Interfață internă pentru computer

interfață internă a computerului definește mijloacele fizice și logice prin care unitățile interne (cum ar fi hard diskurile, unitățile optice, ...) se conectează la computer. Un computer modern utilizează una sau ambele dintre următoarele interfețe:

Seria ATA ( SATA ) este o tehnologie mai nouă care înlocuiește ATA. SATA are mai multe avantaje față de ATA, inclusiv cabluri și conectori mai mici, lățime de bandă mai mare și fiabilitate mai mare. Deși SATA și ATA sunt incompatibile la nivel fizic și electric, sunt disponibile adaptoare care permit conectarea unităților SATA la interfețele ATA și invers. SATA este, în general, compatibil cu ATA la nivel de software, ceea ce înseamnă că driverele ATA ale sistemului de operare funcționează fie cu interfețe SATA, fie cu ATA și cu hard disk-uri. Figura 7-2 prezintă două interfețe SATA, deasupra și dedesubtul cristalului de ceas de 32,768 kHz din centru. Rețineți că fiecare conector de interfață este conectat cu un corp în formă de L, care împiedică conectarea cablului SATA înapoi.

Figura 7-2: Interfețe SATA

Interfață de sistem de computer mic (SCSI)

Interfață de sistem de computer mic ( SCSI ) se pronunță de obicei neclintit , dar cateodata sexy . SCSI este utilizat în servere și stații de lucru de ultimă generație, unde oferă două avantaje: performanțe îmbunătățite față de ATA și SATA în medii multitasking, multi-utilizator și capacitatea de a conecta mai multe unități pe o singură interfață. Deși am recomandat anterior SCSI pentru sistemele desktop de înaltă performanță, costul foarte ridicat al unităților SCSI și al controlerelor de gazdă și diferența de performanță mai mică dintre SCSI și SATA ne-a determinat să retragem acea recomandare.

AT Attachment ( ei ), pronunțată ca litere individuale, a fost de departe cea mai obișnuită interfață de hard disk utilizată pe PC-uri de la începutul anilor 1990 până în 2003. ATA este uneori numită ATA paralel sau PATA , pentru a-l diferenția de cel mai nou Seria ATA ( SATA ) interfață. ATA este încă utilizat în sistemele noi, deși este înlocuit de SATA. ATA se mai numește adesea AICI ( Electronică de acționare integrată ). Figura 7-1 prezintă două interfețe ATA standard, situate la poziția lor obișnuită pe marginea frontală a unei plăci de bază. Rețineți că fiecare conector de interfață este tastat cu un pin lipsă în rândul de sus și o crestătură în carcasa conectorului în partea de jos.

Figura 7-1: Interfețe standard ATA

ATA VERSUS ATAPI

Din punct de vedere tehnic, numai hard disk-urile sunt dispozitive ATA. Unitățile optice, unitățile de bandă și dispozitivele similare care se conectează la interfețele ATA utilizează o versiune modificată a protocoalelor ATA numite ATAPI ( Interfață de pachete ATA ). În termeni practici, nu are mare diferență, deoarece puteți conecta fie un hard disk ATA, un dispozitiv ATAPI sau ambele în același timp la orice interfață ATA.

Toate cablurile ATA pentru desktop au trei conectori cu 40 de pini: unul care se conectează la interfața ATA și doi care se conectează la unitățile ATA / ATAPI. Cablurile ATA sunt disponibile în trei varietăți:

Un cablu ATA standard utilizează un cablu panglică cu 40 de fire și conectori cu 40 de pini în toate cele trei poziții. Toți cei 40 de conductori se conectează la toți cei trei conectori. Singura variantă reală, în afară de calitatea cablurilor, este poziționarea celor trei conectori. Cei doi conectori ai dispozitivului de pe un cablu ATA standard se află aproape de un capăt al cablului. Oricare unitate poate fi conectată la oricare dintre conectorii unității. Un cablu ATA standard poate fi utilizat cu orice dispozitiv ATA / ATAPI prin UltraATA-33 (modul UDMA 2). Dacă se utilizează un cablu ATA standard pentru a conecta un dispozitiv UltraATA-66 (modul UDMA 4) sau un dispozitiv mai rapid, dispozitivul respectiv funcționează corect, dar revine la funcționarea în modul UDMA 2 (33 MB / s). Un cablu ATA standard necesită setarea jumperilor master / slave pentru dispozitivele conectate.

Rețineți că cablurile standard ATA nu mai sunt atât de „standard” între ele (deoarece acestea sunt acum toate gata destul de vechi). Majoritatea computerelor care încă mai au interfețe ATA vor fi probabil de tip UltraDMA.

Un cablu ATA standard / CSEL este identic cu un cablu ATA standard, cu excepția faptului că pinul 28 nu este conectat între conectorul unității centrale și conectorul unității finale. Un cablu standard / CSEL ATA acceptă fie jumperul master / slave, fie jumperul CSEL pentru dispozitivele conectate. Poziția conectorului este semnificativă pe un cablu standard / CSEL. Conectorul de interfață al unui cablu CSEL este fie etichetat, fie are o culoare diferită de conectorii unității. Conectorul central este pentru dispozitivul master, iar conectorul final opus conectorului de interfață este pentru dispozitivul slave.

Un UltraDMA ( UDMA ) cablul utilizează un cablu panglică cu 80 de fire și conectori cu 40 de pini în toate cele trei poziții. Cele 40 de fire suplimentare sunt fire de masă dedicate, fiecare atribuit unuia dintre cei 40 de pini ATA standard. Un cablu UDMA poate fi utilizat cu orice dispozitiv ATA / ATAPI și ar trebui să fie pentru o funcționare mai fiabilă, dar este necesar pentru cele mai bune performanțe cu dispozitivele UltraATA-66, -100 și -133 (modurile UDMA 4, 5 și respectiv 6). Toate cablurile UDMA sunt cabluri CSEL și pot fi utilizate fie în modul de selectare a cablului, fie în modul master / slave. Conectorii codați prin culoare nu au fost specificați pentru cablurile ATA anterioare.

