Analiza HDD Urilor

20
INTRODUCERE Hard-discul ("hard-disk" - disc dur - HD) este componentă pe care sunt stocate datele cu care lucrează calculatorul, începând cu sistemul de operare şi terminând cu fişierele instalate de programe sau create de noi. El reprezintă deci memoria durabilă ("nevolatilă") a calculatorului, pentru că datele sunt păstrate şi după întreruperea alimentării cu curent electric. HDD-ul este format de obicei din mai multe discuri de aluminiu (numite platane) suprapuse pe acelaşi ax şi acoperite cu oxid de fier. La mică distanţa de suprafaţa discurilor se mişca nişte braţe metalice ale căror capete magnetizează porţiuni din discuri, în acest fel fiind "scrise" şi "citite" datele. HDD-ul este una din puţinele piese dintr-un calculator care are şi o componentă mecanică (un motor care învârte discurile şi mişcă braţele metalice) dar asta nu înseamnă că nu este de obicei o piesă foarte fiabilă, capabilă să funcţioneze mulţi ani fără a cauza pierderea datelor stocate. Un HDD este caracterizat de capacitatea de stocare de date măsurată în Giga Bytes (GB) şi de viteza de rotaţie a platanelor (5.400, 7.200 sau 10.000 de rotaţii pe minut). Cu cît platanele se rotesc mai repede cu atât citirea şi scrierea datelor este mai rapidă, deci şi calculatorul este mai rapid. Capacitatea unui HDD prezentată de companiile producătoare (cea pe care o vedem în ofertele de vânzare) este diferită de capacitatea raportată de sistemul de operare, pentru că toţi producătorii consideră că 1 MB = 1.000.000 bytes, când de fapt echivalenţa corectă este 1 MB = 1.048.576 bytes. Sistemul de operare raportează deci în mod corect o capacitate ceva mai mică a HDD, indiferent de numele producătorului acestuia. Hard-diskul se conectează la restul sistemului cu ajutorul unui cablu care se fixează cu un capăt într-o priză (conector) de pe HDD şi cu celalalt capăt într-o priză (conector) de pe placa de bază. Pentru marea majoritate a hard-diskurilor aflate în sistemele actuale transferul de date între HDD şi sistem se realizează în conformitate cu un standard numit "Parallel ATA" (Advanced Technology Attachment), scris de obicei doar ATA. Există mai multe versiuni ale acestui standard create de-a lungul timpului, numite ATA-33, ATA-66, ATA-100 şi ATA- 133, fiecare versiune reprezentând o îmbunătăţire (uneori considerabilă) a versiunii precedente. Hard-diskurile cele mai moderne folosesc standardul "Serial ATA" (scris prescurtat SATA) în locul standardului ATA. Standardul SATA este compatibil cu standardul ATA, lucru care permite folosirea în acelaşi calculator atât a hard-discurilor SATA cât şi a celor ATA. Pentru

description

operare PC

Transcript of Analiza HDD Urilor

Page 1: Analiza HDD Urilor

INTRODUCERE

Hard-discul ("hard-disk" - disc dur - HD) este componentă pe care sunt stocate datele

cu care lucrează calculatorul, începând cu sistemul de operare şi terminând cu fişierele

instalate de programe sau create de noi. El reprezintă deci memoria durabilă ("nevolatilă") a

calculatorului, pentru că datele sunt păstrate şi după întreruperea alimentării cu curent electric.

HDD-ul este format de obicei din mai multe discuri de aluminiu (numite platane)

suprapuse pe acelaşi ax şi acoperite cu oxid de fier. La mică distanţa de suprafaţa discurilor se

mişca nişte braţe metalice ale căror capete magnetizează porţiuni din discuri, în acest fel fiind

"scrise" şi "citite" datele. HDD-ul este una din puţinele piese dintr-un calculator care are şi o

componentă mecanică (un motor care învârte discurile şi mişcă braţele metalice) dar asta nu

înseamnă că nu este de obicei o piesă foarte fiabilă, capabilă să funcţioneze mulţi ani fără a

cauza pierderea datelor stocate.

Un HDD este caracterizat de capacitatea de stocare de date măsurată în Giga Bytes

(GB) şi de viteza de rotaţie a platanelor (5.400, 7.200 sau 10.000 de rotaţii pe minut). Cu cît

platanele se rotesc mai repede cu atât citirea şi scrierea datelor este mai rapidă, deci şi

calculatorul este mai rapid. Capacitatea unui HDD prezentată de companiile producătoare

(cea pe care o vedem în ofertele de vânzare) este diferită de capacitatea raportată de sistemul

de operare, pentru că toţi producătorii consideră că 1 MB = 1.000.000 bytes, când de fapt

echivalenţa corectă este 1 MB = 1.048.576 bytes. Sistemul de operare raportează deci în mod

corect o capacitate ceva mai mică a HDD, indiferent de numele producătorului acestuia.

Hard-diskul se conectează la restul sistemului cu ajutorul unui cablu care se fixează cu un

capăt într-o priză (conector) de pe HDD şi cu celalalt capăt într-o priză (conector) de pe placa

de bază. Pentru marea majoritate a hard-diskurilor aflate în sistemele actuale transferul de

date între HDD şi sistem se realizează în conformitate cu un standard numit "Parallel ATA"

(Advanced Technology Attachment), scris de obicei doar ATA. Există mai multe versiuni ale

acestui standard create de-a lungul timpului, numite ATA-33, ATA-66, ATA-100 şi ATA-

133, fiecare versiune reprezentând o îmbunătăţire (uneori considerabilă) a versiunii

precedente.

Hard-diskurile cele mai moderne folosesc standardul "Serial ATA" (scris prescurtat SATA)

în locul standardului ATA. Standardul SATA este compatibil cu standardul ATA, lucru care

permite folosirea în acelaşi calculator atât a hard-discurilor SATA cât şi a celor ATA. Pentru

Page 2: Analiza HDD Urilor

a putea folosi un hard-disk SATA trebuie să avem o PB care să deţină un controler SATA

integrat în cipsetul (SouthBridge) plăcii de bază sau aflat pe un cip separat.

