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一、串行式SCSI（SAS：Serial Attached SCSI）

1、串行式SCSI（SAS：Serial Attached SCSI）是一种电脑集线的技术，其功能主要是作为周边零件的数据传输，例如：硬盘、CD-ROM等设备而设计的界面。串行式SCSI 由并行SCSI物理存储接口演化而来，是由ANSI INCITS T10技术委员会（T10 committee）开发及维护的新的存储接口标准。与并行方式相比，串行方式能提供更快速的通信传输速度以及更简易的配置。此外SAS并支持与串行式ATA（SATA）设备兼容，且两者可以使用相类似的电缆。

SAS是点对点（point-to-point）连接，并允许多个端口集中于单个控制器上，其可以自带于主板（mother board）当中；也可另外添加。该技术创建在强大的并行SCSI通信技术基础上。SAS是采用SATA兼容的电缆线采取点对点连接方式，从而在计算机系统中不需要创建雏菊链接（daisy-chaining）方式便可简单地实现线缆安装。

• 第一代SAS为数组中的每个驱动器提供 1.5 Gbps（150 MBps）的传输速率。
• 第二代SAS为数组中的每个驱动器提供 3.0 Gbps（300 MBps）的传输速率。
• 第三代SAS为数组中的每个驱动器提供 6.0 Gbps（600 MBps）的传输速率。

2、接口

SAS接口比普通SCSI接口小很多，并支持2.5英寸的硬盘。 SAS采取直接的点对点串行式传输方式，传输速率最高可达3Gbps，目前计划于2012年左右达到12Gbps。

SAS的接口接头有很多形式：

图片	代号	别名	内接/外接	针脚数量	存储设备数量	备注
	SFF 8482	内接	1	与SATA兼容的标准接口
	SFF 8484	内接	4	高密度内接连接器
SSF 8485	Routes data plus "sideband-signals" (Like LEDS) through serial link
	SFF 8470	Infiniband connector	外接	32	4	高密度外接连接器（亦可内接使用）
	SFF 8087	Internal Mini-SAS	内接	4	Molex iPASS reduced width internal 4x connector with future 10 Gbit/s support
	SFF 8088	External Mini-SAS	外接	32	4	Molex iPASS reduced width external 4x connector with future 10 Gbit/s support

The SFF 8482 connector allows for SATA drives to connect to a SAS backplane，which obviates the need to install an additional SATA controller just to attach a DVD-writer, for example. Conversely, SAS drives are not usable on a SATA bus and have their physical connector keyed to prevent any plugging into a SATA backplane.

3、技术细节

SAS由3种类型协议组成，根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。

• 串行SCSI协议 (SSP) — 用于传输SCSI命令。
• SATA通道协议 (STP) — 用于传输SATA数据。
• SCSI管理协议 (SMP) — 用于对SAS设备的维护和管理。

二、Serial ATA（SATA, Serial Advanced Technology Attachment）

1、Serial ATA（SATA, Serial Advanced Technology Attachment），亦称串行ATA，是串行SCSI（SAS：Serial Attached SCSI）的孪生兄弟，两者的排线兼容，SATA硬盘可接上SAS接口。它是一种电脑总线，主要功能是用作主板和大量存储设备（如硬盘及光盘驱动器）之间的数据传输之用。

2000年11月由“Serial ATA Working Group”团体所制定，SATA是已经完全取代旧式PATA（Parallel ATA或称IDE）的新型硬盘接口，因采用串行方式传输数据而得名。在数据传输上这一方面，SATA的速度比以往更加快捷，并支持热插拔，使电脑运作时可以插上或拔除硬件。另一方面，SATA总线使用了嵌入式时钟频率信号，具备了比以往更强的纠错能力，能对传输指令（不仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，提高了数据传输的可靠性。不过，SATA和以往最明显的分别，是用上了较细的排线，有利机箱内部的空气流通，某程度上增加了整个平台的稳定性。

现时，SATA分别有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gbit/s和SATA 6Gbit/s三种规格。

2、特色

1）带宽速度换算

所谓3Gb/s的算法，3000MHz的频率 x 每次发送一个数据 x 80%(8b/10b的编码) / 8 bits per byte = 300Mbytes/s，同理1.5Gb/s也是这样可算成150MB/s，也就是一般我们在买硬盘时，有时候会看到SATA 150MB/s / 300MB/s，有时候又会看到SATA 1.5Gb/s / 3Gb/s的缘故。

以USB 3.0而言，它拥有5Gbps的带宽，每次发送一个数据 x 80%(8b/10b的编码) / 8 bits per byte = 500Mbytes/s，所以USB 3.0的带宽比SATA 3.0的600MB/s 还来的小。

