2024年7月18日发(作者：贯志用)
关于硬盘接口的专业知识（SATA、SAＴ
A2.０、ＳAＴA３.0)
SAＴA接口标准
使用SATA（Seｒial ATＡ）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。200１
年，由Intel、APＴ、Dell、ＩＢM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Seriａｌ ATＡ委员会正
式确立了Seｒial ATA １.0规范,2002年,虽然串行AＴＡ的相关设备还未正式上市，但Ｓ
ｅrial ATA委员会已抢先确立了Ｓeriaｌ ATA 2.０规范。Serｉaｌ ATＡ采用串行连接
方式,串行ATA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。
ﻫ
支持Seriａl-A
ＴA技术的标志
主板上的Serｉal-ＡTA接口
ﻫ
串口硬盘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知名。相对于并行ＡＴＡ来说，就具有非常多的优势。首 先，
Ｓerｉａl ATA以连续串行的方式传送数据，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／s，这比目前最新的并行ATA(即
ATA／133)所能达到13３MB/s的最高数据传输率还高，而在 Seｒial ＡTA 2.0的数据传
输率将达到30０ＭB/s，最终SＡTA将实现6０0ＭB/ｓ的最高数据传输率。
ﻫ
SAＴＡ II是在SATA的基础上发展起来的,其主要特征是外部传输率从SAＴＡ的
1.5Gbpｓ（15０MB／sec)进一步提高到了3Gbpｓ(300MB /ｓec)，此外还包括ＮＣ
Q(Native Ｃｏｍmand Queuing,原生命令队列）、端口多路器(Port Mｕltiplｉer）、交错启
动(Ｓｔagｇereｄ Spｉｎ-uｐ)等一系列的技术特征。单纯的外部传输率达到3Gbpｓ并不
是真正的SATA IＩ。
ＳＡTＡ II的关键技术就是3Gbpｓ的外部传输率和ＮCQ技术。NCQ技术可以对硬盘
的指令执行顺序进行优化，避免像传统硬盘那样机械地按照接收指令的先后顺序 移动磁头
读写硬盘的不同位置,与此相反,它会在接收命令后对其进行排序，排序后的磁头将以高效率
的顺序进行寻址，从而避免磁头反复移动带来的损耗，延长硬 盘寿命。另外并非所有的Ｓ
ＡＴA硬盘都可以使用NCQ技术，除了硬盘本身要支持 ＮCQ之外，也要求主板芯片组的
SATＡ控制器支持ＮCＱ。此外，ＮＣQ技术不支持FAT文件系统，只支持NＴFS文件系
统。
ﻫ
由于ＳAＴＡ设备市场比较混乱，不少ＳATA设备提供商在市场宣传中滥用“SATＡ ＩI”
的现象愈演愈烈，例如某些号称“ＳＡTＡ ＩI”的硬盘却仅支持3Gbps而不支持NCQ，而某
些只具有1.５Ｇbps的硬盘却又支持ＮCQ，所以,由希捷(Sｅａgａte)所主导的SATA－ I
Ｏ(Seriaｌ ATA Intｅrｎaｔional Organiｚatｉoｎ，SＡTA国际组织,原SＡTA工作组)又
宣布了SＡTＡ ２.5规范，收录了原先SATA ＩI所具有的大部分功能——从３Gbps和N
ＣQ到交错启动(Staｇgerｅd Spｉｎ-up）、热插拔(Hｏt Ｐlｕg)、端口多路器(Pｏrt Mu
ｌｔiplieｒ)以及比较新的ｅSATA(Exｔｅrnal SATA,外置式SATA接口)等等。
值得注意的是，部分采用较早的仅支持１.5Gbpｓ的南桥芯片（例如VIA VT82３7和N
ＶＩDIA ｎForｃe２ MＣP-R/MCP-Ｇb）的主板在使用ＳATA ＩI硬盘时，可能会出现
找不到硬盘或蓝屏的情况。不过大部分硬盘厂商都在硬盘上设置了一个速度选择跳线，以便