Standardul SATA aduce unele îmbunătăţiri faţă de standardul ATA, dintre care merită

menţionate posibilitatea unei creşteri importante a ratei de transfer a datelor între HDD şi

sistem, ca şi o păstrare mai bună a integrităţii datelor pe timpul transferului lor. Din punctul

de vedere al instalării HDD apare posibilitatea de "instalare la cald" ("hot plugging"), ceea ce

înseamnă că un HDD poate fi instalat şi apoi utilizat fără a opri sistemul, lucru extrem de

convenabil atunci când lucrăm cu HDD externe, folosite de exemplu pentru a transfera

cantităţi mari de date între două calculatoare. Un alt avantaj adus de SATA este conectarea

HDD la placa de bază prin intermediul unui cablu cilindric de diametru redus şi cu o lungime

de pînă la 1 m, cablu care permite o mai bună circulaţie a aerului în carcasa comparativ cu

cablul de tip panglică folosit anterior. În sfârşit, o data cu apariţia standardului SATA a

dispărut necesitatea configurării hard-discurilor ca "stăpân" (master) sau "sclav" (slave),

pentru că în conformitate cu noul standard fiecare HDD este configurat automat exclusiv ca

"stapin", ceea ce îi permite să funcţioneze la parametrii maximi.

Hard-discurile folosite în servere folosesc de obicei standardul SCSI ("Small Computer

System Inteface"), care permite ataşarea la sistem a opt dispozitive (hard-diskuri, unităţi

optice de stocare, scanere, etc.), spre deosebire de standardul ATA care permite ataşarea a

doar patru dispozitive (hard-diskuri şi unităţi optice de stocare). Standardul SCSI permite o

rata de transfer de date considerabil mai mare decât cea oferită de standardul "Parallel ATA"

(cu care de altfel nu este compatibil) şi de aceea HDD care folosesc acest standard sunt

utilizate în servere chiar dacă preţul lor este mult mai ridicat comparativ cu al HDD obişnuite.

Standardul SAS ("Serial Attached SCSI") va înlocui standardul SCSI şi va avea printre alte

avantaje şi pe acela că va fi compatibil cu standardul SATA.

I. TIPURI DE HARD-DISCURI

În funcție de diametrul platanelor de stocare cele mai comune tipuri de hardisk-ri sunt cele de

3.5 inch respectiv 2.5 inch.

Page 3: Analiza HDD Urilor

Hard disk-urile de 3.5 inch sunt cele mai răspândite în rândul PC-urilor obișnuite și

se gasesc montate în interiorul unității centrale. Un calculator obișnuit nu este limitat doar la

un hard disk, acesta poate avea la dispozţie de regulă cel puţin patru hard disk-uri interne,

numărul acestora putând fi crescut prin adăugarea unor plăci de extensie.

Hard disk-urile de 2.5 inch deserversc în general calculatoarele portabile dar și-au

găsit utilitatea și în interiorul altor echipamente electronice cum ar fi DVD-Recordere,

console, camere video, MP3 playere, etc. Acest tip de hard disk-uri necesită o alimentare de

doar 5V ceea ce reduce considerabil consumul de energie faţă de modelele de 3.5 inch care

necesită 12V pentru a funcţiona. Daca la capitolul consum de energie aceste modele ies

castigătoare, la capitolul performanță modele de 3.5 inch dau dovadă de o rată de transfer a

datelor superioară.

Pentru echipamentele portabile la fiecare milimetru contează există și hard disk-uri

de 1.8 inch, cea mai comună utilizare a acestor hard disk-uri o reprezintă foarte popularele

playere iPod cu hard disk produse de catre compania americană Apple.

I.1 Porturi şi cabluri de conectare

Interconectarea dintre hard disk si controler o facem prin intermediul cablurilor şi porturilor şi

bineinţeles cu concursul plăcii de bază.Porturile si implicit interfaţa de conectare pentru hard

disk-urile obişnuite poate fi de două feluri:

Page 4: Analiza HDD Urilor

clasică de tip ATA (de asemenea această interfaţă mai poartă denumirea de PATA

(Parallel-ATA) sau IDE de la Integrated Drive Electronics )

de generaţie mai nouă de tip SATA (Serial-ATA)

Cabluri de conectare

I.2. Tipuri constructive de Hard disck-uri

HDD ATA.

cele mai folosite la ora actuala. Reprezinta balansul optim intre calitate si pret, permitand viteze de pana la 10.000 rpm , transfer de pana la 100Mbm si preturi de pana la 300$

CONECTORI ATA.

in figura alaturata avem conectorul ATA 66 sub forma de banda si mufa de alimentare electrica a unitatii de hardisk

Page 5: Analiza HDD Urilor

HDD SATA. Fara indoiala, Serial ATA ofera cateva avantaje fata de paralel ATA: cablurile cu sapte fire se ataseaza mai repede, permit lungimi mai mari (pana la un metru) si interfera mai putin cu fluxul de aer - permitand crearea unor sisteme de dimensiuni mai mici, mai compacte.

CONECTORI SATA. Rata maxima a interfetei paralel ATA este de 133MBps, ceea ce reprezinta valoarea maxima permisa de tehnologie. La frecvente inalte, semnalele transferate pe un fir pot interfera cu celelalte semnale din cablu - un fenomen numit diafonie. Serial ATA nu are astfel de restrictii. Suporta deja rate de 150Mbps, rata va sari mai intai la 300Mbps, apoi la 600Mbps in urmatoarea decada.

HDD SCSI.

HDD SCSI.

HDD PORTABIL.

DESCRIERE. Sunt foarte utile cand avem nevoie sa transportam cantitati mari de date, care depasesc capacitatea unui cd. Problema acestor unitati portabile este compatibilitatea, ele nepotrivindu-se adesea in functie de marca de fabricatie.

Page 6: Analiza HDD Urilor

HDD EXTERN.

