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硬盤接口類型 |
1、ST-506接口
最早的IBM PC并不帶有硬盤，它的BIOS及DOS1.0操作系統也不支持任何硬盤，后來DOS2引入了子目錄系統，并添加了對“大容量”存儲設備的支持，于是一些公司開始出售供IBMPC使用的硬盤系統，這些硬盤與一塊控制卡、一個獨立的電源(IBM PC的電源只有63.5W，無法向硬盤供電)被一起裝在一個外置的盒子里，并通過一條電纜與插在擴展槽中的一塊適配器相連，為了使用這樣的硬盤，必須從軟驅啟動，并加載一個專用設備驅動程序。
1983年，IBM推出了IBMPC的后繼產品PC/XT，雖然XT仍然使用8088CPU，但配置卻要高得多，加上了一個10MB(隨后的XTS機型為20MB)的內置硬盤，IBM把原本放在盒子里的控制卡的功能集成到一塊接口控制卡上，構成了我們常說的硬盤控制器。但是XT的BIOS中仍然不帶有硬盤讀寫例程，為此接口控制卡上有一塊ROM芯片，其中存有硬盤讀寫例程，這種現象一直持續到基于80286處理器的PC/AT的推出，硬盤接口控制例程終于被加入到了主板的BIOS中。
PC/XT和PC/AT機器使用的硬盤被稱為MFM硬盤或ST-506/412硬盤，MFM(ModifiedFrequencyModulation)是指一種編碼方案，而ST-506/412則是希捷開發的一種硬盤接口，首先使用這種接口的硬盤為希捷的ST-506及ST-412。ST-506接口使用起來相當簡便，它不需要任何特殊的電纜及接頭，但是它支持的傳輸速度很低，因此到了1987年左右這種接口就基本上被淘汰了，采用該接口的老硬盤容量多數都低于200MB。
2、ESDI接口
鑒于ST-506接口的低速度，邁拓于1983年開發了ESDI(EnhancedSmallDriveInterface)接口。這種接口把編解碼器放在了硬盤本身之中，而不是控制卡上，它的理論傳輸速度是ST-506的2~4倍，一般可達10Mbps。
ESDI接口并沒有得到廣泛應用，原因之一是它的成本比較高，經過了幾個版本之后，它與后出現的低成本高性能的IDE接口相比已沒有優勢可言，因此在進入九十年代后就逐步被淘汰掉了。Windows9x操作系統中有一個設備驅動程序叫ESDI_506.pdr，顯然這個文件的名字來源于古老的ESDI和ST-506接口，但ESDI_506.pdr卻是一個IDE接口的驅動程序!
3、IDE與EIDE接口
IDE(Integrated Drive Electronics)的本意實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅動器，我們常說的IDE接口，也叫ATA(Advanced Technology Attachment)接口，現在PC機使用的硬盤大多數都是IDE兼容的，只需用一根電纜將它們與主板或接口卡連起來就可以了。
把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬盤制造起來變得更容易，因為廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容，對用戶而言，硬盤安裝起來也更為方便。
ATA接口最初是在1986年由CDC、康柏和西部數據共同開發的，他們決定使用40芯的電纜，最早的IDE硬盤大小為5英寸，容量為40MB，康柏早期的386系統使用了由西部數據制造的IDE硬盤，后來康柏創辦了Conner來為自己生產硬盤，但很快又把Conner出售了。ATA接口的一大特點是成本低廉，非常符合PC機的發展特點，因此很快得到大家的認同，從80年代末期開始逐漸取代了其它老式接口，ANSI也專門制定了ATA-1標準，1990年后生產的PC機已經普遍采用ATA接口了。
就在ATA-2成為標準之時，西部數據與希捷掀起了一場接口名稱之爭。西部數據提出了EIDE(EnhancedIDE)的概念，EIDE實際上包含了ATA-2和ATAPI(ATAPacketInterface)兩種標準，后者是為了讓CDROM、磁帶機等其它設備使用ATA接口而制訂的標準，因為ATA-1和ATA-2標準都只考慮了硬盤。希捷為了對付WD的市場策略，也提出了一個Fast-ATA的概念，并得到了昆騰的支持。Fast-ATA實際上就是ATA-2，相對而言，Fast-ATA比EIDE在概念上要更為清晰一些，但是由于CD-ROM驅動器的迅速發展，ATAPI標準得到了普遍應用，Fast-ATA和EIDE兩種稱呼都經常出現在各種場合，反而產生了很多混淆。ATA接口的最新標準是ATA-3，與ATA-2相比，ATA-3沒有增加更高速率的工作模式，但改進了數據傳輸的可靠性，加入了一個簡單的密碼保護的安全方案，對電源管理方案進行了修改，并引入了S.M.A.R.T.技術，讓硬盤在出錯時能夠向系統報告。
4、DMA(ATA) 100/133
