驶入快车道:SATA Revision 3.0解析
技术空间
SATA Revision 3.0的特性
1.带宽增大了一倍
SATA(串行ATA)是目前主流的硬盘接口,相比PATA(并行ATA),其使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,结构简单、支持热插拔。与并行ATA相比,SATA以连续串行的方式传送数据,可以在较小的位宽下使用较高的工作频率来增大数据传输的带宽,SATA Revision 1.0定义的数据传输速率可达150MB/s(1.5Gbps),而SATA Revision 2.0的数据传输速率则可达300MB/s(3Gbps)。
Serial ATA Revision 3.0(也可称作SATA Revision 3.0、SATA 6Gbps、SATA 6Gb/s等)继承了前期版本的特点,从技术原理上来看,并没有特别多的新奇地方,它最大的亮点就是带宽增加了一倍,达到了6Gbps,这使得它的最大数据传输速率可达600MB/s。简单地说,SATA Revision 3.0就是将数据接口和电源接口结合于一体的连接器,能够实现很多设备的外置,并且支持热插拔,即插即用。如果应用在移动硬盘上,用户能享受到SATA的高速,又像USB接口一样便利。

小贴士:SATA-IO规范SATA名称
用户经常将该标准与SATA Ⅱ或者SATA 2.0划上等号,但事实上SATA Ⅱ只是制定该规范的组织的名称,而不是SATA 3Gbps的品牌名,除了SATA 3Gbps外,SATA Ⅱ旗下还包括许多其他的技术规范。为了避免重蹈SATA 3Gbps时代标准名称混乱的情况,SATA-IO此次特地作了明确的规定:新版SATA规范的全称为“Serial ATA International Organization:Serial ATA Revision 3.0”,正常场合下可以简称为“SATA Revision 3.0”或者“SATA 6Gbps”,中文俗称“第三代SATA”,但诸如“SATA 3.0”、“SATA Ⅲ”、“SATA Gen 3”的说法都不合规范。

2.无缝升级
新推出的SATA Revision 3.0接口不仅融合了前几代SATA接口的技术优点,支持最长1米的传输距离,而且还增加了一些新功能。如SATA Revision 3.0具有低成本及低功耗的存储优势,并且向后兼容早期的SATA版本,以实现保留原有SATA连接器配置,也就是向后兼容SATA Revision 1.0及2.0接口,维护现有成本的设计,同时可尽量减少更改现有设备和接口设施,实现无缝升级。当然,虽然现有线缆及连接器均可以利用,但SATA-IO也推荐使用质量更好的组件,以确保6Gbps传输数据的连续稳定性。
用于台式机和笔记本电脑的第三代主流SATA存储接口不仅提高了电源效率,而且还改进了SATA接口的一项重要技术——全速命令队列(NCQ),提高了主流PC机,特别是那些需要处理传输大量数据的应用设备(如科学建模、预测、工程设计、仿真等)的系统性能及数据传输速度。

在2009年3月进行的演示中,希捷和AMD通过一部个人台式机展示了一款已面市的Barracuda 7200.12 3Gbps接口硬盘和一款Barracuda 6Gbps接口硬盘原型机在性能方面的差异。该台式机配备了AMD原型SATA 6Gbps芯片组,在电脑显示器上,用户可以清楚地看到这两款产品各自的性能表现,基于SATA 3Gbps接口的硬盘的运行速度为288.55MB/s,而SATA 6Gbps接口的硬盘运行速度则高达589.09MB/s,逼近理论极限600MB/s。
固态硬盘有望“如虎添翼”
长期以来,不佳的硬盘传输速率都是影响高性能电脑性能得以更大发挥的罪魁祸首之一,而SATA Revision 3.0的出现能进一步缓解这种窘境。SATA Revision 3.0不仅传输速度更快,其散热量也相对降低,可靠性也更高。并且,SATA Revision 3.0还将支持一些新的指令集的扩展,尤其是数据和命令队列领域的指令。这些增强措施可以提高PC视频流及高级中断的服务质量,使得大量的数据可用更快的频率进行传输,从而更好地满足台式机及笔记本电脑用户不断增加的在游戏、视频流及图像多媒体软件应用方面对带宽的更高需求。
更高的传输速率、更低成本及更高效率将进一步巩固SATA存储接口的市场主流地位。近几年来,固态硬盘的高速发展有目共睹,Fusion-IO开发的使用PCI-E ×4接口的SSD固态硬盘,其读取速度可达500MB/s~700MB/s,写入速度也可达500MB/s~600MB/s,用固态硬盘替代传统HDD机械硬盘的呼声也日益高涨。一些固态硬盘受SATA Revision 2.0的速率限制的影响已显而易见,如多家厂商的2.5英寸SATA固态硬盘新品已在市场正式开卖,内部采用了新型的NAND闪存,性能强劲,但受限于SATA Revision 2.0接口的速率,其实际读取速度只能达到230MB/s~250MB/s。
而测试表明,在SATA Revision 3.0系统中,固态硬盘则可轻松地实现500MB/s~600MB/s的传输速率。这让SATA可以进一步缓解来自NVMHCI接口标准化的压力(NVMHCI的原始传输速率为2.4Gbps)。