Deoarece un cablu UltraDMA este necesar pentru funcționarea UltraATA-66 sau mai rapidă, sistemul trebuie să aibă o modalitate de a detecta dacă un astfel de cablu este instalat. Acest lucru se face prin împământarea pinului 34 din conectorul albastru, care se atașează la interfață. Deoarece cablurile ATA cu 40 de fire nu pun la pământ pinul 34, sistemul poate detecta la pornire dacă este instalat un cablu de 40 sau 80 de fire.

O OEA ÎN ÎMBRĂCĂMINTELE LUPILOR

Păstrați cablurile CSEL cu 40 de fire fără etichete separate de cablurile standard. Dacă înlocuiți un cablu CSEL cu un cablu standard, unitățile care sunt conectate ca master sau slave funcționează corect. Dacă înlocuiți un cablu standard cu un cablu CSEL și conectați o unitate jumper ca CSEL la acel cablu, acesta va funcționa corect ca master. Dar dacă conectați două unități CSEL la un cablu standard, ambele funcționează ca master, ceea ce poate duce la orice probleme, de la probleme subtile până la (mai probabil), sistemul nu poate accesa niciuna dintre unități. Cea mai bună regulă este pur și simplu să nu folosiți niciodată un cablu de 40 de fire pentru a conecta un hard disk.

TOATE CABLURILE CSEL NU SUNT ACELASI

Rețineți diferența dintre utilizarea unui cablu CSEL cu 40 de fire și un cablu de 80 de fire pentru funcționarea CSEL. Deși toate cablurile Ultra DMA acceptă unități jumper ca master / slave sau CSEL, asta nu înseamnă că puteți înlocui în mod liber un cablu de 80 de fire cu un cablu de 40 de fire. Dacă unitățile sunt conectate ca master / slave, înlocuirea unui cablu de 80 de fire funcționează bine. Cu toate acestea, dacă unitățile sunt conectate ca CSEL, înlocuirea unui cablu CSEL de 40 de fire cu un cablu de 80 de fire face ca unitățile să schimbe setările. Adică, unitatea care a fost principală pe cablul de 40 de fire devine sclavă pe cablul de 80 de fire și invers.

Modul PIO versus modul DMA

ATA definește două clase de moduri de transfer, numite Mod PIO ( Modul I / O programat ) și Mod DMA ( Mod de acces direct la memorie ). Transferurile în modul PIO sunt mult mai lente și necesită procesorului să arbitreze transferurile între dispozitiv și memorie. Transferurile în modul DMA sunt mult mai rapide și au loc fără intervenția procesorului. Dacă oricare dintre dispozitivele de pe un canal ATA folosește un mod PIO, ambele dispozitive trebuie să o facă. Acest lucru blochează capacitatea de procesare și pune o sarcină grea asupra procesorului, împiedicând sistemul ori de câte ori este accesat unitatea.

Toate dispozitivele moderne ATA și ATAPI acceptă modul DMA, dar pentru compatibilitate inversă, majoritatea pot fi setate să utilizeze modul PIO. Utilizarea modului PIO este o greșeală. Când actualizați un sistem, dacă găsiți unități care acceptă doar modul PIO, înlocuiți-le. Doar hard disk-urile și unitățile optice foarte vechi sunt oricum limitate la modul PIO, așa că înlocuirea lor este o simplă înțelegere.

Compatibilitate între dispozitivele IDE vechi și noi

Cu excepții minore, nu există conflicte de compatibilitate între dispozitivele ATA noi și interfețele ATA vechi sau invers. Unitățile mai noi nu pot obține cele mai mari performanțe atunci când sunt conectate la o interfață ATA veche, la fel cum o interfață nouă nu poate îmbunătăți performanța unei unități mai vechi. Dar puteți conecta orice unitate ATA sau ATAPI la orice interfață ATA cu asigurarea că va funcționa, deși poate nu în mod optim.

Acestea fiind spuse, nu ar trebui să utilizați dispozitive PIO în vârstă pe aceeași interfață ca un dispozitiv DMA. Ambele dispozitive vor funcționa, dar randamentul dispozitivului DMA va fi paralizat. Dacă actualizați un sistem care are instalat un dispozitiv în modul PIO, reconfigurați-l, dacă este posibil, pentru DMA. În caz contrar, înlocuiți-l cu un dispozitiv compatibil DMA.

De asemenea, rețineți că o interfață acceptă doar un singur mod DMA sau UltraDMA (UDMA) odată. De exemplu, dacă conectați un dispozitiv de înregistrare DVD Plextor PX-716A în modul UDMA 4 (66,6 MB / s) și un disc Maxtor UDMA Mode 6 (133 MB / s) la aceeași interfață ATA, unitatea de disc funcționează în modul UDMA 4 la 66 MB / s, ceea ce poate împiedica randamentul hard disk-ului. În mod similar, dacă instalați un dispozitiv de scriere DVD Plextor PX-740A, care acceptă modul UDMA 2 (33 MB / s) ca mod cel mai rapid, capacitatea de stocare a discului este paralizată la doar 33 MB / s.

Înainte ca interfețele și unitățile SATA să devină obișnuite, ATA a fost folosit aproape universal pentru a conecta unitățile de disc. Chiar și astăzi, sute de milioane de PC-uri au hard disk-uri ATA. Acest număr va scădea în mod inevitabil pe măsură ce sistemele mai vechi vor fi actualizate și înlocuite, dar ATA va rămâne la noi ani de zile.

Specificația originală ATA a definit o singură interfață care acceptă una sau două discuri ATA. La începutul anilor 1990, aproape toate sistemele aveau interfețe ATA duale, fiecare dintre acestea suportând până la două hard disk-uri ATA sau dispozitive ATAPI. În mod ironic, am făcut un cerc complet. Multe plăci de bază actuale oferă mai multe interfețe SATA, dar o singură interfață ATA.

