IDE,SCSI,SATA硬盘接口比较

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2024年5月31日发(作者：)

IDE,SCSI,SATA硬盘接口比较

硬盘是PC机上的重要部件之一，它在很大程度上决定了机器的性能。硬盘能达到今天这样优秀的性能和可靠性，经过

了一个以IT产业的眼光来看是漫长的发展历程。

最早用于PC的硬盘接口是ST-506/412，它是由希捷公司开发的一种硬盘接口。这种接口把磁盘的编解码器位于PC插

槽上的磁盘控制卡上，用一个34芯的控制电缆（Control cable）接头和一个20芯的数据电缆（Data cable）把硬盘连接

起来。在早期PC如IBM PC/XT和PC/AT上，使用的硬盘就是以ST－506/412为接口的硬盘。这种接口由于使用“改进调频

制”（MFM）来进行数据编解码，所以也常称为MFM硬盘。它支持的传输速度和稳定性都不高，因此到了1987 年左右这种

接口就基本上被淘汰了。

目前硬盘接口类型不算多，主要有IDE、SCSI、SATA三种。IDE许多时候以Ultra ATA代替，很多人习惯将Ultra ATA硬

盘称为IDE硬盘，关于IDE接口上有详细介绍，但需要说明的是IDE的概念要大于ATA——原则上

所有硬盘驱动器集成控制器的设计都属于IDE，SCSI也不例外。当然，以IDE指代ATA已经形成很大的惯性，SATA开始

将IDE与ATA区别开来。成熟廉价的是IDE，最新兴的是SATA，稳定价高的SCSI。最早出现的是IDE接口，后来出现S

CSI接口，主要面向服务器。如果仔细观察，你可以发现，最近电脑业界的系统总线都是朝串行发展，硬盘的接口总线SA

TA是个代表，包括今后的将要顶替AGP接口的图形接口标准PCI-Express，都朝着串行方向发展。

1. IDE接口：（提示：xSeries 拥有唯一一款120GB IDE硬盘）

IDE的英文全称为：Integrated Drive Electronics，是目前最主流的硬盘接口，包括光储类的主要接口。它经过数年的发展变

得很成熟、廉价、稳定。IDE接口使用一根40芯或80芯的扁平电缆连接硬盘与主板，每条线最多连接2个IDE设备（硬

盘或者光储）。早期的是用IDE多功能卡插在主板上，再连接IDE线，这功能卡已经淘汰；目前主板全部提供2个IDE接

口，相比IDE多功能卡，它显得价格便宜和易于安装。IDE接口又分为UDMA/33，UDMA/66，UDMA/100，UDMA/133。

1996年底，昆腾和英特尔公司宣布共同开发了Ultra DMA/33的新型EIDE接口，因其数据传输率为33MB/s，故称UDMA/

33，后面的UDMA/66，UDMA/100，UDMA/133命名同上。Ultra DMA把时钟脉冲的上升和下降沿均用作选通信号，即每

半个时钟周期传输一次数据，这就使得最大外部传输速率从16.6MB/s倍增至33.3MB/s。另外，Ultra DMA采用总线控制方

式，在硬盘上有直接内存通道控制器，可大大降低硬盘在读写时对CPU的占用率，可将对CPU的占用率从92％降至52％，

这也是Ultra DMA的一个重要作用。当然，要实现Ultra DMA功能，还需要支持Ultra DMA规格的主板和相应的驱动程

序。所有的IDE硬盘接口都使用相同的40针连接器，如下图所示：

接口（提示：xSeries 拥有80GB和160GB两款SATA硬盘）

SATA的英文全称是：Serial-ATA（串行），IDE系列属于Parallel-ATA（并行），SATA是最近颁布的新标准，具有更快

的外部接口传输速度，数据校验措施更为完善，初步的传输速率已经达到了150MB/s，比IDE最高的UDMA/133还高不少。

由于改用线路相互之间干扰较小的串行线路进行信号传输，因此相比原来的并行总线，SATA的工作频率得意大大提升。虽

然总线位宽较小，但SATA 1.0标准仍可达到150MB/s，未来的SATA 2.0/3.0更可提升到300以至600MB/s。并且S-ATA

具有更简洁方便的布局连线方式，在有限的机箱内，更有利于散热，并且简洁的连接方式，使内部电磁干扰降低很多。相信

