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SATA工作模式咋选?揭秘AHCI和IDE区别
   发布日期:2017-11-15 15:15    来源:网络整理

产品:1AHCI模式与Win7、SSD的不解之缘

    AHCI这个注定和SATA接口结下不解之缘的接口模式,它担负着淘汰IDE模式的重任,从诞生开始就充满争议,它经历了整整7年时间。它伴随着SSD固态硬盘兴旺走向主流,同时也和微软WinXP、Win7操作系统密不可分。本文,我们将为你揭开AHCI和IDE的前世今生,分析它们之间的区别,帮助读者选择合适的硬盘工作模式。


SATA工作模式怎么选?揭秘AHCI和IDE区别

硬盘工作模式经历IDE和AHCI两个阶段,我们可以用螺旋桨式(IDE)、喷气式飞机(AHCI)来形容它们。单从字面理解,我们可以知道螺旋桨式飞机的速度不如喷气式飞机。

●硬盘工作模式与操作系统的关系

在WinXP时代,系统对AHCI模式支持不佳,选择AHCI模式装系统需要用软驱安装驱动等。因此IDE模式在Windows XP时代一度盛行,并随着SATAII接口达到顶峰。而到了Win7时代,AHCI驱动集成于操作系统,完全没繁琐步骤,从而拉开AHCI的普及之路。

注:时至今日,机械硬盘的最大读写速度仍未超过SATAII接口的极限。

●SSD固态硬盘助推AHCI成为主流

AHCI和IDE模式的另一个分水岭则是在SSD固态硬盘的兴起。早期的机械硬盘在AHCI和IDE模式下的速度差距较小;随着高性能的SSD固态硬盘出现,用户逐渐发现AHCI和IDE模式下的速度差距悬殊。

正是在集成AHCI驱动、支持Trim垃圾回收的Win7操作系统,带有SATA3.0高速接口的廉价7系列主板,以及不断降价的SSD固态硬盘推动,奠定了今日AHCI模式的主流地位。

纵使AHCI模式千好万好,也奈何不了IDE模式的超强兼容性,以及电脑城装机商对IDE模式的偏爱。当您看完此文,如果你是第一次了解AHCI和IDE模式,请在开机之初按DEL或者F2查看BIOS,您的电脑是何种SATA硬盘工作模式。

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产品:2两者区别:NCQ产生30%性能差距

AHCI模式解析:


Z77主板的AHCI设备管理显示

AHCI(Serial ATA Advanced Host Controller Interface),又名串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口。AHCI通过包含一个PCI BAR(基址寄存器),来实现原生SATA功能,允许存储驱动程序启用高级串行 ATA 功能。

AHCI模式是专门为SATA接口而设计,支持SATA接口特性,诸如本机命令队列(NCQ)和热插拔。但是需要用户在BIOS中选择AHCI模式,方便操作系统自动加载AHCI驱动。

IDE模式解析:


Z77主板的IDE设备管理显示

IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”,即“电子集成驱动器”,它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。

IDE模式可以将SATA盘映射模拟成普通IDE硬盘,无需额外加载SATA驱动。但不支持任何SATA接口的新特性。

两种模式的区别:

两种模式最大的区别:是否支持本机命令队列(NCQ),理论上NCQ最大能提高SATA硬盘约30%的性能。简单来说开启NCQ之后,硬盘从一个程序跳到另一个程序时速度会更快,类似于英特尔的超线程技术。

IDE模式可以通过映射通吃SATA硬盘,由于无需加载驱动程序,它的兼容性能超强,适用WinXP和Win7/8系统。

AHCI模式原生支持SATA硬盘,它的优势在于它能够将NCQ技术充分发挥作用,或者说AHCI是现有的SATA硬盘主控接口中,除了复杂的磁盘阵列(RAID)模式之外,最能发挥SATA硬盘性能。Win7/8系统完美支持AHCI模式,对WinXP兼容性不佳。


IDE模式的超强兼容性 主板厂商也不敢轻视

点评:由于IDE和AHCI在BIOS中切换后,系统容易蓝屏,同时为了满足用户安装WinXP的需求,电脑城商家往往选择兼容性超强的IDE模式。而AHCI更适应SATA硬盘的性能发挥,对主流的Win7/8用户来说是非常合适的。

产品:3Win7系统安装:AHCI/IDE如履平地

●Win7系统安装:AHCI/IDE如履平地

  本次Win7系统安装采用最为原始的软装模式,即通过Win7安装盘或者将Win7安装盘制作成镜像写入优盘来正常安装。
  特点:正常安装,系统稳定,兼容性好,使用固态硬盘安装速度较快(5-6分钟),机械硬盘较慢(8-12分钟)。


