硬盤基礎知識（HDD、SSD、IDE、PATA、SATA、SCSI、SAS）

本文轉載自查看原文 2019-10-24 15:54 1355 distributed-storate/net/compute

我的總結：

硬盤接口類型：有IDE=ATA<SATA, SCSI<SAS NVME(適用於SSd) 光纖通道硬盤接口
硬盤材質類型：分為機械和固態:HDD SSD
硬盤的使用方式：單塊或者raid:raid用raid控制器代替磁盤控制器
硬盤機櫃網絡：有FC網絡的和普通網線的網絡
硬盤+服務器的存儲架構：DAS=server+raid SAN=server--raid存儲器 NAS=server+rais存儲器+文件系統

一、硬盤接口的分類

硬盤接口通常分為五種類型：SATA接口硬盤、IDE接口硬盤、SCSI接口硬盤、光纖通道硬盤、SAS接口硬盤。

IDE接口硬盤多用於家用產品中，也部分應用於服務器，SCSI接口的硬盤則主要應用於服務器市場，而光纖通道只在高端服務器上，價格昂貴。SATA是目前比較流行的的硬盤接口類型，目前市場上最普及的接口類型。

二、硬盤的分類

硬盤分為固態硬盤（SSD 盤）、機械硬盤（HDD）、混合硬盤（HHD）三種。SSD采用閃存顆粒來存儲，HDD采用磁性碟片來存儲，混合硬盤(HHD: Hybrid Hard Disk)是把磁性硬盤和閃存集成到一起的一種硬盤。絕大多數硬盤都是固定硬盤，被永久性地密封固定在硬盤驅動器中。

https://blog.csdn.net/u013721086/article/details/83933461

1.硬盤廠家

在硬盤上經常看到的廠家標志，可以做一個簡單了解。

希捷Seagate
西部數據Western Digital
日立HITACHI
2.按照硬盤材質分為兩大類

HDD（Hard Disk Driver）：傳統硬盤，即機械硬盤；

SSD（Solid State Disk）：固態硬盤

3.按照接口類型區分

這一部分是重點，希望能通過這部分的講解，對整個硬盤接口體系有一個清晰的認識。

1）ATA和SCSI是兩大接口類型

ATA（Advanced Technology Attachment），高技術配置，一般來說，ATA是一種控制器技術，而IDE（Integrated Drive Electronics）是一個匹配它的磁盤驅動器技術，ATA和IDE通常可以互換使用。ATA下一步的技術是SATA（Serial ATA），串行ATA。有了SATA之后，原來的ATA又被稱為PATA（Parallel ATA），並行ATA。簡單小結一下，一般意義上，IDE和PATA是說的同一種東西，它們的進化型是SATA。

SCSI（Small Computer System Interface），小型計算機系統接口，是一種計算機與外部設備之間的接口標准。SCSI的進化型是SAS（Serial Attached SCSI），串行SCSI。

2）這里所謂的硬盤接口，就是硬盤與主板之間的連接方式。

3）還有一個很奇怪的東西，SATA和SAS是兩種不同分支的進化型，但是，SAS卻可以完全兼容SATA，即能用SAS硬盤的地方，可以毫無阻礙的使用SATA硬盤。

4）各種接口的圖片展示

#IDE（PATA）：

#SATA:

#SCSI:

#SAS:

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硬盤接口類型：有IDE=ATA<SATA, SCSI<SAS
硬盤材質類型：分為機械和固態:HDD SSD
硬盤的組合方式：單塊或者raid:raid用raid控制器代替磁盤控制器
硬盤機櫃網絡：有FC網絡的和普通網線的網絡
硬盤+服務器的存儲架構：DAS=server+raid SAN=server--raid存儲器 NAS=server+rais存儲器+文件系統

IDE、SATA、SCSI、SAS、FC、SSD 硬盤類型

IDE磁盤

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IDE(Integrated Drive Electronics), 本意是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅動器，是一種硬盤的傳輸接口, 有另一個名稱叫做ATA（Advanced Technology Attachment），指的是相同的東西。

特點:

一般使用16-bit數據總線, 每次總線處理時傳送2個字節。PATA接口一般是100Mbytes/sec帶寬，數據總線必須鎖定在50MHz，為了減小濾波設計的復雜性，PATA使用Ultra總線，通過“雙倍數據比率”或者2個邊緣(上升沿和下降沿)時鍾機制用來進行DMA傳輸。這樣在數據濾波的上升沿和下降沿都采集數據，就降低一半所需要的濾波頻率。這樣帶寬就是:25MHz 時鍾頻率x 2 雙倍時鍾頻率x 16 位/每一個邊緣/ 8 位/每個字節= 100 Mbytes/sec。

