eSATA

一种数据接口

ESATA是一种数据接口。说到外置存储设备（如移动硬盘）的接口，大家会不约而同地联想到USB2.0或IEEE1394。尽管这两种接口的数据传输率达到了480Mbps/400Mbps，但它们并不能真正发挥硬盘等设备的最大潜力。这是因为USB2.0或IEEE1394移动硬盘均必须使用桥接芯片，才能实现接口的转换，这种连接方式无疑会大大影响设备的性能。如今一种全新的接口技术悄然走到大家面前——eSATA，用一句话概括它的特点就是：它比USB2.0快6倍！

产生背景

虽然支持热插拨、规格更强的SATA规范已经推出了许久，但在主流市场中它一直无缘涉及移动存储市场。我们能看到的事实是：绝大部分PC系统以及零售的主板上都没有配置标准的外部SATA接口；市场上几乎买不到提供SATA外部接口的移动存储装置；如果以裸体SATA硬盘直接应用在外部，它缺少方便的电力连接装置并且本身也缺乏有效的保护，脆弱的PCB完全暴露在外面，而且由于SATA线缆只能插拔几十次，这也似乎与移动的需求并不匹配。

然而eSATA似乎是最容易解决的问题，它不牵涉到底层的复杂技术，只需要完善下接口部分而已，最终的应用形式显然是需要把硬盘配置在某种盒状装置内的，虽然SATA硬盘本身支持热插拔。业界对eSATA接口的描述就是，基于标准的SATA线缆和接口，连接处加装了金属弹片来保证物理连接的稳固性，而eSATA线缆能够插拔2000次，这也为eSATA抢班夺权创造了很好的条件。

其实，eSATA并不是什么新技术—eSATA实际上就是外置式SATA II规范，是业界标准接口 Serial ATA(SATA)的延伸。注意eSATA仅仅是一种扩展SATA接口，是用来连接外部而不是内部SATA设备。简单的说就是通过eSATA技术，让外部I/O接口使用SATA2功能，例如拥有eSATA接口，你可以轻松地将SATA2硬盘插到eSATA接口，而不用打开机箱更换SATA2硬盘。

SATA接口的设计仅供做为使用于系统机箱内。eSATA的出现将使得用户可以在电脑外部连接SATA硬盘而不像过去只能局限于电脑内部。当然，你也可以用USB或者火线实现这一功能，但是eSATA的却拥有极大的传输速度优势：根据2000年制定的USB2.0高速版(High-Speed)标准，USB2.0的数据传输速度可以达到480Mbps(60MB/S)8bps=1bit/s，IEEE1394的数据传输速度可以达到400~800Mbps(50MB/S~100MB/S)。然而eSATA最高却可提供3000Mbps(384MB/S)的数据传输速度，远远高于USB2.0和IEEE1394，并且依然保持方便的热插拔功能，用户是不需要关机便能随时接上或移除SATA装置，十分方便。

虽然eSATA2接口在理论上可以达到3Gbps的传输率，不过实际应用上，受硬盘内部传输率及主板的制约，实际数据传输可能介于1.5Gbps到3Gbps之间，但仍高于IEEE 1394、USB2.0的传输速率。

因此，快速的传输速度和方便的移动能力，在不久的将来，eSATA将取代USB2.0和IEEE 1394成为外部扩展接口的发展趋势。然而，eSATA并不是只要将一个SATA埠移到PC电脑箱后面就可以了。使用于机箱内的SATA缆线和连接器并不适合直接用于外接的方式。

