常见硬盘接口IDE、SATA、SCSI、SAS、FC详细总结附图快速掌握

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一、综述

目前所能见到的硬盘接口类型主要有IDE、SATA、SCSI、SAS、FC等等。 IDE是俗称的并口，SATA是俗称的串口，这两种硬盘是个人电脑和低端服务器常见的硬盘。SCSI是"小型计算机系统专用接口"的简称，SCSI硬盘就是采用这种接口的硬盘。SAS就是串口的SCSI接口般服务器硬盘采用这两类接口，其性能比上述两种硬盘要高，稳定性更强，但是价格高，容量小，噪音大。FC是光纤通道，和SCIS接口-样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。SSD也称作电子硬盘或者固态电子盘，是由控制单元和固态存储单元(DRAM或FLASH芯片)组成的硬盘。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-2接口。但其成本较高。

二、详细说明

2.1 串口和并口的区别

2.2 IDE

IDE的英文全称“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”，它的本意是指“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。人们习惯用IDE来称呼最早的硬盘ATA-1，这种类型接口随着技术的发展已经淘汰掉了，其后发展出更多的接口，如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA都属于IDE硬盘。

IDE接口

IDE硬盘

2.3 SATA

SATA的全称是 Serial Advanced Technology Attachment ，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor、Seagate共同提出的接口规范。
SATA II是在SATA的基础上发展起来的，其主要特征是外部传输率从SATA的1.5G进一步提高到了3G，此外还包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令队列)、端口多路器(Port Muliplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征，单纯的外部传输率达到3Gbps并不是真正的SATA II。
SATAII的关键技术就是3Gbps的外部传输率和NCQ技术。NCQ技术可以对硬盘的指令执行顺序进行优化，避免像传统硬盘那样机械地按照接收指令的先后顺序移动磁头读写硬盘的不同位置，与此相反，它会在接收命令后对其进行排序，排序后的磁头将以高效率的顺序进行寻址从而避免磁头反复移动带来的损耗，延长硬盘寿命。
另外并非所有的SATA硬盘都可以使用NCQ技术，除了硬盘本身要支持NCQ之外，也要求主板芯片组的SATA控制器支持NCQ。此外，NCQ技术不支持FAT文件系统，只支持NTFS文件系统，

SATA接口

SATA硬盘

2.4 SCSI

SCSI (Small Computer System Interface,小型计算机接口)，其速度、性能和稳定性都比IDE要好，主要面向服务器和工作站市场。
SCSI是连接主机和外围设备的接口，支持包括磁盘驱动器、磁带机、光驱、扫描仪在内的多种设备。由SCSI控制器进行数据操作、SCSI控制器相当于一块小型CPU，有自己的命令和缓存。
以下是STA(SCSI Trade Association,SCSI同业公会)的标准分类。
SCSI的类型，注释：

(1)点到点传输的总线长度

(2)SCSI、Ultra SCSI或Ultra2 SCSI均是可选项

(3)LVD(Low Voltage Differential，低分差动)没有定义它的速度，在12米以内都能

保持正常传输率。如果在总线内有一个设备设置成单终结，整个总线也会切换成单终结。

(4)单终结没有定义它的长度

(5)HVD(High Voltage Differential，高分差动)没有定义它的速度

(6)在Ultra2之后，所有高速传输都是基于宽带(Wide)模式。

SCSI接口

2.5 SAS

SAS(Serial Atached SCSl)即串行连接SCS!，是新一代的SCS!技术，和现在流行的Sera 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。
（1）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;
（2）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命会: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SAS可以和SATA以及部分SCSI设备无缝结合。
系统的背板(Backplane)既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器，也可以连接高容量、低成本的SATA驱动器。所以SAS驱动器和SATA驱动器可以同时存在于一个存储系统之中。但需要注意的是，SATA系统并不兼容SAS，所以SAS驱动器不能连接到SATA背板上，由于SAS系统的兼容性，使用户能够运用不同接口的硬盘来满足各类应用在容量上或效能上的需求，因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性，让存储设备发挥最大的投资效益。

2.6 FC

光纤通道的英文拼写是Fiber Channel，和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有:热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。
光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计，能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。
FC接口

三、其他相关链接

1、NAND flash、NOR flash对比及储存原理总结

2、SATA模块之HBA卡开发总结（一）

3、SATA信息传输FIS结构总结（二）

4、SATA模块物理层OOB信号分析总结（三）

5、PCIe物理层总结-PCIE专题知识（一）

6、PCIe数据链路层图文总结-PCIe专题知识（二）

7、SSD硬盘SATA接口和M.2接口区别总结