Interfacest interní počítačové sběrnice

The interní rozhraní počítačové sběrnice definuje fyzické a logické prostředky, kterými se interní jednotky (jako jsou pevné disky, optické jednotky, ...) připojují k počítači. Moderní počítač používá jedno nebo obě z následujících rozhraní:

Série ATA ( SATA ) je novější technologie, která nahrazuje ATA. SATA má oproti ATA několik výhod, včetně menších kabelů a konektorů, vyšší šířky pásma a vyšší spolehlivosti. Ačkoli SATA a ATA nejsou kompatibilní na fyzické a elektrické úrovni, jsou snadno dostupné adaptéry, které umožňují připojení jednotek SATA k rozhraním ATA a naopak. SATA je obecně kompatibilní s ATA na softwarové úrovni, což znamená, že ovladače ATA operačního systému fungují buď s rozhraními SATA nebo ATA a pevnými disky. Obrázek 7-2 ukazuje dvě SATA rozhraní, nad a pod 32,768 kHz hodinovým krystalem ve středu. Upozorňujeme, že každý konektor rozhraní je opatřen tělem ve tvaru písmene L, což zabraňuje zpětnému připojení kabelu SATA.

Obrázek 7-2: Rozhraní SATA

Malé počítačové systémové rozhraní (SCSI)

The Rozhraní malého počítačového systému ( SCSI ) se obvykle vyslovuje bláznivý , ale někdy sexy . SCSI se používá na serverech a špičkových pracovních stanicích, kde poskytuje dvě výhody: vylepšený výkon v porovnání s ATA a SATA v multitaskingu, víceuživatelská prostředí a schopnost řetězení mnoha disků na jednom rozhraní. Ačkoli jsme dříve doporučovali SCSI pro vysoce výkonné stolní systémy, velmi vysoké náklady na SCSI disky a hostitelské řadiče a zmenšující se výkonnostní mezera mezi SCSI a SATA nás vedly k zrušení tohoto doporučení.

AT Příloha ( ony ), vyslovovaný jako jednotlivá písmena, byl zdaleka nejběžnějším rozhraním pevného disku používaným v počítačích od počátku 90. let do roku 2003. ATA se někdy nazývá Paralelní ATA nebo PATA , aby se odlišil od novějšího Série ATA ( SATA ) rozhraní. ATA se stále používá v nových systémech, i když je nahrazována SATA. ATA se také často nazývá TADY ( Integrovaná elektronika pohonu ). Obrázek 7-1 ukazuje dvě standardní rozhraní ATA umístěná v jejich obvyklé poloze na přední hraně základní desky. Všimněte si, že každý konektor rozhraní je opatřen chybějícím kolíkem v horní řadě a zářezem v krytu konektoru dole.

Obrázek 7-1: Standardní rozhraní ATA

ATA VERSUS ATAPI

můj xbox one se stále vypíná

Technicky jsou zařízeními ATA pouze pevné disky. Optické jednotky, páskové jednotky a podobná zařízení, která se připojují k rozhraním ATA, používají upravenou verzi protokolů ATA s názvem ATAPI ( Rozhraní paketů ATA ). Z praktického hlediska je to malý rozdíl, protože k jakémukoli rozhraní ATA můžete připojit buď pevný disk ATA, zařízení ATAPI, nebo obojí současně.

Všechny kabely ATA pro stolní počítače mají tři 40kolíkové konektory: jeden, který se připojuje k rozhraní ATA, a dva, které se připojují k jednotkám ATA / ATAPI. Kabely ATA se dodávají ve třech variantách:

Standardní kabel ATA používá 40žilový plochý kabel a 40kolíkové konektory ve všech třech polohách. Všech 40 vodičů se připojuje ke všem třem konektorům. Jedinou skutečnou variantou, kromě kvality kabelu, je umístění tří konektorů. Dva konektory zařízení na standardním kabelu ATA jsou umístěny blíže k jednomu konci kabelu. Každá jednotka může být připojena ke kterémukoli konektoru jednotky. Standardní kabel ATA lze použít s jakýmkoli zařízením ATA / ATAPI prostřednictvím UltraATA-33 (režim UDMA 2). Pokud se k připojení zařízení UltraATA-66 (režim UDMA 4) nebo rychlejšího použije standardní kabel ATA, bude toto zařízení fungovat správně, ale bude opět fungovat v režimu UDMA 2 (33 MB / s). Standardní kabel ATA vyžaduje nastavení propojek master / slave pro připojená zařízení.

