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gogochen
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解开NCQ情结
dong-bei 发表于 2011-4-6
自从SATAII标准引入NCQ以来，很多电脑用户都试图启用NCQ以提高硬盘性能，结果发现硬盘性能并没有明显提高。于是纠结NCQ用户也就源源不断。本文目地就是要解开NCQ情节。
一、AHCI和NCQ常识
AHCI的英文全称是Serial ATA Advanced Host Controller Interface，中文的意思是“SATA高级主控接口”。AHCI本质是一种PCI类设备，在系统内存总线和SATA设备之间扮演一种通用接口的角色（即它在不同的操作系统和硬件中是通用的）。AHCI的最大特色是支持2种高级SATA 功能，就是“本机命令队列”和“热插拔”。
NCQ的英文全称是Native Command Queuing，中文意思是“本机命令队列”。NCQ技术是SATAII标准规定的一种属于AHCI的SATA高级功能。当SATA控制器启用AHCI接口时，“本机命令队列”和“热插拔”就自动启用了，安装操作系统时加载AHCI驱动后就开始了NCQ，不需要在系统下通过软件开启。
热插拔就是使SATA硬盘像U盘一样可以在开机状态下插拔，使SATA硬盘成为移动存储设备，一般叫做e-SATA。
二、AMD主板的NCQ情结
1、RAIDXpert看不到磁盘的情结
还在AMD的SB7xx南桥时代，有人发现AMD的RAIDXpert软件有启用NCQ的设置项，并在媒体上发文：“注意：780G开NCQ必须安装RAIDXpert才能真正开启！” （http://itbbs.pconline.com.cn/diy/9708137.html），“实战！借助AMD RAIDXpert WINDOWS下开启NCQ” （http://mb.yesky.com/273/8807773.shtml）。很多网友看过此文便纷纷效仿。
现在AMD的南桥进展到SB8xx，有些网友发现安装RAIDXpert软件看不到磁盘了。于是有人发帖子“WIN7下的AMD RAIDXpert看不到硬盘”（http://nga.178.com/read.php?tid=3706362）。
2、RAIDXpert能不能看到磁盘根源是AMD的AHCI驱动
从AHCI驱动的加载方式区分，AMD提供的AHCI驱动有2种：软盘版驱动和安装版驱动。软盘版驱动可用于XP和WIN7，安装版一般用于WIN7。
2-1、软盘版驱动
这种驱动是安装XP时，敲F6键通过软盘加载。所以称之为软盘版驱动。软盘版的驱动一定要含有txtsetup.oem文件。安装XP时必须先加载，否则检测不到AHCI硬盘。加载方式可以用软盘，也可以先整合到XP系统安装盘。
随着芯片组的进步，软盘版驱动也不断更新。新版本覆盖老版本并支持以前的芯片组。在驱动的内容方面，新版本还可能与老版本有所差异。
先看SB7xx时代的软盘版驱动，驱动加载后在设备管理器除了能看到AMD AHCI Compatible RAID Controller外，还有一个AMD RAID 控制台。
AMD RAID控制台就是RAIDXpert软件的根基。有AMD RAID控制台，RAIDXpert就可以显示出硬盘。
SB8xx时代的软盘版AHCI驱动就没有了AMD RAID控制台。
没有AMD RAID控制台，自然也就不能支持RAIDXpert软件显示出硬盘了。
即使组建RAID，也不能显示硬盘。
2-2、安装版驱动
这种驱动一般是给WIN7用的，可以在系统下直接安装。由于WIN7自带AHCI（RAID）驱动，不先加载AMD的AHCI驱动也能安装系统。系统安装后可以安装AMD的AHCI驱动。
WIN7下安装这种驱动后，设备管理器看到的是AMD SATA Control。
同样没有AMD RAID控制台，当然也就不能支持RAIDXpert软件显示出硬盘了。
下面是SB7xx驱动和SB8xx驱动的版本差异。
