Интерфейс внутренней компьютерной шины

В интерфейс внутренней компьютерной шины определяет физические и логические средства, с помощью которых внутренние диски (например, жесткие диски, оптические приводы и т. д.) подключаются к ПК. Современный ПК использует один или оба следующих интерфейса:

Серия ATA ( SATA ) - это более новая технология, пришедшая на смену ATA. SATA имеет несколько преимуществ перед ATA, включая меньшие размеры кабелей и разъемов, более высокую пропускную способность и большую надежность. Хотя SATA и ATA несовместимы на физическом и электрическом уровнях, легко доступны адаптеры, которые позволяют подключать диски SATA к интерфейсам ATA и наоборот. SATA обычно совместим с ATA на программном уровне, что означает, что драйверы ATA операционной системы работают с интерфейсами SATA или ATA и жесткими дисками. Рисунок 7-2 показаны два интерфейса SATA, сверху и снизу тактового кристалла 32,768 кГц в центре. Обратите внимание, что каждый интерфейсный разъем снабжен L-образным корпусом, который предотвращает обратное подключение кабеля SATA.

Рисунок 7-2: Интерфейсы SATA

Интерфейс малых компьютерных систем (SCSI)

В Интерфейс малой компьютерной системы ( SCSI ) обычно произносится грязный , но иногда сексуальный . SCSI используется в серверах и высокопроизводительных рабочих станциях, где он обеспечивает два преимущества: повышенную производительность по сравнению с ATA и SATA в многозадачных, многопользовательских средах и возможность последовательного подключения нескольких дисков к одному интерфейсу. Хотя раньше мы рекомендовали SCSI для высокопроизводительных настольных систем, очень высокая стоимость дисков SCSI и хост-контроллеров, а также сокращение разрыва в производительности между SCSI и SATA заставили нас отозвать эту рекомендацию.

Вложение ( Oни ), произносимый отдельными буквами, был, безусловно, наиболее распространенным интерфейсом жесткого диска, который использовался на ПК с начала 1990-х по 2003 год. ATA иногда называют Параллельный ATA или же PATA , чтобы отличить его от нового Серия ATA ( SATA ) интерфейс. ATA по-прежнему используется в новых системах, хотя его заменяет SATA. ATA также часто называют ЗДЕСЬ ( Интегрированная приводная электроника ). Рисунок 7-1 показаны два стандартных интерфейса ATA, расположенных в обычном месте на передней панели материнской платы. Обратите внимание, что каждый интерфейсный разъем снабжен штифтом с отсутствующим штифтом в верхнем ряду и выемкой в кожухе разъема внизу.

Рисунок 7-1: Стандартные интерфейсы ATA

АТА ПРОТИВ АТАПИ

Технически только жесткие диски являются устройствами ATA. Оптические приводы, ленточные накопители и аналогичные устройства, которые подключаются к интерфейсам ATA, используют модифицированную версию протоколов ATA, называемую ATAPI ( Пакетный интерфейс ATA ). На практике это не имеет большого значения, поскольку вы можете подключить жесткий диск ATA, устройство ATAPI или и то, и другое одновременно к любому интерфейсу ATA.

Все настольные кабели ATA имеют три 40-контактных разъема: один для подключения к интерфейсу ATA, а два - для дисков ATA / ATAPI. Кабели ATA бывают трех разновидностей:

Стандартный кабель ATA использует 40-жильный ленточный кабель и 40-контактные разъемы во всех трех положениях. Все 40 проводников подключаются ко всем трем разъемам. Единственное реальное отличие, помимо качества кабеля, - это расположение трех разъемов. Два разъема для устройств на стандартном кабеле ATA расположены ближе к одному концу кабеля. Любой привод может быть подключен к любому разъему привода. Стандартный кабель ATA можно использовать с любым устройством ATA / ATAPI через UltraATA-33 (UDMA Mode 2). Если для подключения UltraATA-66 (UDMA Mode 4) или более быстрого устройства используется стандартный кабель ATA, это устройство работает правильно, но возвращается к работе в UDMA Mode 2 (33 МБ / с). Стандартный кабель ATA требует установки перемычек ведущий / ведомый для подключенных устройств.

Обратите внимание, что стандартные кабели ATA, кстати, уже не так уж 'стандартны' (так как теперь все они готовы, довольно старые). Большинство компьютеров, которые все еще имеют интерфейсы ATA, вероятно, будут относиться к типу UltraDMA.

Стандартный / CSEL кабель ATA идентичен стандартному кабелю ATA, за исключением того, что контакт 28 не подключен между разъемом среднего привода и разъемом конца привода. Стандартный / CSEL кабель ATA поддерживает перемычку ведущий / ведомый или перемычку CSEL для подключенных устройств. Расположение разъема на стандартном кабеле / кабеле CSEL имеет значение. Разъем интерфейса на кабеле CSEL либо помечен, либо имеет другой цвет, чем разъемы привода. Центральный разъем предназначен для ведущего устройства, а конечный разъем напротив интерфейсного разъема - для ведомого устройства.

UltraDMA ( UDMA ) используется 80-жильный ленточный кабель и 40-контактные разъемы во всех трех положениях. Дополнительные 40 проводов представляют собой выделенные провода заземления, каждый из которых назначен на один из стандартных контактов 40 ATA. Кабель UDMA может использоваться с любым устройством ATA / ATAPI и должен быть для более надежной работы, но необходим для наилучшей производительности с устройствами UltraATA-66, -100 и -133 (режимы UDMA 4, 5 и 6 соответственно). Все кабели UDMA являются кабелями CSEL и могут использоваться либо в режиме выбора кабеля, либо в режиме ведущий / ведомый. Разъемы с цветовой кодировкой не были указаны для более ранних кабелей ATA.

