Rozpoczynając zagłębianie się w tajniki dysków twardych poznajmy na
początek podstawowe parametry charakteryzujące te urządzenia i
wpływające na ich wydajność.
Najczęściej przeglądając specyfikację danego dysku możemy znaleźć
informacje dotyczące: prędkości obrotowej, wielkość cache (pamięć
podręczna), czas dostępu, szybkość odczytu i zapisu danych.
Prędkość obrotowa oraz czas dostępu to parametry od siebie
zależne. Prędkość obrotowa określa średnie opóźnienie, co natomiast
składa się na czas dostępu. Średnie opóźnienie jest to czas potrzebny
na połowę obrotu talerzy. Im prędkość obrotowa jest wyższa tym krótszy
jest czas dostępu. Dla przykładu, średnie opóźnienie dla dysków 7.200
RPM to 4,2 ms, dla dysków 10.000 RPM, 3 ms. Czas dostępu jest sumą
czasu pozycjonowania głowicy (seek time) oraz czasu pozycjonowania
talerzy (latency).
Pamięć cache - pamięć podręczna wspomagająca pracę dysku, a konkretniej zapis danych.
SMART (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) -
system stworzony do monitorowania i analizowania pracy dysku.
Powiadamia o ewentualnych błędach. Technologia stosowana w urządzeniach
zgodnych z ATA-3 i nowszych.
NCQ (Native Command Queuing) - polega na zarządzaniu kolejnością
zadań zapisu i odczytu podczas współpracy kontrolera i dysku, co
pozwoliło na zminimalizowanie ilości skoków głowicy. Dzięki temu
zoptymalizowano pracę oraz zmniejszono mechaniczne zużycie dysku. Aby
korzystać z NCQ kontroler musi wspierać tą funkcję.
Sposoby adresowania danych na dysku twardym
CHS (Cylinder Head Sector) - sposób
adresowania sektorów danych na dysku twardym, maksymalna
pojemność dysku w tym adresowaniu wynosi 504 MB.
Extended CHS (ECHS) - sposób adresowania
sektorów danych na dysku twardym, maksymalna pojemność dysku w
tym adresowaniu wynosi 7,87 GB.
28 bit LBA (Logical Block Address) - sposób adresowania danych dla dysków ATA, maksymalna pojemność dysku w tym adresowaniu wynosi 128 GB.
48 bit LBA - jest to technologia która umożliwiła rozszerzenie
pojemności dysków twardych powyżej limitu 128 GB (28 bit LBA). Limit w
tym adresowaniu wynosi 128 PB.
Wymagania systemowe:
Windows XP
- Service Pack 1 lub nowszy
- 48-bit LBA BIOS
Windows 2000
- Service Pack 3 lub nowszy
- EnableBigLba - wartość odpowiednio zdefiniowana w rejestrze
- 48-bit LBA BIOS
Transfery danych
PIO (Programmed Input Output) - dostęp do pamięci poprzez CPU, obciąża procesor.
- PIO 0 - 3,3 MB/s
- PIO 1 - 5,2 MB/s
- PIO 2 - 8,3 MB/s
- PIO 3 - 11,1 MB/s
- PIO 4 - 16,7 MB/s
DMA (Direct Memory Access) - bezpośredni dostęp do pamięci, z pominięcie CPU, pozwoliło to na odciążenie procesora z operacji transferu danych.
- Multiword DMA 0 - 4,2 MB/s
- Multiword DMA 1 - 13,3 MB/s
- Multiword DMA 2 - 16,7 MB/s
- Ultra DMA 0 - 16,7 MB/s
- Ultra DMA 1 - 28 MB/s
- Ultra DMA 2 - 33 MB/s
- Ultra DMA 3 - 44,4 MB/s
- Ultra DMA 4 - 66,7 MB/s
- Ultra DMA 5 - 100 MB/s
- Ultra DMA 6 - 133 MB/s
Parallel ATA
Interfejs PATA korzysta z 40 lub 80 przewodowego kabla transmisyjnego
(40 linii sygnałowych i dodatkowo od standardu UDMA-3 - 40 linii GND).
Do transmisji wykorzystywana jest technologia TTL, czyli impulsy 5V.
Maksymalna długość kabli 40 i 80 żyłowych wynosi 45 cm.
ATA (AT Attachment) - interfejs służący do komunikacji z dyskami twardymi.
ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface)
- rozszerzenie interfejsu ATA, na potrzeby obsługi napędów
optycznych, napędów taśmowych oraz stacji dyskietek typu ZIP.