开结：AMD的AHCI驱动有软盘版和安装版，只有SB7xx时代的软盘版驱动在设备管理器有AMD RAID控制台，也就能让RAIDXpert看到硬盘。
3、RAIDXpert真的能启用NCQ？
RAIDXpert是否真能启用NCQ？只有实践才能验证。
我们安装SB7xx软盘版AHCI驱动和RAIDXpert软件（2.4.1540.26版）。第一次启动RAIDXpert看到的“物理驱动器信息”是“已启用NCQ”，就是说NCQ已经启用了。
“写入缓存”也是“已启用”，2个关系到磁盘读写性能的选项，默认都是“已启用”，而设置项一个是“启用”一个是“禁用”。
现在都设置为“禁用”，“提交”后按道理“已启用”应该变为“已禁用”，但左侧的提示还是“已启用NCQ”和“已启用写入缓存”。
再都设置为“启用”，“提交”后，左侧的提示还是“已启用NCQ”和“已启用写入缓存”。
无论你怎么设置，RAIDXpert软件显示的NCQ和写入缓存都是“已启用”。
开结：即使RAIDXpert能看见磁盘，但既不能开启NCQ，也不能禁用NCQ。应该说RAIDXpert启用NCQ功能是个BUG。
4、软盘版驱动的加载
软盘版驱动可以在安装XP是通过软盘加载，也可以在XP下通过设备管理器更新驱动方式更换不同版本的AHCI驱动。当然安装WIN7时也可以在安装时通过U盘加载，也可以在安装后通过设备管理器更新驱动方式来更换不同版本的AHCI驱动。
这里介绍一下更新驱动的方法。事先准备好更换的驱动放在U盘或拷贝到硬盘。
右键-更新驱动程序软件
浏览计算机以查找驱动程序软件
从计算机的设备驱动程序列表中选择
从磁盘安装
浏览找到要更换的驱动，找到后“打开”
打开后再次提示，点“确定”
显示出驱动程序，点“下一步”
更换完成，驱动已经改变。
上面介绍的是WIN7的驱动更新，XP的更新于此相同。
三、Intel主板的NCQ情结
1、SATAII硬盘为何还是UDMA5模式？
这是沉淀于众多Intel主板用户心中一直挥之不去的情结。
从HD Tune的硬盘信息可以看到硬盘是支持UDMA6的，但是当前模式是UDMA5。
2、UDMA5的来由
这要从IDE硬盘的传输模式说起。IDE硬盘是并口模式，为了加快内存和硬盘交换数据，CPU发出读写命令后，硬盘和内存之间直接传输数据，不经过CPU，这种模式就叫DMA。DMA也发展了好几代，最后的叫UDMA6。
从上图可以看到IDE接口有16条（3-18）数据线，一次传送2个字节（2x8）的数据。UDMA6又叫ATA133。这个规格是硬盘厂商迈拓提出来的。当时Intel正联合硬盘厂商搞SATA标准，SATA传输速率起点就是150MB，已经高于133MB。但是迈拓独自搞了ATA133，Intel始终不承认，后来AMD、VIA和几个硬盘厂支持，也就列入ATA标准，定义为ATA133，UDMA6。但Intel到现在还不承认，它的芯片组支持IDE规格就到ATA100，也就是UDMA5。
这也就是所有Intel南桥的IDE以及后来的SATA的IDE模式始终是UDMA5的原因。
请注意这里说的UDMA是并口硬盘接口，不是串口硬盘接口（SATA）。
串口硬盘接口（SATA）只有2对数据线，数据是串行传输的。传输标准不会还沿用DMA了。
SATA需要加载SATA驱动，在XP时代使用起来不是很方便，于是增加了一个模拟IDE模式。当SATA接口模拟为IDE接口时也就借用了UDMA规格，Intel主板支持的UDMA最高规格是UDMA5，所以SATA模拟IDE在Intel主板上也就是UDMA5。
UDMA5是ATA100，速率是100MB，UDMA6是133MB。2者相差很小。
当开启AHCI后，SATA硬盘真正是SATA模式了。那么就不用UDMA了而是SATA的规格，SATAI是150MB，SATAII是300MB，SATAIII是600MB。当然这是理论的突发模式，实际由于机械硬盘的局限，达不到理论速度。
四、启用NCQ是否能提高硬盘读写速度？
很多人开启AHCI后用软件测试硬盘读写速度，发现和IDE模式没有多大差别，于是就怀疑是否启用了NCQ。
下图是NCQ和传统读写模式差异的对比图。注意这个对比图描述传统硬盘读写模式有误。
