eSATA接口技術解析

       說到外置存儲設備（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)傳速率達到了480Mpbs/400Mbps，但它們并不能真正發(fā)揮硬盤等設備的最大潛力。這是因為USB2.0或IEEE1394移動硬盤均必須使用橋接芯片，才能實現(xiàn)接口的轉換，這種連接方式無疑會大大影響設備的性能。如今一種全新的接口技術悄然走到大家面前——eSATA，用一句話概括它的特點就是：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部SATA設備。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現(xiàn)對SATA設備的兼容。

       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，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存儲設備，那么最高480Mbps的接口帶寬更會嚴重地限制硬盤的性能發(fā)揮。因此，eSATA是一個非常不錯的解決方案。而且eSATA硬盤盒在搭配SATA硬盤后，中間無需橋接芯片的轉換，是一種原生的存儲設備接口。

       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)議和處理芯片進行任何修改，但要確保將SATA安全地移到機箱外，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。

       eSATA接口首先需要提供的特性就是熱插拔。當前除老舊的串口、并口等PC外部接口外，其他包括USB、IEEE1394在內的許多接口都支持熱插拔技術，而eSATA這種專門為存儲設備服務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)包含了熱插拔技術了嗎？為什么eSATA還需要增加同樣的東西？事實上，現(xiàn)有許多主板上的SATA1.0標準控制器并不支持熱插拔功能，當用戶在系統(tǒng)運行的時候將SATA設備拔下時很可能會導致系統(tǒng)崩潰。為了解決這個問題，SATA2.5規(guī)范對熱插拔的安全性和可靠性都做了進一步的強化。

       主板上的eSATA接口

       除了強化熱插拔方面的規(guī)范，eSATA接口也必須重新設計才能滿足外部連接的要求。原本在機箱內的SATA線纜和接口沒有任何的保護和鎖定裝置，同時接口部分也相當脆弱。一般來說，機箱內部的SATA接口在插拔50次左右就容易因接觸不良而出現(xiàn)問題，這樣的接口設計，對于外部設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廢。

       作為外部連接標準，eSATA必須在強度、抗電磁干擾、線纜柔韌性方面全部符合要求。因此，eSATA設備的接口和線纜都采用了全金屬屏蔽。全金屬屏蔽設計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，為了防止接口受到外力意外斷開，eSATA標準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全新設計的接口將保證設備最少可進行2000次的熱插拔。
 eSATA還能夠通過端口復用芯片在一個SATA通道上提供最多4個SATA接口。由于SATA2.5規(guī)范中SATA接口的傳輸率達到300MB/s，而當今最快的SATA硬盤內部傳輸率也只有80MB/s。通過一個簡單的端口復用芯片，一個SATA通道就能被4個eSATA設備共享，以實現(xiàn)更高的連接密度。當然，共享同一通道的eSATA存儲設備累計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準才能獲得由SATA-IO頒布的eSATA認證標志?，F(xiàn)階段盡管絕大部分SATA硬盤都能在eSATA接口上工作，但是由于沒有相應的保護外殼和供電系統(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證的eSATA外置存儲設備和板卡。

       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  
速度可達到1.5Gbps或3Gbps，遠遠高于USB2.0的480Mbps和IEEE 1394的400Mbps。在實際測試中，從電腦中復制一個1.36GB大小的文件到采用不同接口的外置存儲設備中，eSATA接口的設備所耗費的時間遠低于USB2.0或IEEE 1394設備，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遠大于了硬盤等設備的內部傳輸率。

       采用eSATA接口的移動硬盤

       在實現(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)，必須使用一個接口轉換電路，而這個轉換電路的成本為5～10美元。另外，接口轉換的延遲對數(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)達到了20%，USB1.0和USB2.0分別達到了33%和25%，而SATA的速度損失為0，這是因為SATA和PATA一樣都是基于ATA協(xié)議，所以在傳輸過程中不需要進行協(xié)議轉換，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

       隨著藍光刻錄機等設備的出現(xiàn)，原來的USB2.0、IEEE1394接口顯然已經(jīng)無法滿足這些刻錄設備對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅a(chǎn)生刻錄失敗是常見的事。有了eSATA接口，外置的光驅也可以輕松獲得和內置光驅一樣的性能表現(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存儲設備有機會憑借超大容量和極低的價格占領近線和離線存儲市場。用戶只需要在這些服務器上插上eSATA硬盤，就能將整體存儲容量迅速增加500GB，甚至更多，而整個過程不必重新啟動電腦。

       總結

       eSATA是伴隨SATA接口衍生出來的新一代外置設備接口，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接口也會不斷地進行改進，屆時eSATA標準將獲得大量普及。小小改動使我們獲得了很大的收益，可以說eSATA使用戶連接外置設備更加簡單，同時也讓我們感受到“飛”一般的傳輸速度。