Dacă un sistem are două interfețe ATA, una este definită ca interfață ATA primară iar cealaltă ca interfață secundară ATA . Aceste două interfețe sunt identice funcțional, dar sistemul atribuie o prioritate mai mare interfeței primare. În consecință, unitatea hard disk (un periferic cu prioritate ridicată) este de obicei conectată la interfața primară, interfața secundară fiind utilizată pentru unitățile optice și alte dispozitive cu prioritate inferioară.

MASTERII SUNT MASTERI, ȘI SCLAVII SUNT SCLAVI

Când săriți un dispozitiv master sau slave, dispozitivul își asumă acel rol indiferent de poziția la care se conectează pe cablul ATA. De exemplu, dacă săriți un dispozitiv ca master, acesta funcționează ca master, indiferent dacă este atașat la conectorul unității la capătul cablului ATA sau la conectorul unității din mijlocul cablului ATA.

Fiecare interfață ATA (deseori denumită vag Canal ATA ) poate avea zero, unul sau două dispozitive ATA și / sau ATAPI conectate la acesta. Fiecare dispozitiv ATA și ATAPI are un controler încorporat, dar ATA permite (și necesită) doar un controler activ pe fiecare interfață. Prin urmare, dacă un singur dispozitiv este atașat la o interfață, acel dispozitiv trebuie să aibă controlerul încorporat activat. Dacă două dispozitive sunt atașate la o interfață ATA, un dispozitiv trebuie să aibă controlerul activat, iar celălalt trebuie să aibă controlerul dezactivat.

În terminologia ATA, un dispozitiv al cărui controler este activat se numește a maestru unul al cărui controler este dezactivat se numește a sclav (ATA precedă corectitudinea politică). Într-un computer cu două interfețe ATA, un dispozitiv poate fi configurat în oricare dintre cele patru moduri: stăpân primar, sclav primar, stăpân secundar , sau sclav secundar . Dispozitivele ATA / ATAPI sunt atribuite ca master sau slave prin setarea jumperilor pe dispozitiv, așa cum se arată în Figura 7-3 .

Figura 7-3: Setarea jumperului master / slave pe o unitate ATA

Când decideți cum să alocați dispozitivele între două interfețe și să alegeți starea master sau slave pentru fiecare, utilizați următoarele instrucțiuni:

Alocați întotdeauna unitatea hard disk principală ca master principal. Nu conectați alt dispozitiv la interfața ATA primară decât dacă ambele poziții de pe interfața secundară sunt ocupate.
ATA interzice I / O simultană pe o interfață, ceea ce înseamnă că un singur dispozitiv poate fi activ la un moment dat. Dacă un dispozitiv citește sau scrie, celălalt dispozitiv nu poate citi sau scrie până când dispozitivul activ nu cedează canalul. Implicația acestei reguli este că, dacă aveți două dispozitive care trebuie să efectueze simultan I / O, de exemplu, un DVD writer pe care îl utilizați pentru a dubla DVD-uri de pe o unitate DVD-ROM, ar trebui să plasați aceste două dispozitive pe interfețe separate.
Dacă conectați un dispozitiv ATA (un hard disk) și un dispozitiv ATAPI (de exemplu, o unitate optică) la aceeași interfață, setați hard diskul ca master și dispozitivul ATAPI ca slave.
Dacă conectați două dispozitive similare (ATA sau ATAPI) la o interfață, în general nu contează ce dispozitiv este master și care slave. Cu toate acestea, există excepții de la acest ghid, în special în cazul dispozitivelor ATAPI, dintre care unele chiar vor să fie master (sau slave) în funcție de ce alt dispozitiv ATAPI este conectat la canal.
Dacă conectați un dispozitiv mai vechi și un dispozitiv mai nou la aceeași interfață ATA, este, în general, mai bine să configurați dispozitivul mai nou ca master, deoarece este probabil să aibă un controler mai capabil decât dispozitivul mai vechi.
Evitați partajarea unei interfețe între un dispozitiv compatibil DMA și un dispozitiv numai PIO. Dacă ambele dispozitive de pe o interfață sunt compatibile cu DMA, ambele utilizează DMA. Dacă un singur dispozitiv este compatibil DMA, ambele dispozitive sunt forțate să utilizeze PIO, ceea ce reduce performanța și crește dramatic utilizarea procesorului. În mod similar, dacă ambele dispozitive sunt capabile de DMA, dar la niveluri diferite, dispozitivul mai capabil este obligat să utilizeze modul DMA mai lent. Înlocuiți orice dispozitiv numai PIO, dacă este posibil.

Pentru a putea stabili setarea corectă a jumperului, trebuie să vă asigurați că conectați unitatea la conectorul corect.

Pentru cablurile ATA standard, iată cum funcționează:

Toți conectorii sunt negri. Oricare unitate poate fi conectată la oricare dintre conectorii unității. În general, așezați dispozitivul principal la conectorul central al cablului și puneți sclavul la capătul cablului. Vedea Aici

Majoritatea unităților ATA / ATAPI oferă un jumper Cable Select (CS sau CSEL) în plus față de jumperii master / slave standard. Dacă treceți o unitate ca master (sau slave), acea unitate funcționează ca master (sau slave), indiferent de conectorul la care este atașat cablul ATA. Dacă treceți o unitate ca CSEL, poziția unității pe cablu determină dacă unitatea funcționează ca un master sau un slave.

CSEL a fost introdus ca un mijloc de simplificare a configurației ATA. Scopul era ca unitățile să poată fi instalate și eliminate pur și simplu fără a schimba jumperii, fără nicio posibilitate de conflict din cauza setărilor necorespunzătoare a jumperului. Deși CSEL există de mulți ani, abia în ultimii ani a devenit popular printre producătorii de sisteme.