传统硬盘读写模式有2种：顺序读写和随机读写。上图描述的传统硬盘读写模式是随机读写。传统模式的顺序读写就是NCQ的读写模式。
4-1、随机读写和顺序读写
随机读写就是把一笔数据分散写到不同磁道和扇区。这是由于磁盘转速较快，一段数据写入一个或几个扇区，再继续写后续的数据时，盘片已经转过几个扇区，后续的数据就写入不连续的磁道和扇区。读数据时也就要按地址标记随机的读取。
顺序读写就是从磁盘开始的数据磁道起按顺序一个扇区、一个扇区的写入。读取时也是从头到尾顺序读取。
NCQ就是按读写命令先后排序，然后把数据按顺序写入连续的磁道和扇区。
4-2、NCQ节省的是磁头移动次数
从上面的顺序读取原理可以知道，NCQ提高读写速度的实质就是减少磁头寻道的次数，节省磁头移动的次数，从而提高硬盘读写速度。
不过硬盘磁头移动（寻道）时间很短。现在的硬盘平均寻道时间在9ms。NCQ节省磁头寻道次数，也就是节省一次是9ms，一般很难感觉到快很多的。
4-3硬盘测试软件测试的也是顺序读写
很多人用HD Tune软件测试开启NCQ的硬盘读写数度。只要细心看看就知道HD Tune首先测试的是顺序读写。顺序读写就是NCQ了，所以，就同一种芯片组使用同一型号硬盘来说，启用NCQ和不启用NCQ，用HD Tune软件测试是看不出快慢的。
这是开启AHCI，启用NCQ的硬盘顺序读取和随机读取成绩。
这是IDE模式的硬盘顺序读取和随机读取成绩。
2者的顺序读取成绩基本相同，IDE模式还略微高一点。突发传输也是IDE模式略高一点。
开结：NCQ可以提高硬盘读写速度，但提高的幅度很低，就是节省磁头移动的时间，是毫秒级的。无论是否启用NCQ，HD Tune等软件测试的都是顺序读写，顺序读写就是NCQ。从HD Tune测试成绩看，NCQ与IDE没有区别。
从实际使用来看，开启AHCI启用NCQ，并没有明显提高硬盘的读写速度。硬盘性能的瓶颈不再传输接口，而在硬盘本体，性能的提高只有改变硬盘本体的结构。目前的技术使机械硬盘很难再大步前进，SSD固态硬盘将是未来的方向。
AMD AHCI软盘版驱动下载
SB7xx驱动
AMD-SB7xx.rar (237.21 KB)
SB8xx驱动
AMD-SB8xx.rar (234.38 KB)
Intel AHCI软盘版驱动（最新版支持6系列芯片组）
dong-bei 发表于 2011-4-6
自从SATAII标准引入NCQ以来，很多电脑用户都试图启用NCQ以提高硬盘性能，结果发现硬盘性能并没有明显提高。于是纠结NCQ用户也就源源不断。本文目地就是要解开NCQ情节。
一、AHCI和NCQ常识
AHCI的英文全称是Serial ATA Advanced Host Controller Interface，中文的意思是“SATA高级主控接口”。AHCI本质是一种PCI类设备，在系统内存总线和SATA设备之间扮演一种通用接口的角色（即它在不同的操作系统和硬件中是通用的）。AHCI的最大特色是支持2种高级SATA 功能，就是“本机命令队列”和“热插拔”。
NCQ的英文全称是Native Command Queuing，中文意思是“本机命令队列”。NCQ技术是SATAII标准规定的一种属于AHCI的SATA高级功能。当SATA控制器启用AHCI接口时，“本机命令队列”和“热插拔”就自动启用了，安装操作系统时加载AHCI驱动后就开始了NCQ，不需要在系统下通过软件开启。
热插拔就是使SATA硬盘像U盘一样可以在开机状态下插拔，使SATA硬盘成为移动存储设备，一般叫做e-SATA。
二、AMD主板的NCQ情结
1、RAIDXpert看不到磁盘的情结
还在AMD的SB7xx南桥时代，有人发现AMD的RAIDXpert软件有启用NCQ的设置项，并在媒体上发文：“注意：780G开NCQ必须安装RAIDXpert才能真正开启！” （http://itbbs.pconline.com.cn/diy/9708137.html），“实战！借助AMD RAIDXpert WINDOWS下开启NCQ” （http://mb.yesky.com/273/8807773.shtml）。很多网友看过此文便纷纷效仿。
