eSATA接口技術(shù)解析

       說到外置存儲設(shè)備（如移動硬盤）的接口，大家會不約而同地聯(lián)想到USB2.0或IEEE1394。盡管這兩種接口的數(shù)據(jù)傳速率達(dá)到了480Mpbs/400Mbps，但它們并不能真正發(fā)揮硬盤等設(shè)備的最大潛力。這是因?yàn)閁SB2.0或IEEE1394移動硬盤均必須使用橋接芯片，才能實(shí)現(xiàn)接口的轉(zhuǎn)換，這種連接方式無疑會大大影響設(shè)備的性能。如今一種全新的接口技術(shù)悄然走到大家面前——eSATA，用一句話概括它的特點(diǎn)就是：它比USB2.0快6倍。

       什么是eSATA

       eSATA的全稱是External Serial ATA（外部串行ATA），它是SATA接口的外部擴(kuò)展規(guī)范。換言之，eSATA就是“外置”版的SATA，它是用來連接外部而非內(nèi)部SATA設(shè)備。例如擁有eSATA接口，你就可以輕松地將SATA硬盤與主板的eSATA接口連接，而不用打開機(jī)箱更換SATA硬盤。 

       相對于SATA接口來說，eSATA在硬件規(guī)格上有些變化，數(shù)據(jù)線接口連接處加裝了金屬彈片來保證物理連接的牢固性。原有的SATA是采用L形插頭區(qū)別接口方向，而eSATA則是通過插頭上下端不同的厚度及凹槽來防止誤插，它同樣支持熱拔插。雖然改變了接口方式，但eSATA底層的物理規(guī)范并未發(fā)生變化，仍采用了7針數(shù)據(jù)線，所以僅僅需要改變接口便可以實(shí)現(xiàn)對SATA設(shè)備的兼容。

       SATA接口是L形的，eSATA接口是平的

       普通3.5英寸硬盤的最高數(shù)據(jù)傳輸率為60MB/s，在使用外置3.5英寸的硬盤盒時(shí)，USB2.0或IEEE 1394的接口速度會成為數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i。如果使用外置RAID 0存儲設(shè)備，那么最高480Mbps的接口帶寬更會嚴(yán)重地限制硬盤的性能發(fā)揮。因此，eSATA是一個(gè)非常不錯(cuò)的解決方案。而且eSATA硬盤盒在搭配SATA硬盤后，中間無需橋接芯片的轉(zhuǎn)換，是一種原生的存儲設(shè)備接口。

       eSATA的特性

       盡管eSATA只是SATA接口的延伸，而且制造商并不需要對SATA的協(xié)議和處理芯片進(jìn)行任何修改，但要確保將SATA安全地移到機(jī)箱外，并通過SATA-IO國際組織的審核，必然有許多地方需要加以改進(jìn)。

       eSATA接口首先需要提供的特性就是熱插拔。當(dāng)前除老舊的串口、并口等PC外部接口外，其他包括USB、IEEE1394在內(nèi)的許多接口都支持熱插拔技術(shù)，而eSATA這種專門為存儲設(shè)備服務(wù)的接口支持熱插拔的意義更加重要。你也許會問，SATA規(guī)范不是已經(jīng)包含了熱插拔技術(shù)了嗎？為什么eSATA還需要增加同樣的東西？事實(shí)上，現(xiàn)有許多主板上的SATA1.0標(biāo)準(zhǔn)控制器并不支持熱插拔功能，當(dāng)用戶在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候?qū)ATA設(shè)備拔下時(shí)很可能會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。為了解決這個(gè)問題，SATA2.5規(guī)范對熱插拔的安全性和可靠性都做了進(jìn)一步的強(qiáng)化。

       主板上的eSATA接口

       除了強(qiáng)化熱插拔方面的規(guī)范，eSATA接口也必須重新設(shè)計(jì)才能滿足外部連接的要求。原本在機(jī)箱內(nèi)的SATA線纜和接口沒有任何的保護(hù)和鎖定裝置，同時(shí)接口部分也相當(dāng)脆弱。一般來說，機(jī)箱內(nèi)部的SATA接口在插拔50次左右就容易因接觸不良而出現(xiàn)問題，這樣的接口設(shè)計(jì)，對于外部設(shè)備來說無疑是致命的！畢竟誰都不想自己的eSATA硬盤在插拔幾次或者輕微碰撞之后就報(bào)廢。