基本介绍

eSATA的全称是External Serial ATA（外部串行ATA），它是SATA接口的外部扩展规范。换言之，eSATA就是“外置”版的SATA，它是用来连接外部而非内部SATA设备。例如拥有eSATA接口，你就可以轻松地将SATA硬盘与机箱的eSATA接口连接，而不用打开机箱更换SATA硬盘。相对于SATA接口来说，eSATA在硬件规格上有些变化，数据线接口连接处加装了金属弹片来保证物理连接的牢固性。原有的SATA是采用L形插头区别接口方向，而eSATA则是通过插头上下端不同的厚度及凹槽来防止误插，它同样支持热拔插。虽然改变了接口方式，但eSATA底层的物理规范并未发生变化，仍采用了7针数据线，所以仅仅需要改变接口便可以实现对SATA设备的兼容。 SATA接口是L形的，eSATA接口是平的。普通3.5英寸硬盘的最高数据传输率为60MB/s，在使用外置3.5英寸的硬盘盒时，USB2.0或IEEE 1394的接口速度会成为数据传输的瓶颈。如果使用外置RAID 0存储设备，那么最高480Mbps的接口带宽更会严重地限制硬盘的性能发挥。因此，eSATA是一个非常不错的解决方案。而且eSATA硬盘盒在搭配SATA硬盘后，中间无需桥接芯片的转换，是一种原生的存储设备接口。

功能特点

尽管eSATA只是SATA接口的延伸，而且制造商并不需要对SATA的协议和处理芯片进行任何修改，但要确保将SATA安全地移到机箱外，并通过SATA-IO国际组织的审核，必然有许多地方需要加以改进。

eSATA接口首先需要提供的特性就是热插拔。当前除老旧的串口、并口等PC外部接口外，其他包括USB、IEEE1394在内的许多接口都支持热插拔技术，而eSATA这种专门为存储设备服务的接口支持热插拔的意义更加重要。你也许会问，SATA规范不是已经包含了热插拔技术了吗？为什么eSATA还需要增加同样的东西？事实上，现有许多主板上的SATA1.0标准控制器并不支持热插拔功能，当用户在系统运行的时候将SATA设备拔下时很可能会导致系统崩溃。为了解决这个问题，SATA2.5规范对热插拔的安全性和可靠性都做了进一步的强化。

解决问题

为确保将SATA安全地移到机箱外，并通过SATA-IO国际组织的审核，业者需要解决下列问题：

（一）预防接头在连接时发生静电放电；

（二）符合FCC与CE的电磁干扰规范；

（三）开发强韧的缆线和连接器组件，以支持外接式储存的频繁插拔需求(典型的台式SATA只需要安装一次即可)；

（四）外部接头需加装遮蔽。

优点

eSATA是SATA的外接式接口，但是配备更耐用的缆线和连接器。eSATA可以达到如同SATA般的传输速度，例如SATA 1.5Gb/s或SATA 3Gb/s。eSATA 3Gb/s速度同样向下兼容于1.5Gb/s，与台式硬盘的情况相同。由于硬盘内部的数据持续传输率已高达75MB/sec，因此USB和1394的接口速率成为外接硬盘的瓶颈。同时eSATA外设还可以在主机内部的系统崩溃后作为启动盘引导，直接将系统恢复，进一步增大其备份功能的附加值。

相比之下，现在的PC电脑不太容易从IEEE 1394或USB接口的硬盘上启动。eSATA接口的另一个好处是有利于RAID性能的发挥，在端口多路器(Port Multiplier，简称PM)的帮助下，即使其接口带宽只有1.5Gbps，也足够让2个硬盘充分施展(譬如RAID 0)，而如果是3.0Gbps，则可以驱动4个硬盘而不致成为瓶颈。

和常见的USB2.0和IEEE1394两种常见外置接口相比，eSATA最大的优势就是数据传输能力。eSATA的理论传输速度可达到1.5Gbps或3Gbps，远远高于USB2.0的480Mbps和IEEE 1394的400Mbps。在实际测试中，从电脑中复制一个1.36GB大小的文件到采用不同接口的外置存储设备中，eSATA接口的设备所耗费的时间远低于USB2.0或IEEE 1394设备，速度快了近一倍。随着eSATA的出现，外置接口的传输率也首次远远大于了硬盘等设备的内部传输率。