强制选择1．5Ｇbps或3Gｂps的工作模 式（少数硬盘厂商则是通过相应的工具软件来设
置)，只要把硬盘强制设置为1.5Ｇbｐs,SAＴA II硬盘照样可以在老主板上正常使用。
ﻫ
ＳATＡ硬盘在设置RAID模式时，一般都需要安装主板芯片组厂商所提供的驱动,但也
有少数较老的SATＡ RAIＤ控制器在打了最新补丁的某些版本的Windｏws ＸP系统里不
需要加载驱动就可以组建RAID。
基本单位：
ＭB和ｂps是不一样的单位,一个是容量，一个是速率,就像距离和速度是无法比较的。1M
Ｂ=8Mb，bｐs是位每秒,Mbps是兆位每秒,Ｂps是字节每秒,ＭBpｓ是兆字节每秒。ﻫ另外,1
５0ＭB/Ｓ＝1.５Gbps和３00ＭＢ/S=3.0Gｂpｓ是描述ｓｔat接口的特性和速度的，并不
准确,我估计当时这么写是为了方便记忆和取整数。
Mbpｓ 即 Milｉonbｉt pｒo seconｄ(百万位每秒)
ﻫ
Kｂpｓ 即 Ｋilobit ｐro secｏnｄ
（千位每秒)
ﻫ
bps 即 bit pro sｅcoｎd(位每秒)
速度单位,ｂit即比特,通常用b(小写）表示,指一位二进制位，Miliｏnbiｔ=100０Kilｏbｉt=
１000000biｔ
所以1Mｂｐs=100０000bps
ﻫ
这是通常用来衡量带宽的单位,指每秒钟传输的二进制位数
ﻫ
而通常软件上显示的速度则是指每秒种传输的字节数（Byｔｅ)通常用Ｂ(大写）表示
ＭB即百万字节也称兆字节
ＫB即千字节
Ｂiｔ、Bｙte、KB、MB、ＧB、TB、ｂps、GＴ/s、GＢ/s
Byｔe、ｂｉｔ：
bit表示：位,是计算机中最小的数据单位。每一位的状态只能是0或1
Ｂytｅ表示:字节，8个二进制位构成1个字节,即1 Byte = 8 biｔ1
ﻫ
个英文字母或者数字占
用1个字节的空间,１个汉字占据2个字节的空间。
KB、MＢ、GB、TB、PＢ：
这些单位中，B表示Bｙte,这些单位也常简写为:K、M、G、Ｔ、P;
1 KB = 10２４ Byte；1 MB = 1024 ＫB;1 GB = 1０2４ ＭB；1 TB = １024
ﻫ
MＢ;1
PB ＝ 1024 TＢ；
MHｚ、GＨｚ：
用来表示频率,Hｚ即赫兹，M、G的意思同上
Bpｓ、bpｓ：
注意虽然只是大小写不同,两者是完全不同的,前者是Bｙte peｒ second，即字节/秒；后者
是bit perseconｄ，即位/秒。
如家用的2M宽带，也就是2M bｐs,换成Bpｓ也就是（2M／8 )Bps = 256K Bps，所以我
们用2M宽带下载时的最大下载速度就是2５6KB左右。
我们平常所说的百兆、千兆网卡,其单位就是bｐs,而非Bｐs。
GT/s、ＧB／s：
常用来描述计算机内部总线的传输速度
GT/s:giｇa tｒaｎsfers peｒ seｃond，可以通俗的理解为“G次/秒”，表示传输速度。如
Coｒe
ﻫ
ｉ7 ＱPI总线传输速度可以达到4.8ＧT/ｓ,HT 3.0总线可以达到5．2ＧT/s，也就
是说QPI总线每秒可以传输4.8Ｇ次，HT
3．0总线则是每秒5.2G次。
ＧB/s:即Ｇ Byte/ｓ,如QPI总线的带宽是2５.6GB/s,即每秒能传输25．6G字节。
两者间的换算：比如1333MHｚ的FSB，每秒传输１333Ｍ(1．333Ｇ)次，每次传输64 ｂ
iｔ数据，也就是8
Ｂyｔe,所以它的传输带宽就是1.333*8＝10.7GB／Ｓ。双通道的DDR２-6６7的峰值也是
1０.7ＧB/S，刚好匹配。
再比如。6.４ＧT/Ｓ的QＰI总线，QPI数据包是8０ bit的长度,其中6４
ﻫ
bit用于数据,发送
需要用4个周期,所以它一次只能传输64/4/8=２字节,所以其理论最大值就可以达到6.4*２
=12．８GB／S(单向)，双向则是25.6GＢ/S。