       作為外部連接標(biāo)準(zhǔn)，eSATA必須在強(qiáng)度、抗電磁干擾、線纜柔韌性方面全部符合要求。因此，eSATA設(shè)備的接口和線纜都采用了全金屬屏蔽。全金屬屏蔽設(shè)計(jì)不僅能夠降低電磁干擾，還有助于減少在熱插拔過程中產(chǎn)生的靜電。與此同時(shí)，為了防止接口受到外力意外斷開，eSATA標(biāo)準(zhǔn)還要求在線纜接口處加裝金屬彈片式的鎖定裝置。根據(jù)測試，eSATA全新設(shè)計(jì)的接口將保證設(shè)備最少可進(jìn)行2000次的熱插拔。
 eSATA還能夠通過端口復(fù)用芯片在一個(gè)SATA通道上提供最多4個(gè)SATA接口。由于SATA2.5規(guī)范中SATA接口的傳輸率達(dá)到300MB/s，而當(dāng)今最快的SATA硬盤內(nèi)部傳輸率也只有80MB/s。通過一個(gè)簡單的端口復(fù)用芯片，一個(gè)SATA通道就能被4個(gè)eSATA設(shè)備共享，以實(shí)現(xiàn)更高的連接密度。當(dāng)然，共享同一通道的eSATA存儲設(shè)備累計(jì)的最高傳輸率無法超過300MB/s。

       最后，eSATA接口還需要在PCB布線和電源方面符合標(biāo)準(zhǔn)才能獲得由SATA-IO頒布的eSATA認(rèn)證標(biāo)志。現(xiàn)階段盡管絕大部分SATA硬盤都能在eSATA接口上工作，但是由于沒有相應(yīng)的保護(hù)外殼和供電系統(tǒng)，這些裸露在外的硬盤很容易出現(xiàn)故障。SATA-IO建議用戶盡量購買那些通過認(rèn)證的eSATA外置存儲設(shè)備和板卡。

       eSATA的優(yōu)勢

       和常見的USB2.0和IEEE1394兩種常見外置接口相比，eSATA最大的優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸能力。eSATA的理論傳輸  
速度可達(dá)到1.5Gbps或3Gbps，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于USB2.0的480Mbps和IEEE 1394的400Mbps。在實(shí)際測試中，從電腦中復(fù)制一個(gè)1.36GB大小的文件到采用不同接口的外置存儲設(shè)備中，eSATA接口的設(shè)備所耗費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)低于USB2.0或IEEE 1394設(shè)備，速度快了近一倍。隨著eSATA的出現(xiàn)，外置接口的傳輸率也首次遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于了硬盤等設(shè)備的內(nèi)部傳輸率。

       采用eSATA接口的移動硬盤

       在實(shí)現(xiàn)成本上，eSATA無疑更具優(yōu)勢。對傳統(tǒng)的USB或IEEE 1394外置設(shè)備來說，要通過USB或IEEE1394接口從硬盤上讀寫數(shù)據(jù)，必須使用一個(gè)接口轉(zhuǎn)換電路，而這個(gè)轉(zhuǎn)換電路的成本為5～10美元。另外，接口轉(zhuǎn)換的延遲對數(shù)據(jù)傳輸速度的影響也很大，經(jīng)測試證明，IEEE 1394的速度損失率(損失速度比峰值速度)達(dá)到了20%，USB1.0和USB2.0分別達(dá)到了33%和25%，而SATA的速度損失為0，這是因?yàn)镾ATA和PATA一樣都是基于ATA協(xié)議，所以在傳輸過程中不需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，這樣不但節(jié)約了成本，而且硬盤性能不受影響。

       eSATA能給我們帶來什么

       隨著藍(lán)光刻錄機(jī)等設(shè)備的出現(xiàn)，原來的USB2.0、IEEE1394接口顯然已經(jīng)無法滿足這些刻錄設(shè)備對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，產(chǎn)生刻錄失敗是常見的事。有了eSATA接口，外置的光驅(qū)也可以輕松獲得和內(nèi)置光驅(qū)一樣的性能表現(xiàn)和穩(wěn)定性，從根本上解決了外置光存儲設(shè)備傳輸率不快、穩(wěn)定性差等難題。

       另外還值得一提的是，eSATA安全熱插拔特性還讓SATA存儲設(shè)備有機(jī)會憑借超大容量和極低的價(jià)格占領(lǐng)近線和離線存儲市場。用戶只需要在這些服務(wù)器上插上eSATA硬盤，就能將整體存儲容量迅速增加500GB，甚至更多，而整個(gè)過程不必重新啟動電腦。

       總結(jié)

       eSATA是伴隨SATA接口衍生出來的新一代外置設(shè)備接口，雖然目前并沒有USB2.0或IEEE1394更加普及，但相信在不久的將來，eSATA接口也會不斷地進(jìn)行改進(jìn)，屆時(shí)eSATA標(biāo)準(zhǔn)將獲得大量普及。小小改動使我們獲得了很大的收益，可以說eSATA使用戶連接外置設(shè)備更加簡單，同時(shí)也讓我們感受到“飛”一般的傳輸速度。