e-sata

如今，SATA介面已逐漸成為各種存儲設備的“新寵”，SATA硬碟取代PATA硬碟成為台式硬碟的主流，而光碟機 介面也正朝SATA靠攏。不過，外置存儲設備(如移動硬碟)介面仍普遍採用USB2.0或IEEE1394，儘管這兩種介面的數據傳速率達到了480Mpbs/400Mbps，但它們並不能發揮硬碟等設備的最大潛力。這是因為USB2.0或IEEE1394移動硬碟均必須使用橋接晶元，才能實現介面的轉換，這種連接方式無疑會大大影響設備的性能。現在，eSATA介面出現了，它將給我們帶來“飛”一般的感覺。

原有的SATA是採用L形插頭區別介面方向，而eSATA則是通過插頭上下端不同的厚度及凹槽來防止誤插，它同樣支持熱拔插。雖然改變了介面方式，但eSATA底層的物理規範並未發生變化，仍採用了7針數據線，所以僅僅需要改變介面便可以實現對SATA設備的兼容。

eSATA介面(左)是平的，而SATA介面是L形的

普通3.5英寸硬碟的最高數據傳輸率為60MB/s，在使用外置3.5英寸的硬碟盒時，USB2.0或IEEE 1394的介面速度會成為數據傳輸的瓶頸。如果使用外置RAID 0存儲設備，那麼最高480Mbps的介面帶寬更會嚴重地限制硬碟的性能發揮。因此，eSATA是一個非常不錯的解決方案。而且eSATA硬碟盒在搭配SATA硬碟后，中間無需橋接晶元的轉換，是一種原生的存儲設備介面。

eSATA特性

儘管eSATA只是SATA介面的延伸，而且製造商並不需要對SATA的協議和處理晶元進行任何修改，但要確保將SATA安全地移到機箱外，並通過SATA-IO國際組織的審核，必然有許多地方需要加以改進。

eSATA介面首先需要提供的特性就是熱插拔。當前除老舊的串口、並口等PC外部介面外，其他包括USB、IEEE1394在內的許多介面都支持熱插拔技術，而eSATA這種專門為存儲設備服務的介面支持熱插拔的意義更加重要。你也許會問，SATA規範不是已經包含了熱插拔技術了嗎？為什麼eSATA還需要增加同樣的東西？事實上，現有許多主板上的SATA 1.0標準控制器並不支持熱插拔功能，當用戶在系統運行的時候將SATA設備拔下時很可能會導致系統崩潰。為了解決這個問題，SATA 2.5規範對熱插拔的安全性和可靠性都做了進一步的強化。

主板上的eSATA介面

除了強化熱插拔方面的規範，eSATA介面也必須重新設計才能滿足外部連接的要求。原本在機箱內的SATA線纜和介面沒有任何的保護和鎖定裝置，同時介面部分也相當脆弱。一般來說，機箱內部的SATA介面在插拔50次左右就容易因接觸不良而出現問題，這樣的介面設計，對於外部設備來說無疑是致命的！畢竟誰都不想自己的eSATA硬碟在插拔幾次或者輕微碰撞之後就報廢。

作為外部連接標準，eSATA必須在強度、抗電磁干擾、線纜柔韌性方面全部符合要求。因此，eSATA設備的介面和線纜都採用了全金屬屏蔽。全金屬屏蔽設計不僅能夠降低電磁干擾，還有助於減少在熱插拔過程中產生的靜電。與此同時，為了防止介面受到外力意外斷開，eSATA標準還要求在線纜介面處加裝金屬彈片式的鎖定裝置。根據測試，eSATA全新設計的介面將保證設備最少可進行2000次的熱插拔。

eSATA還能夠通過埠復用晶元在一個SATA通道上提供最多4個SATA介面。由於SATA 2.5規範中SATA介面的傳輸率達到300MB/s，而當今最快的SATA硬碟內部傳輸率也只有80MB/s。通過一個簡單的埠復用晶元，一個SATA通道就能被4個eSATA設備共享，以實現更高的連接密度。當然，共享同一通道的eSATA存儲設備累計的最高傳輸率無法超過300MB/s。

最後，eSATA介面還需要在PCB布線和電源方面符合標準才能獲得由SATA-IO頒布的eSATA認證標誌。現階段儘管絕大部分SATA硬碟都能在eSATA介面上工作，但是由於沒有相應的保護外殼和供電系統，這些裸露在外的硬碟很容易出現故障。SATA-IO建議用戶盡量購買那些通過認證的eSATA外置存儲設備和板卡。