Поскольку для работы UltraATA-66 или более быстрой требуется кабель UltraDMA, система должна иметь возможность определять, установлен ли такой кабель. Это делается с помощью заземляющего контакта 34 в синем разъеме, который подключается к интерфейсу. Поскольку 40-проводные кабели ATA не заземляют контакт 34, при загрузке система может определить, установлен ли 40-проводный или 80-проводный кабель.

ОВЦА В ОДЕЖДЕ ВОЛКА

Храните немаркированные 40-проводные кабели CSEL отдельно от стандартных кабелей. Если вы замените стандартный кабель кабелем CSEL, приводы с перемычкой в качестве ведущего или ведомого будут работать правильно. Если вы замените кабель CSEL стандартным кабелем и подключите один привод с перемычкой как CSEL к этому кабелю, он будет правильно работать как ведущий. Но если вы подключите два диска CSEL к стандартному кабелю, оба будут работать как ведущие, что может привести к чему угодно, от незначительных проблем до (что более вероятно) невозможности доступа к любому из дисков. Лучшее правило - никогда не использовать 40-жильный кабель для подключения жесткого диска.

ВСЕ КАБЕЛИ CSEL НЕ ОДИНАКОВЫЕ

Обратите внимание на разницу между использованием 40-проводного кабеля CSEL и 80-проводного кабеля для работы CSEL. Хотя все кабели Ultra DMA поддерживают перемычки дисководов как ведущий / ведомый или CSEL, это не означает, что вы можете свободно заменить 80-проводный кабель на 40-проводный. Если приводы соединены перемычкой как ведущий / ведомый, замена 80-жильного кабеля работает нормально. Однако, если приводы соединены перемычкой как CSEL, замена 40-проводного кабеля CSEL на 80-проводный кабель заставляет приводы обмениваться настройками. То есть привод, который был ведущим на 40-проводном кабеле, становится ведомым на 80-проводном кабеле, и наоборот.

Режим PIO по сравнению с режимом DMA

ATA определяет два класса режимов передачи, которые называются Режим PIO ( Программируемый режим ввода / вывода ) и Режим DMA ( Режим прямого доступа к памяти ). Передача в режиме PIO происходит намного медленнее и требует, чтобы процессор произвел арбитраж передачи между устройством и памятью. Передача в режиме DMA происходит намного быстрее и без вмешательства процессора. Если какое-либо устройство на канале ATA использует режим PIO, оба устройства должны это делать. Это снижает пропускную способность и создает большую нагрузку на процессор, что приводит к зависанию системы при каждом обращении к диску.

Все современные устройства ATA и ATAPI поддерживают режим DMA, но для обратной совместимости большинство из них можно настроить на использование режима PIO. Использование режима PIO - ошибка. Если при обновлении системы вы обнаружите какие-либо диски, поддерживающие только режим PIO, замените их. В любом случае только очень старые жесткие диски и оптические приводы ограничены режимом PIO, поэтому их замена не составляет труда.

Совместимость между старыми и новыми устройствами IDE

За небольшими исключениями нет явных конфликтов совместимости между новыми устройствами ATA и старыми интерфейсами ATA или наоборот. Новые диски не могут обеспечить максимальную производительность при подключении к старому интерфейсу ATA, так же как новый интерфейс не может улучшить производительность старого диска. Но вы можете подключить любой диск ATA или ATAPI к любому интерфейсу ATA с уверенностью, что он будет работать, хотя, возможно, и не оптимально.

Тем не менее, вы не должны использовать старые устройства PIO на том же интерфейсе, что и устройство DMA. Оба устройства будут работать, но пропускная способность устройства DMA будет снижена. Если вы обновляете систему, в которой установлено устройство в режиме PIO, по возможности перенастройте его для DMA. В противном случае замените его устройством с поддержкой DMA.

Также обратите внимание, что интерфейс поддерживает только один режим DMA или UltraDMA (UDMA) одновременно. Например, если вы подключите записывающий DVD-диск Plextor PX-716A в режиме UDMA 4 (66,6 МБ / с) и жесткий диск Maxtor в режиме UDMA 6 (133 МБ / с) к одному интерфейсу ATA, жесткий диск будет работать в режиме UDMA 4. со скоростью 66 МБ / с, что может снизить пропускную способность жесткого диска. Точно так же, если вы установите пишущий DVD Plextor PX-740A, который поддерживает UDMA Mode 2 (33 МБ / с) в качестве самого быстрого режима, пропускная способность жесткого диска упадет до 33 МБ / с.

До того, как интерфейсы и диски SATA стали обычным явлением, ATA использовалась почти повсеместно для подключения жестких дисков. Даже сегодня сотни миллионов компьютеров имеют жесткие диски ATA. Это число неизбежно будет уменьшаться по мере обновления и замены старых систем, но ATA останется с нами на долгие годы.

должен ли я закрывать камеру ноутбука

Исходная спецификация ATA определяла единый интерфейс, поддерживающий один или два жестких диска ATA. К началу 1990-х годов почти все системы имели двойные интерфейсы ATA, каждый из которых поддерживал до двух жестких дисков ATA или устройств ATAPI. По иронии судьбы, мы прошли полный круг. Многие современные материнские платы предоставляют несколько интерфейсов SATA, но только один интерфейс ATA.