Utilizarea CSEL necesită următoarele:

Dacă o unitate este instalată pe interfață, acea unitate trebuie să accepte și să fie configurată pentru a utiliza CSEL. Dacă sunt instalate două unități, ambele trebuie să accepte și să fie configurate pentru a utiliza CSEL
Interfața ATA trebuie să accepte CSEL. Interfețele ATA foarte vechi nu acceptă CSEL și tratează orice unitate configurată ca CSEL ca un slave.
Cablul ATA trebuie să fie un cablu special CSEL. Din păcate, există trei tipuri de cablu CSEL:
- Un cablu CSEL cu 40 de fire diferă de un cablu ATA standard de 40 de fire, deoarece pinul 28 este conectat numai între interfața ATA și prima poziție de unitate pe cablu (conectorul din mijloc). Pinul 28 nu este conectat între interfață și a doua poziție de acționare (conectorul final de pe cablu). Cu un astfel de cablu, unitatea atașată la conectorul din mijloc (cu pinul 28 conectat) stăpânește unitatea atașată la conectorul cel mai îndepărtat de interfață (cu pinul 28 nu este conectat) este slave.
- Toate cablurile ATA cu 80 de fire (Ultra DMA) acceptă CSEL, dar cu orientarea exactă opusă a cablului CSEL standard cu 40 de fire, tocmai descris. Cu un astfel de cablu, unitatea atașată la conectorul din mijloc (cu pinul 28 nu este conectat) este slave, unitatea atașată la conectorul cel mai îndepărtat de interfață (cu pinul 28 conectat) este master. Acesta este de fapt un aranjament mai bun, dacă este puțin neintuitiv, cum poate fi conectat un cablu la conectorul final, dar nu la cel din mijloc? deoarece cablul CSEL standard cu 40 de fire pune unitatea principală pe conectorul din mijloc. Dacă este instalată o singură unitate pe acel cablu, acesta lasă un „stub” lung de cablu agățat liber, fără să fie conectat nimic. Din punct de vedere electric, aceasta este o idee foarte slabă, deoarece un cablu neterminat permite formarea de unde staționare, crescând zgomotul pe linie și afectând integritatea datelor.
- Un cablu Y CSEL cu 40 de fire pune conectorul de interfață în mijloc cu un conector de unitate pe fiecare capăt, un master etichetat și un slave. Deși aceasta este o idee bună în teorie, în practică rareori funcționează. Problema este că limitele de lungime a cablului ATA se aplică în continuare, ceea ce înseamnă că conectorii unității nu au suficient cablu pentru a ajunge la unități în toate cazurile, cu excepția celor mai mici. Dacă aveți un turn, îl puteți uita.Cablurile CSEL cu 40 de fire ar trebui să fie etichetate clar, dar am constatat că acest lucru nu este adesea cazul. Nu este posibil să identificați astfel de cabluri vizual, deși puteți verifica tipul folosind un voltmetru digital sau un tester de continuitate între cei doi conectori de capăt de pe pinul 28. Dacă există continuitate, aveți un cablu ATA standard. Dacă nu, aveți un cablu CSEL.

Specificația cablului Ultra DMA necesită următoarele culori ale conectorului:

Un conector de capăt este albastru, ceea ce indică faptul că se atașează la interfața ATA a plăcii de bază.
Conectorul de capăt opus este negru și este utilizat pentru a atașa unitatea principală (dispozitivul 0) sau o singură unitate, dacă numai una este atașată la cablu. Dacă se folosește CSEL, conectorul negru configurează unitatea ca master. Dacă se utilizează jumper standard / master, unitatea master trebuie să fie atașată în continuare la conectorul negru, deoarece ATA-66, ATA-100 și ATA-133 nu permit conectarea unei singure unități la conectorul din mijloc, ceea ce rezultă în unde staționare care interferează cu comunicarea datelor.
Conectorul din mijloc este gri și este utilizat pentru a atașa unitatea slave (dispozitivul 1), dacă este prezent.

Figura 7-4 prezintă un cablu UltraDMA cu 80 de fire (în partea de sus) și un cablu ATA standard cu 40 de fire pentru comparație.

Figura 7-4: Cablu ATA UltraDMA cu 80 de fire (de sus) și cablu ATA standard cu 40 de fire

cronometrul cu microunde funcționează, dar nimic altceva

Dispozitivele ATA au unele sau toate următoarele selecții jumper:

Conectarea unui jumper în poziția master activează controlerul de la bord. Toate dispozitivele ATA și ATAPI au această opțiune. Selectați această poziție jumper dacă acesta este singurul dispozitiv conectat la interfață sau dacă este primul dintre cele două dispozitive conectate la interfață.

Conectarea unui jumper în poziția de sclav dezactivează controlerul de la bord. (Unul dintre examinatorii noștri tehnici notează că a profitat de acest lucru pentru a prelua date de pe un hard disk al cărui controler a eșuat, lucru foarte util de reținut.) Toate dispozitivele ATA și ATAPI pot fi setate ca slave. Selectați această poziție jumper dacă acesta este al doilea dispozitiv conectat la o interfață care are deja conectat un dispozitiv master.

Majoritatea dispozitivelor ATA / ATAPI au o a treia poziție de jumper etichetată Selectare cablu, CS , sau ŞIRETLIC . Conectarea unui jumper în poziția CSEL instruiește dispozitivul să se configureze ca master sau slave pe baza poziției sale pe cablul ATA. Dacă jumperul CSEL este conectat, nu pot fi conectați alți jumperi. Pentru mai multe informații despre CSEL, consultați următoarea secțiune.

Când funcționează ca master, câteva dispozitive ATA / ATAPI mai vechi trebuie să știe dacă sunt singurul dispozitiv de pe canal sau dacă este conectat și un dispozitiv slave. Astfel de dispozitive pot avea o poziție suplimentară de jumper etichetată Unic sau Numai . Pentru un astfel de dispozitiv, săriți-l ca master dacă este dispozitivul master de pe interfață, slave dacă este dispozitivul slave de pe interfață și unic / numai dacă este singurul dispozitiv conectat la interfață.

Câteva unități mai vechi au desemnat un jumper Sclav Prezent , sau SP . Acest jumper îndeplinește funcția inversă a jumperului unic / unic, notificând un dispozitiv jumpered ca master că există și un dispozitiv slave pe canal. Pentru un astfel de dispozitiv, săriți-l ca master dacă este singurul dispozitiv de pe interfață sau slave dacă este al doilea dintre cele două dispozitive de pe interfață.