现在AMD的南桥进展到SB8xx，有些网友发现安装RAIDXpert软件看不到磁盘了。于是有人发帖子“WIN7下的AMD RAIDXpert看不到硬盘”（http://nga.178.com/read.php?tid=3706362）。
2、RAIDXpert能不能看到磁盘根源是AMD的AHCI驱动
从AHCI驱动的加载方式区分，AMD提供的AHCI驱动有2种：软盘版驱动和安装版驱动。软盘版驱动可用于XP和WIN7，安装版一般用于WIN7。
2-1、软盘版驱动
这种驱动是安装XP时，敲F6键通过软盘加载。所以称之为软盘版驱动。软盘版的驱动一定要含有txtsetup.oem文件。安装XP时必须先加载，否则检测不到AHCI硬盘。加载方式可以用软盘，也可以先整合到XP系统安装盘。
随着芯片组的进步，软盘版驱动也不断更新。新版本覆盖老版本并支持以前的芯片组。在驱动的内容方面，新版本还可能与老版本有所差异。
先看SB7xx时代的软盘版驱动，驱动加载后在设备管理器除了能看到AMD AHCI Compatible RAID Controller外，还有一个AMD RAID 控制台。
AMD RAID控制台就是RAIDXpert软件的根基。有AMD RAID控制台，RAIDXpert就可以显示出硬盘。
SB8xx时代的软盘版AHCI驱动就没有了AMD RAID控制台。
没有AMD RAID控制台，自然也就不能支持RAIDXpert软件显示出硬盘了。
即使组建RAID，也不能显示硬盘。
2-2、安装版驱动
这种驱动一般是给WIN7用的，可以在系统下直接安装。由于WIN7自带AHCI（RAID）驱动，不先加载AMD的AHCI驱动也能安装系统。系统安装后可以安装AMD的AHCI驱动。
WIN7下安装这种驱动后，设备管理器看到的是AMD SATA Control。
同样没有AMD RAID控制台，当然也就不能支持RAIDXpert软件显示出硬盘了。
下面是SB7xx驱动和SB8xx驱动的版本差异。
开结：AMD的AHCI驱动有软盘版和安装版，只有SB7xx时代的软盘版驱动在设备管理器有AMD RAID控制台，也就能让RAIDXpert看到硬盘。
3、RAIDXpert真的能启用NCQ？
RAIDXpert是否真能启用NCQ？只有实践才能验证。
我们安装SB7xx软盘版AHCI驱动和RAIDXpert软件（2.4.1540.26版）。第一次启动RAIDXpert看到的“物理驱动器信息”是“已启用NCQ”，就是说NCQ已经启用了。
“写入缓存”也是“已启用”，2个关系到磁盘读写性能的选项，默认都是“已启用”，而设置项一个是“启用”一个是“禁用”。
现在都设置为“禁用”，“提交”后按道理“已启用”应该变为“已禁用”，但左侧的提示还是“已启用NCQ”和“已启用写入缓存”。
再都设置为“启用”，“提交”后，左侧的提示还是“已启用NCQ”和“已启用写入缓存”。
无论你怎么设置，RAIDXpert软件显示的NCQ和写入缓存都是“已启用”。
开结：即使RAIDXpert能看见磁盘，但既不能开启NCQ，也不能禁用NCQ。应该说RAIDXpert启用NCQ功能是个BUG。
4、软盘版驱动的加载
软盘版驱动可以在安装XP是通过软盘加载，也可以在XP下通过设备管理器更新驱动方式更换不同版本的AHCI驱动。当然安装WIN7时也可以在安装时通过U盘加载，也可以在安装后通过设备管理器更新驱动方式来更换不同版本的AHCI驱动。
这里介绍一下更新驱动的方法。事先准备好更换的驱动放在U盘或拷贝到硬盘。
右键-更新驱动程序软件
浏览计算机以查找驱动程序软件
从计算机的设备驱动程序列表中选择
从磁盘安装
浏览找到要更换的驱动，找到后“打开”
打开后再次提示，点“确定”
显示出驱动程序，点“下一步”
更换完成，驱动已经改变。
上面介绍的是WIN7的驱动更新，XP的更新于此相同。
三、Intel主板的NCQ情结
1、SATAII硬盘为何还是UDMA5模式？
这是沉淀于众多Intel主板用户心中一直挥之不去的情结。
从HD Tune的硬盘信息可以看到硬盘是支持UDMA6的，但是当前模式是UDMA5。
2、UDMA5的来由
这要从IDE硬盘的传输模式说起。IDE硬盘是并口模式，为了加快内存和硬盘交换数据，CPU发出读写命令后，硬盘和内存之间直接传输数据，不经过CPU，这种模式就叫DMA。DMA也发展了好几代，最后的叫UDMA6。
