eSATA--移動硬盤接口標準、規范

SATA接口近來已逐漸成為各種存儲設備關注的焦點，SATA硬盤取代PATA硬盤成為下一代硬盤界面的主流，連光驅接口也將在逐步轉換為SATA。在未來Intel主流級965平臺上，其ICH8便已徹底放棄了傳統的ATA接口。

　　不過，外接式的存儲設備接口較常見的為仍為USB 2.0和IEEE 1394，在傳輸率上USB 2.0最快可達480Mbps，IEEE 1394可達400Mbps。但是這些接口的傳輸速度已經不能夠滿足越來越多的設備需要。eSATA接口應運而生，那么，那么到底什么是eSATA技術?其傳輸速度是多少？

eSATA接口規范解析

　　其實，eSATA并什么新技術，eSATA事實上就是早已出臺的外置式SATA II規范，是業界標準接口Serial ATA(SATA)的延伸。注意eSATA是僅僅是一種擴展SATA接口，是用來連接外部而不是內部SATA設備。簡單的說就是通過eSATA技術，讓外部I/O接口使用SATA2功能，例如擁有eSATA接口，你可以輕松地將SATA2硬盤插到eSATA接口，而不用打開機箱更換SATA2硬盤。

　　雖然支持熱插撥、規格更強的SATA規范已經推出了許久，但在主流市場中它一直無緣涉及移動存儲市場。我們能看到的事實是：絕大部分PC系統以及零售的主板上都沒有配置標準的外部SATA接口；市場上幾乎買不到提供SATA外部接口的移動存儲裝置；如果以裸體SATA硬盤直接應用在外部，它缺少方便的電力連接裝置并且本身也缺乏有效的保護，脆弱的PCB完全暴露在外面，而且由于SATA線纜只能插拔幾十次，這也似乎與移動的需求并不匹配。

　　然而eSATA似乎是最容易解決的問題，它不牽涉到底層的復雜技術，只需要完善下接口部分而已，最終的應用形式顯然是需要把硬盤配置在某種盒狀裝置內的，雖然SATA硬盤本身支持熱插拔。業界對eSATA接口的描述就是，基于標準的SATA線纜和接口，連接處加裝了金屬彈片來保證物理連接的穩固性，而eSATA線纜能夠插拔2000次，這也為eSATA搶班奪權創造了很好的條件。

eSATA接口的速度優勢

　　SATA接口的設計僅供做為使用于系統機箱內。eSATA的出現將使得用戶可以在電腦外部連接SATA硬盤而不像過去只能局限于電腦內部。當然，你也可以用USB或者FireWire實現這一功能，但是eSATA的卻擁有極大的傳輸速度優勢：在目前的市場上，USB 2.0的數據傳輸速度可以達到480Mb/s，IEEE 1394的數據傳輸速度可以達到400Mb/s。然而eSATA最高卻可提供3000Mb/s的數據傳輸速度，遠遠高于USB2.0和IEEE1394，并且依然保持方便的熱插拔功能，用戶是不需要關機便能隨時接上或移除SATA裝置，十分方便。

　　當然，雖然eSATA2接口在理論上可以達到3Gbps的傳輸率，不過實際應用上，受硬盤內部傳輸率及主板的制約，實際數據傳輸可能介于1.5Gbps到3Gbps之間，但仍高于IEEE 1394、USB2.0的傳輸速率。

　　因此，快速的傳輸速度和方便的移動能力，在不久的將來，eSATA將取代USB2.0和IEEE 1394成為外部擴展接口的發展趨勢。

eSATA接口連接件要求

　　然而，eSATA并不是只要將一個SATA埠移到PC電腦箱后面就可以了。使用于機箱內的SATA纜線和連接器并不適合直接用于外接的方式。為確保將SATA安全地移到機箱外，并通過SATA-IO國際組織的審核，還者需要解決下列問題：

