SATA、mSATA接口定义及linux下的挂载硬盘、速度测试

SATA接口的定义

SATA电源线和数据线接口定义

SATA是Serial ATA的缩写，即串行ATA。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，还具有结构简单、支持热插拔的优点。目前已经成了桌面硬盘的主力接口。

一、ＳＡＴＡ数据和电源接口图：

二、电源内部联接图：

三、电源和数据线接口定义图：

四、ＳＡＴＡ接口定义描述：

１、ＳＡＴＡ数据接口定义：

1 GND Ground（接地，一般和负极相连）
2 A Transmit（数据发送正极信号接口）
3 A- Transmit（数据发送负极信号接口
4 GND Ground（接地，一般和负极相连）
5 B- Receive （数据接收负极信号接口） -
6 B Receive （数据接收正极信号接口）
7 GND Ground（接地，一般和负极相连）

２、电源接口定义：

01 V33 3.3v Power （直流3.3V正极电源针脚）
02 V33 3.3v Power （直流3.3V正极电源针脚）
03 V33 3.3v Power, Pre-charge, 2nd mate （直流3.3V正极电源针脚,预充电,与第二路配对）
04 Ground 1st Mate （接地，一般和负极相连,与第1路配对）
05 Ground 2nd Mate （接地，一般和负极相连,与第2路配对）
06 Ground 3rd Mate （接地，一般和负极相连,与第3路配对）
07 V5 5v Power, pre-charge, 2nd mate （直流5V正极电源针脚,预充电,与第二路配对）
08 V5 5v Power （直流5V正极电源针脚）
09 V5 5v Power （直流5V正极电源针脚）
10 Ground 2nd Mate （接地，一般和负极相连,与第2路配对）
11 Reserved – 保留的针脚
12 Ground 1st Mate （接地，一般和负极相连,与第1路配对）
13 V12 12v Power, Pre-charge, 2nd mate （直流12V正极电源针脚,预充电,与第二路配对）
14 V12 12v Power （直流12V正极电源针脚）
15 V12 12v Power （直流12V正极电源针脚）

SATA接口原理图

mSATA接口定义

mSATA接口原理图

linux下挂载SATA盘

Linux的硬盘识别:

一般使用”fdisk -l”命令可以列出系统中当前连接的硬盘

设备和分区信息.新硬盘没有分区信息,则只显示硬盘大小信息.

1，查看硬盘信息

#fdisk -l

2，创建新硬盘分区命令参数：

fdisk可以用m命令来看fdisk命令的内部命令；

3.进入磁盘，对磁盘进行分区

#fdisk /dev/sda

#fdisk -l

可以看到/dev/sda1分区

4.分区系统系统
这里默认文件系统是83 linux,
也可以设置为其他文件系统，并格式化设置的分区

mkfs.ext3 /dev/sda1 //注：将/dev/sdb1格式化为ext3类型

5.创建/data目录并挂载

#mkdir /data

#mount /dev/sda1 /data

6.查看硬盘大小以及挂载分区：
#df -h

7.卸载分区umount
下面两条命令分别通过设备名和挂载点卸载文件系统，同时输出详细信息：

umount  /dev/sda1        通过设备名卸载  

umount /data    通过挂载点卸载  

SATA盘读写速度测试

利用dd命令测试速度

（1）测试硬盘的读取速度：

time dd if=/dev/sda1 of=/dev/null bs=1M count=10000

这条命令是从硬盘sda1中读取10G的数据写到空设备上，就是数据读取抛空。

读取速度：218.4MB/S
另一种方法测试读取速度

hdparm  -t /dev/sdb

（2）测试硬盘写入速度：

time dd if=/dev/zero of=/dev/sda1 bs=1M count=10000

这条命令是从零设备上往sda1设备上写入10G数据。

要注意的一点是上面的写入命令有可能会覆盖硬盘中原有数据，破坏文件系统，如果硬盘中没有数据可以这样操作。

如果有文件系统，且有重要数据，可以先将硬盘挂载

  mount /dev/sda1 /data

在执行下面命令：

  time dd if=/dev/zero of=/data/10g.file bs=1M count=10000

将写入的数据写到一个文件中就可以测试了，写入速度：145.8MB/S

sata 1.0 2.0 3.0区别

SATA1.0理论传输速度为1.5Gbit/s
SATA2.0理论传输速度为3Gbit/s
SATA2.0理论传输速度为6Gbit/s
区别：SATA2.0和SATA3.0传输速率不同。

通过上面给出的SATA2.0和SATA3.0对比表格可知，最新的SATA3.0传输速率可以达到6Gb/s，而SATA2.0接口的传输速率则为3Gb/s。理论上，SATA3.0接口是SATA2.0的2倍。