Všimněte si, že standardní kabely ATA už nejsou tak „standardní“ (protože ty jsou nyní všechny připraveny docela staré). Většina počítačů, které stále mají rozhraní ATA, bude pravděpodobně typu UltraDMA.

Standardní kabel / CSEL ATA je totožný se standardním kabelem ATA, kromě toho, že pin 28 není připojen mezi středním konektorem jednotky a koncovým konektorem jednotky. Standardní kabel / kabel CSEL ATA podporuje buď propojování master / slave nebo propojování CSEL pro připojená zařízení. U standardního kabelu / kabelu CSEL je poloha konektoru významná. Konektor rozhraní na kabelu CSEL je označen štítkem nebo má jinou barvu než konektory jednotek. Střední konektor je pro hlavní zařízení a koncový konektor naproti konektoru rozhraní je pro podřízené zařízení.

UltraDMA ( UDMA ) Kabel používá 80žilový plochý kabel a 40kolíkové konektory ve všech třech polohách. Dalších 40 vodičů jsou vyhrazené zemnicí vodiče, každý přiřazený k jednomu ze standardních 40 pinů ATA. Kabel UDMA lze použít s jakýmkoli zařízením ATA / ATAPI a měl by být pro spolehlivější fungování, ale je vyžadován pro nejlepší výkon se zařízeními UltraATA-66, -100 a -133 (režimy UDMA 4, 5 a 6). Všechny kabely UDMA jsou kabely CSEL a lze je použít buď v režimu výběru kabelu, nebo v režimu master / slave. Pro dřívější kabely ATA nebyly barevně odlišeny konektory.

Protože je pro provoz UltraATA-66 nebo rychlejšího kabelu vyžadován kabel UltraDMA, musí systém mít způsob, jak zjistit, zda je takový kabel nainstalován. To se provádí uzemněním kolíku 34 v modrém konektoru, který se připojuje k rozhraní. Protože 40vodičové kabely ATA neuzemňují kolík 34, může systém při spuštění zjistit, zda je nainstalován 40vodičový nebo 80vodičový kabel.

OVCE V ODĚVU OD WOLF

Neoznačené 40vodičové kabely CSEL udržujte oddělené od standardních kabelů. Pokud nahradíte kabel CSEL standardním kabelem, budou pohony, které jsou propojeny jako master nebo slave, fungovat správně. Pokud nahradíte standardní kabel kabelem CSEL a připojíte jeden disk propojený jako CSEL k tomuto kabelu, bude fungovat správně jako hlavní. Pokud ale připojíte dva disky CSEL ke standardnímu kabelu, oba fungují jako hlavní, což může mít za následek cokoli od jemných problémů až po (pravděpodobněji), že systém nebude mít přístup k žádné jednotce. Nejlepším pravidlem je jednoduše nikdy nepoužívat 40-vodičový kabel k připojení pevného disku.

VŠECHNY KABELY CSEL NENÍ TAKÉ

Všimněte si rozdílu mezi použitím 40-žilového kabelu CSEL a 80-žilového kabelu pro provoz CSEL. Ačkoli všechny kabely Ultra DMA podporují disky propojené buď jako master / slave nebo CSEL, neznamená to, že můžete volně nahradit 80vodičový kabel 40vodičovým kabelem. Pokud jsou měniče propojeny jako hlavní / podřízené, nahrazení 80vodičovým kabelem funguje dobře. Pokud jsou však jednotky propojeny jako CSEL, nahrazení 40-vodičového kabelu CSEL kabelem 80-vodičovým způsobí výměnu nastavení měničů. To znamená, že pohon, který byl masterem na 40-vodičovém kabelu, se stane podřízeným na 80-vodičovém kabelu a naopak.

Režim PIO versus režim DMA

ATA definuje dvě třídy režimu přenosu, tzv Režim PIO ( Programovaný I / O režim ) a Režim DMA ( Režim přímého přístupu do paměti ). Přenosy v režimu PIO jsou mnohem pomalejší a vyžadují, aby procesor rozhodoval o přenosech mezi zařízením a pamětí. Převody režimu DMA jsou mnohem rychlejší a probíhají bez zásahu procesoru. Pokud kterékoli zařízení na kanálu ATA používá režim PIO, musí tak učinit obě zařízení. To ochromuje propustnost a velmi zatěžuje procesor a zabředává do systému, kdykoli je k jednotce přistupováno.