　　·預防接頭在連接時發生靜電放電
　　·符合FCC與CE的電磁干擾規范
　　·耐用的纜線和連接器組件，以支持外接式儲存的頻繁插拔需求(典型的臺式SATA只需要安裝一次即可)
　　·外部接頭需加裝遮蔽

　　為了解決這些問題，新一代的eSATA規范是由參與SATA-IO的會員廠商所擬定，而遵照規范開發方案的會員，可以使用eSATA標章做為識別。初期的外接SATA方案或許未能符合eSATA規范，而唯有取得eSATA標志認證的產品才代表其遵循最新的Serial ATA規范。

　　eSATA是SATA的外接式接口，但是配備更耐用的纜線和連接器。eSATA可以達到如同SATA般的傳輸速度，例如SATA 1.5Gb/s或SATA 3Gb/s。eSATA 3Gb/s速度同樣向下兼容于1.5Gb/s，與目前臺式硬盤的情況相同。由于硬盤內部的數據持續傳輸率已高達75MB/sec，因此USB和1394的接口速率成為外接硬盤的瓶頸。同時eSATA外設還可以在主機內部的系統崩潰后作為啟動盤引導，直接將系統恢復，進一步增大其備份功能的附加值。

　　相比之下，現在的PC電腦不太容易從IEEE 1394或USB接口的硬盤上啟動。eSATA接口的另一個好處是有利于RAID性能的發揮，在端口多路器(Port Multiplier，簡稱PM)的幫助下，即使其接口帶寬只有1.5Gbps，也足夠讓2個硬盤充分施展(譬如RAID 0)，而如果是3.0Gbps，則可以驅動4個硬盤而不致成為瓶頸。

　　要使用eSATA功能，你的PC必須擁有兩個條件，一個就是你的主板必須有SATA2接口，另一個就是擁有外置的eSATA轉接口，比如目前華擎775XFire-eSATA主板已經整合了eSATA轉接口，或你可以購買HighPoint推出外置eSATA轉接口：如果你具備這兩個條件，那么你只需要使用一根SATA數據將SATA接口和eSATA接口連接起來就可以你的主板實現eSATA功能。

　　注意：在使用eSATA功能的時候，外接硬盤需要做一定變動，那就是跳線。目前硬盤廠商的官方網站都提供了具體的跳線指南，大家可以去看一下。

eSATA接口的優勢

　　1、提供更高性能的外接存儲方案

　　當使用者需要高傳輸速率的單硬盤外接儲存時，eSATA接口可提供配備?佳傳輸速率的外接備份方案。ESATA0擁有SATA 3Gb/s PCI HBAs、RAID和連接端口擴充器等功能，為使用者帶來更優異的外接儲存性能。結合多臺外接式硬盤將可整合成一組超大容量的外接硬盤，并配備300MB/sec的高速傳輸速率；或者可以架構RAID 0、1、5或甚至3的磁盤陣列，不需使用者的操作，便可提供永不間斷的數據保護。

　　2、提供比光盤刻錄更佳的數據備份方案

　　以光盤片備份數據既經濟且簡單，但是使用者必須隨時記得執行備份的工作。然而，藉由eSATA接口，只需二或三塊外接式硬盤，另外再添購一張適合的主機適配卡(從簡易的RAID 0或1，到高端的RAID 3或5)，通過映像RAID磁盤陣列或同位數據保護(parity protection)，便可以支持使用者所需之數據保護功能，為使用者提供不間斷的數據備援。

　　已有的臺式SATA硬盤更可與外接eSATA硬盤結合，以提供擴充的儲存容量、數據保護和性能。利用連接埠擴充器結合數臺外接式eSATA硬盤，將可以達到超過200MB/sec的傳輸速度性能。