Dacă este masterul de pe un canal care are și un slave instalat, conectați atât jumperii master, cât și slave.

După ce ați conectat unitățile la conectorii corecți ai cablurilor și ați setat jumperii, este timpul să lăsați sistemul să detecteze unitățile. Pentru aceasta, reporniți sistemul și rulați BIOS Setup (va trebui să apăsați o tastă deoarece sistemul dvs. pornește de multe ori cheia este fie F1, F2, Esc sau Del). În meniu, căutați o opțiune numită Detectare automată sau ceva similar, dacă BIOS-ul nu afișează automat unitățile dvs. Utilizați această opțiune de detectare automată pentru a forța detectarea unității. Reporniți și ar trebui să vă puteți folosi unitățile (puteți începe apoi să partiționați și să formatați unitatea). Dacă nu reușiți să faceți ca unitățile dvs. să funcționeze folosind configurația curentă, încercați alte configurații așa cum s-a explicat Aici

Rețineți că Setarea BIOS vă va indica, de asemenea, numărul de interfețe SATA, dacă aveți SATA. Acest lucru va fi util pentru a vă permite să stabiliți pe ce interfață trebuie să vă conectați unitatea pentru a o face unitatea principală.

Seria ATA (de asemenea cunoscut ca si SATA sau S-ATA ) este succesorul celor mai vechi standarde ATA / ATAPI. SATA este destinat în principal ca o interfață de hard disk, dar poate fi utilizat și pentru unități optice, unități de bandă și dispozitive similare.

Unitățile și interfețele SATA erau inițial așteptate să fie livrate în volum la sfârșitul anului 2001, dar diverse probleme au întârziat implementarea mai mult de un an. Până la sfârșitul anului 2002, plăcile de bază și unitățile SATA erau în distribuție limitată, dar abia la jumătatea anului 2003 unitățile SATA și plăcile de bază cu suport SATA nativ au devenit disponibile pe scară largă. În ciuda începutului lent, SATA a decolat ca gangbusteri. Unitățile și interfețele SATA de a doua generație mai rapide au început să fie livrate la începutul anului 2005.

Există două versiuni de SATA disponibile în prezent:

SATA / 150 (numit si SATA150 ) definește prima generație de interfețe și dispozitive SATA. SATA / 150 funcționează la o viteză brută de date de 1,5 GB / s, dar cheltuielile generale reduc rata efectivă a datelor la 1,2 GB / s, sau 150 MB / s. Deși această rată de date este doar puțin mai mare decât rata de 133 MB / s a UltraATA / 133, lățimea de bandă SATA completă este disponibilă pentru fiecare dispozitiv conectat, mai degrabă decât să fie partajată între două dispozitive, așa cum este adevărat pentru PATA.

SATA / 300 sau SATA300 (adesea numit în mod eronat SATA II ) definește interfețele și dispozitivele SATA de a doua generație. SATA / 300 funcționează la o rată brută de date de 3,0 GB / s, dar cheltuielile generale reduc rata efectivă a datelor la 2,4 GB / s, sau 300 MB / s. Plăcile de bază bazate pe chipset-ul NVIDIA nForce4 au început să fie livrate la începutul anului 2005 și au fost primele dispozitive compatibile SATA / 300 disponibile. Discurile SATA / 300 au început să fie livrate la mijlocul anului 2005. Interfețele și unitățile SATA / 300 utilizează aceiași conectori fizici ca și componentele SATA / 150 și sunt compatibile înapoi cu interfețele și unitățile SATA / 150 (deși la rata de date SATA / 150 mai mică).

Limita de 128/137 GB

Interfețele ATA mai vechi utilizează 28 de biți Adresarea blocului logic ( LBA ), care limitează acele interfețe la adresarea 2²⁸sau 268.435.456 sectoare pe un hard disk. Deoarece hard disk-urile utilizează sectoare de 512 octeți, aceasta se traduce printr-o dimensiune maximă acceptată a unității de 137,438,953,472 octeți sau 128 GB. (Producătorii de unități folosesc GB zecimal mai degrabă decât GB binar și, prin urmare, se referă la această limită ca 137 GB, mai degrabă decât 128 GB raportate de BIOS și de sistemul de operare.) Aceasta este o limită hardware, impusă chiar de interfață. Interfațele ATA actuale utilizează LBA pe 48 de biți, care extinde dimensiunea maximă a unității acceptate cu un factor de peste un milion, la 128 PB ( petabytes , unde un petabyte are 1.024 terabytes).

Dacă instalați un hard disk mai mare de 128 GB pe o interfață ATA mai veche, acesta funcționează corect, dar spațiul pe disc de peste 128 GB este inaccesibil. Dacă într-adevăr trebuie să acceptați unități mai mari pe ceea ce este, la urma urmei, un sistem în vârstă, o alternativă este instalarea unei plăci de expansiune care oferă una sau mai multe interfețe LBA de 48 de biți pentru hard disk-urile PATA. Mai bine, instalați un card adaptor SATA și utilizați hard disk-uri SATA. (Toate interfețele SATA acceptă LBA pe 48 de biți.) În ambele cazuri, dezactivați interfața ATA a plăcii de bază primară pentru a economisi resursele și rulați unitatea optică și orice alte dispozitive ATAPI de pe interfața plăcii de bază secundare.

SATA are următoarele caracteristici importante:

PATA folosește o tensiune de semnalizare relativ ridicată, care, împreună cu densitatea mare a pinilor, fac din 133 MB / s cea mai mare rată de date realistă realizabilă pentru PATA. SATA folosește o tensiune de semnalizare mult mai mică, care reduce interferențele și diafragma dintre conductori.