Všechna moderní zařízení ATA a ATAPI podporují režim DMA, ale pro zpětnou kompatibilitu lze většinu nastavit na použití režimu PIO. Použití režimu PIO je chyba. Pokud při upgradu systému najdete disky, které podporují pouze režim PIO, vyměňte je. Pouze velmi staré pevné disky a optické jednotky jsou v každém případě omezeny na režim PIO, takže jejich výměna je samozřejmostí.

Kompatibilita mezi starými a novými zařízeními IDE

S menšími výjimkami neexistují žádné přímé konflikty kompatibility mezi novými zařízeními ATA a starými rozhraními ATA nebo naopak. Novější disky nemohou při připojení ke starému rozhraní ATA dosáhnout nejvyššího výkonu, stejně jako nové rozhraní nemůže zlepšit výkon starší jednotky. K jakémukoli rozhraní ATA ale můžete připojit jakoukoli jednotku ATA nebo ATAPI s jistotou, že bude fungovat, i když možná ne optimálně.

To znamená, že byste neměli používat starší zařízení PIO na stejném rozhraní jako zařízení DMA. Obě zařízení budou fungovat, ale propustnost zařízení DMA bude ochromena. Pokud upgradujete systém, který má nainstalované zařízení v režimu PIO, překonfigurujte jej pokud možno na DMA. Jinak jej nahraďte zařízením podporujícím DMA.

Mějte také na paměti, že rozhraní podporuje pouze jeden režim DMA nebo UltraDMA (UDMA) najednou. Například pokud připojíte vypalovačku DVD Plextor PX-716A UDMA Mode 4 (66,6 MB / s) a pevný disk Maxtor UDMA Mode 6 (133 MB / s) ke stejnému rozhraní ATA, pevný disk pracuje v režimu UDMA 4 rychlostí 66 MB / s, což může bránit propustnosti pevného disku. Podobně, pokud nainstalujete zapisovací jednotku DVD Plextor PX-740A, která podporuje jako nejrychlejší režim UDMA režim 2 (33 MB / s), je propustnost pevného disku ochromena pouze na 33 MB / s.

Předtím, než se rozhraní a jednotky SATA staly běžnými, se ATA k připojení pevných disků používala téměř univerzálně. I dnes mají stovky milionů počítačů pevné disky ATA. Toto číslo nevyhnutelně poklesne, protože starší systémy budou upgradovány a nahrazeny, ale ATA u nás zůstane roky.

Původní specifikace ATA definovala jediné rozhraní, které podporovalo jeden nebo dva pevné disky ATA. Na počátku 90. let měly téměř všechny systémy duální rozhraní ATA, z nichž každý podporoval až dva pevné disky ATA nebo zařízení ATAPI. Je ironií, že jsme se dostali do úplného kruhu. Mnoho současných základních desek poskytuje několik rozhraní SATA, ale pouze jedno rozhraní ATA.

Pokud má systém dvě rozhraní ATA, jedno je definováno jako primární rozhraní ATA a druhý jako sekundární rozhraní ATA . Tato dvě rozhraní jsou funkčně identická, ale systém přiřazuje vyšší prioritu primárnímu rozhraní. Proto je pevný disk (periferní zařízení s vysokou prioritou) obvykle připojen k primárnímu rozhraní, přičemž sekundární rozhraní se používá pro optické jednotky a jiná zařízení s nižší prioritou.

MASTERS are MASTERS, and SLAVES are SLAVES

Když propojíte master nebo slave zařízení, zařízení převezme tuto roli bez ohledu na to, ke které poloze se připojí na kabelu ATA. Například pokud propojíte zařízení jako hlavní, funguje jako hlavní bez ohledu na to, zda je připojeno ke konektoru jednotky na konci kabelu ATA nebo ke konektoru jednotky uprostřed kabelu ATA.

Každé rozhraní ATA (často volně nazýváno Kanál ATA ) může mít k sobě připojeno nula, jedno nebo dvě zařízení ATA a / nebo ATAPI. Každé zařízení ATA a ATAPI má integrovaný řadič, ale ATA povoluje (a vyžaduje) pouze jeden aktivní řadič na každé rozhraní. Proto pokud je k rozhraní připojeno pouze jedno zařízení, musí mít toto zařízení povolený integrovaný řadič. Pokud jsou k rozhraní ATA připojena dvě zařízení, jedno zařízení musí mít povolený řadič a druhé musí mít svůj řadič deaktivovaný.

V terminologii ATA se zařízení, jehož řadič je povolen, nazývá a mistr ten, jehož ovladač je deaktivován, se nazývá a otrok (ATA předchází politické korektnosti). V počítači se dvěma rozhraními ATA lze proto zařízení konfigurovat jedním ze čtyř způsobů: primární master, primární slave, sekundární master nebo sekundární otrok . Zařízení ATA / ATAPI jsou přiřazena jako hlavní nebo slave nastavením propojek na zařízení, jak je znázorněno v Obrázek 7-3 .