必备条件

要使用eSATA功能，你的PC必须拥有两个条件：

（一）一个就是你的主板必须有SATA2接口；

（二）另一个就是拥有外置的eSATA转接口，比如2006年上市的华擎775XFire-eSATA2+主板已经整合了eSATA转接口，或你可以购买HighPoint推出外置eSATA转接口：如果你具备这两个条件，那么你只需要使用一根SATA数据线将SATA接口和eSATA接口连接起来就可以让你的主板实现eSATA功能。　注意：在使用eSATA功能的时候，外接硬盘需要做一定变动，那就是跳线。硬盘厂商的官方网站都提供了具体的跳线指南，大家可以去看一下。（大部分硬盘是不需要变动的）

接口

除了强化热插拔方面的规范，eSATA接口也必须重新设计才能满足外部连接的要求。原本在机箱内的SATA线缆和接口没有任何的保护和锁定装置，同时接口部分也相当脆弱。一般来说，机箱内部的SATA接口在插拔50次左右就容易因接触不良而出现问题，这样的接口设计，对于外部设备来说无疑是致命的！毕竟谁都不想自己的eSATA硬盘在插拔几次或者轻微碰撞之后就报废。

作为外部连接标准，eSATA必须在强度、抗电磁干扰、线缆柔韧性方面全部符合要求。因此，eSATA设备的接口和线缆都采用了全金属屏蔽。全金属屏蔽设计不仅能够降低电磁干扰，还有助于减少在热插拔过程中产生的静电。与此同时，为了防止接口受到外力意外断开，eSATA标准还要求在线缆接口处加装金属弹片式的锁定装置。根据测试，eSATA全新设计的接口将保证设备最少可进行2000次的热插拔。

eSATA还能够通过端口复用芯片在一个SATA通道上提供最多4个SATA接口。由于SATA2.5规范中SATA接口的传输率达到300MB/s，而当今最快的SATA硬盘内部传输率也只有80MB/s。通过一个简单的端口复用芯片，一个SATA通道就能被4个eSATA设备共享，以实现更高的连接密度。当然，共享同一通道的eSATA存储设备累计的最高传输率无法超过300MB/s。

最后，eSATA接口还需要在PCB布线和电源方面符合标准才能获得由SATA-IO颁布的eSATA认证标志。现阶段尽管绝大部分SATA硬盘都能在eSATA接口上工作，但是由于没有相应的保护外壳和供电系统，这些裸露在外的硬盘很容易出现故障。SATA-IO建议用户尽量购买那些通过认证的eSATA外置存储设备和板卡。

采用eSATA接口的移动硬盘盒

在实现成本上，eSATA无疑更具优势。对传统的USB或IEEE 1394外置设备来说，要通过USB或IEEE1394接口从硬盘上读写数据，必须使用一个接口转换电路，而这个转换电路的成本为5～10美元。另外，接口转换的延迟对数据传输速度的影响也很大，经测试证明，IEEE 1394的速度损失率(损失速度比峰值速度)达到了20%，USB1.0和USB2.0分别达到了33%和25%，而SATA的速度损失为0，这是因为SATA和PATA一样都是基于eSATA协议，所以在传输过程中不需要进行协议转换，这样不但节约了成本，而且硬盘性能不受影响。

eSATA能给人们带来什么

随着蓝光刻录机等设备的出现，原来的USB2.0、IEEE1394接口显然已经无法满足这些刻录设备对数据传输的需求，产生刻录失败是常见的事。有了eSATA接口，外置的光驱也可以轻松获得和内置光驱一样的性能表现和稳定性，从根本上解决了外置光存储设备传输率不快、稳定性差等难题。

另外还值得一提的是，eSATA安全热插拔特性还让SATA存储设备有机会凭借超大容量和极低的价格占领近线和离线存储市场。用户只需要在这些服务器上插上eSATA硬盘，就能将整体存储容量迅速增加500GB，甚至更多，而整个过程不必重新启动电脑。

eSATA是伴随SATA接口衍生出来的新一代外置设备接口，虽然并没有USB2.0或IEEE1394更加普及，但相信在不久的将来，eSATA接口也会不断地进行改进，届时eSATA标准将获得大量普及。小小改动使我们获得了很大的收益，可以说eSATA使用户连接外置设备更加简单，同时也让我们感受到“飞”一般的传输速度。

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