SATA înlocuiește cablul panglică PATA cu 40 de pini / 80 de fire cu un cablu cu 7 fire. Pe lângă reducerea costurilor și creșterea fiabilității, cablul SATA mai mic facilitează direcționarea cablurilor și îmbunătățește fluxul de aer și răcirea. Un cablu SATA poate avea o lungime de până la 1 metru (39+ inci), față de limita de 0,45 metri (18 ') a PATA. Această lungime crescută contribuie la îmbunătățirea ușurinței de utilizare și a flexibilității la instalarea unităților, în special în sistemele turn.

În plus față de trei fire de masă, cablul SATA cu 7 fire folosește o pereche de transmisie diferențială (TX + și TX) și o pereche de recepție diferențială (RX + și RX). Semnalizarea diferențială, utilizată de mult timp pentru stocarea serverului bazată pe SCSI, crește integritatea semnalului, acceptă rate de date mai rapide și permite utilizarea cablurilor mai lungi.

Pe lângă utilizarea semnalizării diferențiale, SATA încorporează detectarea și corectarea superioară a erorilor, care asigură integritatea de la capăt la capăt a comenzilor și a transferurilor de date la viteze care depășesc cu mult cele posibile cu PATA.

SATA pare identic cu PATA din punctul de vedere al sistemului de operare. Astfel, sistemele de operare actuale pot recunoaște și utiliza interfețe și dispozitive SATA folosind driverele existente. (Cu toate acestea, dacă sistemul dvs. folosește un chipset sau un BIOS care nu are suport SATA nativ sau dacă utilizați un disc de distribuție a sistemului de operare care este anterior SATA, poate fi necesar să introduceți o dischetă cu drivere SATA în timpul instalării pentru unitățile SATA la să fie recunoscut.)

SATA extern

SATA extern ( eSATA ) este destinat să înlocuiască USB 2.0 și FireWire (IEEE-1394) pentru conectarea hard diskurilor externe. eSATA folosește un conector SATA modificat, care este mult mai robust decât conectorul SATA standard relativ fragil și este evaluat pentru mii de inserții și îndepărtări. eSATA extinde lungimea admisibilă a cablului de la 1 metru la 2 metri, permițând amplasarea convenabilă a hard disk-urilor și a matricelor externe. eSATA este disponibil în variante de 150 MB / s și 300 MB / s, ambele fiind compatibile conectare la cald (conectarea sau deconectarea unității în timp ce sistemul funcționează).

eSATA oferă un randament mult mai mare decât USB 2.0 sau FireWire, deoarece eSATA nu dispune de protocolul care încetinește USB 2.0 și FireWire la o fracțiune din randamentul nominal. Performanța unui hard disk extern eSATA este identică cu cea a unui hard disk SATA similar care rulează intern.

Majoritatea plăcilor de bază actuale nu au interfețe eSATA încorporate, deși unele plăci de bază introduse după mijlocul anului 2005 includ astfel de interfețe. Dacă sistemului dvs. îi lipsește o interfață eSATA, este suficient de ușor să adăugați una. Adaptoarele eSATA host bus pentru sistemele desktop sunt disponibile pentru a se potrivi sloturilor de expansiune PCI sau PCI Express. Puteți adăuga suport eSATA la un sistem notebook instalând un card eSATA Cardbus sau ExpressCard.

Rețineți că au fost vândute unele carcase de tranziție externe externe și adaptoare de magistrală gazdă care permit conectarea externă a unităților SATA standard utilizând protocoale SATA. Aceste dispozitive nu sunt compatibile cu eSATA. Majoritatea folosesc conectori SATA standard, deși unii înlocuiesc conectorii și cablurile USB 2.0 sau FireWire (chiar dacă interfața este de fapt SATA). Majoritatea nu acceptă conectarea la cald.

Francisco Garc a Maceda notează: „Aș menționa și combinația de cablu / suport pe care o vând unele companii (HighPoint și altele), astfel încât să puteți transforma unul dintre porturile SATA interne într-unul extern. Este un cablu simplu, cu un conector SATA obișnuit la un capăt și un conector eSATA la celălalt capăt atașat la un suport de carcasă obișnuit, fără electronice de niciun fel. De asemenea, sunt disponibile carcase de unități externe care vă permit să instalați unități PATA în carcase eSATA externe, de exemplu, HighPoint RocketMate 1100. Poate fi utilizat cu combo-ul simplu cablu / suport sau cu orice card eSATA sau placă de bază. '
cum se face antenă TV digitală

Spre deosebire de PATA, care permite conectarea a două dispozitive la o interfață, SATA dedică o interfață fiecărui dispozitiv. Acest lucru ajută performanța în trei moduri:

Fiecare dispozitiv SATA are o lățime de bandă completă de 150 MB / s sau 300 MB / s. Deși unitățile PATA actuale nu sunt restricționate pe lățime de bandă atunci când funcționează una pe canal, instalarea a două unități PATA rapide pe un canal limitează randamentul ambelor.
- PATA permite unui singur dispozitiv să utilizeze canalul la un moment dat, ceea ce înseamnă că un dispozitiv poate să aștepte rândul său înainte de a scrie sau citi date pe un canal PATA. Dispozitivele SATA pot scrie sau citi oricând, fără a lua în considerare alte dispozitive.
- Dacă două dispozitive sunt instalate pe un canal PATA, acel canal funcționează întotdeauna cu viteza dispozitivului mai lent. De exemplu, instalarea unei unități de disc UDMA-6 și a unei unități optice UDMA-2 pe același canal înseamnă că unitatea de disc trebuie să funcționeze la UDMA-2. Dispozitivele SATA comunică întotdeauna la cea mai mare rată de date acceptată de dispozitiv și interfață.

Sfaturi de la Francisco García Maceda

Aș menționa, de asemenea, că majoritatea unităților PATA au un jumper pentru a limita capacitatea pentru limita anterioară de 32 GB BIOS. Acest lucru vă poate salva slănina, deoarece devine din ce în ce mai dificil să obțineți discuri sub 40 GB și dacă trebuie să salvați / clonați o unitate mai veche, aceasta ar putea fi singura dvs. alegere.