優點:

自問世以來，一直以其價廉、穩定性好、標准化程度高等特點，深得廣大中低端用戶的青睞，甚至在某些高端應用領域，如服務器應用中也有一定的市場。

缺點:

隨着CPU時鍾頻率和內存帶寬的不斷提升，其接口協議PATA(Paralle ATA)逐漸顯現出不足來。一方面，硬盤制造技術的成熟使ATA硬盤的單位價格逐漸降低，另一方面，由於采用並行總線接口，傳輸數據和信號的總線是復用的，因此傳輸速率會受到一定的限制。如果要提高傳輸的速率，那么傳輸的數據和信號往往會產生干擾，從而導致錯誤。

在當今的許多大型企業中，PATA現有的傳輸速率已經逐漸不能滿足用戶的需求。

SATA磁盤

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SATA（Serial ATA）口的硬盤又叫串口硬盤. SATA以它串行的數據發送方式得名。在數據傳輸的過程中，數據線和信號線獨立使用，並且傳輸的時鍾頻率保持獨立，因此同以往的PATA相比，SATA的傳輸速率可以達到並行的30倍。可以說:SATA技術並不是簡單意義上的PATA技術的改進，而是一種全新的總線架構。

SCSI磁盤

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SCSI英文全稱：Small Computer System Interface，它出現的原因主要是因為原來的IDE接口的硬盤轉速太慢，傳輸速率太低，因此高速的SCSI硬盤出現。其實SCSI並不是專為硬盤設計的，實際上它是一種總線型接口。獨立於系統總線工作.

優點:

系統占用率極低，轉速快，傳輸率高.

缺點:

價格高、安裝不便、還需要設置及其安裝驅動程序，因此這種接口的硬盤大多用於服務器等高端應用場合。

SAS磁盤

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SAS(Serial Attached SCSI)即串行連接SCSI，是新一代的SCSI技術。和現在流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同，都是采用串行技術以獲得更高的傳輸速度，並通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是並行SCSI接口之后開發出的全新接口。此接口的設計是為了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，並且提供與SATA硬盤的兼容性。

SAS的接口技術可以向下兼容SATA。具體來說，二者的兼容性主要體現在物理層和協議層的兼容。

優點:

和傳統並行SCSI接口比較起來，SAS不僅在接口速度上得到顯著提升(現在主流Ultra 320 SCSI速度為320MB/sec), 而且由於采用了串行線纜，不僅可以實現更長的連接距離，還能夠提高抗干擾能力，並且這種細細的線纜還可以顯著改善機箱內部的散熱情況。

缺點:

硬盤、控制芯片種類少. 硬盤價格太貴. 比起同容量的Ultra 320 SCSI硬盤，SAS硬盤要貴了一倍還多。

實際傳輸速度變化不大. SAS硬盤的接口速度並不代表數據傳輸速度，受到硬盤機械結構限制，現在SAS硬盤的機械結構和SCSI硬盤幾乎一樣。目前數據傳輸的瓶頸集中在由硬盤內部機械機構、硬盤存儲技術、磁盤轉速，所決定的硬盤內部數據傳輸速度，也就是80MBsec左右，SAS硬盤的性能提升不明顯。

雖然SAS接口服務器和SCSI接口產品在速度、穩定性上差不多，但目前的技術和產品都還不夠成熟。

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光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel，和SCIS接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設計開發的接口技術，是專門為網絡系統設計的，但隨着存儲系統對速度的需求，才逐漸應用到硬盤系統中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統的速度和靈活性才開發的，它的出現大大提高了多硬盤系統的通信速度。它以點對點(或是交換)的配置方式在系統之間采用了光纜連接。

即, 硬盤本身是不具備FC接口的, 插硬盤的機櫃上帶有FC接口, 通過光纖與光纖交換機互聯.

SSD

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固態硬盤（Solid State Disk或Solid State Drive），也稱作電子硬盤或者固態電子盤，是由控制單元和固態存儲單元（DRAM或FLASH芯片）組成的硬盤。固態硬盤的接口規范和定義、功能及使用方法上與普通硬盤的相同，在產品外形和尺寸上也與普通硬盤一致。由於固態硬盤沒有普通硬盤的旋轉介質，因而抗震性極佳。其芯片的工作溫度范圍很寬（-40~85℃）。目前廣泛應用於軍事、車載、工控、視頻監控、網絡監控、網絡終端、電力、醫療、航空等、導航設備等領域。目前由於成本較高，正在逐漸普及到DIY市場。