最后存在的是SATA接口，SCSI及IDE接口硬盘今后都会采用SATA接口标准。我们知道SATA接口与IDE硬盘接口不兼

容，供电接口方式也不相同，下图是与并行ATA的传输线比较：

左边是串行数据传输线，右边是并行数据传输线

电源的输入接口也与原来的4pin电源不同，需要经过转换。

纵观三种硬盘接口，PATA逐步被SATA取代已经是必然的趋势，剩下的只是个时间问题。而SCSI因为其自身的优势，恐

怕地位一时间难以动摇。同时SCSI的倡导厂商也开始着手制定串行SCSI标准，或许到时候串行SCSI全面取代SCSI接口

才是真正的大势所趋Serial ATA相较并行ATA可谓优点多多，将成为并行ATA的廉价替代方案。并且从并行ATA过渡

到Serial ATA也是大势所趋，应该只是时间问题。相关厂商也在大力推广SATA接口，例如Intel的ICH6系列南桥芯片相

较于ICH5系列南桥芯片，所支持的SATA接口从2个增加到了4个，而并行ATA接口则从2个减少到了1个；nVidia的

nForce4系列芯片组已经支持SATA II即Serial ATA 2.0，而且三星已经采用Marvell 88i6525 SOC芯片开发新一代的SAT

A II接口硬盘，并将在2005年初推出。

附表：硬盘接口特性及其发展简表

接口名称

ATA-1

单字节 DMA 0

PIO - 0

单字节 DMA 1，多字节 DMA 0

PIO - 1

PIO - 2，单字节 DMA 2

ATA-2

PIO -3

传输速率 连接方式

40针电缆连接

2.1 MByte/s

3.3 MByte/s

4.2 MByte/s

5.2 MByte/s

8.3 MByte/s

40针电缆连接

11.1 MByte/s

多字节 DMA 1

PIO -4，多字节 DMA 2

ATA-3

多字节 DMA3，Ultra DMA 33

ATA-4

Ultra DMA 66

ATA-5

Ultra DMA 100

ATA-6

Ultra DMA 133

Serial ATA 1.0

Serial ATA 1.0

13.3 MByte/s

16.6 MByte/s

40针电缆连接

33.3 MByte/s

40针80芯电缆连接

66.7 MByte/s

40针80芯电缆连接

100 MByte/s

40针80芯电缆连接

133 MByte/s

4针电缆连接

150 MByte/s

接口（提示：xSeries 拥有业界所有规格的SCSI硬盘）

SCSI英文全称：Small Computer System Interface，它出现的原因主要是因为原来的IDE接口的硬盘转速太慢，传输速率太

低，因此高速的SCSI硬盘出现。其实SCSI并不是专为硬盘设计的，实际上它是一种总线型接口。由于独立于系统总线工

作，所以它的最大优势在于其系统占用率极低，不过转速快，传输率高的SCSI接口硬盘也有它的不足之处：价格高、安装

不便、还需要设置及其安装驱动程序，因此这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。它是使用一根50芯的扁平电

缆，转速在万转以上，不过随着IDE技术的发展，如今IDE接口的硬盘在容量和速度上已与SCSI接口硬盘相差无几，不久

将来，它可能不会存在了。所有SCSI接口都使用下面3种连接器中的1种，如下图所示：

光纤通道

光纤通道的英文拼写是Fibre Channel，和SCIS接口一样光纤通道最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系

统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活

性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接

设备数量大等。光纤通道是为在像服务器这样的多硬盘系统环境而设计，能满足高端工作站、服务器、海量存储子网络、外

设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。

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