最新的SATA特性以及这些特性新的使用模型

 

1.第1i/2i代和第1m/2m代SATA物理层规范和外部SATAi

到目前为止，有关第一代SATA的物理层(PHY)速度(1.5Gbps)和第二代SATA的物理层速度(3.0Gbps)的著述和讨论很多，然而，关于物理层规范中的“i”和“m”部分则关注较少。

第1i代和第2i代串行ATA中的“i”代表应用于桌面和移动PC的这两代SATA的速度，分别为1.5Gbps和3.0Gbps。SATA1.0a规范中定义的一米电缆和连接器都适用于这两种速度，大多数SATA半导体器件都是针对第1i代或第2i代规范而设计的。

大多数人不知道还有第1m代和第2m代SATA规范，这些规范针对外部SATA应用定义，支持两米电缆。从设计角度来看，第1m/2m代应用与第1i/2i代规范是兼容的，但也有些不同。为适应此类应用中信号衰减的增加，它们提高了最小发射信号电平幅度，降低了最小接收幅度。为实现外部ATA应用，主控制器必须兼容第1m代或第2m代SATA。SiliconImage公司的SATA芯片设计考虑了外部SATA应用，所有芯片都包含有可满足第1m代和/或第2m代规范要求的物理层技术。

 

2.外部SATA

用于外部SATA的电缆和连接器已有详细定义，可从SATA国际组织的网站(httpwww.sata-io.org)下载有关规范。需要着重指出的是，遵循第1m2m代规范的外部SATA电缆和连接器，与用于主板和内部硬盘驱动器的内部SATA连接器是不同的。针对外部应用的电缆和连接器必须有电磁干扰(EMI)和静电释放(ESD)保护，并且要足够结实，能够经受大量的插拔操作。因此，外部SATA连接器被刻意设计成与内部SATA连接器不相兼容，以防使用者在外部应用时不小心使用无屏蔽的内部SATA电缆。

这种外部ATA电缆和连接器的意义在于SATA硬盘驱动器现在可以直接用于外部应用。一般来说，并行ATA被视为机箱内部接口，作为并行ATA的继任者，大多数使用者期望SATA也是机箱内部接口，如果需要外部存储，也可能采用其它诸如USB、Firewire1394或SCSI的接口。

然而，使用采用第1m代(1.5Gbps)或第2m代(3.0Gbps)物理层兼容解决方案的外部SATA电缆和连接器，现已可实现比USB(480Mbps)或Firewire(400Mbps)速度快得多的外部存储。目前，使用者定期备份80GB硬盘以及将数千兆文件拷贝到外部硬盘的情况并不少见，接口速度成为这类应用的瓶颈。SATA是目前可供普通使用者使用的成本效益最好的高速接口技术之一。

 

3.端口多路器

端口多路器(PM,portmultiplier)是活动主机与多个设备连接并进行通讯的一种设备。它可看成简单的多路复用器，将一个活动主机的连接复用到多个设备连接上。端口多路器只支持一个活动主机连接，但它可以扩展设计到支持多达15个设备连接，从而利用到主机连接的全带宽。

第二代SATA规范的速度为3.0Gbps，大约相当于300MBps的吞吐能力。当顺序读写数据时，SATA硬盘驱动器目前可支持大约50-60MBps的吞吐能力。因此，利用速度为3.0Gbps的第二代SATA接口的最有效方法，是允许多个设备共享同一电缆所提供的带宽。

 

为使这种工作能正常进行，需要一个支持端口多路器规范的主机控制器和一个充当多个设备复用器的端口多路器。端口多路器在所有类型的帧信息结构(FIS)中使用4位，即所谓的PM端口字段，来路由主机和相应设备之间的FIS。利用PM端口字段，端口多路器可以将FIS从一个主机路由到多达15个SATA设备。对于从主机端到设备端的FIS，PM端口字段由主机设置为FIS将被路由到的最终设备的端口地址。对于从设备端到主机端的FIS，PM端口字段由端口多路器设置为发送FIS设备的端口地址。为能使用所有连接到端口多路器上的设备，主机必须拥有用来设置所有发送的FIS中PM端口字段的机制。

 

采用SATA接口的设计，要求开发团队中每位成员有新的思考方式。为设计出创新的应用，产品规划师和架构师必须了解SATA的功能特性。设计工程师则必须知道，在进行千兆位串行接口设计时遵循设计规则是至关重要的。尽管设计工程师还要经历一段曲折的学习过程，但最终结果是将带来振奋人心的崭新应用。这些应用将使存储变得更加容易使用并更加具有成本效益，从而广泛地应用于数据中心、办公室和家庭中。