DESCRIERE. O alternativa care rezolva problema compatibilitatii cat si pe cea a racirii este unitatea de disc externa, care foloseste conectarea USB existenta la toate calculatoarele din ultimele 2 generatii.

HDD LAPTOP.

DESCRIERE. Are aceeasi constructie dar la o scara redusa, impusa de dimensiunile mici ale laptopului.un impediment datorat acestui fapt este costul de fabricatie si o limitare constructiva legata in principal de imposibilitatea ventilarii corespunzatoare unor viteze mari

II. INTERFAŢA IDE Interfeţele harddisk-urilor de astăzi sînt urmaşele extrem de evoluate ale unor interfeţe cu

rădăcini înfipte în anii ’70 şi chiar mai înainte. Îmbunătăţirea harddisk-urilor şi a intefeţelor lor

este rezultatul unei curse continue pentru împingerea către limite a performanţei, capacităţii şi a

preţului (în ultimul caz limita de jos).

Astăzi ne confruntăm cu două opţiuni principale: Enhanced IDE sau SCSI, fiecare cu

diverse variante (EIDE este urmaşul lui IDE).Tehnic cel mai bun ar fi SCSI cu cea mai bună

interfaţă pentru că oferă performanţe superioare, flexibilitate şi o capacitate mare. În ciuda

acestor avantaje, EIDE domină piaţa harddisk-urilor pentru PC-uri desktop şi chiar a pătruns în

căteva modele de Apple Macintosh.

Dominaţia EIDE-ului în lumea PC-urilor se datorează preţului. Principiile economice ale

producţiei de masă duc la obţinerea unui preţ scăzut pentru produsul majoritar pe piaţă, cazul

Page 7: Analiza HDD Urilor

hdd-urilor EIDE. EIDE oferă o performanţă destul de bună şi capacităţile necesare utilizatorului

mediu, avînd şi o instalare uşoară. Multe benchmark-uri arată că un PC cu disc EIDE, bine

configurat, poate depăşi un sistem identic cu SCSI.

În 1990, deşi pe primele PC-uri apărute la noi se mai găseau din plin harddisk-uri MFM,

începeau să se impună PC-urile cu interfaţa IDE (Integrated Drive Electronics) sau ATA (AT

Attachment), interfaţa aparută în 1986. Deja în 1993 interfaţa devenea EIDE, Enhanced IDE,

cunoscută şi sub numele de ATA-2. Numele IDE sau EIDE nu reprezintă o notaţie standard, dar

sînt foarte des folosite în locul mai riguroasei notaţii ATA. Important este că se refera la acelaşi

lucru: conectarea printr-o interfaţă ieftină şi larg răspîndită a harddisk-urilor, unităţilor CD-

ROM, CD-R şi a altor aparate la calculator. La aparatele ATA, indiferent de tipul lor (deşi iniţial

a fost o interfaţă destinată doar harddisk-urilor), controlerul aparatului se găseşte în acesta, şi nu

pe placa de bază. De aici şi numele de IDE.

Avantajele sale sînt costul redus al fabricării plăcii de bază (comparaţi cu plăcile de bază

care au interfaţă SCSI) şi faptul că software-ul de control (firmware-ul) se află în HDD, nu pe

placă. Cu alte cuvinte, orice fabricant de harddisk-uri işi poate îmbunătăţi produsele (introducînd

algoritmi de căutare şi de management al cache-ului) fără a aştepta ca inovaţiile sale să devină

standard şi să fie implementate în controlerele de pe placa de bază.

Istoria interfeţei: Spuneam că în 1993 apare ATA-2, cu rata de transfer maximă între

harddisk şi sistem de 16,6 MB/s, în cele mai rapide moduri ale sale, PIO-4 şi DMA-2. Pănă la

apariţia modurilor DMA (Direct Memory Access), transferul de date se baza pe procesor, care

controla curgerea datelor de la harddisk spre memorie şi invers, în modurile PIO (Programmed

Input/Output). DMA elimină procesorul PC-ului din această ecuaţie, deoarece harddisk-ul scrie

sau citeşte memoria direct, ceea ce reduce drastic ocuparea CPU-ului.

Există mai multe feluri de DMA. Primul şi cel mai lent este cel introdus de IBM la

conceperea PC-ului, pentru transferul DMA pe bus-ul ISA. În acest mod, chipset-ul se ocupă de

gestiunea comunicaţiei, adică emite comenzile de transfer, jucînd rolul de arbitru. Pentru aceste

transferuri există opt canale, numerotate de la DMA 0 la DMA 7. Puteţi vedea cine le ocupă în

Computer Properties, în Windows 95/98. Dacă perifericul X vrea să comunice direct cu

memoria, tot chipset-ul se ocupa de acest transfer.

Page 8: Analiza HDD Urilor

Tendinţa creşterii ratei de transfer interne a harddisk-urilor EIDE duce la necesitatea

schimbării interfeţei Ultra ATA/33 cu versiunea 66 deja la sfîrşitul lui 1999.

Harddisk-urile au venit cu alt mod, prin care datele trec direct de la periferic la

memorie, de gestiune răspunzănd controlerul din harddisk, şi nu chipset-ul. Acesta este modul

bus mastering. Avantajele sale sunt că un aparat modern, cum este un harddisk, nu mai trebuie

să se bazeze pentru comunicaţie pe un sistem învechit de transfer de date şi că ocuparea

procesorului este extrem de redusă, el trebuind doar să ceară datele de care are nevoie de la

harddisk (la citire). Mai mult, nu se mai foloseşte bus-ul ISA, ci cel PCI. În 1997 se execută

un salt major în lumea ATA, prin apariţia modului de transfer numit Ultra ATA,UltraDMA

sau Ultra DMA/33. El dublează viteza maximă de transfer de la 16,6 MB/s la 33 MB/s. În

esenţă, îmbunătăţirea vine de la faptul că se utilizează ambele margini ale semnalului de ceas,

atît cea crescatoare cît şi cea descrescatoare pentru transferul datelor, şi nu numai marginea

crescătoare, ca la DMA-2. Conectorii şi mecanica rămîn aceleaşi pentru harddisk-uri,

modificîndu-se doar logica de pe placa de bază şi din harddisk.