ATA (ATA 1, IDE)
- Przepustowość 8,3 MB/s
- Obsługa PIO 0, PIO 1, PIO 2
- Kabel transmisyjny 40 pin
- Maksymalnie obsługa do 2 urządzeń na magistrali
ATA 2 (EIDE, FASTATA)
- Przepustowość 16,6 MB/s
- Obsługa PIO 0, PIO 1, PIO 2, PIO 3, PIO 4
- Kabel transmisyjny 40 pin
- Maksymalnie obsługa do 4 urządzeń na magistrali
ATA 3
- Przepustowość 16 MB/s
- Obsługa PIO 0, PIO 1, PIO 2, PIO 3, PIO 4
- Obsługa Multiword DMA 1, Multiword DMA 2
- Kabel transmisyjny 40 pin
- Maksymalnie obsługa do 4 urządzeń na magistrali
- Korekcja CRC
ATA/ATAPI 4 - Ultra DMA 33
- Przepustowość 33 MB/s
- Obsługa PIO 0, PIO 1, PIO 2, PIO 3, PIO 4
- Obsługa Multiword DMA 1, Multiword DMA 2
- Obsługa Ultra DMA 0, Ultra DMA 1, Ultra DMA 2
- Kabel transmisyjny 40 pin
- Maksymalnie obsługa do 4 urządzeń na magistrali
- Korekcja CRC
ATA/ATAPI 5 - Ultra DMA 66
- Przepustowość 66 MB/s
- Obsługa PIO 0, PIO 1, PIO 2, PIO 3, PIO 4
- Obsługa Multiword DMA 1, Multiword DMA 2
- Obsługa Ultra DMA 0, Ultra DMA 1, Ultra DMA 2, Ultra DMA 3, Ultra DMA 4
- Kabel transmisyjny 80 pin
- Maksymalnie obsługa do 4 urządzeń na magistrali
- Korekcja CRC
ATA/ATAPI 6 - Ultra DMA 100 (Ultra DMA 5)
- Przepustowość 100 MB/s
- Obsługa PIO 0, PIO 1, PIO 2, PIO 3, PIO 4
- Obsługa Multiword DMA 1, Multiword DMA 2
- Obsługa Ultra DMA 0, Ultra DMA 1, Ultra DMA 2, Ultra DMA 3, Ultra DMA 4, Ultra DMA 5
- Kabel transmisyjny 80 pin
- Maksymalnie obsługa do 4 urządzeń na magistrali
- Korekcja CRC
ATA/ATAPI 7 - Ultra DMA 133 (Ultra DMA 6)
- Przepustowość 133 MB/s
- Obsługa PIO 0, PIO 1, PIO 2, PIO 3, PIO 4
- Obsługa Multiword DMA 1, Multiword DMA 2
- Obsługa Ultra DMA 0, Ultra DMA 1, Ultra DMA 2, Ultra DMA 3, Ultra DMA 4, Ultra DMA 5, Ultra DMA 6
- Kabel transmisyjny 80 pin
- Maksymalnie obsługa do 4 urządzeń na magistrali
- Korekcja CRC
Serial ATA
Transmisja szeregowa, bezpośrednio pomiędzy urządzeniem a kontrolerem
(brak zworek, jeden kabel jedno urządzenie). Interfejs SATA korzysta z
7 przewodowego kabla transmisyjnego (4 linie sygnałowe i 3 GND).
Transmisja opiera się na impulsach 250 mV (technologia LVDS). Długość
kabla transmisyjnego maksymalnie może wynosić 1 metr. Do zasilania
urządzenia wykorzystuje się 15 żyłowy kabel, wykorzystywane są napięcia
3,3V 5V oraz 12V.
S-ATA - pierwsza odsłona interfejsu Serial ATA
- Przepustowość 150 MB/s
- Hot Plug
S-ATA II - druga odsłona interfejsu Serial ATA
- Przepustowość 300 MB/s
- Kompatybilność z S-ATA 150
S-ATA III - trzecie oblicze Serial ATA (aktualnie niedostępne, planowana premiera to 2007 rok)
- Przepustowość 600 MB/s
- Kompatybilność wstecz
Linki
-
http://www.idema.org/
-
http://www.48bitlba.com/
-
http://www.serialata.org/
-
http://www.ata-atapi.com/
-
http://www.interfacebus.com/
-
http://www.cl.cam.ac.uk/Research/SRG/bluebook/21/crc/crc.html