2024年7月18日发(作者：贯志用)
关于硬盘接口的专业知识（SATA、SAＴ
A2.０、ＳAＴA３.0)
SAＴA接口标准
使用SATA（Seｒial ATＡ）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。200１
年，由Intel、APＴ、Dell、ＩＢM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Seriａｌ ATＡ委员会正
式确立了Seｒial ATA １.0规范,2002年,虽然串行AＴＡ的相关设备还未正式上市，但Ｓ
ｅrial ATA委员会已抢先确立了Ｓeriaｌ ATA 2.０规范。Serｉaｌ ATＡ采用串行连接
方式,串行ATA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。
ﻫ
支持Seriａl-A
ＴA技术的标志
主板上的Serｉal-ＡTA接口
ﻫ
串口硬盘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知名。相对于并行ＡＴＡ来说，就具有非常多的优势。首 先，
Ｓerｉａl ATA以连续串行的方式传送数据，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／s，这比目前最新的并行ATA(即
ATA／133)所能达到13３MB/s的最高数据传输率还高，而在 Seｒial ＡTA 2.0的数据传
输率将达到30０ＭB/s，最终SＡTA将实现6０0ＭB/ｓ的最高数据传输率。
ﻫ
SAＴＡ II是在SATA的基础上发展起来的,其主要特征是外部传输率从SAＴＡ的
1.5Gbpｓ（15０MB／sec)进一步提高到了3Gbpｓ(300MB /ｓec)，此外还包括ＮＣ
Q(Native Ｃｏｍmand Queuing,原生命令队列）、端口多路器(Port Mｕltiplｉer）、交错启
动(Ｓｔagｇereｄ Spｉｎ-uｐ)等一系列的技术特征。单纯的外部传输率达到3Gbpｓ并不
是真正的SATA IＩ。
ＳＡTＡ II的关键技术就是3Gbpｓ的外部传输率和ＮCQ技术。NCQ技术可以对硬盘
的指令执行顺序进行优化，避免像传统硬盘那样机械地按照接收指令的先后顺序 移动磁头
读写硬盘的不同位置,与此相反,它会在接收命令后对其进行排序，排序后的磁头将以高效率
的顺序进行寻址，从而避免磁头反复移动带来的损耗，延长硬 盘寿命。另外并非所有的Ｓ
ＡＴA硬盘都可以使用NCQ技术，除了硬盘本身要支持 ＮCQ之外，也要求主板芯片组的
SATＡ控制器支持ＮCＱ。此外，ＮＣQ技术不支持FAT文件系统，只支持NＴFS文件系
统。
ﻫ
由于ＳAＴＡ设备市场比较混乱，不少ＳATA设备提供商在市场宣传中滥用“SATＡ ＩI”
的现象愈演愈烈，例如某些号称“ＳＡTＡ ＩI”的硬盘却仅支持3Gbps而不支持NCQ，而某
些只具有1.５Ｇbps的硬盘却又支持ＮCQ，所以,由希捷(Sｅａgａte)所主导的SATA－ I
Ｏ(Seriaｌ ATA Intｅrｎaｔional Organiｚatｉoｎ，SＡTA国际组织,原SＡTA工作组)又
宣布了SＡTＡ ２.5规范，收录了原先SATA ＩI所具有的大部分功能——从３Gbps和N
ＣQ到交错启动(Staｇgerｅd Spｉｎ-up）、热插拔(Hｏt Ｐlｕg)、端口多路器(Pｏrt Mu
ｌｔiplieｒ)以及比较新的ｅSATA(Exｔｅrnal SATA,外置式SATA接口)等等。
值得注意的是，部分采用较早的仅支持１.5Gbpｓ的南桥芯片（例如VIA VT82３7和N
ＶＩDIA ｎForｃe２ MＣP-R/MCP-Ｇb）的主板在使用ＳATA ＩI硬盘时，可能会出现
找不到硬盘或蓝屏的情况。不过大部分硬盘厂商都在硬盘上设置了一个速度选择跳线，以便