Если в системе два интерфейса ATA, один определяется как основной интерфейс ATA а другой как вторичный интерфейс ATA . Эти два интерфейса идентичны функционально, но система назначает более высокий приоритет первичному интерфейсу. Соответственно, жесткий диск (периферийное устройство с высоким приоритетом) обычно подключается к первичному интерфейсу, а вторичный интерфейс используется для оптических приводов и других устройств с более низким приоритетом.

Мастера - мастера, а рабы - рабы.

Когда вы устанавливаете перемычку между ведущим или ведомым устройством, устройство принимает на себя эту роль независимо от того, к какому положению оно подключается на кабеле ATA. Например, если вы подключили устройство как ведущее, оно будет работать как ведущее независимо от того, подключено ли оно к разъему привода на конце кабеля ATA или к разъему привода в середине кабеля ATA.

Каждый интерфейс ATA (часто называемый Канал ATA ) может иметь ноль, одно или два подключенных к нему устройства ATA и / или ATAPI. Каждое устройство ATA и ATAPI имеет встроенный контроллер, но ATA разрешает (и требует) только один активный контроллер на интерфейс. Следовательно, если к интерфейсу подключено только одно устройство, у этого устройства должен быть включен встроенный контроллер. Если к интерфейсу ATA подключены два устройства, у одного устройства должен быть включен контроллер, а у другого должен быть отключен контроллер.

В терминологии ATA устройство, контроллер которого включен, называется мастер тот, чей контроллер отключен, называется раб (ATA предшествует «Политкорректности»). Таким образом, на ПК с двумя интерфейсами ATA устройство можно настроить одним из четырех способов: первичный мастер, первичный подчиненный, вторичный хозяин , или же вторичный раб . Устройства ATA / ATAPI назначаются как ведущие или ведомые путем установки перемычек на устройстве, как показано на Рисунок 7-3 .

Рисунок 7-3: Установка перемычки главный / подчиненный на диске ATA

При принятии решения о том, как распределить устройства между двумя интерфейсами и выбрать статус ведущего или ведомого для каждого, руководствуйтесь следующими рекомендациями:

Всегда назначайте основной жесткий диск в качестве основного ведущего. Не подключайте другое устройство к первичному интерфейсу ATA, если обе позиции вторичного интерфейса не заняты.
ATA запрещает одновременный ввод-вывод на интерфейсе, что означает, что одновременно может быть активным только одно устройство. Если одно устройство выполняет чтение или запись, другое устройство не может читать или писать, пока активное устройство не предоставит канал. Смысл этого правила состоит в том, что если у вас есть два устройства, которым необходимо выполнять одновременный ввод-вывод, например, записывающее устройство DVD, которое вы используете для копирования DVD с привода DVD-ROM, вы должны разместить эти два устройства на разных интерфейсах.
Если вы подключаете устройство ATA (жесткий диск) и устройство ATAPI (например, оптический привод) к одному и тому же интерфейсу, установите жесткий диск в качестве главного, а устройство ATAPI в качестве подчиненного.
Если вы подключаете два одинаковых устройства (ATA или ATAPI) к интерфейсу, обычно не имеет значения, какое устройство является главным, а какое подчиненным. Однако есть исключения из этого правила, особенно для устройств ATAPI, некоторые из которых действительно хотят быть ведущими (или ведомыми) в зависимости от того, какое другое устройство ATAPI подключено к каналу.
Если вы подключаете старое устройство и новое устройство к одному и тому же интерфейсу ATA, как правило, лучше настроить новое устройство как главное, потому что оно, вероятно, будет иметь более мощный контроллер, чем старое устройство.
Избегайте совместного использования одного интерфейса между устройством с поддержкой DMA и устройством, поддерживающим только PIO. Если оба устройства на интерфейсе поддерживают DMA, оба используют DMA. Если только одно устройство поддерживает DMA, оба устройства вынуждены использовать PIO, что снижает производительность и резко увеличивает загрузку ЦП. Точно так же, если оба устройства поддерживают DMA, но на разных уровнях, более способное устройство вынуждено использовать более медленный режим DMA. Если возможно, замените все устройства, предназначенные только для PIO.

Чтобы определить правильную настройку перемычки, необходимо убедиться, что вы подключаете диск к правильному разъему.

Вот как это работает для стандартных кабелей ATA:

Все разъемы черные. Любой привод может быть подключен к любому разъему привода. Обычно вы помещаете ведущее устройство в средний разъем кабеля, а ведомое устройство - на конец кабеля. Видеть здесь

Большинство приводов ATA / ATAPI имеют перемычку выбора кабеля (CS или CSEL) в дополнение к стандартным перемычкам «главный / подчиненный». Если вы подключили диск как ведущий (или ведомый), этот диск будет работать как ведущий (или ведомый) независимо от того, к какому разъему он подключен на кабеле ATA. Если вы переставляете привод как CSEL, его положение на кабеле определяет, будет ли привод работать как ведущий или как ведомый.

CSEL был введен как средство упрощения конфигурации ATA. Цель заключалась в том, чтобы диски можно было просто устанавливать и снимать, не меняя перемычки, без возможности конфликта из-за неправильной настройки перемычек. Хотя CSEL существует уже много лет, только в последние несколько лет он стал популярным среди производителей систем.

