常见硬盘接口说明
目前硬盘接口类型不算多,主要有IDE、SCSI、SATA、SAS四种。IDE许多时候以Ultra ATA代替,很多人习惯将Ultra ATA硬盘称为IDE硬盘,但需要说明的是IDE的概念要大于ATA——原则上所有硬盘驱动器集成控制器的设计都属于IDE,SCSI也不例外。当然,以 IDE指代ATA已经形成很大的惯性,SATA开始将IDE与ATA区别开来。成熟廉价的是IDE,最新兴的是SATA,稳定价高的SCSI。最早出现的是IDE接口,后来出现SCSI接口,现在服务器主要用的是SAS接口硬盘,SAS接口称为串行连接SCSI的主要面向服务器。如果仔细观察,你可以发现,最近电脑业界的系统总线都是朝串行发展,硬盘的接口总线SATA是个代表,包括今后的将要顶替AGP接口的图形接口标准PCI-Express,都朝着串行方向发展。
1. IDE接口
IDE的英文全称为:Integrated Drive Electronics,是目前最主流的硬盘接口,包括光储类的主要接口。它经过数年的发展变得很成熟、廉价、稳定。IDE接口使用一根40芯或80芯的扁平电缆连接硬盘与主板,每条线最多连接2个IDE设备(硬盘或者光储)。早期的是用IDE多功能卡插在主板上,再连接IDE线,这功能卡已经淘汰;目前主板全部提供2个IDE接口,相比IDE多功能卡,它显得价格便宜和易于安装。IDE接口又分为UDMA/33,UDMA/66,UDMA /100,UDMA/133。1996年底,昆腾和英特尔公司宣布共同开发了Ultra DMA/33的新型EIDE接口,因其数据传输率为33MB/s,故称UDMA/33,后面的UDMA/66,UDMA/100,UDMA/133命名同上。Ultra DMA把时钟脉冲的上升和下降沿均用作选通信号,即每半个时钟周期传输一次数据,这就使得最大外部传输速率从16.6MB/s倍增至33.3MB/s。另外,Ultra DMA采用总线控制方式,在硬盘上有直接内存通道控制器,可大大降低硬盘在读写时对CPU的占用率,可将对CPU的占用率从92%降至52%,这也是 Ultra DMA的一个重要作用。当然,要实现Ultra DMA功能,还需要支持Ultra DMA规格的主板和相应的驱动程序。所有的IDE硬盘接口都使用相同的40针连接器。
2.SCSI接口
SCSI英文全称:Small Computer System Interface,它出现的原因主要是因为原来的IDE接口的硬盘转速太慢,传输速率太低,因此高速的SCSI硬盘出现。其实SCSI并不是专为硬盘设计的,实际上它是一种总线型接口。由于独立于系统总线工作,所以它的最大优势在于其系统占用率极低,不过转速快,传输率高的SCSI接口硬盘也有它的不足之处:价格高、安装不便、还需要设置及其安装驱动程序,因此这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。它是使用一根50芯的扁平电缆,转速在万转以上,不过随着IDE技术的发展,如今IDE接口的硬盘在容量和速度上已与SCSI接口硬盘相差无几,不久将来,它可能不会存在了。所有SCSI接口都使用下面3种连接器中的1种。
3.SATA接口
SATA的英文全称是:Serial-ATA(串行),IDE系列属于Parallel-ATA(并行),SATA是最近颁布的新标准,具有更快的外部接口传输速度,数据校验措施更为完善,初步的传输速率已经达到了150MB/s,比IDE最高的UDMA/133还高不少。由于改用线路相互之间干扰较小的串行线路进行信号传输,因此相比原来的并行总线,SATA的工作频率得意大大提升。虽然总线位宽较小,但SATA 1.0标准仍可达到150MB/s,未来的SATA 2.0/3.0更可提升到300以至600MB/s。并且S-ATA具有更简洁方便的布局连线方式,在有限的机箱内,更有利于散热,并且简洁的连接方式,使内部电磁干扰降低很多。相信最后存在的是SATA接口,SCSI及IDE接口硬盘今后都会采用SATA接口标准。我们知道SATA接口与IDE硬盘接口不兼容,供电接口方式也不相同。
1、SATA数据接口引脚定义(7针):
序号
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名称/标识
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说明
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1
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GND
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接地
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2
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A+ Transmit
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数据发送正极
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3
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A- Transmit
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数据发送负极
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4
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GND
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接地
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5
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B- Receive
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数据接收负极
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6
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B+ Receive
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数据接收正极
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7
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GND
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接地
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2、SATA电源接口引脚定义(15针):
序号
|
名称/标识
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说明
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1
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+3.3V
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3.3伏正极(橙色)
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2
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+3.3V
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3.3伏正极(橙色)
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3
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+3.3V
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3.3伏正极(橙色)
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4
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GND
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接地(黑色,与1路配对)
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5
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GND
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接地(黑色,与2路配对)
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6
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GND
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接地(黑色,与3路配对)
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7
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+5.5V
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5伏正极(红色,预充电极)
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8
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+5.5V
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5伏正极(红色)
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9
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+5.5V
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5伏正极(红色)
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10
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GND
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接地(黑色)
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11
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Optional
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无(黑色,保留针脚)
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12
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GND
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接地(黑色)
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13
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+12V
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12伏正极(黄色)
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14
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+12V
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12伏正极(黄色)
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15
|
+12V
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12伏正极(黄色)
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(1) 3.3V不接是一样的正常使用,但存在有用不带3.3V的电源线接的SATA硬盘不认的情况。
(2)在2.5英寸的笔记本硬盘中,+12V脚(即后三脚)悬空。
(2)在2.5英寸的笔记本硬盘中,+12V脚(即后三脚)悬空。
4.SAS接口
SAS(Serial Attached SCSI)即串行连接SCSI,是新一代的SCSI技术,和现在流行的Serial ATA(SATA)硬盘相同,都是采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间等。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性,并且提供与SATA硬盘的兼容性。
SAS硬盘的接口设计为29针,这与SATA硬盘有所不同,后者通常有一个缺失的针脚,形成了一个明显的洞。SAS硬盘是为了适应服务器和企业级存储系统而设计的,它采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间
SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说,二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容。在物理层,SAS接口和SATA接口完全兼容,SATA硬盘可以直接使用在SAS的环境中,从接口标准上而言,SATA是SAS的一个子标准,因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘,但是 SAS却不能直接使用在SATA的环境中,因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行控制;在协议层,SAS由3种类型协议组成,根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议(SSP)用于传输SCSI命令;SCSI管理协议(SMP)用于对连接设备的维护和管理;SATA通道协议(STP)用于SAS和SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下,SAS可以和SATA以及部分SCSI设备无缝结合。
SAS硬盘的接口设计为29针,这与SATA硬盘有所不同,后者通常有一个缺失的针脚,形成了一个明显的洞。SAS硬盘是为了适应服务器和企业级存储系统而设计的,它采用串行技术以获得更高的传输速度,并通过缩短连结线改善内部空间
SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说,二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容。在物理层,SAS接口和SATA接口完全兼容,SATA硬盘可以直接使用在SAS的环境中,从接口标准上而言,SATA是SAS的一个子标准,因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘,但是 SAS却不能直接使用在SATA的环境中,因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行控制;在协议层,SAS由3种类型协议组成,根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议(SSP)用于传输SCSI命令;SCSI管理协议(SMP)用于对连接设备的维护和管理;SATA通道协议(STP)用于SAS和SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下,SAS可以和SATA以及部分SCSI设备无缝结合。