2）排线和电源线

Pin #	功能
1	Ground
2	A+ (发送)
3	A− (发送)
4	Ground
5	B− (接收)
6	B+ (接收)
7	Ground
SATA排线

传统的Parallel ATA使用单模信号放大系统“single-end-signal-amplified-system”。在这种系统中，噪声会随着正常信号一起传输、放大，不易被抑制；在高速时尤其严重，为了有效的减少噪声的干扰，我们只好使用高达5V的电压来传送正常信号，使大电压的正常信号盖过小电压的噪声信号。虽然大的电压可以有效的抑制噪声，但是大的电压同时也表示驱动电路的生产成本将因此上升，大电压更不利于高速传输系统的设计和制造，高达5V的传输电压限制追求高速和低成本的可能性。

和Parallel ATA相比，新的Serial ATA使用差动信号系统（differential-signal-amplified-system）。这种系统能有效的将噪声从正常信号中滤除，良好的噪声滤除能力使得SATA只要使用低电压操作即可，和Parallel ATA高达5V的传输电压相比，SATA只要0.5V(500mv) 的峰对峰值电压即可操作于更高的速度之上。比较正确的说法是：峰对峰值‘差模电压’。

和Parallel ATA的5V驱动电压相比，0.5V的SATA系统节省电力，其驱动IC的生产成本也较为便宜。

有种排线附有小金属片可以卡住插座，比较不会发生不小心将排线拔出的问题。

3）高级主机控制器接口

主条目：AHCI

SATA支持高级主机控制器接口（AHCI）功能，可让SATA存储设备激活高级SATA功能，例如NCQ及热插拔。

3、SATA 1.5Gb/s

SATA 1.5Gb/s为第一代SATA接口，坊间的非官方名称为SATA-1^[1]，传输速度为1.5Gbit/s。

4、SATA 3Gb/s

SATA 3Gb/s在2004年正式推出，坊间的非官方名称为SATA-2（SATA-II），符合ATA-7规范，传输速度可达3.0Gbit/s。这显示SATA的速度提升是以几何级数增长，这点和PATA的一级级算术级数增长是不同的。

SATA 3Gb/s比SATA 1.5Gb/s进步的地方在于：

1. 3.0Gb/s的高传输速度

2. 支持真正的SATA指令排序（NCQ）

3. SATA 3Gb/s数据线长度最多2m。 SATA 1.5Gb/s只是1m，PATA更短到50cm

4. 全新的围挡式接口更稳固。

5、SATA 6Gb/s

SATA 6Gb/s官方标志

SATA 6Gb/s 在2009年年5月26日SATA-IO 完成 SATA 3.0 最终规格发布，比上一代提升一倍速率至6Gb/s，此外增加多项新技术，包涵新增 NCQ 指令以改良传输技术，并减低传输时所需耗电量。

依据 Serial ATA Revison 3.0 规格白皮书，AHCI底下改善了(NCQ)串行指令NCQ 的指令数目、NCQ的指令优先权及算法SATA 3.0亦会增加，包括为实时性的资源提供优先处理，主要用于图像及音像传输方面。此外 SATA 3.0 同时会为正被系统处理中的资源作优先安排，大大提升了系统的运行效率。

为了降低耗电SATA 3.0 采用全新INCITS ATA8-ACS标准，不但可兼容旧有的 SATA 设备、改良传输信号技术，亦大幅减低了 SATA2.0传输时所需功耗。

针对笔记本电脑(NB)市场对体积的需求，SATA 3.0提供了较一般SATA2.0接口细小的LIF接口(Low Insertion Force Connector) ，专门针对 1.8 吋的存储设备，包括仅厚 7mm 光盘驱动器。

2011年7月18日 SATA-IO 公布了 SATA3.1 规格，3.1版带来了诸多特性，例如节电测量，TRIM性能提升和一些杂项调整。

3.1版带来了一个新的mini SATA接口，主要用于为移动计算设备增强互操作性，Zero-Power Optical Disk Drive (ODD)的发明减少了闲置光驱的耗电量，用新的电源管理策略降低了整个系统的电力需求。TRIM改进允许SATA固态硬盘在不影响性能的前提下自行修剪，改善了SSD的性能，同时还带来了让主机识别设备的硬件设备功能，提升了SATA的兼容性。

另一个值得注意的是SATA通用存储模块（USM）和热插拔SATA驱动器模块，它让SATA硬盘的热插拔机制更为成熟，目前希捷GoFlex部分型号的硬盘已经开始支持。

6、eSATA

eSATA 官方标志

External Serial ATA的略称，是为面向外接驱动器而制定的Serial ATA 1.0a的扩展规格。虽然规模比较小，但已经有相对应的产品在市面流通。