Для использования CSEL требуется следующее:

Если в интерфейсе установлен один диск, он должен поддерживать CSEL и быть настроен на него. Если установлено два диска, оба должны поддерживать и быть настроены для использования CSEL.
Интерфейс ATA должен поддерживать CSEL. Очень старые интерфейсы ATA не поддерживают CSEL и рассматривают любой диск, настроенный как CSEL, как подчиненный.
Кабель ATA должен быть специальным кабелем CSEL. К сожалению, существует три типа кабеля CSEL:
- 40-проводной кабель CSEL отличается от стандартного 40-проводного кабеля ATA тем, что контакт 28 подключается только между интерфейсом ATA и первой позицией привода на кабеле (средний разъем). Контакт 28 не подключен между интерфейсом и второй позицией привода (концевой разъем на кабеле). С таким кабелем привод, подключенный к среднему разъему (с подключенным контактом 28), является ведущим, привод, подключенный к разъему, наиболее удаленному от интерфейса (с не подключенным контактом 28), является ведомым.
- Все 80-проводные (Ultra DMA) кабели ATA поддерживают CSEL, но с совершенно противоположной ориентацией по сравнению с только что описанным 40-проводным стандартным кабелем CSEL. С таким кабелем привод, подключенный к среднему разъему (с не подключенным контактом 28), является ведомым, а дисковод, подключенный к разъему, наиболее удаленному от интерфейса (с подключенным контактом 28), является ведущим. На самом деле это лучшая компоновка, хотя это немного не интуитивно понятно, как можно подключить провод к концевому разъему, но не к тому, что находится в середине? потому что стандартный 40-проводный кабель CSEL подключает главный привод к среднему разъему. Если на этом кабеле установлен только один привод, остается свисать длинный «отрезок» кабеля, к которому ничего не подключено. С точки зрения электричества это очень плохая идея, потому что незакрепленный кабель позволяет образовываться стоячим волнам, увеличивая шум на линии и нарушая целостность данных.
- 40-жильный Y-образный кабель CSEL помещает интерфейсный разъем посередине с разъемом привода на каждом конце, один помечен как ведущий и один ведомый. Хотя это хорошая идея в теории, на практике она редко работает. Проблема в том, что ограничения по длине кабеля ATA по-прежнему применяются, а это означает, что у разъемов дисководов не хватает кабеля для доступа к дискам во всех случаях, кроме самых маленьких. Если у вас есть вышка, вы можете забыть о ней. 40-проводные кабели CSEL должны иметь четкую маркировку, но мы обнаружили, что это часто не так. Такие кабели невозможно идентифицировать визуально, хотя вы можете проверить тип с помощью цифрового вольтметра или тестера целостности цепи между двумя концевыми разъемами на контакте 28. Если есть непрерывность, у вас есть стандартный кабель ATA. В противном случае у вас есть кабель CSEL.

Для спецификации кабеля Ultra DMA требуются разъемы следующих цветов:

Один конец разъема синий, что означает, что он подключается к интерфейсу ATA материнской платы.
Разъем на противоположном конце черный и используется для подключения главного привода (устройство 0) или одного привода, если к кабелю подключен только один. Если используется CSEL, черный разъем настраивает привод как главный. Если используется стандартная перемычка ведущий / ведомый, ведущий диск все равно должен быть подключен к черному разъему, поскольку ATA-66, ATA-100 и ATA-133 не позволяют подключать один диск к среднему разъему, что приводит к в стоячих волнах, которые мешают передаче данных.
Средний разъем серого цвета и используется для подключения ведомого привода (Устройство 1), если он есть.

Рисунок 7-4 показаны 80-проводный кабель UltraDMA (вверху) и 40-проводный стандартный кабель ATA для сравнения.

Рисунок 7-4: 80-проводный кабель ATA UltraDMA (вверху) и стандартный 40-проводный кабель ATA

Устройства ATA имеют некоторые или все следующие варианты выбора перемычек:

Установка перемычки в положение мастера включает встроенный контроллер. Все устройства ATA и ATAPI имеют эту опцию. Выберите это положение перемычки, если это единственное устройство, подключенное к интерфейсу, или если это первое из двух устройств, подключенных к интерфейсу.

Установка перемычки в положение ведомого отключает встроенный контроллер. (Один из наших технических обозревателей отмечает, что он воспользовался этим для извлечения данных с жесткого диска, контроллер которого вышел из строя, что очень полезно иметь в виду.) Все устройства ATA и ATAPI можно настроить как ведомые. Выберите это положение перемычки, если это второе устройство, подключенное к интерфейсу, к которому уже подключено главное устройство.

Большинство устройств ATA / ATAPI имеют третье положение перемычки, помеченное Выбор кабеля, CS , или же RUSE . Установка перемычки в положение CSEL дает устройству команду сконфигурировать себя как ведущее или ведомое устройство в зависимости от его положения на кабеле ATA. Если перемычка CSEL подключена, никакие другие перемычки подключать нельзя. Дополнительные сведения о CSEL см. В следующем разделе.

При работе в качестве ведущего нескольким более старым устройствам ATA / ATAPI необходимо знать, являются ли они единственным устройством на канале или же подключено подчиненное устройство. Такие устройства могут иметь дополнительное положение перемычки, обозначенное Единственный или же Только . Для такого устройства установите перемычку как ведущее, если это ведущее устройство на интерфейсе, ведомое, если это ведомое устройство на интерфейсе, и единственное / только, если это единственное устройство, подключенное к интерфейсу.