III. INTERFATA SERIAL ATA

Interfaţa Serial ATA a fost concepută pentru a înlocui la rândul ei vechiul tip de

magistrală, numită acum Paralel ATA. Capabilă de a transfera date la o rată de 150 MBps,

interfaţa serial ATA este proiectată pentru a putea suporta în viitor până la 600 MBps.

Răspândirea modelelor de hard disk-uri Serial ATA a fost îngreunată până acum pe de o parte

de inerţia pieţei, foarte puţini utilizatori achiziţionând plăci de bază cu controlere Serial ATA

încorporate. Pe de altă parte, până acum câteva luni, când au apărut primele cipseturi capabile

de suport Serial ATA nativ, controlerele Serial ATA ataşate plăcilor de bază foloseau

magistrala PCI. În consecinţă nu se putea observa o diferenţă de performanţe faţă de vechile

modele Paralel ATA.

III.1.In asteptarea ATA-ului Serial

Page 9: Analiza HDD Urilor

Lansarea de ATA133 fãrã nici un fast facută de Maxtor nu a adus nici un fel de

creştere de performanţă (în afara burst rate-ului care depăşeşte acum cei 100 MB/s ai

interfeţei ATA 100). O foarte „neagră” idee începe să îşi facã loc printre gândurile noastre:

piaţa stagnează, pentru că profiturile aduse de hard disk-uri sunt îndestulătoare pentru

producători,aceştia neavând nici un interes pentru a promova ceva nou, exceptând creşterea de

capacitate. Asteptăm deja de mult apariţia hard disk-urilor IDE la 10.000 rpm...

Optimiştii spun că starea actuală de lucruri este doar liniştea dinaintea furtunii, fiind

aşteptat cu interes factorul decisiv numit „Serial ATA” (SATA), care va reprezenta o mult

asteptatã schimbare a PC-urilor noastre.Acest standard va aduce o noua creştere de

performanţe ale hard disk-urilor, adică performanţã exact acolo unde ar fi mai multă nevoie de

ea (pentru că hard disk-ul este cea mai lentă componentă a unui calculator). Se zvoneşte că

standardul Serial ATA va fi lansat odată cu discurile cu platane, a căror densitate a datelor

este crescută la 60 GB. În momentul de faţă, ghioceii primăverii SATA au început sã aparã,

purtând numele Seagate. Folosirea unor asemenea hard disk-uri este totuşi aproape

imposibilă, în primul rând datorită faptului că nu se gasesc deocamdată în vânzare discuri cu

interfaţă SATA. Pe de altă parte, o interfaţă Serial ATA este unul dintre puţinele lucruri de

care mult prea multele chipset-uri de plăci de baza duc lipsa deocamdată. Am zis aproape

imposibilã, pentru ca totuşi Promise Technologies a anunţat un controler Serial ATA, iar Iwill

si MSI au fost primii producători de plăci de bază ce, la rândul lor, au anunţat câte un model

ce se va folosi de interfaţa Promise. Probabil ca „boom”-ul mare se va produce simultan cu

lansarea noilor procesoare AMD si a chipset-urilor aferente. Singurul lucru care respectã

totuşi legea lui Moore este capacitatea discurilor. Un motiv de bucurie sunt cele care se

apropie de 100 GB si pot fi cumpărate la preţuri accesibile de orice doritor. Dat fiind acest

lucru, considerăm o investiţie proastã achiziţionarea unui hard disk cu o capacitate de sub 40

GB, cele de 60 GB fiind cel mai „fierbinte”, si profitabil, în acelasi timp, segment. Este drept,

la nivelul actual al dezvoltării software-ului, cu 20 GB se poate duce o viaţă liniştitã, chiar

avându-se în vedere si perioada de timp ce va urma. Dar daca tot avem posibilitatea, de ce să

nu dăm câţiva dolari în plus pe un drive cu o capacitate mai mare?

III.2.In asteptarea ATA-ului Serial

Utilizată vreme indelungată pentru conectarea hard disk-urilor şi a aparatelor CD-

ROM, interfaţa EIDE (Parallel ATA) a fost standardul acceptat de toţi producătorii de PC-uri.

Steaua ei se indreaptă spre apus, viitorul fiind reprezentat de noua interfaţă Serial ATA. P-

ATA, cu o rată de transfer teoretică limitată la 133 MB/s, este destinată unităţilor cu rate de

Page 10: Analiza HDD Urilor

transfer medii. Mai mult, doar producătorii Maxtor si Samsung au suportat această viteză,

ceilalţi oprindu-se la 100 MB/s.

Deşi la prima vedere transferul simultan (paralel) al datelor este mai rapid decît cel in

care sunt transmise consecutiv (serial), cele mai noi standarde utilizează tehnologii seriale :

USB 2.0, Firewire, Ethernet, V-Link, MuTIOL, HyperTransport, RapidIO. Noua interfaţă este

100% compatibilă cu vechile tehnologii. Cu Serial ATA se schimbă doar modul de transfer,

setul de comenzi rămîne neschimbat. Serial ATA suportă toate aparatele ATA şi ATAPI.

Acestea pot fi conectate cu ajutorul unui adaptor P-ATA – S-ATA.

Nu trebuie actualizat nici BIOS-ul, nici sistemul de operare. Daca placa de bază este

dotată cu conectori S-ATA, vom găsi in BIOS setările necesare. Altfel, dacă instalăm un

controller PCI cu conectori S-ATA, reglajele se vor realiza cu ajutorul BIOS-ului acestuia,

care in general, se accesează imediat după tabelul cu rezultatele testului POST.

Serial-ATA este un nou început, rata maximă de transfer fiind de 150 MB/s, nu prea

impresionantă. Noul standard are destule şanse de a se impune prin creşterea lăţimii de bandă.