延长传统硬盘的生命力
首批采用SATA Revision 3.0标准的将是固态硬盘产品,随后HDD传统硬盘也会搭上SATA 6Gbps的顺风车。由于在未来的两三年内,SSD固态硬盘的售价与容量仍然无法被一般消费者接受,传统HDD硬盘还有其生存空间。目前主流的台式机及笔记本电脑都已经标配了SATA接口,而SATA Revision 3.0的采用,也让传统HDD机械硬盘多了一件对抗SSD固态硬盘的利器。翻倍的数据传输速率不至于让传统硬盘那么早地消失,包括光驱、固态硬盘和多用户存储应用在内的其他存储产品也能继续享受到SATA Revision 3.0普及化带来的应用便利性。
我们也应该看到,对于个人用户来说,由于目前桌面硬盘的速度主要受限于硬盘内部数据传输速率,所以其对普通HDD硬盘短期内的性能提升并不会很大。相反,如上所述,SATA Revision 3.0将对固态硬盘及企业级存储器产品产生更大影响,其和固态硬盘相结合,更容易产生如虎添翼的效果,这点对于注重性能的用户来说更不容忽视。
后记

更快更高更强,是SATA接口发展的主要趋势。目前AMD在其即将推出的SB850系列南桥芯片中已经加入了原生对SATA 6Gbps的支持,而在近期举行的中国台北Computex 2009中,也出现了支持SATA 6Gbps的Intel P55主板,它们是通过第三方的Marvell控制器芯片来实现的。新陈代谢是IT技术发展的必然,SATA Revision 3.0取代SATA Revision 2.0也会成为大势所趋。
SATA Revision 3.0作为一款承前启后的产品,新技术在增加一倍传输速度的同时,保留了向后兼容,这些特性使SATA Revision 3.0的解决方案对消费者和企业充满无限诱惑。自2001年SATA问世以来,已有超过6.5亿台SATA硬盘驱动器出货,而SATA Revision 3.0将进一步巩固和强化SATA硬盘的这种固有优势。在台式机和笔记本电脑领域,SATA已有的巨大优势将在5至10年内难以被改变。而在高端服务器领域,以SAS 2.0为代表的同类串行ATA技术也将有更多的机会向光纤通道接口发起强有力的冲击。
专家访谈:Joan Motsinger(希捷个人系统营销及策略部副总裁)
◎推出SATA 6Gbps的目的是什么?
Joan Motsinger:全球消费者及商业机构对数字信息的依赖日益增加,随之产生的游戏、数字视频/音频、视频流、图像及其他应用软件也对带宽提出了更高的要求。因此,个人计算机需要配备能够传输更多数字内容的接口,以满足市场需求。SATA 6Gbps接口的推出可以满足市场对高带宽PC的需求。存储设备厂家一直致力于技术创新,多次为消费者推出新技术,如SATA、垂直记录以及硬盘加密技术等。同时各个公司将一起合作,联手推出新一代SATA 6Gbps接口技术。
◎上游厂商是如何合作研发SATA 6Gbps产品的?
Joan Motsinger:比如在AMD方面,它一直在研究平台技术,以帮助硬盘等技术合作伙伴制造高性能的台式机及笔记本电脑中的配件。新推出的SATA 6Gbps接口不仅融合了前几代SATA接口的技术优点,而且还增加了很多新功能。借助这项创新技术,AMD能够继续优化技术平台,开发出更多低成本的设计,以帮助其他技术合作伙伴生产出更好的台式机及笔记本产品。