HighPoint RocketRAID Serial ATA擴充卡

絕大多數個人電腦硬碟採用的IDE介面，是存在超過15年歷史的「古老」標準，歷經數代改良，最新的Ultra ATA/133標準雖然可提供133MB/s的頻寬，基本上還是存在許多缺點和限制，在處理器運算速度不斷攀升的現今，已明顯不合時宜。

為了改善硬碟傳輸介面這個存在已久的系統瓶頸，英特爾結合APT Technologies、IBM、Dell、Maxtor、Seagate等公司，共同提出Serial ATA標準。第一代的Serial ATA 1.0規範發表於2001年的英特爾開發者論壇，今年的Computex Taipei已有多家晶片和主機板廠商展出Serial ATA相關產品，不過到目前為止，Serial ATA硬碟還是處於「只聞樓梯響，不見人下來」的階段。
IDE介面的缺點與限制
Serial ATA的優勢

IDE介面基本上是採用並行的資料傳輸模式，優點是可以一次傳送多組位元，相較於SCSI介面則擁有更佳的價格/性能比，但IDE存在許多缺點，首先是訊號干擾的問題。

IDE介面每條通道的信號針腳高達26支，加上供電線和地線共計40針，在高速資料傳輸過程中，訊號間的相互干擾對系統的穩定性造成很大的影響。為了改善干擾問題，Ultra ATA/66之後的排線由40針改為80針（增加40條遮罩地線），Ultra ATA/133還加入CRC（錯誤校驗）功能，然而問題依舊無法避免。

IDE介面採用的寬扁狀排線不僅妨礙機殼內的空氣流動，影響散熱；排線長度限制在45公分，也常造成安裝上的不便。IDE裝置的電路板規範的是5V電壓，在一切講求低耗能的現代（尤其是筆記型電腦），實在不符時代潮流。

顧名思義，Serial ATA採用序列方式傳送資料，由於每個周期只傳送一位元，所需的連接線相當少，標準規範僅需4根傳輸線就足以應付（第一根供電，第二根接地，第三根發送資料，第四根接收資料）。目前Serial ATA 1.0採用7根針腳的L型接頭傳輸線，體積比IDE排線小了許多，長度最長則可達100公分。較少的針腳數可降低訊號干擾，增加系統穩定度，降低硬體成本；更細長的傳輸線則是意味著PC主機可以設計得更小，應用在需安裝多臺硬碟的伺服器或磁碟陣列環境，Serial ATA更可彰顯其優勢。

Serial ATA採用的是點對點傳輸協定，每組通道都獨立連接硬碟，系統內每臺硬碟都是對等的，不必像IDE硬碟般需調整跳線以區別主/從。此外，Serial ATA每組通道的頻寬皆為獨享，在多臺硬碟同時運作時有較佳的資料傳輸能力。

Serial ATA 1.0的資料傳輸速率最快可達150MB/s，比主流的Ultra ATA/100快了50％，未來還會依序出現傳輸速率高達300MB/s、600MB/s的版本，據說最終極限是1.5GB/s，相當驚人！

升級Serial ATA的解決方案

Serial ATA硬碟正式問世的時間可能在今年年底，支援Serial ATA的系統晶片組最快也要等到明年第一季，許多硬碟以外的相關產品已迫不及待搶先上市，包括內建Serial ATA功能的主機板、Serial ATA介面的磁碟陣列卡，以及升級Serial ATA的解決方案。

HighPoint新發表的兩款RocketRAID 1520/1540 Serial ATA擴充卡，加上RocketHead100轉接頭，即是提供現有IDE系統使用者輕鬆升級至Serial ATA的解決方案。先看看擴充卡的部分，RocketRAID 1520/1540採用Marvell公司生產的Serial ATA橋接晶片，以及HighPoint自家的RAID控制晶片，除了可提供2/4組Serial ATA通道，還提供RAID 0、1、JBOD功能。另外值得注意的是，雖然RocketRAID 1520/1540符合Serial ATA 1.0規範，但擴充卡本身仍採PCI介面，受限於133MB/s匯流排頻寬，故無法達到Serial ATA 1.0的極速150MB/s。

RocketHead100轉接頭則是個能讓傳統IDE硬碟搖身變成Serial ATA硬碟的裝置，做法利用內建的控制晶片將IDE硬碟送出的並行訊號轉換成序列訊號。HighPoint表示，RocketHead100轉接頭除了搭配RocketRAID 1520/1540使用之外，亦可相容其他廠牌的控制晶片（Promise、Adaptec…）。對於打算保留現有IDE硬碟，又希望升級Serial ATA介面的使用者來說，RocketHead100轉接頭既方便又廉價，不過需另接一組3.3V電源才能運作，是較為不便之處。

效能和穩定度皆有出色表現

為了測試這組Serial ATA升級方案的效能和穩定性，我們架設了一組IDE介面的測試平臺，處理器為AMD Athlon 1.2GHz，主機板採用技嘉GA-7DXR，作業系統是Windows 2000 Professional英文版，受測的硬碟是IBM 60GXP IC35L040AVER07（Ultra ATA/100、40GB、7200rpm），測試軟體為ZD WinBench99 2.0。

測試分成三階段進行。首先將受測硬碟單獨接在主機板的IDE通道上，利用南橋晶片VIA VT82C686B內建的硬碟控制器，測試單臺硬碟在Ultra ATA/100介面下的運作效能。

接著我們在主機板上安裝RocketRAID 1540擴充卡，並將接受測試的硬碟接上RocketHead100轉接頭，測試Serial ATA 1.0的運作效能。最後我們換上RocketRAID 1520擴充卡，連接兩臺硬碟並格式化為RAID 0磁碟陣列模式，測試Serial ATA在 RAID模式下的效能。

從測試結果比較表中可以看出，在單臺硬碟的環境下，Serial ATA的磁碟內部資料傳輸速率略高於IDE介面，不過差距十分有限，基本上可視為兩者相同。不過在商用磁碟和高階磁碟方面，Serial ATA令人意外的獲得極佳的成績，分數大幅超過IDE介面。RAID 0模式下的成績同樣十分亮眼，磁碟外圈傳輸速率有接近80MB/s的表現。測試過程相當順利，每次皆可成功跑完所有測試軟體的測試程序，可見穩定性方面沒什麼問題。

可望在兩年內取代現有的IDE介面

硬碟運作效能的關鍵在於內部資料傳輸速度，而這部分受限於主軸馬達轉速和磁錄密度，短時間內尚無大幅提升的可能。Serial ATA雖然具備較高的匯流排頻寬，目前來看效能恐怕不會進步多少，撇開效能不談，Serial ATA無論在纜線的體積和長度、訊號的穩定性及多工能力等方面，都大大勝過IDE介面，無怪乎英特爾會捨Ultra ATA/133，在下一代的南橋晶片ICH5上直接支援Serial ATA。

雖然市場上還買不到真正的Serial ATA硬碟，相關周邊不是剛推出不久就是處於研發階段，Serial ATA仍然幾乎可以確定是未來的趨勢。不過由於Serial ATA和舊有的IDE介面並不相容，市場預估明年Serial ATA硬碟和支援的晶片組正式量產後，至少要等到2005年才可能全面取代IDE介面，也就是說至少在1～2年內，會是Serial ATA和IDE並存的過渡階段。文⊙張智鴻