Serial ATA Working Group va lansa S-ATA II cu 300 MB/s în 2004 şi apoi S-ATA III cu o

rată de 600 MB/s incepînd cu 2007. Acest potenţial poate fi considerat suficient pentru

urmatorii 10 ani. Limita actuală nu poate fi atinsă in momentul de faţă de nici un hard disk,

doar specificaţiile modelului Raptor de la Western Digital (10000 RPM !) apropiindu-se de

aceasta : 102MB/s, utilizînd memoria tampon. Totuşi, majoritatea controller-elor acceptă două

hard disk-uri şi oferă suport pentru RAID 0, RAID 1 şi, poate, RAID 0,1.

ATA :

Prescurtare pentru Advanced Technology Attachment, o implementare de disc ce

integrează controller-ul pe aparat. Există mai multe versiuni ale ATA, toate dezvoltate de

Comitetul Small Form Factor (SFF) :

ATA-1 :

Cunoscut şi ca IDE, suportă unul sau două hard disk-uri, o interfaţă pe 16 biţi

modurile PIO 0, 1 and 2.

ATA-2 :

: Suportă moduri PIO mai rapide (3 si 4) si modurile multiword DMA (1 si 2).

Totodată, suportă adresarea logică a blocurilor (LBA) şi transferul de blocuri. ATA-2 este

cunoscută ca Fast ATA şi Enhanced IDE (EIDE).

ATA-3 :

: O revizie minoră a ATA-2.

Ultra-ATA :

Page 11: Analiza HDD Urilor

Denumită si Ultra-DMA, ATA-33 si DMA-33, suportă multiword DMA 3 la o rată

maximă de transfer de 33 MB/s.

ATA/66 :

O versiune a ATA propusă de Quantum Corporation şi suportată de Intel, care

dublează lăţimea de bandă, pînă la 66 MB/s.

ATA/100 :

O versiune nouă a ATA/66 care ridică rata de transfer la 100 MB/s. ATA este

denumită şi Parallel ATA.

Serial ATA

Deseori prescurtată SATA ori S-ATA, este o evoluţie a interfeţei Parallel ATA. Serial

ATA reprezintă o legatură serială, un singur cablu cu minimum 4 fire, o conexiune punct-la-

punct între aparate. Rata de transfer teoretică pentru Serial ATA este de 150 MB/s. Unul

dintre principalele avantaje ale S-ATA este reprezentat de cablurile subţiri care facilitează

aerisirea eficientă a carcasei şi permit, astfel, construirea unor modele cu dimensiuni reduse

ale acestora din urmă. Cablurile S-ATA pot avea lungimea maxima de 1 m.

Trebuie menţionat că, dacă limita teoretică a S-ATA este de 150 MB/s, în cazul unui

controller PCI, ea va fi limitată la cei 133 MB/s care reprezintă laţimea de bandă a magistralei

PCI. Acelaşi lucru este valabil şi pentru plăcile de bază cu controller specializat pentru Serial

ATA (cum ar fi cele produse de SiliconImage, Promise sau HighPoint).

O alternativă este un controller mai scump, compatibil PCI64, care are o laţime de

bandă de 533 MB/s. Aceste controller-e (cum ar fi modelul GDT8546RZ de la ICP Vortex)

sunt construite in general in jurul unui procesor RISC, dedicat, şi pot controla eficient 4-8

discuri concomitent. Siguranţa datelor este asigurată prin modul RAID 5, care este realizabil

cu minim 3 discuri si constă in păstrarea unor sume de control pentru recuperarea datelor în

cazul unei defecţiuni hardware. Totuşi, hard disk-ul defect trebuie înlocuit în timp util, o nouă

problemă putînd fi fatală pentru date. Pentru asigurarea ratei maxime de transfer pe PCI,

controller-ul trebuie instalat pe o placă de bază cu sloturi PCI 64, care este mult mai scumpă

Page 12: Analiza HDD Urilor

şi este, in general, concepută pentru a fi utilizată intr-o staţie de lucru profesională sau intr-un

server.

Chipset-urile din ultima generaţie, cum ar fi Intel 875P, Intel 865P sau Via KT600

care oferă conectivitate S-ATA integrată, transportă datele utilizînd o cale mai rapidă, cu o

rată de transfer de 533 MB/s.

Specificaţiile Serial ATA promit o configuraţie mai simplă prin faptul că se pot utiliza

cabluri mai lungi (panglica P-ATA poate avea o lungime de maxim 45 cm, deşi am văzut şi

cabluri de 60 cm) şi mai subţiri (7 fire în locul panglicilor cu 80 de fire), ajutînd la o mai bună

circulaţie a aerului în carcasa calculatorului şi instalarea unui singur disc pe fiecare cablu,

ceea ce elimină problema stabilirii configuraţiei MASTER-SLAVE pentru P-ATA sau a

stabilirii ID-ului si a terminaţiei pentru lanţul SCSI.

Datorită transferului serial, S-ATA are nevoie de doar două canale de date, unul pentru

trimitere, celălalt pentru recepţie. Utilizînd un semnal diferenţial de 250 mV, interferenţele ce

influenţează un semnal au o influenţă egalaă asupra celuilalt. Cum semnalele sunt in antifază,

interferenţele se anulează reciproc. Dispare astfel nevoia de a torsada perechile de cabluri.

Conectarea se realizează cu un cablu ce nu depăşeşte cîţiva milimetri in grosime şi poate avea

o lungime de pana la un metru. Chiar şi conectorul plat nu depăşeşte 8 mm in laţime.

O noutate absolută pentru ATA, pană acum apanajul aparatelor USB sau Firewire, este

posibilitatea conectării din mers (hot plugging) a unităţilor. Acest lucru este posibil datorită

Page 13: Analiza HDD Urilor

noului tip conector de alimentare, dotat cu 15 pini. Deşi numărul contactelor acestuia poate

părea mare, este justificat prin faptul ca există acum posibilitatea alimentării la tensiunea de

3,3 V, în afara tensiunilor obişnuite de 5 V şi 12 V. Cum sursa computerului nu asigură

această tensiune, sarcina va reveni placii de bază, care alimentează la 3,3 V o serie de alte

componente. Cei 15 pini sunt, deci, imparţiţi astfel : 3 pentru fiecare tensiune (pozitiv, negativ

si împămîntare) şi 6 pentru facilitatea de hot-plug (2 pentru fiecare tensiune).