Unitățile PATA răspund la cererile de citire și scriere în ordinea în care sunt primite, indiferent de locația datelor de pe unitate. Acest lucru este analog cu un lift care merge la fiecare etaj în ordinea în care butoanele de apel au fost apăsate, ignorând persoanele care așteaptă la etajele intermediare. Cele mai multe (dar nu toate) suportă unitățile SATA Native Command Queuing ( NCQ ), care permite unității să acumuleze cereri de citire și scriere, să le sorteze în cea mai eficientă ordine și apoi să proceseze aceste solicitări fără a lua în considerare ordinea în care au fost primite. Acest proces, numit și căutarea liftului , permite unității să deservească cererile de citire și scriere, reducând în același timp mișcările capului, ceea ce duce la o performanță mai bună. NCQ este cel mai important în medii, cum ar fi serverele, unde unitățile sunt accesate în mod constant, dar oferă unele avantaje de performanță chiar și în sistemele desktop.

Comparativ cu PATA, SATA folosește cabluri mai subțiri și conectori mai mici, fără cheie. Cele 7 pini Conector de semnal SATA este utilizat pe ambele capete ale unui cablu de date SATA. Fiecare conector se poate împerechea interschimbabil cu conectorul de date de pe unitate sau cu interfața SATA de pe placa de bază. Cilindrul cu 15 pini Conector de alimentare SATA folosește un conector fizic similar, de asemenea cu tastare fără echivoc. Figura 7-5 afișează un cablu de date SATA în stânga și, pentru comparație, un cablu UDMA ATA în dreapta. Chiar și permițând faptul că un cablu ATA acceptă două dispozitive, este clar că utilizarea SATA conservă proprietățile imobiliare ale plăcii de bază și reduce foarte mult dezordinea cablurilor din interiorul carcasei.

Figura 7-5: Cablu de date SATA (stânga) și cablu de date UltraDMA

Specificația SATA definește lungimea admisibilă a unui cablu de semnal SATA cu până la 1 metru mai mult decât de două ori mai lung decât cel mai lung cablu PATA permis. În plus față de caracteristicile electrice superioare și o lungime admisibilă mai mare, un avantaj major al cablării SATA este dimensiunea fizică mai mică, care contribuie la o funcționare mai bună a cablurilor și la un flux de aer și răcire mult îmbunătățite.

Nu există multe de spus despre configurarea unui hard disk SATA. Spre deosebire de PATA, nu trebuie să setați jumperi pentru master sau slave (deși SATA acceptă emularea master / slave). Fiecare unitate SATA se conectează la un conector de semnal dedicat, iar cablurile de semnal și de alimentare sunt complet standard. Nici nu trebuie să vă faceți griji cu privire la configurarea DMA, a decide ce dispozitive ar trebui să partajeze un canal și așa mai departe. Nu există îngrijorări cu privire la limitele de capacitate, deoarece toate hard diskurile și interfețele SATA acceptă LBA pe 48 de biți. Chipset-ul, BIOS-ul, sistemul de operare și driverele de pe sistemele actuale recunosc un hard disk SATA ca doar o altă unitate ATA, deci nu este necesară nicio configurație. Pur și simplu conectați cablul de date la unitate și la interfață, conectați cablul de alimentare la unitate și începeți să utilizați unitatea. (Pe sistemele mai vechi, este posibil să trebuiască să instalați driverele manual, iar unitățile SATA pot fi recunoscute ca dispozitive SCSI, nu ca dispozitive ATA, acesta este un comportament normal.)

Totuși, trebuie să fii conștient de faptul că ar trebui să conectezi o unitate SATA care se dorește a fi unitatea SATA primară la cea mai mică interfață SATA numerotată (de obicei 0, dar uneori 1). Conectați o unitate SATA secundară celei mai mici interfețe SATA disponibile. (Pe un sistem cu o unitate PATA primară și o unitate SATA secundară, utilizați interfața SATA 0 sau mai mare.) Orice hard disk PATA ar trebui să fie configurat ca dispozitiv master, dacă este posibil. Conectați o unitate PATA care este primară ca master principal și o unitate PATA care este secundară ca masă secundară.

RAID ( Matrice redundantă de discuri / unități ieftine ) este un mijloc prin care datele sunt distribuite pe două sau mai multe hard disk-uri fizice pentru a îmbunătăți performanța și a crește siguranța datelor. Un RAID poate supraviețui pierderii oricărei unități fără a pierde date, deoarece redundanța matricei permite recuperarea sau reconstituirea datelor din unitățile rămase.

RAID era în trecut foarte scump de implementat și, prin urmare, era folosit doar pe servere și stații de lucru profesionale. Asta nu mai este adevărat. Multe sisteme și plăci de bază recente au interfețe ATA și / sau SATA compatibile RAID. Prețul scăzut al unităților ATA și SATA și suportul RAID încorporat înseamnă că acum este practic să folosiți RAID pe computerele obișnuite.

Există cinci niveluri definite de RAID, numerotate RAID 1 până la RAID 5, deși doar două dintre aceste niveluri sunt utilizate în mod obișnuit în mediile PC. Unele sau toate următoarele niveluri RAID și alte configurații cu mai multe unități sunt acceptate de multe plăci de bază actuale:

JBOD ( Doar o grămadă de unități ), numit si Mod span sau Mod de extindere , este un mod de operare non-RAID pe care îl acceptă majoritatea adaptoarelor RAID. Cu JBOD, două sau mai multe unități fizice pot fi combinate logic pentru a apărea în sistemul de operare ca o unitate mai mare. Datele sunt scrise pe prima unitate până când sunt pline, apoi pe a doua unitate până când sunt pline și așa mai departe. În trecut, când capacitățile unității erau mai mici, tablourile JBOD erau utilizate pentru a crea volume individuale suficient de mari pentru a stoca baze de date uriașe. Cu 300 GB și unități mai mari disponibile acum, rareori există un motiv bun pentru a utiliza JBOD. Dezavantajul JBOD este că eșecul oricărei unități face ca întreaga matrice să fie inaccesibilă. Deoarece probabilitatea unei defecțiuni a unității este proporțională cu numărul de unități din matrice, un JBOD este mai puțin fiabil decât o unitate mare. Performanța unui JBOD este aceeași cu cea a unităților care alcătuiesc matricea.

