硬盘串行元年——Serial ATA主题评测

本机Serial ATA?

何谓本机（Native）Serial ATA？最初多数人都认为这是相对于概念阶段Ultra ATA硬盘接口上插一块并行ATA－串行ATA桥接电路板的做法而言的，只要在PCBA上实现Serial ATA的逻辑而无需借助外部力量就可以算做本机Serial ATA了。证据似乎也不难找，Maxtor前不久展示的Serial ATA样盘即是在PCBA上利用Poker D3（Fireball 3和DiamondMax 16的Ultra ATA/133控制器）芯片与Marvell 88i8030桥接芯片的组合实现Serial ATA支持的。

采用标准桥接芯片的Serial ATA样盘

原型阶段的Mesa芯片，请注意观察

然而Seagate的解释是“本机Serial ATA = 150MB/s接口速度、支持命令队列、超集特性（如FP-DMA）、真正的Serial ATA控制器而非通过桥接芯片转换”。Seagate为此开发了一种新型专用芯片Mesa，用于连接硬盘控制器的接口层（SPI——希捷专有接口）。

Barracuda SATA Ⅴ的硬盘控制器型号与并行版本（①）不同，旁边还多了代号Mesa的专用芯片和75MHz的晶振（②）。ST3120023A采用TI出品的Power Combo芯片（③），因此随机访问性能好于采用ST产品（④）的ST3120024A和ST3120023AS

通过对Barracuda SATA Ⅴ的观察我们发现Mesa与硬盘控制器之间仍然（也只能）是并行连接，硬盘控制器的型号与Barracuda ATA Ⅴ不同，估计是为提供全速命令排队和智能命令传送等功能而进行了修改（可以理解为在PATA连接上“讲述”SATA语言）。不过这仍然是一种转接方案，实测接口传输率也与Ultra ATA/100的水平相当。要想进一步提高效率，看来只有等待单芯片Serial ATA硬盘控制器了。

线缆的故事

SATA线缆及电源转接线

Ultra ATA规范严格地将线缆长度限制在18英寸（约46cm），Serial ATA 1.0则允许线缆长度达到1m，但这并不意味着主机控制器厂商随机提供的SATA线缆就会这么长。华硕P4GE-V主板和SIIG Serial ATA PCI卡附带的SATA线缆长度都在50cm左右（包括连接器），3ware Escalade 8500-8 Serial ATA RAID卡则配有2组共8根SATA线缆，每根长度都超过了60cm。当然，由于Serial ATA采用一对一的连接方式，线缆又细长而易于弯折，即便只有45cm也比并行ATA线缆要好用得多。

多好的柔韧性！

Serial ATA的电源连接器有15根引脚，其中12V、5V和3.3V各3根，还包括地线5根及保留1根，新增的3.3V为驱动器降低工作电压预留了空间。目前的ATX电源都不带Serial ATA的电源插头，必须要通过专用的转接线才能使用，而由于转接过来的插头没有3.3V电压，Barracuda SATA Ⅴ在PCBA上增加了5V转2.5V/3.3V的双路线性调压器（⑤），以提供Ultra ATA/100信号所需的3.3V电压。

关于热插拔

SATA连接器摒弃了PATA的插针方式，代之以连接稳固而又易于插拔的咬接机制。电气引脚类似于金手指，地线稍长以保证先接触、后断开，满足了热插拔的需要。防呆设计能够很好地避免插反方向，SATA线缆两个连接器对等（不分主机/设备端）的特性也让使用更为方便。

接脚及咬接机制

当然，这不是说SATA线缆就可以在开机时随便插拔，否则很可能会造成数据丢失。SIIG Serial ATA PCI卡的热插拔能力很好，无论是开机时不连接Barracuda SATA Ⅴ硬盘（当然操作系统安装在PATA硬盘上），还是机器运行时拔掉SATA线缆（或电源），连接恢复后都能够在5秒之内重新识别到硬盘——即使换成另一个SATA接口也不受影响。相比之下Promise S150 TX2plus和FastTrak 376的表现就逊色多了。

主机控制器的桥接

不久前偶然听人说Silicon Image的SiI 3112 SATA 150控制芯片性能明显好于Marvell的产品，心中不免有些诧异：作为Intel等名牌主板板载的SATA 150控制芯片，SiI 3112的确有热插拔支持较为完善等优点（SIIG Serial ATA PCI卡即基于该芯片），但在性能上似乎与集成Marvell SATA PHY（物理层）的Promise PDC20376 SATA 150没有什么区别啊——至少后面的测试可以证明这一点。

Silicon Image SiI3112A SATA 150控制芯片

SiI 3112查看硬盘信息还是很方便的

稍加思索后笔者想这位朋友说的恐怕是Marvell 88i8030桥接芯片，的确有那么一个阶段HighPoint HPT372A/374 Ultra ATA/133控制芯片与Marvell 88i8030桥接芯片的组合以板载Serial ATA解决方案的面目出现，既然是桥接（并－串转换），性能肯定会有损失。虽然笔者认为这个损失不会很大，并且放着集成Marvell SATA PHY的Promise PDC2037X系列不比而非要与桥接芯片88i8030较劲有些说不过去，但还是赞同他提倡单芯片SATA主机控制器的观点。<