Oferta de surse dotate cu un astfel de conector este foarte restrînsă, un exemplu fiind

sursa Purepower 480W de la Thermaltake (www.thermaltake.com). Producătorii includ de

obicei în pachetul discurilor Serial ATA adaptoare pentru alimentare sau dotează unitatea şi

cu un conector pentru alimentarea correctă clasică (Western Digital). Discul instalat din mers

va fi recunoscut automat cu sistemele de operare Windows, începand cu Windows 98SE şi cu

noile versiuni de Linux. Dacă pentru un calculator de birou sau pentru jocuri, facilitatea de

conectare din mers nu are mare aplicabilitate (aceste calculatoare au, in general, 1-2 discuri şi

acestea nu sunt niciodată scoase din sistem), pentru servere este o alternativă ieftină la soluţia

SCSI, singură care oferea această posibilitate pînă acum.

Creşterea de viteză promisă de Serial ATA rămâne pentru moment doar promisiune.

Diferenţa de performanţă intre hard disk-urile actuale P-ATA care au o viteză de citire de

aproximativ 45 MB/s şi cele S-ATA cu o rata de transfer de 50 MB/s este foarte mica.

Acest lucru se datorează faptului ca hard disk-urile S-ATA actuale sunt, de fapt,

discuri P-ATA cu o componentă de translaţie. Oarecum, sunt asemănătoare cu CD-Recorder-

ele externe USB : în cutie este o unitate IDE si o interfataţă translatează instrucţiunile IDE

pentru interfaţa USB.

Oricum, viteza unui hard disk depinde în primul rând de tehnologie şi de motor, mai

puţin de interfaţă. Dacă discurile sunt construite cu aceeaşi tehnologie ca cele P-ATA, ele vor

fi atât de rapide cât permite, în teorie, interfaţa P-ATA, adicaă 133 MB/s. In practică, s-ar

putea ca noile discuri S-ATA să se apropie de 60 MB/s, dar dacă nu vor utiliza o tehnologie

nouă, serială nativ şi o mecanică diferită, să nu depaşească limita lui P-ATA.

Serial-ATA are nevoie de inca un an

In opinia majorităţii experţilor si producătorilor, S-ATA va înlocui definitiv Parallel

ATA pană în 2006. Pentru utilizatori, acest lucru înseamnă că singurele avantaje reale pe care

le oferă S-ATA în momentul de faţă sunt lungimea mare a cablului (ce permite instalarea

facilă în carcase înalte), grosimea redusă a acestuia şi configurarea automată (fară jumperi).

Page 14: Analiza HDD Urilor

Pentru sistemele performante (staţii de lucru profesionale sau servere, cu configuraţie

RAID), S-ATA se prefigurează o alternativă viabilă la SCSI, tot mai multe plăci de bază fiind

dotate cu controller-e fie on-board, fie on-chipset.

IV. CONECTOARE SCSI

Un PC cu bus SCSI oferă multe avantaje: interfaţa este rapidă şi flexibilă permite chiar şi

conectarea de aparate externe, spre deosebire de cea EIDE. În schimb, configurarea dă multă

bătaie de cap utilizatorilor. Flexibilitatea SCSI-ului se dobîndeşte tocmai prin multitudinea de

variante la instalare. În plus, pentru multe aparate SCSI sînt necesare şi adaptoare (controlere)

costisitoare, iar în multitudinea de cabluri nu ştiu cine se va mai descurca.

Plecînd de la istoricul dezvoltării interfeţei SCSI, există o serie întreagă de conectoare

pentru aparate SCSI. În imaginea de mai sus sînt ilustrate cele mai cunoscute variante. Cu

ajutorul imaginilor se poate depista tipul conectorului de care dispune aparatul SCSI şi se

cumpără cablul sau adaptorul corespunzator.

Atunci cînd se achiziţionează un cablu, este indicat se verifică calitatea acestuia: firele

trebuie să fie rasucite (twisted). Atentie şi la izolare – de multe ori, problemele cu bus-ul SCSI

sînt cauzate de un cablu de proastă calitate.

Terminarea 1

Page 15: Analiza HDD Urilor

Deoarece în cazul bus-ului SCSI toate aparatele sînt conectate în serie, există

întotdeauna două capete. Ca urmare a frecvenţelor înalte ale semnalelor pot apărea reflexii.

Bruiajele afectează transmisia datelor şi de aceea trebuie folosiţi terminatori.

Există două feluri de terminatori: pasivi şi activi. Terminatorii pasivi sînt, în principiu,

simple rezistenţe, care leagă cablul de semnal la masă respectiv la instalaţia term-power, adică

alimentarea cu energie a terminării. La aparatele mai vechi, aceştia se întîlnesc sub forma

unor mufe cu mai multe picioruşe. Terminatorii activi sînt circuite integrate speciale, care

realizează o terminare corespunzatoare şi în cazul modificarilor de sarcină. Aceştia pot fi

configuraţi de multe ori prin jumperi sau prin software. Pentru o funcţionare stabilă şi sigură a

bus-ului SCSI este indicat ca ambele capete ale cablului să fie terminate activ. Doar capetele

au voie să fie terminate, în caz contrar semnalul nu ajunge curat la toate aparatele. Îndeosebi

la aparatele externe trebuie avut în vedere că terminarea să aibă loc cu adevarat la capătul

cablului. Multe carcase SCSI conduc cablul mai departe, după aparatul SCSI, ceea ce face ca

terminarea aparatului să nu fie suficientă – o mufă terminatoare trebuie să închidă circuitul.

Terminarea 2 Dacă în sistem există aparate SCSI numai de un singur fel (doar

externe sau doar interne), adaptorul reprezintă întotdeauna capătul

circuitului SCSI. În acest caz, el trebuie să fie terminat. Majoritatea

adaptoarelor oferă această funcţie în setup sau prin jumperi.

Adaptoarele moderne oferă, în plus, o terminare automată.