На некоторых старых дисках есть перемычка. Раб настоящее , или же SP . Эта перемычка выполняет обратную функцию перемычки «единственный / единственный», уведомляя устройство, подключенное перемычкой как ведущее, о том, что на канале также есть ведомое устройство. Для такого устройства установите его как ведущее, если это единственное устройство на интерфейсе, или как ведомое, если оно является вторым из двух устройств на интерфейсе.

Если это ведущее устройство на канале, на котором также установлено ведомое устройство, подключите перемычки как ведущего, так и ведомого.

После того, как вы подключили диски к нужным разъемам на кабелях и установили перемычки, пора позволить системе обнаружить диски. Для этого перезапустите систему и запустите настройку BIOS (вам нужно будет нажать клавишу, поскольку ваша система часто загружается, клавиша - либо F1, F2, Esc или Del). В меню найдите параметр Auto Detect или что-то подобное, если BIOS не отображает ваши диски автоматически. Используйте эту опцию Auto Detect для принудительного обнаружения диска. Перезагрузитесь, и вы сможете использовать свои диски (затем вы можете начать разбивать и форматировать свой диск). Если вы не можете заставить свои диски работать с текущей конфигурацией, попробуйте другие конфигурации, как описано здесь

Обратите внимание, что программа настройки BIOS также сообщит вам количество ваших интерфейсов SATA, если у вас есть SATA. Это будет полезно, чтобы вы могли определить, к какому интерфейсу нужно подключить накопитель, чтобы сделать его основным.

Серия ATA (также известный как SATA или же S-ATA ) является преемником более старых стандартов ATA / ATAPI. SATA предназначен в первую очередь как интерфейс жесткого диска, но также может использоваться для оптических приводов, ленточных накопителей и подобных устройств.

Изначально планировалось, что диски и интерфейсы SATA появятся в больших количествах в конце 2001 года, но из-за различных проблем их развертывание задерживалось более чем на год. К концу 2002 года материнские платы и диски SATA были в ограниченном количестве, но только в середине 2003 года диски SATA и материнские платы с встроенной поддержкой SATA стали широко доступны. Несмотря на медленный старт, SATA набирает обороты. Более быстрые диски и интерфейсы SATA второго поколения начали поставляться в начале 2005 года.

В настоящее время доступны две версии SATA:

SATA / 150 (также называется SATA150 ) определяет первое поколение интерфейсов и устройств SATA. SATA / 150 работает со скоростью необработанных данных 1,5 ГБ / с, но накладные расходы снижают эффективную скорость передачи данных до 1,2 ГБ / с, или 150 МБ / с. Хотя эта скорость передачи данных лишь немного выше, чем скорость UltraATA / 133 133 МБ / с, полная пропускная способность SATA доступна каждому подключенному устройству, а не распределяется между двумя устройствами, как в случае PATA.

как удалить снятый болт с внутренним шестигранником

SATA / 300 или же SATA300 (часто ошибочно называют SATA II ) определяет интерфейсы и устройства SATA второго поколения. SATA / 300 работает со скоростью необработанных данных 3,0 ГБ / с, но накладные расходы снижают эффективную скорость передачи данных до 2,4 ГБ / с или 300 МБ / с. Материнские платы на базе чипсета NVIDIA nForce4 начали поставляться в начале 2005 года и стали первыми доступными устройствами, совместимыми с SATA / 300. Жесткие диски SATA / 300 начали поставляться в середине 2005 года. Интерфейсы и диски SATA / 300 используют те же физические разъемы, что и компоненты SATA / 150, и обратно совместимы с интерфейсами и дисками SATA / 150 (хотя и с более низкой скоростью передачи данных SATA / 150).

Предел 128/137 ГБ

Старые интерфейсы ATA используют 28-битные Логическая адресация блоков ( LBA ), что ограничивает эти интерфейсы адресацией 2^{28 год}или 268 435 456 секторов на жестком диске. Поскольку на жестких дисках используются сектора размером 512 байт, это означает, что максимальный поддерживаемый размер диска составляет 137 438 953 472 байта или 128 ГБ. (Производители накопителей используют десятичные ГБ, а не двоичные ГБ, и поэтому именуют этот предел как 137 ГБ, а не 128 ГБ, сообщаемые BIOS и операционной системой.) Это аппаратное ограничение, налагаемое самим интерфейсом. Текущие интерфейсы ATA используют 48-битный LBA, что увеличивает максимальный поддерживаемый размер диска более чем в миллион раз до 128 ПБ ( петабайты , где петабайт составляет 1024 терабайта).

Если вы установите жесткий диск размером более 128 ГБ на более старый интерфейс ATA, он будет работать правильно, но дисковое пространство, превышающее 128 ГБ, будет недоступно. Если вам действительно нужна поддержка больших дисков в старой системе, альтернативой может быть установка карты расширения, которая предоставляет один или несколько 48-битных интерфейсов LBA для жестких дисков PATA. А еще лучше установить адаптерную карту SATA и использовать жесткие диски SATA. (Все интерфейсы SATA поддерживают 48-битный LBA.) В любом случае отключите интерфейс ATA первичной материнской платы для экономии ресурсов и запустите оптический привод и любые другие устройства ATAPI на интерфейсе вторичной материнской платы.

SATA имеет следующие важные особенности:

PATA использует относительно высокое сигнальное напряжение, что в сочетании с высокой плотностью выводов делает 133 МБ / с наивысшей реально достижимой скоростью передачи данных для PATA. SATA использует гораздо более низкое сигнальное напряжение, что снижает помехи и перекрестные помехи между проводниками.