　　3、更具彈性的應用方案

　　eSATA接口可用來設計成一臺單一的儲存備份系統，或者也可以組裝一組高端的備份與還原系統。可以將硬盤安裝于個別不同的機箱中；或者也可以安裝兩臺或多臺支持熱插拔硬盤至可容納多顆硬盤的機箱，并通過一條單一的eSATA纜線連接至主機控制器。目前至少有二家主板制造商，供應配備一組eSATA接口和USB接口與或1394b連接端口的PC主板，此外還有PCI和PCI-X HBA方案可供選擇。這些方案提供簡易的安裝特性及強大的性能，適合不需復雜的數據保護方案之終端使用者。此外，eSATA是一個有效率的IT備份與還原方案，中小企業的IT管理人員能夠在短短數分鐘內，利用一個eSATA機箱配備SATA熱插拔硬盤，立刻增加500GB的儲存容量至服務器中。當儲存容量接近飽和時，IT管理人員不需要關閉系統，便可以移除既有的硬盤并升級到新的500GB硬盤。主機控制器可以內建專屬的處理器，而不占用服務器CPU的資源。或者，服務器的主板也可以整合兩個或多個eSATA埠；如此一來，只需連接另一臺eSATA硬盤或機箱就可以升級。大多數的備份與還原方案并未能解決系統停機的問題，而整合eSATA的主機方案就能做到永不停機的要求。

　　4、更具性價比的外接儲存方案

　　eSATA的傳輸速度較USB和1394b接口來得更快，在某些情形下更可以達到二倍的傳輸性能，不過，如果eSATA與更高端的接口相比，例如SCSI和SAS接口，又是如何呢？其差異與硬盤本身的硬件特性較為相關。例如，大多數SCSI硬盤都具備10K或15K的轉速，具備更高的機械性能，而且在設計上能夠承受高度撞擊、震動并耐高溫，以維持高性能及可靠性。

　　高容量的ATA硬盤、低成本的SATA與eSATA儲存方案，為SCSI和SAS等高端產品，提供了低成本的替代方案。現今SATA硬盤的最大儲存容量為500GB，因此，采用單一硬盤的機箱搭配eSATA接口，便可為使用者提供高達500GB的外接儲存容量，或者在支持多硬盤的機箱內安裝三塊500GB硬盤，更可以達到1.5 TB外接儲存容量。

eSATA接口的發展

　　從目前的情況來看，這種技術還是相當有實際意義的，包括希捷在內的多家存儲廠商都已經把自己的重點開始向外置式硬盤產品上轉移，要知道全新的外置式eSATA傳輸技術可以將數據傳輸速度提升至現有USB2.0接口的5倍之多。

　　而在去年的CES2006上，全球著名的存儲巨頭希捷Seagate也展示其最新的eSATA按鍵備份系列。希捷的500GB eSATA按鍵備份硬盤—以內置的速度(最高達300MB/秒的接口速率)提供外置的數據備份和保護，與現有的USB 2.0、1394a等外置存儲解決方案相比，其速度提高了5倍之多。此款500GB eSATA硬盤將于2006年第二季度發貨。此外，目前已經有部分主板具備eSATA接口，包括低價的華擎775XFire-eSATA主板。

　　同時，雖然eSATA在近線和離線儲存領域占有同樣重要的地位，不過在此將著重于eSATA應用在PC、服務器、工作站，甚至筆記本的數據保護效益方面。eSATA以經濟的價格，為外接儲存方案實現了更高層次的優異性能、高容量、高度保護和簡易使用性。

　　值得一提的是，目前采用eSATA接口的外置硬盤還沒有大量涌現，目前也僅有然后在跟進。究其原因，我們認為，除了具備eSATA接口的主機還不夠多之外，硬盤廠商們現有的外置硬盤和PATA接口的大容量內置硬盤產品也是值得考慮的因素。

　　換言之，eSATA外置硬盤的普及不僅需要有更多的主機支持eSATA接口，也有賴于SATA硬盤市場占有率的進一步提高。客觀地說，雖然某些外置硬盤(盒)廠商的eSATA產品推出已有一段時間，但eSATA要超越USB和IEEE 1394而真正成為3.5英寸外置硬盤的首選接口至少還得過一兩年。