Denumirea este însa puţin derutantă. În acest caz nu este terminat

automat întregul bus, automatizarea referindu-se doar la terminarea

adaptorului. Acesta recunoaşte, în cazul activării funcţiei de terminare

automată, dacă este conectat la capătul bus-ului şi dacă trebuie sau nu

să incheie circuitul. Acest lucru este util dacă se folosesc doar din cînd în cînd aparate

externe. În cazul în care este conectat un aparat extern, adaptorul nu are voie să fie terminat.

După ce se deconectează aparatul extern, adaptorul trebuie să fie terminat. Datorită

automatizării, adaptorul poate hotarî singur cînd trebuie activată terminarea, nemaifiind

necesară o intervenţie manuală. Pentru a rezolva problemele care apar la bus-ul SCSI, este

indicat să se dezactiveze funcţia de automatizare a terminării. În acest mod se elimină practic

o posibilă sursă de erori şi se realizează terminarea manual.

Atribuirea ID-ului Pentru a evita situaţia în care toate aparatele legate la bus-ul SCSI să reacţioneze la

fluxul de date, sînt necesare numerele de identificare. Trebuie să se atribuie fiecărui aparat

Page 16: Analiza HDD Urilor

legat la bus-ul SCSI un numar ID propriu. Nici un ID nu are voie să fie asignat de mai multe

ori. În funcţie de standardul SCSI, sînt disponibile 8 sau 16 numere (de la 0 la 7 respectiv de

la 0 la 15). ID-ul 7 trebuie păstrat pentru adaptorul SCSI. Acesta este cel mai mare număr care

poate fi apelat de aparate cu interfaţă narrow-SCSI. O poziţie deosebită ocupă ID-ul 0: unele

din vechile adaptoare SCSI pot boot-a numai cu acest ID. Atenţie la acest amănunt atunci cînd

se atribuie numerele. ID-ul se setează pe aparat prin intermediul jumperilor sau prin DIP-

switch. Unele unităţi de disc, de exemplu drive-urile Zip de la Iomega, nu permit orice ID. În

cazul în care acelaşi ID este solicitat de două drive-uri,trebuie hotarărît care dintre unităţi se

va păstra sau se va monta un al doilea controler SCSI. Harddisk-urile pot avea, în principiu,

orice ID. În schimb, foarte rar apar 8 jumperi. ID-ul este stabilit de regulă printr-un model de

biţi, astfel sînt necesare doar trei jumperi. Inscripţionarea jumper-ilor, atît de des utilizată, de

la ID 0 la ID 2 este derutantă, căci numai atunci cînd nu se foloseşte nici un jumper, harddisk-

ul lucrează cu ID 0.

Logical Unit Number După cum am specificat anterior, la un controler SCSI corect specificat fiecărui aparat

SCSI îi este atribuit un număr ID. În cazul în care un drive administrează intern alte aparate,

se pot asigna acestora aşa-numite Logical Unit Numbers (LUN). Astfel se apelează un anumit

CD într-un CD-Changer. Dacă adaptorul oferă posibilitatea de a boot-a de pe un LUN, se

poate opta pentru căutarea sistemului de operare şi în CD-Changer.

Terminarea 3. Funcţia Term-Power Multe harddisk-uri oferă posibilitatea de alimentare a bus-ului cu term-power, necesar

terminării. De regulă, această sarcină este rezolvată de adaptor, fără ajutorul aparatelor SCSI.

Dar nici alimentarea multiplă nu este interzisă. În cazul unor cabluri relativ lungi, term-power

suplimentar la capetele circuitului SCSI poate evita bruiajele. Cel puţin, jumperul term-power

trebuie setat în aşa fel încît drive-ul să preia alimentarea pentru propriul terminator. Este însă

indicat să se activeze funcţia de term-power în cazul aparatelor SCSI numai atunci cînd se

lucrează cel puţin cu un aparat SCSI-2. Multe dintre drive-urile mai vechi nu deţin o diodă de

protecţie împotriva diferenţelor de potenţial şi se pot defecta, dacă se activează term-power.

Lungimea cablului Cu cît sînt mai lungi cablurile, cu atît mai uşor pot apărea erori de transfer sau bruiaje.

De aceea, este indicat să nu se depăşească lungimea maximă a cablului pentru respectivul

standard SCSI. În lungimea cablului se calculează întregul bus, deci cabluri interne şi externe.

La sfîrşitul acestui capitol se găseşte un tabel cu lungimile maxime admise. Valorile nu

reprezintă limite exacte. Cu cît sînt mai puţine aparate conectate la bus, cu atît mai lung are

voie să fie cablul. În afară de aceasta, calitatea cablului joacă un rol important. Totuşi, este

Page 17: Analiza HDD Urilor

indicat să se respecte valorile corecte. În caz contrar, se poate întampla ca la integrarea unui

nou aparat să nu mai funcţioneze bus-ul SCSI, iar eroarea să nu fie depistată imediat.

Structura bus-ului Multe adaptoare, de exemplu 2940UW, oferă trei conectoare: cele două conectoare

wide cu 68 de pini (intern şi extern) şi unul narrow cu 50 de pini. Una dintre cele mai des

întîlnite greşeli este legarea la toate cele trei conectoare a unor aparate SCSI. În acest fel se

realizează o configurare T sau Y nepermisă. Acest lucru creează probleme, mai ales în cazul

aparatelor externe.

Un bus SCSI are voie să fie construit numai liniar. În cazul în care la cele două

conectoare interne sînt legate deja aparate, conectorul extern nu are voie să fie ocupat.

Singura soluţie este să fie legate toate aparatele interne la conectorul wide. În această

configuraţie, aparatele narrow trebuie conectate cu adaptor 68 la 50, tot la cablul intern wide.

După aceea, conectorul intern cu 50 de pini rămîne neocupat, iar mufa externă este

disponibilă. Una dintre cele mai des întîlnite greşeli este legarea la toate cele trei conectoare a

unor aparate SCSI. În acest fel se realizează o configurare T sau Y nepermisă. Acest lucru

creează probleme, mai ales în cazul aparatelor externe.