RAID 0 , numit si striparea discului , nu este deloc RAID, deoarece nu oferă redundanță. Cu RAID 0, datele sunt scrise intercalate pe două sau mai multe unități fizice. Deoarece scrierile și citirile sunt împărțite pe două sau mai multe unități, RAID 0 oferă cele mai rapide citiri și scrieri ale oricărui nivel RAID, cu performanțe de scriere și citire semnificativ mai rapide decât cele furnizate de o singură unitate. Dezavantajul RAID 0 este că eșecul oricărei unități din matrice determină pierderea tuturor datelor stocate pe toate unitățile din matrice. Asta înseamnă că datele stocate pe o matrice RAID 0 sunt de fapt mai expuse riscului decât datele stocate pe o singură unitate. Deși unii jucători dedicați folosesc RAID 0 în căutarea celor mai înalte performanțe posibile, nu recomandăm utilizarea RAID 0 pe un sistem tipic de desktop.

RAID 0 ESTE FĂRĂ SENSURI PENTRU SISTEME DE DESKTOP

RAID 0 oferă de fapt un avantaj de performanță foarte mic pentru un computer desktop tipic. RAID 0 devine propriu atunci când subsistemul discului este foarte utilizat, ca și în cazul unui server care acceptă mulți utilizatori. Puține sisteme cu un singur utilizator accesează discurile suficient de mult pentru a beneficia de RAID 0.

RAID 1 , numit si oglindirea discului , duplică toate scrierile pe două sau mai multe unități de disc fizice. În consecință, RAID 1 oferă cel mai înalt nivel de redundanță a datelor, în detrimentul reducerii la jumătate a spațiului pe disc vizibil pentru sistemul de operare. Cheltuielile generale necesare pentru a scrie aceleași date pe două unități înseamnă că scrierile RAID 1 sunt de obicei puțin mai lente decât cele scrise pe o singură unitate. Dimpotrivă, deoarece aceleași date pot fi citite de pe fiecare unitate, un adaptor inteligent RAID 1 poate îmbunătăți performanța de citire ușor față de o singură unitate prin așteptarea cererilor de citire pentru fiecare unitate separat, permițându-i să citească datele de pe oricare unitate are capetele cele mai apropiate de datele solicitate. De asemenea, este posibil ca o matrice RAID 1 să utilizeze două adaptoare de gazdă fizice pentru a elimina adaptorul de disc ca un singur punct de eșec. Într-un astfel de aranjament, numit duplexare pe disc , matricea poate continua să funcționeze după eșecul unei unități, a unui adaptor gazdă sau a ambelor (dacă sunt pe același canal).

RAID 5 , numit si striparea discului cu paritate , necesită cel puțin trei unități de disc fizice. Datele sunt scrise în blocuri pe unități alternative, cu blocuri de paritate intercalate. De exemplu, într-o matrice RAID 5 care cuprinde trei unități fizice, primul bloc de date de 64 KB poate fi scris pe prima unitate, al doilea bloc de date pe a doua unitate și un bloc de paritate pe a treia unitate. Blocurile de date și blocurile de paritate ulterioare sunt scrise în cele trei unități în așa fel încât blocurile de date și blocurile de paritate să fie distribuite în mod egal pe toate cele trei unități. Blocurile de paritate sunt calculate astfel încât, dacă oricare dintre cele două blocuri de date ale acestora se pierde, acestea pot fi reconstruite folosind blocul de paritate și blocul de date rămas. O defecțiune a oricărei unități din matricea RAID 5 nu provoacă pierderi de date, deoarece blocurile de date pierdute pot fi reconstituite din blocurile de date și paritate de pe celelalte două unități. Un RAID 5 oferă o performanță de citire ceva mai bună decât o singură unitate. Performanța de scriere RAID 5 este de obicei puțin mai lentă decât cea a unei singure unități, datorită cheltuielilor generale implicate în segmentarea datelor și calcularea blocurilor de paritate. Deoarece majoritatea computerelor și serverelor mici fac mai multe citiri decât scrieri, RAID 5 este adesea cel mai bun compromis între performanță și redundanță de date.

Un RAID 5 poate cuprinde orice număr arbitrar de unități, dar în practică este cel mai bine să limitați RAID 5 la trei sau patru unități fizice, deoarece performanța unui RAID 5 degradat (unul în care unitatea a eșuat) variază invers cu numărul de unități din matrice. Un RAID 5 cu trei unități, cu o unitate defectată, de exemplu, este foarte lent, dar este probabil utilizabil până când tabloul poate fi reconstruit. Un RAID 5 degradat cu șase sau opt unități este, de obicei, prea lent pentru a putea fi utilizat deloc.

RAID NU SUBSTITUIE PENTRU SPATE

Utilizarea RAID 1 sau RAID 5 este un mod ieftin de a vă proteja împotriva pierderii de date de la o defecțiune a hard diskului, dar RAID nu este un substitut pentru backup. RAID protejează numai împotriva defectării unității. Pentru a vă proteja împotriva corupției accidentale sau a ștergerii fișierelor sau a pierderilor cauzate de incendiu, inundații sau furt, trebuie totuși să faceți o copie de rezervă a datelor.

Dacă placa dvs. de bază nu are suport RAID sau dacă aveți nevoie de un nivel RAID care nu este furnizat de placa de bază, puteți instala un adaptor RAID terță parte, cum ar fi cele realizate de 3Ware ( http://www.3ware.com ), Adaptec ( http://www.adaptec.com ), Highpoint Technologies ( http://www.highpoint-tech.com ), Promise Technology ( http://www.promise.com ), si altii. Verificați suportul sistemului de operare înainte de a cumpăra un astfel de card, mai ales dacă rulați Linux sau o versiune mai veche de Windows.

Mai multe despre hard disk-uri