X200的硬盘接口是SATA 1.5Gb/s还是SATA 3Gb/s

今天升级了驱动。在Intel Matrix Storage Console中看到笔记本(ThinkPad X200)硬盘(Seagate Momentus 5400.4 ST9160827AS) 运行在“SATA第一代” (Generation 1)传输模式，NCQ支持却是Yes。印象中不是只有“SATA第二代”才支持NCQ吗？觉得奇怪，便用其他软件看了看。

1. HWiNFO32显示Drive Controller为Serial ATA 1.5Gb/s。
2. EVEREST Corporate Edition显示Device Type为SATA，但ATA Device Physical Info中的Interface却又是SATA-II。

到底是SATA I还是SATA II？Seagate网站明确说明这款硬盘接口为SATA 3.0Gb/s。Product manual PDF文档又说突发传输速率最高是150MB/s，自相矛盾。

干脆拆下硬盘。表签上白底黑字写着1.5 Gb/sec。

我想起Seagate曾经在支持SATA 3Gb/s的硬盘上默认设置跳线，将传输速率限制在1.5Gb/s，以免在不支持3Gb/s的主机不兼容。

这块硬盘上果然也有个跳线。移除跳线后开机。所有软件都显示硬盘运行在SATA II传输模式。

以下是两种传输模式的对比。

HD Tach测试表明，突发传输速率大幅提高，超过了150MB/s。但平均传输速率不变。 

 

HD Tune也显示突发传输速率增大，平均传输速率不变。

背景知识

1. SATA即串行ATA，是一种通常用来连接主机和硬盘的接口总线。与之对应的是已经被其取代的PATA （并行ATA）。
2. 相比PATA，SATA提供更高的传输速率，以及其他功能，例如NCQ、热插拔等。
3. SATA的规范目前很混淆。我们通常说SATA I（第一代）和SATA II（第二代），并认为SATA I的传输速率为1.5 Gb/s或150 MB/s；SATA II 的传输速率为3 Gb/s或300 MB/s，并支持NCQ等其他功能。其实是I、II并非规范，而是误称。负责SATA规范的组织曾经叫SATA II，后来为避免混淆更名为SATA-IO。他们措辞严厉地指出习惯说法是错误的。正确的规范名称是SATA Revision 1.x/2.x/3.x，对应接口名称是SATA 1.5Gb/s, SATA 3Gb/s, SATA 6Gb/s。规范被误解和说法被混淆，连Intel的软件也用Generation 1/2这种错误说法。测试软件中也常出现 SATA I/II。
4. SATA 1.5 Gb/s的实际最大传输速率为150 MB/s。其中有的换算的方法值得说明。首先1.5Gb/s中的小写b指bit，而大写的B指Byte，1Byte = 8bits。然后，SATA使用的 8b/10b encoding 只有80%的效率，所以1.5Gb/s = 1.5*1000*0.8/8 MB/s = 150MB/s。同理SATA 3Gb/s对应的实际最大传输速率为300MB/s。 
5. SATA使用 Advanced Host Controller Interface (AHCI) 。需要在BIOS中开启AHCI并在操作系统中装响应的驱动才能使用SATA，否则SATA硬盘会模拟PATA设备运行。

结论：

1. ST9160827AS符合SATA Revision 2.5规范。支持1.5 Gb/s和3Gb/s两种接口传输速率。出厂默认设置跳线，将速率限制为1.5Gb/s。移除跳线后可工作在3Gb/s。
2. 由于5400 RPM硬盘内部传输速率限制，外部接口是1.5 Gb/s还是3 Gb/s对性能几乎没有影响。只有突发传输速率不同，然而这个指标对实际使用性能没什么影响。更有意义的指标是持续传输速率和平均寻道时间。Seagate可能正是因为这个在硬盘上标注1.5Gb/s。
3. NCQ对性能的影响在一般测试中不容易体现出来。但在实际使用中应该是有作用的。