DMA 100/133并不是新的接口規范，它們只是對EIDE接口的增強。傳統的IDE數據傳輸僅僅利用了單邊帶的數據脈沖。DMA 100/133則在數據傳輸時使用了雙邊帶的數據脈沖。因此，使用該技術的硬盤并配合相應的芯片組，最大傳輸速度可以提高到133MS/s，向下兼容采用 80芯的線40針的接口，支持 CRC 錯誤檢測修正技術。它們最大的優點在于把CPU從大量的數據傳輸中解放出來了，可以把數據從HDD直接傳輸到主存而不占用更多的CPU資源，從而在一定程度上提高了整個系統的性能。DMA 100/133已成為目前E-IDE硬盤接口事實上的標準。
當然ATA 100/133的數據傳輸率只是一個理論值，實際使用中是無法達到最大值的，而現在硬盤的最大內部傳輸率也就在50M/s左右，無法充分發揮ATA 100/133接口的能力。
5、SATA接口
目前大多數臺式機硬盤采用的都是Ultra ATA 100/133并行總線接口，理論最高速率在133MB/s，隨著硬盤內部傳輸速率的不斷提升，很快會成為硬盤性能的瓶頸。而Serial ATA 1.0規范將硬盤的外部傳輸速率提高到了150MB/s以上，而且隨著后續版本的發展，其接口速率還可比較輕松的擴展到600MB/s以上，是未來高性能硬盤的必然選擇。并行ATA接口硬盤所使用的80-pin數據線在機箱內部也顯得特別粗大、凌亂，它會阻礙空氣的流動，進而影響到系統的散熱，限制高速CPU等配件的性能發揮。而且并行ATA設計采用12V和5V電壓供電，在當今電腦配件不斷降低電壓、減小功耗的趨勢下，這也是需要改進的。而Serial ATA采用±250mV供電，能夠有效地減小系統的功耗。
串行ATA采用了點對點傳輸協議，每一個硬盤與主機通信時都獨占一個通道，系統中所有的硬盤都是對等的，因此，在串行ATA中將不存在“主/從”盤的區別，用戶也不用再費事去設置硬盤的相關跳線了。點對點傳輸模式還使每一個硬盤都可以獨享通道帶寬，這對于提高性能是有好處的。
6、SCSI接口
SCSI(SmallComputerSystemInterface)是一種與ATA完全不同的接口，它不是專門為硬盤設計的，而是一種總線型的系統接口，每個SCSI總線上可以連接包括SCSI控制卡在內的8個SCSI設備。早期PC機的BIOS不支持SCSI，各個廠商都按照自己對SCSI的理解來制造產品，造成了一個廠商生產的SCSI設備很難與其它廠商生產的SCSI控制卡共同工作，加上SCSI的生產成本比較高，因此沒有像ATA接口那樣迅速得到普及。SCSI接口的優勢在于它支持多種設備，傳輸速率比ATA接口高，獨立的總線使得SCSI設備的CPU占用率很低，所以SCSI更多地被用于服務器等高端應用場合。
ANSI分別于1986年和1994年制訂了SCSI-1和SCSI-2標準，一些廠商在這些標準的基礎上開發了FastSCSI、UltraSCSI、Ultra2SCSI(LVD)和Ultra160/m等事實上的標準。希捷、IBM等廠商都有自己的SCSI硬盤系列產品，由于目標市場不同，這些SCSI硬盤的轉速、緩存大小等指標要比同時期的IDE硬盤高得多。
EIDE硬盤的接口技術在不斷進步時，SCSI硬盤的接口技術也在迅速發展。目前開始普遍采用Ultra2SCSI(LVD)傳輸模式。LVD代表低電壓差分技術，16位Ultra2SCSI(LVD)接口的最高傳輸速率可達80MB/s，除了速度上的提升外，Ultra2SCSI(LVD)允許接口電纜的最大長度為12米，比起UltraSCSI的1.5米限制有了極大的進步，大大增強了設備配置的靈活性。Ultra160/mSCSI也被引入硬盤界，對硬盤在高計算量應用領域的性能擴展極有裨益，處理關鍵任務的服務器、圖形工作站、冗余磁盤陣列(RAID)等設備將因此得到性能提升。而目前的硬盤廠商為使產品適應不同領域的需求，將Ultra160/mSCSI技術與光纖界面技術集成在一塊硬盤上，使硬盤的應用領域更加廣闊，不但可以支持服務器、圖形工作站、冗余磁盤陣列應用，還可以支持SAN等新型應用。
7、光纖通道
光纖通道技術具有數據傳輸速率高、數據傳輸距離遠以及可簡化大型存儲系統設計的優點。目前，光纖通道支持每秒200MB的數據傳輸速率，可以在一個環路上容納多達127個驅動器，局域電纜可在25米范圍內運行，遠程電纜可在10公里范圍內運行。某些專門的存儲應用領域，例如小型存儲區域網絡(SAN)以及數碼視像應用，往往需要高達每秒200MB的數據傳輸速率和強勁的聯網能力，光纖通道技術的推出正適應了這一需求。同時，其超長的數據傳輸距離，大大方便了遠程通信的技術實施。由于光纖通道技術的優越性，支持光纖界面的硬盤產品開始在市場上出現。這些產品一般是大容量硬盤，平均尋道時間短，適應于高速、高數據量的應用需求，將為中高端存儲應用提供良好保證。從技術發展看，Ultra160/mSCSI僅僅是硬盤接口發展道路上的一環而已，200MB的光纖技術也遠未達到止境，未來的接口技術必將令今天的用戶瞠目結舌，不妨拭目以待。