• 为了防止误接，eSATA的接口形状与SATA的接口形状是不一样的。
• 连接线的最大长度为2m。
• 支持热插拔。
• 传输速度可以达到现在主流的USB 2.0的传输速度的2倍以上。
• 提高接头的插拔耐用度。

eSATA与其他规格的比较

三、SAS与SATA区别

SAS的连接器在SATA的基础上发展而来，通过巧妙的设计增加了一个数据端口，在确保兼容SATA的前提下完成了双端口这一看似“不可能的任务”。

SAS硬盘驱动器的双端口连接器（上-中）与SATA硬盘驱动器的连接器（下）对比
众所周知，SATA硬盘驱动器的SATA端口和电源供应是分离的，两个连接器之间有大约2个（SATA或电源）引脚宽度的间隙。SAS的做法是将二者连为一体，第二端口就位于这个4～5个SATA信号引脚宽度的“桥”的背面。虽然空间利用得很充分，可毕竟也要布置7个信号引脚，所以从端口（Secondary Port，SAS②）和主端口（Primary Port，SAS①）的“个头”在上面的实物对比图中看起来就像武大郎和武松一样差别明显——当然，仅是针对宽度而言，引脚定义及传递信号的能力是没有区别的。

SAS（上）和SATA（下）硬盘驱动器的连接器在这个投影方向上的主要区别是有无隔断，前者的轮廓包容了后者，使它们共用SAS线缆连接器成为可能
由于SAS硬盘驱动器的接口连接器只是比SATA（加电源）多出来一个从端口，而没有减少什么，所以SAS线缆连接器很自然地就能兼容SATA硬盘驱动器，反之（SATA线缆配SAS硬盘驱动器）则因受到从端口的阻隔而行不通。这种设计能够避免SATA HBA/RAID卡（不支持后者所需的STP协议）访问SAS硬盘驱动器，从而满足了“防呆”的要求。

SAS线缆既可以连接SAS硬盘驱动器（左），也能够连接SATA硬盘驱动器（右）——注意红色箭头所指处缺口的有无，以及硬盘驱动器接口连接器上引脚数量的差异
如上图所示，将主端口、从端口和电源供应融为一体的SAS线缆连接器（共29个引脚），与SAS硬盘驱动器的接口连接器一同由SFF Committee制订的SFF-8482规范（非屏蔽双端口串行附加连接器）定义，也被称为“SAS样式连接器”；与之相对应，原来用于连接SATA硬盘驱动器的信号电缆，其连接器只有7个数据引脚，被称为“SATA样式连接器”。SAS样式连接器的好处当然是用起来方便，但在连接SAS硬盘驱动器时，却也有个潜在的问题。

两个HBA/RAID卡连接同一SAS硬盘驱动器的拓扑图和某种具体的实现方法
SAS样式连接器所属的SAS线缆，其另一头如果直接连在主机端HBA/RAID卡的SAS端口连接器上，那么，由于HBA/RAID卡上的每一个端口都是单端口，而且SAS规范不允许SAS硬盘驱动器的两个端口连接到同一HBA/RAID卡（双端口设计不是为了增加带宽，而是高可用性和容灾的需要），因此，这个SAS样式连接器实际上只有主端口是有效的，但它却同时占据了从端口，反而使双端口形同虚设。

ADP-4000上的SAS样式连接器，用来连接SAS硬盘驱动器
所以，若想要双端口发挥作用，SAS样式连接器通常应该出现在磁盘背板上，接纳SAS硬盘驱动器的插入，而另一侧可以是一对SATA样式连接器（分别对应SAS样式连接器的主、从端口），迎接来自两个HBA/RAID卡上的SAS线缆，实现高可用性。

CS Electronics出品的ADP-4000 SAS热插拔背板适配器，可以把它当作一个“迷你背板”
正因如此，某些SAS HBA/RAID卡配套的SAS线缆，在设备一端用的不是SAS样式连接器，而是利于实现双端口的SATA样式连接器。然而，前面已经介绍过，SATA样式连接器不能插入SAS硬盘驱动器。在这种情况下，可以使用上图所示的SAS-SATA适配器：一端为SAS样式连接器，用来插入SAS硬盘驱动器；另一端（也就是面对我们的）有两个分主、从的SATA样式连接器，对应SAS硬盘驱动器的两个端口，采用SATA样式连接器的SAS线缆插入标有“主信号”（Signal-Primary）的连接器，便可通过SAS硬盘驱动器的主端口访问，反之（Signal-Secondary）亦然。如果两个连接器分别连上两个SAS HBA/RAID卡，还能组成高可用性配置。