单位时间内,进行数据传输的周期数目更多,所以串行ATA的传输率高于并行ATA的传输率,并且未来还有更大的提升空间。

  这个回答很简单,当然是为了获得更高的数据传输率。随着当前设备需求的数据传输率越来越高,接口的工作频率也越来越高,并行ATA接口逐渐暴露出一些设计上的“硬伤”,其中最致命的就是并行线路的信号干扰。由于传统并行ATA采用并行的总线传输数据,必须要求各个线路上数据同步,如果数据不能同步,就会出现反复读取数据,导致性能的下降,甚至导致读取数据不稳定。

  而采用排线设计的数据线,正是数据读取无法更快的“罪魁祸首”。由于并排的高速信号在传输时,会在每条电缆的周围产生微弱的电磁场,进而影响到其它数据线中的数据传递,还会因为线缆的长度和电压的变化而不断变化,随着总线频率的提升,磁场的强度也越来越大,信号干扰的影响也越来越明显。

  从理论上说串行传输的工作频率可以无限提高,串行ATA就是通过提高工作频率来提升接口传输速率的。因此串行ATA可以实现更高的传输速率,而并行ATA在没有有效地解决信号串扰问题之前,则很难达到这样高的传输速率。

  并行ATA接口在总线频率方面受到其设计的制约,并不能一味地提升,而随着对数据传输率的要求越来越高,目前最快的并行ATA接口ATA133的频率为33MHz,这个几乎已经达到了并行接口的极限,再继续改造线路已不太现实。所以推出新的接口势在必行。

  在校验方面,并行ATA总线只是简单的CRC校验,一旦接收方发现数据传输出现问题,就会自行将这些数据丢弃、然后要求重发,如果数据信号相互干扰过大,就会严重影响硬盘的性能。

  而串行ATA既对命令进行CRC校验,也对数据分组进行CRC校验,以此提高总线.连线更简单

  在数据线针的排线,串行ATA由于采用点对点方式传输数据,所以只需要4条线路即可完成发送和接收功能,加上另外的三条地线条的物理连线就可满足数据传输的需要。由于传输数据线较少,使得SATA在物理线路的电气性能方面的干扰大大减小,这也保证了未来磁盘传输率进一步的提升。

  和并行ATA相比,串行ATA的数据线更细小,这也使得机箱内部的连线比较容易整理,有助于机箱内部空气的流通,使得机箱内部的散热更好。同样,串行ATA还有采用非排针脚设计的接口和支持热插拔功能等优点。

  总的说来,串行ATA的优势是很明显的。当然,目前还有一些相对比较低速的设备在使用并行ATA,如光驱、刻录机等设备,并行ATA的传输率已经可以满足的需要,所以,并行和串行会在很长一段时间内并存。当然,串行ATA支持所有的ATA设备,也可支持光驱等设备,但是串行ATA目前会先运用在硬盘上,未来将会支持更多的存储设备。


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