从上图可以看到IDE接口有16条（3-18）数据线，一次传送2个字节（2x8）的数据。UDMA6又叫ATA133。这个规格是硬盘厂商迈拓提出来的。当时Intel正联合硬盘厂商搞SATA标准，SATA传输速率起点就是150MB，已经高于133MB。但是迈拓独自搞了ATA133，Intel始终不承认，后来AMD、VIA和几个硬盘厂支持，也就列入ATA标准，定义为ATA133，UDMA6。但Intel到现在还不承认，它的芯片组支持IDE规格就到ATA100，也就是UDMA5。
这也就是所有Intel南桥的IDE以及后来的SATA的IDE模式始终是UDMA5的原因。
请注意这里说的UDMA是并口硬盘接口，不是串口硬盘接口（SATA）。
串口硬盘接口（SATA）只有2对数据线，数据是串行传输的。传输标准不会还沿用DMA了。
SATA需要加载SATA驱动，在XP时代使用起来不是很方便，于是增加了一个模拟IDE模式。当SATA接口模拟为IDE接口时也就借用了UDMA规格，Intel主板支持的UDMA最高规格是UDMA5，所以SATA模拟IDE在Intel主板上也就是UDMA5。
UDMA5是ATA100，速率是100MB，UDMA6是133MB。2者相差很小。
当开启AHCI后，SATA硬盘真正是SATA模式了。那么就不用UDMA了而是SATA的规格，SATAI是150MB，SATAII是300MB，SATAIII是600MB。当然这是理论的突发模式，实际由于机械硬盘的局限，达不到理论速度。
四、启用NCQ是否能提高硬盘读写速度？
很多人开启AHCI后用软件测试硬盘读写速度，发现和IDE模式没有多大差别，于是就怀疑是否启用了NCQ。
下图是NCQ和传统读写模式差异的对比图。注意这个对比图描述传统硬盘读写模式有误。
传统硬盘读写模式有2种：顺序读写和随机读写。上图描述的传统硬盘读写模式是随机读写。传统模式的顺序读写就是NCQ的读写模式。
4-1、随机读写和顺序读写
随机读写就是把一笔数据分散写到不同磁道和扇区。这是由于磁盘转速较快，一段数据写入一个或几个扇区，再继续写后续的数据时，盘片已经转过几个扇区，后续的数据就写入不连续的磁道和扇区。读数据时也就要按地址标记随机的读取。
顺序读写就是从磁盘开始的数据磁道起按顺序一个扇区、一个扇区的写入。读取时也是从头到尾顺序读取。
NCQ就是按读写命令先后排序，然后把数据按顺序写入连续的磁道和扇区。
4-2、NCQ节省的是磁头移动次数
从上面的顺序读取原理可以知道，NCQ提高读写速度的实质就是减少磁头寻道的次数，节省磁头移动的次数，从而提高硬盘读写速度。
不过硬盘磁头移动（寻道）时间很短。现在的硬盘平均寻道时间在9ms。NCQ节省磁头寻道次数，也就是节省一次是9ms，一般很难感觉到快很多的。
4-3硬盘测试软件测试的也是顺序读写
很多人用HD Tune软件测试开启NCQ的硬盘读写数度。只要细心看看就知道HD Tune首先测试的是顺序读写。顺序读写就是NCQ了，所以，就同一种芯片组使用同一型号硬盘来说，启用NCQ和不启用NCQ，用HD Tune软件测试是看不出快慢的。
这是开启AHCI，启用NCQ的硬盘顺序读取和随机读取成绩。
这是IDE模式的硬盘顺序读取和随机读取成绩。
2者的顺序读取成绩基本相同，IDE模式还略微高一点。突发传输也是IDE模式略高一点。
开结：NCQ可以提高硬盘读写速度，但提高的幅度很低，就是节省磁头移动的时间，是毫秒级的。无论是否启用NCQ，HD Tune等软件测试的都是顺序读写，顺序读写就是NCQ。从HD Tune测试成绩看，NCQ与IDE没有区别。
从实际使用来看，开启AHCI启用NCQ，并没有明显提高硬盘的读写速度。硬盘性能的瓶颈不再传输接口，而在硬盘本体，性能的提高只有改变硬盘本体的结构。目前的技术使机械硬盘很难再大步前进，SSD固态硬盘将是未来的方向。
AMD AHCI软盘版驱动下载
SB7xx驱动
AMD-SB7xx.rar (237.21 KB)
SB8xx驱动
AMD-SB8xx.rar (234.38 KB)
Intel AHCI软盘版驱动（最新版支持6系列芯片组）