硬碟介面

從整體的角度上，硬碟介面分為IDE、SATA、SCSI、SAS和光纖通道五種，IDE介面硬碟多用於家用產品中，也部分應用於伺服器，SCSI介面的硬碟則主要應用於伺服器市場，而光纖通 道只用於高端伺服器上，價格昂貴。SATA主要應用於家用市場，有SATA、SATAⅡ、SATAⅢ，是現在的主流。

在IDE和SCSI的大類別下，又可以分出多種具體的介面類型，又各自擁有不同的技術規範，具備不同的傳輸速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表著一種具體的硬碟介面，各自的速度差異也較大。

CF（Compact Flash）介面主要應用在移動等小型設備裡面，CF介面遵循ATA標準製造，不過它的介面是50針而不是68針，分成兩排，每排25個針腳。

CE介面是東芝公司出的1.8寸硬碟介面，與CF介面類似。

IDE

IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”，即“電子集成驅動器”，它的本意是指把“硬碟控制器”與“盤體”集成在一起的硬碟驅動器。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬碟介面的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬碟製造起來變得更容易，因為硬碟生產廠商不需要再擔心自己的硬碟是否與其它廠商生產的控制器兼容。對用戶而言，硬碟安裝起來也更為方便。IDE這一介面技術從誕生至今就一直在不斷發展，性能也不斷的提高，其擁有的價格低廉、兼容性強的特點，為其造就了其它類型硬碟無法替代的地位。

IDE代表著硬碟的一種類型，但在實際的應用中，人們也習慣用IDE來稱呼最早出現IDE類型硬碟ATA-1，這種類型的介面隨著介面技術的發展已經被淘汰了，而其後發展分支出更多類型的硬碟介面，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等介面都屬於IDE硬碟。

SCSI

SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”（小型計算機系統介面），是同IDE（ATA）完全不同的介面，IDE介面是普通PC的標準介面，而SCSI並不是專門為硬碟設計的介面，是一種廣泛應用於小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI介面具有應用範圍廣、多任務、帶寬大、CPU佔用率低，以及熱插拔等優點，但較高的價格使得它很難如IDE硬碟般普及，因此SCSI硬碟主要應用於中、高端伺服器和高檔工作站中。

光纖通道

光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel，和SCSI介面一樣光纖通道最初也不是為硬碟設計開發的介面技術，是專門為網路系統設計的，但隨著存儲系統對速度的需求，才逐漸應用到硬碟系統中。光纖通道硬碟是為提高多硬碟存儲系統的速度和靈活性才開發的，它的出現大大提高了多硬碟系統的通信速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等。

光纖通道是為在像伺服器這樣的多硬碟系統環境而設計，能滿足高端工作站、伺服器、海量存儲子網路、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串列數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。

SATA

使用SATA（Serial ATA）口的硬碟又叫串口硬碟，是未來PC機硬碟的趨勢。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規範，2002年，雖然串列ATA的相關設備還未正式上市，但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規範。Serial ATA採用串列連接方式，串列ATA匯流排使用嵌入式時鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令（不僅僅是數據）進行檢查，如果發現錯誤會自動矯正，這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串列介面還具有結構簡單、支持熱插拔的優點。

串口硬碟是一種完全不同於并行ATA的新型硬碟介面類型，由於採用串列方式傳輸數據而知名。相對於并行ATA來說，就具有非常多的優勢。首先，Serial ATA以連續串列的方式傳送數據，一次只會傳送1位數據。這樣能減少SATA介面的針腳數目，使連接電纜數目變少，效率也會更高。實際上，Serial ATA 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。其次，Serial ATA的起點更高、發展潛力更大，Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s，這比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能達到133MB/s的最高數據傳輸率還高，而在Serial ATA 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。

SATAⅡ介面

SATA Ⅱ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)、埠多路器(Port Multiplier)、交錯啟動(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 II。