SATA заменяет 40-контактный / 80-проводной ленточный кабель PATA 7-проводным кабелем. Кабель SATA меньшего размера не только снижает затраты и повышает надежность, но и упрощает прокладку кабелей, улучшает воздушный поток и охлаждение. Кабель SATA может иметь длину до 1 метра (39+ дюймов) по сравнению с ограничением PATA в 0,45 метра (18 футов). Такая увеличенная длина способствует повышению простоты использования и гибкости при установке приводов, особенно в башенных системах.

В дополнение к трем заземляющим проводам в 7-проводном кабеле SATA используется дифференциальная пара передачи (TX + и TX) и пара дифференциального приема (RX + и RX). Дифференциальная сигнализация, давно используемая для хранения на серверах SCSI, увеличивает целостность сигнала, поддерживает более высокие скорости передачи данных и позволяет использовать более длинные кабели.

В дополнение к использованию дифференциальной сигнализации, SATA включает в себя превосходное обнаружение и исправление ошибок, что обеспечивает сквозную целостность передачи команд и данных на скоростях, значительно превышающих те, которые возможны с PATA.

SATA выглядит идентично PATA с точки зрения операционной системы. Таким образом, современные операционные системы могут распознавать и использовать интерфейсы и устройства SATA с помощью существующих драйверов. (Однако, если ваша система использует набор микросхем или BIOS, которые не имеют встроенной поддержки SATA, или если вы используете диск с дистрибутивом операционной системы, предшествующий SATA, вам, возможно, придется вставить дискету с драйверами SATA во время установки для дисков SATA, чтобы быть признанным.)

Внешний SATA

Внешний SATA ( eSATA ) предназначен для замены USB 2.0 и FireWire (IEEE-1394) для подключения внешних жестких дисков. В eSATA используется модифицированный разъем SATA, который намного прочнее, чем относительно хрупкий стандартный разъем SATA, и рассчитан на тысячи вставок и извлечений. eSATA увеличивает допустимую длину кабеля с 1 до 2 метров, что позволяет удобно размещать внешние жесткие диски и массивы. eSATA доступен в вариантах 150 МБ / с и 300 МБ / с, оба из которых поддерживают горячее подключение (подключение или отключение привода во время работы системы).

eSATA обеспечивает гораздо более высокую пропускную способность, чем USB 2.0 или FireWire, потому что eSATA не имеет накладных расходов протокола, которые замедляют USB 2.0 и FireWire до доли их номинальной пропускной способности. Производительность внешнего жесткого диска eSATA идентична производительности аналогичного жесткого диска SATA, работающего внутри.

Большинство современных материнских плат не имеют встроенных интерфейсов eSATA, хотя некоторые материнские платы, представленные после середины 2005 года, включают такие интерфейсы. Если в вашей системе отсутствует интерфейс eSATA, его достаточно легко добавить. Доступны адаптеры хост-шины eSATA для настольных систем, которые подходят для слотов расширения PCI или PCI Express. Вы можете добавить поддержку eSATA в систему ноутбука, установив карту Cardbus или ExpressCard eSATA.

Обратите внимание, что были проданы некоторые переходные корпуса для внешних дисков и адаптеры главной шины, которые позволяют подключать стандартные диски SATA извне с использованием протоколов SATA. Эти устройства не совместимы с eSATA. Большинство из них используют стандартные разъемы SATA, хотя некоторые заменяют разъемы и кабели USB 2.0 или FireWire (хотя интерфейс на самом деле является SATA). Большинство из них не поддерживает горячее подключение.

Франсиско Гарк и Маседа отмечает: «Я бы также упомянул комбинацию кабеля / кронштейна, которую продают некоторые компании (HighPoint и другие), чтобы вы могли превратить один из внутренних портов SATA во внешний. Это простой кабель с обычным разъемом SATA на одном конце и разъемом eSATA на другом конце, прикрепленный к обычному кронштейну корпуса без какой-либо электроники. Кроме того, доступны корпуса для внешних накопителей, которые позволяют устанавливать диски PATA во внешние корпуса eSATA, например, HighPoint RocketMate 1100. Его можно использовать с простым комбинированным кабелем / кронштейном или с любой картой eSATA или материнской платой ».

В отличие от PATA, который позволяет подключать два устройства к одному интерфейсу, SATA выделяет интерфейс для каждого устройства. Это помогает повысить производительность тремя способами:

Каждое устройство SATA имеет доступную полосу пропускания 150 или 300 МБ / с. Хотя существующие диски PATA не ограничены полосой пропускания при работе по одному на канал, установка двух быстрых дисков PATA на один канал снижает пропускную способность обоих.
- PATA позволяет только одному устройству использовать канал одновременно, что означает, что устройству, возможно, придется дождаться своей очереди перед записью или чтением данных на канале PATA. Устройства SATA могут записывать или читать в любое время, без учета других устройств.
- Если два устройства установлены на канале PATA, этот канал всегда работает со скоростью более медленного устройства. Например, установка жесткого диска UDMA-6 и оптического привода UDMA-2 на одном канале означает, что жесткий диск должен работать в UDMA-2. Устройства SATA всегда обмениваются данными с максимальной скоростью передачи данных, поддерживаемой устройством и интерфейсом.

Совет от Франсиско Гарсиа Маседы

Я также хотел бы упомянуть, что у большинства дисков PATA есть перемычка для ограничения емкости для более раннего предела BIOS 32 ГБ. Это может спасти ваш бекон, потому что становится все труднее получить диски размером менее 40 ГБ, и если вам нужно спасти / клонировать старый диск, это может быть вашим единственным выбором.

