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AHCI,全称为Serial ATA Advanced Host Controller Interface(串行ATA高级主控接口),是在Intel的指导下,由多家公司联合研发的接口标准,其研发小组成员主要包括Intel、AMD、戴尔、Marvell、迈拓、微软、Red Hat、希捷和StorageGear等著名企业。AHCI描述了一种PCI类设备,主要是在系统内存和串行ATA设备之间扮演一种接口的角色,而且它在不同的操作系统和硬件中是通用的。

AHCI通过包含一个PCI BAR(基址寄存器),来实现原生SATA功能。由于AHCI统一接口的研发成功,使得支持串行ATA产品的开发工作大为简化,操作系统和设备制造商省去了单独开发接口的工作,取而代之的是直接在统一接口上进行操作,可以实现包括NCQ(Native Command Queuing)在内的诸多功能。

一直以来SCSI硬盘在多任务负载下的表现能力为人称道,其根本的原因除了SCSI接口惊人的接口速率外,便是它的指令排序功能。以往的PATA、SATA硬盘也正是因为缺少一种指令优化执行功能而在性能上落后于SCSI硬盘。针对这一困境,Intel的AHCI 1.0规范首次引入的NCQ(Native Command Qu),它的应用能够大幅度减少硬盘无用的寻道次数和数据查找时间,这样就能显著增强多任务情况下硬盘的性能。

另外,作为SATA标准的改进版,Intel完善了Serial ATA II接口的详细规格,并表示串行ATA II的研发将属于AHCI统一接口的第二个阶段。而其中第一阶段从去年已经开始,不少厂商也推出Serial ATA接口的产品,包括硬盘和主板。但这仅仅是作为过渡,在第二阶段,Serial ATA II将会凭借更高的信号传输速度直接取代SATA.

—理论结束,现在看看你能不能用这个东西—————————————————————————
高级主机控制器接口 (AHCI) 是一种接口技术指标,它允许存储驱动程序启用高级串行 ATA 功能,如本机命令队列和热插拔。

注:AHCI 需要英特尔? 应用程序加速器 4.1 或更高版本,并与下列控制器集线器一同置入芯片组:

英特尔? 82801GBM I/O 控制器集线器 (ICH7M) - 仅限 AHCI
英特尔? 82801GR I/O 控制器集线器 (ICH7R) - RAID 和 AHCI
英特尔? 82801GH I/O 控制器集线器 (ICH7DH) - RAID 和 AHCI
英特尔? 82801FR I/O 控制器集线器(ICH6R)- RAID 和 AHCI
英特尔? 82801FBM I/O 控制器集线器 (ICH6M) - 仅限 AHCI
基于 ICH7 和 ICH6 的芯片组,以及基于 ICH5 和 ICH5R 的芯片组,未使用 AHCI。

如果你的芯片不支持,千万不要乱用哦!

SATA是Serial ATA的缩写,即串行ATA。这是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型,由于采用串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

与并行ATA相比,SATA具有比较大的优势。首先,Serial ATA以连续串行的方式传送数据,可以在较少的位宽下使用较高的工作频率来提高数据传输的带宽。Serial ATA一次只会传送1位数据,这样能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,效率也会更高。实际上,Serial ATA 仅用四支针脚就能完成所有的工作,分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据,同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。其次,Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/sec,这比目前最块的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/sec的最高数据传输率还高,而在已经发布的Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/sec,最终Serial ATA 3.0将实现600MB/sec的最高数据传输率。

在此有必要对Serial ATA的数据传输率作一下说明。就串行通讯而言,数据传输率是指串行接口数据传输的实际比特率,Serial ATA 1.0的传输率是1.5Gbps,Serial ATA 2.0的传输率是3.0Gbps。与其它高速串行接口一样,Serial ATA接口也采用了一套用来确保数据流特性的编码机制,这套编码机制将原本每字节所包含的8位数据(即1Byte=8bit)编码成10位数据(即1Byte=10bit),这样一来,Serial ATA接口的每字节串行数据流就包含了10位数据,经过编码后的Serial ATA传输速率就相应地变为Serial ATA实际传输速率的十分之一,所以1.5Gbps=150MB/sec,而3.0Gbps=300MB/sec。

SATA的物理设计,可说是以Fibre Channel(光纤通道)作为蓝本,所以采用四芯接线;需求的电压则大幅度减低至250mV(最高500mV),较传统并行ATA接口的5V少上200倍!因此,厂商可以给Serial ATA硬盘附加上高级的硬盘功能,如热插拔(Hot Swapping)等。更重要的是,在连接形式上,除了传统的点对点(Point-to-Point)形式外,SATA还支持“星形”连接,这样就可以给RAID这样的高级应用提供设计上的便利;在实际的使用中,SATA的主机总线适配器(HBA,Host Bus Adapter)就好像网络上的交换机一样,可以实现以通道的形式和单独的每个硬盘通讯,即每个SATA硬盘都独占一个传输通道,所以不存在象并行ATA那样的主/从控制的问题。

Serial ATA规范不仅立足于未来,而且还保留了多种向后兼容方式,在使用上不存在兼容性的问题。在硬件方面,Serial ATA标准中允许使用转换器提供同并行ATA设备的兼容性,转换器能把来自主板的并行ATA信号转换成Serial ATA硬盘能够使用的串行信号,目前已经有多种此类转接卡/转接头上市,这在某种程度上保护了我们的原有投资,减小了升级成本;在软件方面,Serial ATA和并行ATA保持了软件兼容性,这意味着厂商丝毫也不必为使用Serial ATA而重写任何驱动程序和操作系统代码。

另外,Serial ATA接线较传统的并行ATA(Paralle ATA)接线要简单得多,而且容易收放,对机箱内的气流及散热有明显改善。而且,SATA硬盘与始终被困在机箱之内的并行ATA不同,扩充性很强,即可以外置,外置式的机柜(JBOD)不单可提供更好的散热及插拔功能,而且更可以多重连接来防止单点故障;由于SATA和光纤通道的设计如出一辙,所以传输速度可用不同的通道来做保证,这在服务器和网络存储上具有重要意义。

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SATA II接口硬盘

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