SATA II的關鍵技術就是3Gbps的外部傳輸率和NCQ技術。NCQ技術可以對硬碟的指令執行順序進行優化，避免像傳統硬碟那樣機械地按照接收指令的先後順序移動磁頭讀寫硬碟的不同位置，與此相反，它會在接收命令后對其進行排序，排序后的磁頭將以高效率的順序進行定址，從而避免磁頭反覆移動帶來的損耗，延長硬碟壽命。另外並非所有的SATA硬碟都可以使用NCQ技術，除了硬碟本身要支持 NCQ之外，也要求主板晶元組的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。

由於SATA設備市場比較混亂，不少SATA設備提供商在市場宣傳中濫用“SATA Ⅱ”的現象愈演愈烈，例如某些號稱“SATA Ⅱ”的硬碟卻僅支持3Gbps而不支持NCQ，而某些只具有1.5Gbps的硬碟卻又支持NCQ，所以，由希捷(Seagate)所主導的SATA-IO(Serial ATA International Organization，SATA國際組織，原SATA工作組)又宣布了SATA 2.5規範，收錄了原先SATA Ⅱ所具有的大部分功能——從3Gbps和NCQ到交錯啟動(Staggered Spin-up)、熱插拔(Hot Plug)、埠多路器(Port Multiplier)以及比較新的eSATA(External SATA，外置式SATA介面)等等。

值得注意的是，部分採用較早的僅支持1.5Gbps的南橋晶元(例如VIA VT8237和NVIDIA nForce2 MCP-R/MCP-Gb)的主板在使用SATA II硬碟時，可能會出現找不到硬碟或藍屏的情況。不過大部分硬碟廠商都在硬碟上設置了一個速度選擇跳線，以便強制選擇1.5Gbps或3Gbps的工作模式(少數硬碟廠商則是通過相應的工具軟體來設置)，只要把硬碟強制設置為1.5Gbps，SATA II硬碟照樣可以在老主板上正常使用。

SATA硬碟在設置RAID模式時，一般都需要安裝主板晶元組廠商所提供的驅動，但也有少數較老的SATA RAID控制器在打了最新補丁的某些版本的Windows XP系統里不需要載入驅動就可以組建RAID。

IDE SATA介面

硬碟介面是硬碟與主機系統間的連接部件，從家用用戶的角度出發，硬碟介面分為IDE、SATA兩種規格，不過他們各自具有自身的優勢和特點，用戶需要根據自身的情況來加以選擇。

IDE介面硬碟一般就是我們俗稱的并行規格的PATA硬碟，目前大多數台式存儲系統採用的都是稱為Ultra-ATA的并行匯流排介面硬碟產品，這樣的規格技術是自80年代以來一直被應用在桌上型系統作為主流的內部儲存互連技術，由於運用領域十分廣泛時間又較長，所以成熟的技術帶來的是大規模集成製造的低成本和飛速發展的大容量。

數據傳輸

由於長時間的沒有改變，在數據的傳輸上來看，這種IDE介面硬碟顯得有一些滯后，因為目前主流的PATA硬碟僅能支持ATA/100和ATA/133兩種數據傳輸規範，傳輸速率最高只能達到 每秒100或133MB，這僅可以滿足目前一般情況下的大容量硬碟數據傳輸。另外，這類硬碟所使用的80-pin數據線在機箱內部雜而亂，它會阻礙空氣在機箱里的流動，從而影響到系統的散熱。雖然劣勢明顯，不過對於一些原來老用戶來說，由於原有的主板平台並不支持SATA介面，這種IDE介面的PATA大容量硬碟還是首選，還有一些用戶認為這類型的硬碟在技術上成熟、穩定，所以也選擇這類型的PATA硬碟。

由英特爾、戴爾、希捷、Maxtor以及APT等廠商所組成，推出了就硬碟而言的新技術規格，Serial ATA，它為串列介面，在IDF Fall 2001大會上，希捷宣布了Serial ATA 1.0標準，正式宣告了SATA規範的確立這也是硬體新近頒布的一種的標準。

