ICH6+AHCI v1.0：SATA的春天真的来了

2004年春季IDF上，Intel介绍了其ICH6芯片的细节。

ICH6共有4个版本：标准型ICH6、具备“Matrix RAID” 支持的ICH6R、内含IEEE 802.11a/b/g WLAN（软）AP功能的ICH6W及全能型ICH6RW，据称后三者的价格分别为3美元、5美元和7美元。

ICH5R和ICH6R（图片来源：Tom’s Hardware）

2003年12月初已有消息透露，用于Alderwood/Grantsdale芯片组的ICH6R（FW82801FR）将支持Matrix RAID功能，部分想象力丰富的人士还送它一个“RAID 1.5”的雅号。

ICH6把Ultra ATA/100通道减为1个（用来连接光驱等设备），Serial ATA端口则增至4个，这给ICH6R/RW支持RAID 0+1（RAID 10）提供了可能。不过，也仅仅是“可能”而已，因为Intel亚太区技术市场经理James Chen先生给出了否定的回答。

ICH6R/RW不支持至少需要4块硬盘的RAID 0+1，大概是这种使用模式超出了普通PC应用范畴的缘故吧。确切地说，Matrix RAID是RAID“0和1”，即在2块硬盘上同时实现对RAID 0和RAID 1的支持，“RAID 1.5”的叫法虽然很不确切，但多少体现了命名者的意图。

Matrix RAID示意图（图中第二个气泡注释有误，对RAID 0和1的用途分配也与本文下面的内容有出入，仅供参考）

Matrix RAID的技术并不复杂：从算法上说，甚至可以在1块硬盘上实现RAID 5，只是这么做没有什么实际意义；回到现实的话，微软（基于NT内核）Windows操作系统的卷管理早就允许1块硬盘同时属于多个RAID（如0和1），与之相比Matrix RAID不过是在固件层次上实现，具备引导系统等功能而已。

那么，Matrix RAID有什么实际用途呢？愚以为颇具价值。用过Intel 865/875芯片组（ICH5R）的兄弟们估计都有体会，其所提供的RAID功能颇像“鸡肋”：做RAID 0吧，数据放在上面很不踏实，只好用作暂存盘；做RAID 1呢，数据还没有那么金贵不说，性能上的提高也不大。相信最后玩玩了事的人不在少数。

ICH5R的SATA端口只有2个是造成上述局面的罪魁之一，但问题是有了4个端口就可以用RAID 0+1解决了吗？对大多数人来说代价实在太昂贵了。因此，Matrix RAID不失为一个很好的折中方案：仍然是2块硬盘，前面的部分（不一定非要这样）做成RAID 0，用于装载操作系统、应用程序和分页文件等追求访问速度而不太在意丢失的内容；后面的部分做成RAID 1，存放个人的照片/视频和数据文件等“安全第一”的内容，可谓两全其美。举个例子，2块80GB的硬盘，一半容量做RAID 0，一半容量做RAID 1，总容量即介于80GB和160GB之间——120GB（40×2+40）。

由于Matrix RAID本质上仍是软RAID，因此ICH5R也应能升级为支持该功能，前提是Intel愿意这么做。如果Intel真的这么做，ICH6R/RW头上的“光环”当然会褪去一些，可影响也不会太大，毕竟它还多出2个SATA端口呢。

这2个端口为ICH6R/RW实现自动重建（Auto Rebuild）和热备盘（Hot Spare）提供了可能。自动重建是针对RAID 0的，当系统在使用中（通过S.M.A.R.T等功能）侦测到其中一块硬盘发生故障，有损坏可能的时候，就会在屏幕上显示报警信息（据称DOS下都行），提醒用户插入一块完好的硬盘，将故障硬盘上的数据导入该硬盘后替换掉；热备盘则用于RAID 1，即系统中平时就留有一块完好的空硬盘，当组成RAID 1的2块硬盘中有1块损坏时，自动地接替它的工作。热备盘不能为RAID 0服务，因为RAID 0中的硬盘损坏之后再补救已来不及，用户倒是可以在需要自动重建的时候启用它，但那就不能算做“热备盘”啦。

Matrix RAID加上自动重建/热备盘的功能后也不过才需要3块SATA硬盘，ICH6R/RW还能富余1个SATA端口，对于普通的PC用户而言，显然比用满4个SATA端口的RAID 0+1更有意义。

如果说Matrix RAID早已揭去神秘的面纱，那么4月13日Intel在台北宣布Serial ATA高级主机控制器接口（Advanced Host Controller Interface，AHCI）v1.0最终规范则具有更为重大的意义。AHCI规范由包括Intel、AMD、Dell、Marvell、Maxtor、Microsoft、Red Hat、Seagate和StorageGear在内的40余家厂商组成的AHCI推广集团开发，是对遵循Serial ATA 1.0a和Serial ATA Ⅱ规范的主机控制器寄存器级软硬件接口（介于系统软件和主机控制器硬件之间）的描述。

既然遵循Serial ATA Ⅱ，AHCI v1.0支持热插（Hot Plug）、硬件辅助本机命令排队（HW Assisted Native Command Queuing）、冷设备存在检测（Cold device presence detect）、活动LED生成（Activity LED generation）、交错起转（Staggered Spin-up）和端口增效器（Port Multiplier）等功能也就很自然了，此外比较重要的定义还包括（主机控制器）支持多至32个端口、64位寻址及能源管理。

本机命令排队（Native Command Queuing，NCQ）支持32级命令队列深度，是Serial ATA Ⅱ规范的重要组成部分，有望显著改善SATA硬盘的随机访问性能。另外一个值得关注的是AHCI v1.0取消了对模拟主/从（Master/Slave）的支持，代之以将所有SATA设备处理为主（Master）的方式，因为前者在兼容早期软件的同时也付出了性能降级的代价。

ICH6在硬件上（较之ICH5）减少Ultra ATA通道并增加SATA端口，AHCI v1.0规范则从软件上进一步抛弃并行ATA（PATA），力图塑造一个更为纯粹的Serial ATA。看来，经过2003年的热身之后，Serial ATA大举进犯的日子终于要到来了。