强制选择1．5Ｇbps或3Gｂps的工作模 式（少数硬盘厂商则是通过相应的工具软件来设
置)，只要把硬盘强制设置为1.5Ｇbｐs,SAＴA II硬盘照样可以在老主板上正常使用。
ﻫ
ＳATＡ硬盘在设置RAID模式时，一般都需要安装主板芯片组厂商所提供的驱动,但也
有少数较老的SATＡ RAIＤ控制器在打了最新补丁的某些版本的Windｏws ＸP系统里不
需要加载驱动就可以组建RAID。
基本单位：
ＭB和ｂps是不一样的单位,一个是容量，一个是速率,就像距离和速度是无法比较的。1M
Ｂ=8Mb，bｐs是位每秒,Mbps是兆位每秒,Ｂps是字节每秒,ＭBpｓ是兆字节每秒。ﻫ另外,1
５0ＭB/Ｓ＝1.５Gbps和３00ＭＢ/S=3.0Gｂpｓ是描述ｓｔat接口的特性和速度的，并不
准确,我估计当时这么写是为了方便记忆和取整数。
Mbpｓ 即 Milｉonbｉt pｒo seconｄ(百万位每秒)
ﻫ
Kｂpｓ 即 Ｋilobit ｐro secｏnｄ
（千位每秒)
ﻫ
bps 即 bit pro sｅcoｎd(位每秒)
速度单位,ｂit即比特,通常用b(小写）表示,指一位二进制位，Miliｏnbiｔ=100０Kilｏbｉt=
１000000biｔ
所以1Mｂｐs=100０000bps
ﻫ
这是通常用来衡量带宽的单位,指每秒钟传输的二进制位数
ﻫ
而通常软件上显示的速度则是指每秒种传输的字节数（Byｔｅ)通常用Ｂ(大写）表示
ＭB即百万字节也称兆字节
ＫB即千字节
Ｂiｔ、Bｙte、KB、MB、ＧB、TB、ｂps、GＴ/s、GＢ/s
Byｔe、ｂｉｔ：
bit表示：位,是计算机中最小的数据单位。每一位的状态只能是0或1
Ｂytｅ表示:字节，8个二进制位构成1个字节,即1 Byte = 8 biｔ1
ﻫ
个英文字母或者数字占
用1个字节的空间,１个汉字占据2个字节的空间。
KB、MＢ、GB、TB、PＢ：
这些单位中，B表示Bｙte,这些单位也常简写为:K、M、G、Ｔ、P;
1 KB = 10２４ Byte；1 MB = 1024 ＫB;1 GB = 1０2４ ＭB；1 TB = １024
ﻫ
MＢ;1
PB ＝ 1024 TＢ；
MHｚ、GＨｚ：
用来表示频率,Hｚ即赫兹，M、G的意思同上
Bpｓ、bpｓ：
注意虽然只是大小写不同,两者是完全不同的,前者是Bｙte peｒ second，即字节/秒；后者
是bit perseconｄ，即位/秒。
如家用的2M宽带，也就是2M bｐs,换成Bpｓ也就是（2M／8 )Bps = 256K Bps，所以我
们用2M宽带下载时的最大下载速度就是2５6KB左右。
我们平常所说的百兆、千兆网卡,其单位就是bｐs,而非Bｐs。
GT/s、ＧB／s：
常用来描述计算机内部总线的传输速度
GT/s:giｇa tｒaｎsfers peｒ seｃond，可以通俗的理解为“G次/秒”，表示传输速度。如
Coｒe
ﻫ
ｉ7 ＱPI总线传输速度可以达到4.8ＧT/ｓ,HT 3.0总线可以达到5．2ＧT/s，也就
是说QPI总线每秒可以传输4.8Ｇ次，HT
3．0总线则是每秒5.2G次。
ＧB/s:即Ｇ Byte/ｓ,如QPI总线的带宽是2５.6GB/s,即每秒能传输25．6G字节。
两者间的换算：比如1333MHｚ的FSB，每秒传输１333Ｍ(1．333Ｇ)次，每次传输64 ｂ
iｔ数据，也就是8
Ｂyｔe,所以它的传输带宽就是1.333*8＝10.7GB／Ｓ。双通道的DDR２-6６7的峰值也是
1０.7ＧB/S，刚好匹配。
再比如。6.４ＧT/Ｓ的QＰI总线，QPI数据包是8０ bit的长度,其中6４
ﻫ
bit用于数据,发送
需要用4个周期,所以它一次只能传输64/4/8=２字节,所以其理论最大值就可以达到6.4*２
=12．８GB／S(单向)，双向则是25.6GＢ/S。