那麼，SATA比PATA到底快多少呢？

第二代SATA的傳輸速度為300MB/s，不過第三代的SATA產品的傳輸速度已經提高至600MB/s。從速度這一點上，SATA已經遠遠把PATA硬碟甩到了後面。另外，在傳輸方式上SATA也比PATA高人一等。SATA採用的是單通道傳輸，PATA是多通道傳輸。有些朋友可能從字面上誤認為，PATA的多通道應該比SATA的單通道快，其實不然。

因為SATA的單數據通道並沒有象PATA那樣限制速度頻率。SATA傳輸線的傳輸速度比PATA要快了近30倍。PATA必須在數據線中一次傳輸16個信號，如果信號沒有及時到達或是發生延遲，錯誤數據就會產生。因此比特流傳輸的速度必須減緩以糾正錯誤。而SATA一次只傳輸一個比特的數據，此時比特流的傳遞速度要快得多。這就好比是運球遊戲，每次運一個球要比一次運16個球容易的多。還有，SATA另一個進步在於它的數據連線，它的體積更小，散熱也更好，與硬碟的連接相當方便。與PATA相比，SATA的功耗更低，這對於筆記本而言是一個好消息，同時獨有的CRC技術讓數據傳輸也更為安全。

技術特點

在技術特點來看，不得不承認PATA硬碟在安裝、傳輸速率及功耗、抗震、雜訊等多方面都要遜於SATA硬碟。因為SATA硬碟它具有更快的外部介面傳輸速度，數據校驗措施更為完善，SATA 1.0規範規定的標準傳輸率可以達到150MB/S，這樣可以充分發揮Serial ATA介面的性能優勢，因為ATA100的理論數值是100MB/s，即便是ATA133也最高為133MB/s。另外在安裝上首先SATA的連接線非常方便，而且SATA最重要的特性就是支持熱插拔。串列SATA方式通過更好的數據校驗方式，信號電壓低可以有效的減小各種干擾，從而大大提高數據傳輸的效率，而且新式的SATA硬碟連接線也更加有利機箱內部的散熱。

缺點

SATA並非只有優點，在缺點上也是顯而易見，由於SATA規格還不十分成熟，這種類型的硬碟對外頻要求要比并行規格硬碟高，如果用戶有超頻的情況這時一定要注意，因為它就會常常出現找不到硬碟或數據損壞的情況。目前支持SATA 2.0的硬碟也已經推出，相信不久SATA 3.0也會出現在市場中，但並非標準越高就越好，就目前而言這種SATA2.0規範的硬碟主要還是針對伺服器和網路存儲應用，如普通消費者選擇SATA 1.0規範的硬碟產品足以。

SATA比PATA抗干擾能力更強。

并行ATA在數據傳輸時，信號容易產生反射，偏移，而且信號之間還存在著干擾。

SATA採用一種叫差分信號傳輸，打個比方，把數字5傳輸到另一個設備，可能中途遇到干擾，5變成了6；如果把5分成兩條線路，一條是8，一條是3，讓兩者之間的差來代表5，中途受到干擾，分別變成9跟4，但差值還是5，所以具有較強的抗干擾能力。因而傳輸率可以達到很高，所以帶寬也就增強了。

一般PATA的硬碟傳輸速度有：

Ultra-ATA33

Ultra-ATA66

Ultra-ATA100

Ultra-ATA133

SATA硬碟傳輸速度有：

Ultra-ATA150

SCSI SAS介面

SAS(Serial Attached SCSI)即串列連接SCSI，是新一代的SCSI技術，和現在流行的Serial ATA(SATA)硬碟相同，都是採用串列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是并行SCSI介面之後開發出的全新介面。此介面的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，並且提供與SATA硬碟的兼容性。

SAS的介面技術可以向下兼容SATA。具體來說，二者的兼容性主要體現在物理層和協議層的兼容。在物理層，SAS介面和SATA介面完全兼容，SATA硬碟可以直接使用在SAS的環境中，從介面標準上而言，SATA是SAS的一個子標準，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬碟，但是SATA卻不能直接使用在SAS的環境中，因為SATA控制器並不能對SAS硬碟進行控制；在協議層，SAS由3種類型協議組成，根據連接的不同設備使用相應的協議進行數據傳輸。其中串列SCSI協議(SSP)用於傳輸SCSI命令；SCSI管理協議(SMP)用於對連接設備的維護和管理；SATA通道協議(STP)用於SAS和SATA之間數據的傳輸。因此在這3種協議的配合下，SAS可以和SATA以及部分SCSI設備無縫結合。