Un bus SCSI are voie să fie construit numai liniar. În cazul în care la cele două

conectoare interne sînt legate deja aparate, conectorul extern nu are voie să fie ocupat.

Singura soluţie este să se lege toate aparatele interne la conectorul wide. În această

configuraţie, aparatele narrow trebuie conectate cu adaptor 68 la 50, tot la cablul intern wide.

După aceea, conectorul intern cu 50 de pini rămîne neocupat, iar mufa externă este

disponibilă.

Terminarea high-byte Conectorul extern al unui adaptor wide sau ultra-wide este, de regulă, de asemenea

„wide” şi, implicit, are 68 de pini. În acest mod pot fi conectate aparate wide şi extern.

Aceasta este o facilitate deosebit de utilă, deoarece în acest mod pot fi utilizate harddisk-uri

rapide în carcasa externă pe diferite calculatoare.

Dacă însă interfaţa externă este folosită pentru aparate narrow, conectorul wide extern

poate cauza probleme: semnalul unui aparat wide se împarte în high-byte şi low-byte &

control. Aparatele narrow folosesc numai low-byte & control. Pentru folosirea unui aparat

narrow legat la conectorul wide extern, circuitele de date high-byte trebuie să fie terminate.

Acest lucru se poate realiza în două moduri: ori controlerul SCSI oferă o opţiune proprie

Page 18: Analiza HDD Urilor

(Low off, High on), ori se utilizează cablu cu terminare pe 8 biţi integrată. Şi aici există

terminatori activi şi pasivi, şi din nou sînt de preferat terminatorii activi. Însă această

terminare nu exclude terminarea la capetele bus-ului SCSI, despre care am vorbit: acestea

trebuie terminate.

V. SCSI ŞI IDE ÎMPREUNĂ.

Partiţii SCSI În cazul în care se dotează ulterior un sistem IDE cu un controler SCSI, literele

unităţilor de disc sînt date peste cap, atunci cînd sînt stabilite mai multe partiţii. De exemplu,

drive-urile denumite C:, D: şi E: ale harddisk-ului IDE se transformă în C:, E: şi F:, iar prima

partiţie a harddisk-ului SCSI va obţine litera D:. Cauza: sistemul de operare atribuie literele

mai întîi partiţiei primare a drive-urilor fizice şi abia după aceea celorlalte partiţii. Sub NT

poate fi eliminat acest fenomen, asignînd drive-urilor litere fixe.

Sub Windows 95/98 se poate restabili ordinea cu ajutorul unui truc: dacă se definesc doar

partiţii extinse pe harddisk-ul SCSI, partiţia primară a harddisk-ului IDE are întotdeauna

prioritate. În cazul în care se crează deja o partiţie primară şi nu se doreşte să se şteargă, se

poate face ordine dezactivînd BIOS-ul SCSI – şi în acest caz partiţiile SCSI vor sta la coadă.

Dar în acest fel, nu se va mai putea boot-a de pe harddisk-ul SCSI.

Boot-area de pe harddisk-uri amovibile. Stabilirea ordinii de boot Cu ajutorul harddisk-urilor amovibile pot fi boot-ate diferite sisteme de operare. Dacă

se atribuie ID-urile în mod inteligent, ordinea de boot poate fi configurată astfel încît să poată

fi pornit întotdeauna sistemul de operare corect.

Dacă se stabileşte ID-ul 0 pentru harddisk-ul amovibil, acest drive va fi automat preferat

pentru boot de majoritatea adaptoarelor. În cazul în care harddisk-ul montat în calculator va

avea ID-ul 1, acesta va fi al doilea drive de boot.

Succesiunea ar putea fi următoarea: pe două harddisk-uri amovibile este instalat NT

4.0, respectiv Linux. Pe harddisk-ul fix se află Windows 98. În cazul în care unul dintre

harddisk-urile amovibile este în unitate, va boot-a sistemul de operare de pe acesta. Dacă nici

un harddisk amovibil nu se află în unitate, va porni Windows 98.

Rămîne însă o problemă: dacă BIOS-ul SCSI nu poate fi dezactivat, şi totuşi este nevoie de

partiţii primare, va trebui să se accepte multitudinea de litere de unităţi de disc.

SCSI şi IDE împreună. Stabilirea ordinii de boot în BIOS-ul PC-ului În cazul PC-urilor moderne există posibilitatea de a stabili ordinea de boot (pentru

unitatea floppy, harddisk-ul IDE, aparatul SCSI, Zip şi LS120) în meniul BIOS Features

Page 19: Analiza HDD Urilor

Setup, opţiunea Boot-Sequence. Dacă unul dintre device-urile enumerate o ia înaintea

celorlalte, se poate corecta aici ordinea.

Lungimea cablului Adaptoarele SCSI nu sînt tocmai ieftine. De aceea, dacă se doreşte folosirea SCSI,

este bine să se considere o placă de bază cu controler integrat. În principiu, şi această variantă

poate fi folosită fără probleme. Dacă însă se conectează şi aparate externe la bus-ul SCSI, pot

apărea neplăceri din cauza lungimii cablului.

Controlerele SCSI on-board nu dispun de un ştecher extern obişnuit. Mai mult, cablul

wide cu 68 de pini livrat în pachet este dotat la capăt cu un slot şi cu ştecherul extern aferent.

În funcţie de cablul livrat, se ajunge uşor la o depăşire a lungimii admise. Majoritatea

producătorilor oferă cabluri SCSI de aproximativ 90 cm. Dacă se conectează aparate narrow

şi wide, chiar şi numai bus-ul intern va ajunge să măsoare 1,8 m. La mai mult de trei aparate

legate la un cablu wide SCSI, lungimea cablului va fi de aproximativ 1,5 m. Însă chiar şi cu

numai un singur aparat extern se depăşeşte această valoare. Soluţia în acest caz ar fi doar un

cablu mai scurt, un al doilea controler sau renunţarea la aparate SCSI externe.

Page 20: Analiza HDD Urilor