Диски PATA отвечают на запросы чтения и записи в порядке их поступления, независимо от расположения данных на диске. Это аналогично лифту, который поднимается на каждый этаж в том порядке, в котором были нажаты кнопки вызова, игнорируя людей, ожидающих на промежуточных этажах. Большинство (но не все) дисков SATA поддерживают Собственная очередь команд ( NCQ ), что позволяет накопителю накапливать запросы на чтение и запись, сортировать их в наиболее эффективном порядке, а затем обрабатывать эти запросы без учета порядка, в котором они были получены. Этот процесс, также называемый лифт ищет , позволяет диску обслуживать запросы на чтение и запись, сводя к минимуму движения головы, что приводит к повышению производительности. NCQ наиболее важен в таких средах, как серверы, где к дискам постоянно обращаются, но дает некоторые преимущества в производительности даже в настольных системах.

По сравнению с PATA, SATA использует более тонкие кабели и меньшие по размеру разъемы с однозначным ключом. 7-контактный Разъем сигнала SATA используется на обоих концах кабеля данных SATA. Любой из этих разъемов может взаимозаменяемо совмещаться с разъемом данных на накопителе или интерфейсом SATA на материнской плате. 15-контактный Разъем питания SATA использует аналогичный физический разъем, также с однозначной клавиатурой. Рисунок 7-5 показывает кабель передачи данных SATA слева и, для сравнения, кабель UDMA ATA справа. Даже с учетом того факта, что кабель ATA поддерживает два устройства, ясно, что использование SATA экономит пространство на материнской плате и значительно снижает количество кабелей внутри корпуса.

Рисунок 7-5: Кабель для передачи данных SATA (слева) и кабель для передачи данных UltraDMA

Спецификация SATA определяет допустимую длину сигнального кабеля SATA до 1 метра, что более чем в два раза превышает длину самого длинного допустимого кабеля PATA. Помимо превосходных электрических характеристик и большей допустимой длины, одним из основных преимуществ кабелей SATA является их меньший физический размер, что способствует более аккуратной прокладке кабелей и значительному улучшению воздушного потока и охлаждения.

О настройке жесткого диска SATA особо нечего сказать. В отличие от PATA, вам не нужно устанавливать перемычки для ведущего или ведомого устройства (хотя SATA поддерживает эмуляцию ведущего / ведомого устройства). Каждый диск SATA подключается к специальному сигнальному разъему, а сигнальные кабели и кабели питания полностью стандартны. Вам также не нужно беспокоиться о настройке DMA, решении, какие устройства должны использовать канал и т. Д. Нет никаких опасений по поводу ограничений емкости, потому что все жесткие диски и интерфейсы SATA поддерживают 48-битный LBA. Набор микросхем, BIOS, операционная система и драйверы в текущих системах - все распознают жесткий диск SATA как просто еще один диск ATA, поэтому настройка не требуется. Вы просто подключаете кабель передачи данных к приводу и интерфейсу, подключаете кабель питания к приводу и начинаете использовать привод. (В старых системах вам может потребоваться установить драйверы вручную, и диски SATA могут распознаваться как устройства SCSI, а не как устройства ATA, это нормальное поведение.)

Однако вам нужно знать, что вы должны подключить диск SATA, который должен быть основным диском SATA, к интерфейсу SATA с наименьшим номером (обычно 0, но иногда 1). Подключите диск SATA, который является второстепенным по отношению к самому низкому доступному интерфейсу SATA. (В системе с первичным диском PATA и вторичным диском SATA используйте интерфейс SATA 0 или выше.) Любой жесткий диск PATA должен быть настроен как ведущее устройство, если это вообще возможно. Подключите диск PATA, который является первичным, как первичный главный, и диск PATA, который является вторичным, как вторичный главный.

RAID ( Резервный массив недорогих дисков / приводов ) - это средство, с помощью которого данные распределяются по двум или более физическим жестким дискам для повышения производительности и безопасности данных. RAID может пережить потерю любого диска без потери данных, потому что избыточность массива позволяет восстанавливать или восстанавливать эти данные с оставшихся дисков.

Раньше RAID был очень дорогим в реализации и поэтому использовался только на серверах и профессиональных рабочих станциях. Это уже не так. Многие современные системы и материнские платы имеют интерфейсы ATA и / или SATA с поддержкой RAID. Низкая цена дисков ATA и SATA и встроенная поддержка RAID означают, что теперь стало практичным использовать RAID на обычных ПК.

Существует пять определенных уровней RAID, пронумерованных от RAID 1 до RAID 5, хотя только два из этих уровней обычно используются в средах ПК. Некоторые или все из следующих уровней RAID и другие конфигурации с несколькими дисками поддерживаются многими текущими материнскими платами:

JBOD ( Просто куча дисков ), также называется Режим диапазона или же Режим охвата , это режим работы без RAID, который поддерживает большинство адаптеров RAID. С помощью JBOD два или более физических диска могут быть логически объединены, чтобы операционная система воспринимала их как один диск большего размера. Данные записываются на первый диск до тех пор, пока он не будет заполнен, затем на второй диск, пока он не заполнится, и так далее. В прошлом, когда емкость дисков была меньше, массивы JBOD использовались для создания отдельных томов, достаточно больших для хранения огромных баз данных. Поскольку теперь доступны диски емкостью 300 ГБ и более, редко есть веские причины для использования JBOD. Обратной стороной JBOD является то, что отказ любого диска делает недоступным весь массив. Поскольку вероятность отказа диска пропорциональна количеству дисков в массиве, JBOD менее надежен, чем один большой диск. Производительность JBOD такая же, как у дисков, составляющих массив.