Linux下查看SATA版本

 dmesg  | grep SATA

 hdparm  -i /dev/sdb

SSD固态硬盘的本质

固态硬盘（Solid State Drive），简称SSD（固盘），是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）以及缓存单元组成。区别于机械硬盘由磁盘、磁头等机械部件构成，整个固态硬盘结构无机械装置，全部是由电子芯片及电路板组成。

固态硬盘是什么东西？固态硬盘内部结构详解

SSD主要由电子芯片及电路板组成：

根据固态硬盘的定义，我们可以知道固态硬盘的内部结构，其实就是由三大块主控芯片、闪存颗粒、缓存单元构成，那么接下来，我们逐一来看。

固态硬盘是什么东西？固态硬盘内部结构详解

1、固态硬盘大脑：主控芯片

正如同CPU之于PC一样，主控芯片其实也和CPU一样，是整个固态硬盘的核心器件，其作用一是合理调配数据在各个闪存芯片上的负荷，二则是承担了整个数据中转，连接闪存芯片和外部SATA接口。

不同的主控之间能力相差非常大，在数据处理能力、算法上，对闪存芯片的读取写入控制上会有非常大的不同，直接会导致固态硬盘产品在性能上产生很大的差距。

主控

当前主流的主控芯片厂商有 marvell 迈威（俗称“马牌”）、SandForce、siliconmotion慧荣、phison群联、jmicron智微等。而这几大主控厂商，又都有着自己的相应特点，应用于不同层级的固态产品。

2、核心器件：闪存颗粒单元

作为硬盘，存储单元绝对是核心器件。在固态硬盘里面，闪存颗粒则替代了机械磁盘成为了存储单元。

闪存（Flash Memory）本质上是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器，数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位。

固态硬盘中闪存颗粒占据大部分比重

在固态硬盘中，NAND闪存因其具有非易失性存储的特性，即断电后仍能保存数据，被大范围运用。

根据NAND闪存中电子单元密度的差异，又可以分为SLC（单层次存储单元）、MLC（双层存储单元）以及TLC（三层存储单元），此三种存储单元在寿命以及造价上有着明显的区别。

SLC（单层式存储），单层电子结构，写入数据时电压变化区间小，寿命长，读写次数在10万次以上，造价高，多用于企业级高端产品。

MLC（多层式存储），使用高低电压的而不同构建的双层电子结构，寿命长，造价可接受，多用民用高端产品，读写次数在5000左右。

TLC（三层式存储），是MLC闪存延伸，TLC达到3bit/cell。存储密度最高，容量是MLC的1.5倍。 造价成本最低， 使命寿命低，读写次数在1000~2000左右，是当下主流厂商首选闪存颗粒。

当前，固态硬盘市场中，主流的闪存颗粒厂商主要有toshiba东芝、samsung三星、Intel英特尔、micron美光、skhynix海力士、sandisk闪迪等。

由于闪存颗粒是固态硬盘中的核心器件，也是主要的存储单元，因而它的制造成本占据了整个产品的70%以上的比重，极端一点说，选择固态硬盘实际上就是在选择闪存颗粒。

3、缓存芯片

缓存芯片，本质就是DDR，ssd中常用的是DDR3, 是固态硬盘三大件中，最容易被人忽视的一块，也是厂商最不愿意投入的一块。和主控芯片、闪存颗粒相比，缓存芯片的作用确实没有那么明显，在用户群体的认知度也没有那么深入，相应的就无法以此为噱头进行鼓吹。

实际上，缓存芯片的存在意义还是有的，特别是在进行常用文件的随机性读写上，以及碎片文件的快速读写上。

由于固态硬盘内部的磨损机制，就导致固态硬盘在读写小文件和常用文件时，会不断进行数据的整块的写入缓存，然而导出到闪存颗粒，这个过程需要大量缓存维系。特别是在进行大数量级的碎片文件的读写进程，高缓存的作用更是明显。

这也解释了为什么没有缓存芯片的固态硬盘在用了一段时间后，开始掉速。当前，缓存芯片市场规模不算太大，主流的厂商基本也集中在南亚、三星、金士顿等。根据最新消息，无外置缓存的固态硬盘产品将于不久后问世，虽然很早之前就有诸如sandforce2281 自带缓存主控产品，但是市场反响却差强人意，不知道最新的无外置缓存的固态硬盘的表现如何，也请大家拭目以待。

主控芯片、闪存颗粒(本质是NAND flash)、缓存芯片(本质是DDR3内存)，这三者有机的结合在一块PCB板上，构成了固态硬盘的整体形态。我们在选购固态硬盘或是评价固态硬盘的时候，可以从这三者出发，进行产品性能的预估，避免被有些商贩鼓吹的高速读写，蒙蔽双眼。