我们通过优盘来安装Win7操作系统


AHCI模式下顺利进入安装界面


IDE/AHCI模式均可识别512GB固态硬盘


顺利将Win7系统文件写入固态硬盘进行安装


AHCI模式安装Win7,设备管理器显示的硬盘控制器属性


IDE模式安装Win7,设备管理器显示的硬盘控制器属性

    软装操作系统的实质是将Win7安装系统整体制作成镜像存放在光盘或者优盘里。


Win7系统从IDE模式切换到AHCI模式,系统报错

    ①我们在BIOS中选择IDE模式,Win7无需加载任何AHCI驱动,顺利完成安装,安装时间稍慢。当我们在BIOS中切换到AHCI模式,无法进入系统并重新启动电脑,显示以上画面。

    ②我们在BIOS中选择AHCI模式,Win7自动加载AHCI驱动,顺利完成安装,安装速度较快。当我们在BIOS中切换到IDE模式,Win7系统并未蓝屏,顺利进入系统。

产品:4WinPE/GHOST重装系统:AHCI碰壁

●WinPE/Ghost重装系统:AHCI碰壁

    Windows Preinstallation Environment(WinPE)(Windows预安装环境)基于在保护模式下运行的WindowsXP个人版内核。它是网友钟爱的一款易用软件,主要用于重装系统,备份资料,对硬盘进行分区格式化等等。

WinPE下重装系统是指将安装光盘和系统制作成Ghost镜像拷贝在电脑的硬盘中,在WinPE中使用Ghost软件还原镜像。


笔者使用优盘通过WinPE界面来硬装Win7系统

1、AHCI模式

  我们使用优盘进入WinPE界面,但无法在WinPE系统下寻找不到任何硬盘,只能找到优盘。


06年以后上市的主板一般默认即为AHCI模式,不需要进入BIOS


AHCI模式进入WinPE,在“我的电脑”中找不到固态硬盘


Ghost仅显示优盘自带WinXP镜像,找不到固态硬盘

    笔者在AHCI模式下进入WinPE系统后,无论在“磁盘管理”还是“我的电脑”,都找不到固态硬盘。即使启动Ghost软件,也无法还原GHO镜像。

2、IDE模式


手动进入BIOS选择IDE模式


“我的电脑”显示512GB固态硬盘(实际容量476GB)

    笔者在IDE模式下进入WinPE系统,在“磁盘管理”、“我的电脑”均可找到固态硬盘,因此可以通过Ghost软件还原镜像。

产品:5Ghost安装系统:AHCI/IDE亮绿灯

   Ghost软件问世已经有很长时间,大家对此也并不陌生。但是会用Ghost的人却不是很多,大多数用户仍然是用Winows7安装光盘/优盘来安装系统。Ghost软件的操作并不复杂,实际操作步骤寥寥几步。

Ghost安装系统?其实是恢复系统

   简单说,Ghost就是将硬盘分区表信息和硬盘数据打包备份,在新的指定硬盘主分区先恢复硬盘分区表信息,然后再恢复硬盘数据,以达到和备份前一样的效果。这就是Ghost安装系统的实质,其实就是恢复操作系统。


“一键还原系统”即为Ghost软件


DOS下运行Ghost软件,共计6个版本方案


AHCI/IDE模式下,Ghost均可识别固态硬盘、GHO镜像文件

    笔者使用Ghost 11.5、Ghost 11.5(SATA光驱启动)两个版本方案,分别进入AHCI/IDE模式,Ghost均可识别固态硬盘,并且找到固态硬盘里的GHO镜像文件,在新的指定主分区完成系统恢复安装。

    注意事项:AHCI/IDE模式并不影响Ghost在DOS下识别硬盘,但是用户需要对所搭载的镜像、主板BIOS中的硬盘模式区别对待。

    ①WinXP镜像,用户需要将BIOS中的硬盘模式调整为IDE Mode。

    ②Win7/8镜像,如果所搭载的镜像为AHCI Mode,那么BIOS中的硬盘模式需要配合调整为AHCI Mode;反之IDE Mode亦然。

产品:6蓝屏崩溃?一招搞定硬盘模式设定

●蓝屏崩溃?一招搞定硬盘模式设定

    网友购买新电脑,将原来老硬盘的数据对拷,全盘接收原有硬盘的数据,包括操作系统一起移植到新硬盘。他们遇到的第一个难题,就是硬盘工作模式。如果切换不当容易发生蓝屏或者多次重启后系统崩溃。
硬盘模式冲突造成导致蓝屏

老平台时代尚无硬盘工作模式一说,比如早期的945平台没有AHCI/IDE/RAID模式。或者装机商图省事,将老平台的硬盘工作模式选择为IDE兼容模式。目前SSD固态硬盘的速度快,AHCI可以较好的发挥其性能,因此主板厂商逐渐将AHCI作为默认硬盘工作模式。

    硬盘模式兼容性问题不难解决,我们将新电脑的主板设置调整为IDE模式,进入操作系统,修改注册表让操作系统和AHCI匹配:


“运行”中输入“regedit”界面

    第一步:在点击开机菜单后,选择菜单中的“运行”栏目。在运行栏目的输入框内键入“regedit”,回车即可打开注册表编辑器。


注册表编辑器的AHCI修改界面

第二步:打开注册表编辑器之后,进入“HKEY_LOCAL_MACHINE--System--Current--ControlSet--Services--Msahci”键值。在右边窗口中双击名称为“Start”的项目,会弹出一个对话框,将默认的参数由3更改为0。点击“确定”并且保存之后,重新启动电脑。


电脑BIOS的硬盘模式选择界面

第三步:重启电脑之后,进入BIOS,在“Integrated Peripherals”页面中,将“SATA IDE/RAID/AHCI Mode”更改为“AHCI Mode”(不同BIOS选项名称会有细微差别)。

   下面我们分析AHCI和IDE模式下,顶级的512GB固态硬盘的性能有什么区别,真的能有30%的性能差距么?!

产品:7读写速度对比:差距超100MB/秒

    SSD固态硬盘的读写速度分为“最大/持续/平均”三种类型,其中CrystalDiskMark软件所测试的持续读写速度符合SSD固态硬盘的真实速度,因此本次我们以持续读写速度进行“AHCI/IDE模式”的性能对比。
OCZ Vector 512GB SSD固态硬盘

    我们选用全球家用SSD排名三甲的OCZ Vector 512GB SSD,从中分析它在AHCI和IDE模式的性能差距有多大。

● CrystalDiskMark

  CrystalDiskMark是一款简单易用的硬盘性能测试软件,但测试项目非常全面,涵盖连续读写、512K和4KB数据包随机读写性能,以及队列深度(Queue Depth)为32的情况下的4K随机性能。队列深度描述的是硬盘能够同时激活的最大IO值,队列深度越大,实际性能也会越高。


CrystalDiskMark测试(AHCI模式)


CrystalDiskMark测试(IDE模式)

  从CrystalDiskMark测试看,OCZ Vector 512GB SSD在AHCI模式下的持续读取速度达到532MB/s,而写入速度也达到527MB/s。

    在IDE模式下的持续读取速度为426MB/s,而写入速度为467MB/s。AHCI和IDE模式下的持续读写速度差距分别为106MB/秒、60MB/秒。

产品:8I/0吞吐量对比:差距难以置信

随机读写性能是固态硬盘的关键指标,其单位为IOPS,即每秒进行读写(I/O接口)操作的次数。我们从表中看到固态硬盘的每秒进行读写操作的次数是以万为单位进行计算,而传统的机械硬盘不足300 IOPS值。

● AS SSD Benchmark

  AS SSD Benchmark是一个专门为SSD测试而设计的软件。可以测试出固态硬盘的持续读写性能,包括4KB小文件的传输性能等等,成绩显示可以分为两种,一种是MB/s的形式,另一种是IOPS形式。


读写性能 单位IOPS(AHCI模式)

   在4KB文件存取方面,OCZ Vector 512GB SSD在AHCI模式下,它的的随机读取IOPS值为8284,随机写入为34316。其多线程读取/写入4KB文件的IOPS值为98043和86056,总分为1237分。


读写性能 单位IOPS(IDE模式)

    在4KB文件存取方面,OCZ Vector 512GB SSD在IDE模式下,I/O吞吐能力下降得令人难以置信,AHCI和IDE模式下的IOPS差距足以让人震惊。

    它的的随机读取IOPS值为7485,随机写入为25129。其多线程读取/写入4KB文件的IOPS值为9656和32834,总分为445分。

全文总结:

    如果我们仅对比“持续读写速度”和“4K随机读写IOPS值”两大项目共计4个数值,OCZ Vector 512GB SSD在AHCI和IDE模式工作下,它们的差距为21.23%;如果算进差距惊人的4K-64Trd读写IOPS值,它们的差距高达193.73%。

    我们以顶尖性能的SSD固态硬盘作为测试对象,两种硬盘模式下的性能差距必然也会随着强悍SSD性能得到放大。这反应了AHCI模式确实能发挥挖掘SSD固态硬盘的性能,和SSD固态硬盘搭配的当然是Win7/8系统。


IDE模式如同WinXP:英雄迟暮

     WinXP的致命缺点导致SSD固态硬盘已不适合在它上面使用。面对全球超过40%的WinXP用户,我们不得不承认IDE模式仍大有可为,也许这样的电脑搭配机械硬盘更为合适。

9希捷Desktop HDD 4TB 5900转 64MB SATA3详细参数

AHCI这个注定和SATA接口结下不解之缘的接口模式,它担负着淘汰IDE模式的重任,从诞生开始就充满争议,它经历了整整7年时间。它伴随着SSD固态硬盘兴旺走向主流,同时也和微软WinXP、Win7操作系统密不可分。