SAS系統的背板(Backplane)既可以連接具有雙埠、高性能的SAS驅動器，也可以連接高容量、低成本的SATA驅動器。所以SAS驅動器和SATA驅動器可以同時存在於一個存儲系統之中。但需要注意的是，SATA系統並不兼容SAS，所以SAS驅動器不能連接到SATA背板上。由於SAS系統的兼容性，使用戶能夠運用不同介面的硬碟來滿足各類應用在容量上或效能上的需求，因此在擴充存儲系統時擁有更多的彈性，讓存儲設備發揮最大的投資效益。

在系統中，每一個SAS埠可以最多可以連接16256個外部設備，並且SAS採取直接的點到點的串列傳輸方式，傳輸的速率高達3Gbps，估計以後會有6Gbps乃至12Gbps的高速介面出現。SAS的介面也做了較大的改進，它同時提供了3.5英寸和2.5英寸的介面，因此能夠適合不同伺服器環境的需求。SAS依靠SAS擴展器來連接更多的設備，目前的擴展器以12埠居多，不過根據板卡廠商產品研發計劃顯示，未來會有28、36埠的擴展器引入，來連接SAS設備、主機設備或者其他的SAS擴展器。

和傳統并行SCSI介面比較起來，SAS不僅在介面速度上得到顯著提升(現在主流Ultra 320 SCSI速度為320MB/sec，而SAS剛起步速度就達到300MB/sec，未來會達到600MB/sec甚至更多)，而且由於採用了串列線纜，不僅可以實現更長的連接距離，還能夠提高抗干擾能力，並且這種細細的線纜還可以顯著改善機箱內部的散熱情況。

1)硬碟、控制晶元種類少：只有希捷、邁拓以及富士通等為數不多的硬碟廠商推出了SAS介面硬碟，品種太少，其他廠商的SAS硬碟多數處在產品內部測試階段。此外周邊的SAS控制器晶元或者一些SAS轉接卡的種類更是不多，多數集中在LSI以及Adaptec公司手中。

2)硬碟價格太貴：比起同容量的Ultra 320 SCSI硬碟，SAS硬碟要貴了一倍還多。一直居高不下的價格直接影響了用戶的採購數量和渠道的消化數量，而無法形成大批量生產的SAS 硬碟，其成本的壓力又會反過來促使價格無法下降。如果用戶想要做個簡單的RAID級別，那麼不僅需要購買多塊SAS硬碟，還要購買昂貴的RAID卡，價格基本上和硬碟相當。

3)實際傳輸速度變化不大：SAS硬碟的介面速度並不代表數據傳輸速度，受到硬碟機械結構限制，現在SAS硬碟的機械結構和SCSI硬碟幾乎一樣。目前數據傳輸的瓶頸集中在由硬碟內部機械機構和硬碟存儲技術、磁碟轉速所決定的硬碟內部數據傳輸速度，也就是80MBsec左右，SAS硬碟的性能提升不明顯。

4)用戶追求成熟、穩定的產品：從現在已經推出的產品來看，SAS硬碟更多的被應用在高端4路伺服器上，而4路以上伺服器用戶並非一味追求高速度的硬碟介面技術，最吸引他們的應該是成熟、穩定的硬體產品，雖然SAS介面伺服器和SCSI介面產品在速度、穩定性上差不多，但目前的技術和產品都還不夠成熟。

不過隨著英特爾等主板晶元組製造商、希捷等硬碟製造商以及眾多的伺服器製造商的大力推動，SAS的相關產品技術會逐步成熟，價格也會逐步滑落，早晚都會成為伺服器硬碟的主流介面。