和常見的USB2.0和IEEE1394兩種常見外置介面相比，eSATA最大的優勢就是數據傳輸能力。eSATA的理論傳輸速度可達到1.5Gbps或3Gbps，遠遠高於USB2.0的480Mbps和IEEE 1394的400Mbps。在實際測試中，從電腦中複製一個1.36GB大小的文件到採用不同介面的外置存儲設備中，eSATA介面的設備所耗費的時間遠低於USB2.0或IEEE 1394設備，速度快了近一倍。隨著eSATA的出現，外置介面的傳輸率也首次遠遠大於了硬碟等設備的內部傳輸率。

幾種主流介面的理論速度和損失速度對比

小知識：持續傳輸率、突發傳輸率和介面傳輸率

描述硬碟工作狀態的參數有很多，其中和性能關係最大的是持續傳輸率和突發傳輸率。前者表示當硬碟工作時，可以長時間穩定達到的速度(類似於運動員的忍耐力);後者表示硬碟在瞬間可以達到的最大傳輸率(相當於爆發力)，持續傳輸率取決於硬碟的機械結構，而突發傳輸率則與硬碟的緩存有很大關係。

和上述兩個參數相比，介面傳輸率更像是一種規範，它規定了硬碟等設備在傳輸數據時的速度上限，它好比高速公路上的限速指示牌。硬碟在工作時，持續傳輸率要小於介面傳輸率，突發傳輸率則可能接近於介面傳輸率的上限，但持續時間不會很長。

在實現成本上，eSATA無疑更具優勢。對傳統的USB或IEEE 1394外置設備來說，要通過USB或IEEE 1394介面從硬碟上讀寫數據，必須使用一個介面轉換電路，而這個轉換電路的成本為5～10美元。另外，介面轉換的延遲對數據傳輸速度的影響也很大，經測試證明，IEEE 1394的速度損失率(損失速度比峰值速度)達到了20%，USB1.0和USB2.0分別達到了33%和25%，而SATA的速度損失為0，這是因為SATA和PATA一樣都是基於ATA協議，所以在傳輸過程中不需要進行協議轉換，這樣不但節約了成本，而且硬碟性能不受影響!

針對eSATA脫胎於SATA介面的優異特性，人們還開發出了許多嶄新的運用，其中最具實際意義的方案就是通過內置SATA硬碟和外置eSATA硬碟組建RAID 1系統，快速完整地備份數據。以往用戶要組建RAID 1系 統，必須在機箱內安裝兩個容量相同的硬碟。現在有了eSATA介面，RAID 1的實現就可以更加靈活。比如，用戶在需要備份數據的時候，只要將硬碟插在eSATA介面上，並且在BIOS中進行簡單的設置，就能在不降低系統運行速度的情況下獲得一個存儲數據完全相同的備份。最後用戶只須將連接在eSATA介面上的外置硬碟拔下，就完成了整個備份過程。和以前的RAID 1不同的是，這樣的備份可以根據用戶需求隨時進行，備份出來的硬碟也能夠隨時連接在其他PC上讀取數據。

此外，隨著藍光刻錄機等設備的出現，原來的USB 2.0、IEEE1394介面顯然已經無法滿足這些刻錄設備對數據傳輸的需求，產生刻錄失敗是常見的事。有了eSATA介面，外置的光碟機也可以輕鬆獲得和內置光碟機一樣的性能表現和穩定性，從根本上解決了外置光存儲設備傳輸率不快、穩定性差等難題。

尤其值得一提的是，eSATA安全熱插拔特性還讓SATA存儲設備有機會憑藉超大容量和極低的價格佔領近線和離線存儲市場。用戶只需要在這些伺服器上插上eSATA硬碟，就能將整體存儲容量迅速增加500GB，甚至更多，而整個過程不必重新啟動電腦。

寫在最後

目前，包括希捷等在內的多家存儲廠商都開始把自己的業務重點轉向外置式硬碟。在CES2006上，希捷就展示了最新研發的eSATA按鍵備份系列外置硬碟，其中500GB容量產品的介面速度高達300MB/s。此外，Data-Tec、I-O DATA等公司也紛紛推出了各自的eSATA外置硬碟或DVD刻錄機，與此同時，市場上也出現了帶有eSATA介面的主板產品，如華擎的775XFire-eSATA2、ASUS的P5W DH等。

Seagate公司的eSATA外置硬碟

eSATA儘管在技術上優勢突出，但也存在一些不足之處，如它僅僅提供了數據介面，缺乏電源供應(所有基於eSATA介面的設備都要使用外置電源)。不過，我們有理由相信，隨著eSATA技術的不斷完善，以及SATA硬碟、藍光、HD DVD等對介面帶寬要求較高的設備的日益增多，eSATA將成為外置存儲設備領域重要的介面標準。