RAID 0 , также называется чередование дисков , на самом деле это не RAID, потому что он не обеспечивает избыточности. В RAID 0 данные записываются с чередованием на два или более физических диска. Поскольку операции записи и чтения разделены между двумя или более дисками, RAID 0 обеспечивает самые быстрые операции чтения и записи из всех уровней RAID, причем производительность как записи, так и чтения заметно выше, чем у одного диска. Обратной стороной RAID 0 является то, что отказ любого диска в массиве вызывает потерю всех данных, хранящихся на всех дисках в массиве. Это означает, что данные, хранящиеся в массиве RAID 0, на самом деле более подвержены риску, чем данные, хранящиеся на одном диске. Хотя некоторые преданные геймеры используют RAID 0 в поисках максимально возможной производительности, мы не рекомендуем использовать RAID 0 в типичной настольной системе.

RAID 0 БЕЗ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ НАСТОЛЬНЫХ СИСТЕМ

На самом деле RAID 0 дает очень небольшое преимущество в производительности для типичного настольного ПК. RAID 0 становится сам по себе, когда дисковая подсистема очень интенсивно используется, например, с сервером, который поддерживает множество пользователей. Немногие однопользовательские системы обращаются к дискам с достаточной интенсивностью, чтобы использовать RAID 0.

RAID 1 , также называется зеркальное отображение диска , дублирует все операции записи на два или более физических диска. Соответственно, RAID 1 предлагает высочайший уровень избыточности данных за счет уменьшения вдвое объема дискового пространства, видимого операционной системе. Накладные расходы, необходимые для записи одних и тех же данных на два диска, означают, что запись RAID 1 обычно немного медленнее, чем запись на один диск. И наоборот, поскольку одни и те же данные могут быть прочитаны с любого диска, интеллектуальный адаптер RAID 1 может немного улучшить производительность чтения по сравнению с одним диском, поставив в очередь запросы чтения для каждого диска отдельно, позволяя ему читать данные с любого диска, у которого есть свой диск. ближайших к запрашиваемым данным. Для массива RAID 1 также возможно использовать два физических хост-адаптера, чтобы исключить дисковый адаптер как единую точку отказа. В таком расположении называется дисковый дуплекс , массив может продолжить работу после отказа одного диска, одного хост-адаптера или обоих (если они находятся на одном канале).

RAID 5 , также называется чередование дисков с четностью , требуется как минимум три физических диска. Данные записываются поблочно на чередующиеся диски с чередованием блоков четности. Например, в массиве RAID 5, который включает три физических диска, первый блок данных размером 64 КБ может быть записан на первый диск, второй блок данных - на второй диск, а блок четности - на третий диск. Последующие блоки данных и блоки четности записываются на три диска таким образом, что блоки данных и блоки четности распределяются равномерно по всем трем дискам. Блоки четности вычисляются таким образом, что если один из их двух блоков данных потерян, он может быть восстановлен с использованием блока четности и оставшегося блока данных. Отказ любого диска в массиве RAID 5 не приводит к потере данных, поскольку потерянные блоки данных могут быть восстановлены из блоков данных и четности на оставшихся двух дисках. RAID 5 обеспечивает несколько лучшую производительность чтения, чем отдельный диск. Производительность записи RAID 5 обычно немного ниже, чем у одного диска, из-за накладных расходов, связанных с сегментацией данных и вычислением блоков четности. Поскольку большинство ПК и небольших серверов выполняют больше операций чтения, чем записи, RAID 5 часто является лучшим компромиссом между производительностью и избыточностью данных.

samsung note 4 не включается

RAID 5 может содержать любое произвольное количество дисков, но на практике лучше всего ограничить RAID 5 тремя или четырьмя физическими дисками, потому что производительность ухудшенного RAID 5 (в котором произошел сбой диска) изменяется обратно пропорционально параметрам. количество дисков в массиве. Например, трехдисковый RAID 5 с неисправным диском работает очень медленно, но, вероятно, его можно будет использовать до тех пор, пока массив не будет восстановлен. Ухудшенный RAID 5 с шестью или восемью дисками обычно слишком медленный, чтобы его вообще можно было использовать.

RAID НЕ ЗАМЕНЯЕТ РЕЗЕРВНЫЕ КОПИИ

Использование RAID 1 или RAID 5 - недорогой способ защитить себя от потери данных из-за сбоя жесткого диска, но RAID не заменяет резервное копирование. RAID защищает Только от сбоя привода. Для защиты от случайного повреждения или удаления файлов или потери из-за пожара, наводнения или кражи вы все равно должны создать резервную копию своих данных.

Если ваша материнская плата не поддерживает RAID или вам нужен уровень RAID, не предусмотренный материнской платой, вы можете установить сторонний адаптер RAID, например, производства 3Ware ( http://www.3ware.com ), Adaptec ( http://www.adaptec.com ), Высокие технологии ( http://www.highpoint-tech.com ), Promise Technology ( http://www.promise.com ), и другие. Перед покупкой такой карты проверьте поддержку операционной системы, особенно если вы используете Linux или более старую версию Windows.

Подробнее о жестких дисках