Obrázek 7-3: Nastavení propojky master / slave na jednotce ATA

Při rozhodování o tom, jak alokovat zařízení mezi dvě rozhraní a zvolit pro každé z nich stav hlavního nebo podřízeného, použijte následující pokyny:

Hlavní pevný disk vždy přiřaďte jako primární master. Nepřipojujte další zařízení k primárnímu rozhraní ATA, pokud nejsou obsazeny obě pozice na sekundárním rozhraní.
ATA zakazuje simultánní I / O na rozhraní, což znamená, že současně může být aktivní pouze jedno zařízení. Pokud jedno zařízení čte nebo zapisuje, druhé zařízení nemůže číst ani zapisovat, dokud aktivní zařízení nevytvoří kanál. Důsledkem tohoto pravidla je, že pokud máte dvě zařízení, která potřebují provádět simultánní I / O, například zapisovač DVD, který používáte k duplikování DVD z jednotky DVD-ROM, měli byste tato dvě zařízení umístit na samostatná rozhraní.
Pokud připojujete zařízení ATA (pevný disk) a zařízení ATAPI (například optickou jednotku) ke stejnému rozhraní, nastavte pevný disk jako hlavní a zařízení ATAPI jako podřízené.
Pokud připojujete dvě podobná zařízení (ATA nebo ATAPI) k rozhraní, obecně nezáleží na tom, které zařízení je hlavní a které podřízené. Z tohoto pokynu však existují výjimky, zejména u zařízení ATAPI, z nichž některá opravdu chtějí být master (nebo slave) v závislosti na tom, které další zařízení ATAPI je připojeno ke kanálu.
Pokud připojujete starší zařízení a novější zařízení ke stejnému rozhraní ATA, je obecně lepší nakonfigurovat novější zařízení jako hlavní, protože je pravděpodobné, že bude mít schopnější řadič než starší zařízení.
Vyhněte se sdílení jednoho rozhraní mezi zařízením podporujícím DMA a zařízením pouze PIO. Pokud obě zařízení na rozhraní podporují DMA, obě používají DMA. Pokud pouze jedno zařízení podporuje DMA, jsou obě zařízení nucena používat PIO, což snižuje výkon a dramaticky zvyšuje využití procesoru. Podobně, pokud obě zařízení podporují DMA, ale na různých úrovních, je schopnější zařízení nuceno používat pomalejší režim DMA. Pokud je to možné, vyměňte všechna zařízení pouze pro PIO.

Abyste mohli určit správné nastavení propojky, musíte se ujistit, že jste jednotku připojili ke správnému konektoru.

U standardních kabelů ATA to funguje takto:

Všechny konektory jsou černé. Každá jednotka může být připojena ke kterémukoli konektoru jednotky. Obecně umístíte hlavní zařízení na střední konektor kabelu a slave umístíte na konec kabelu. Vidět tady

Většina disků ATA / ATAPI poskytuje kromě standardních propojek Master / Slave také propojku Cable Select (CS nebo CSEL). Pokud propojíte jednotku jako hlavní (nebo podřízenou), bude tato jednotka fungovat jako hlavní (nebo podřízená) bez ohledu na to, ke kterému konektoru je na kabelu ATA připojen. Pokud propojíte měnič jako CSEL, poloha měniče na kabelu určuje, zda měnič funguje jako nadřazený nebo podřízený.

CSEL byl představen jako prostředek ke zjednodušení konfigurace ATA. Cílem bylo, aby disky mohly být jednoduše instalovány a odebírány bez výměny propojek, bez možnosti konfliktu v důsledku nesprávného nastavení propojky. Ačkoli CSEL existuje již mnoho let, teprve v posledních několika letech se stal oblíbeným u výrobců systémů.

Používání CSEL vyžaduje následující:

Pokud je na rozhraní nainstalována jedna jednotka, musí tato jednotka podporovat a být nakonfigurována pro použití CSEL. Pokud jsou nainstalovány dva disky, musí oba podporovat a být konfigurovány pro použití CSEL
Rozhraní ATA musí podporovat CSEL. Velmi stará rozhraní ATA nepodporují CSEL a považují jakoukoli jednotku nakonfigurovanou jako CSEL za slave.
Kabel ATA musí být speciální kabel CSEL. Bohužel existují tři typy kabelu CSEL:
- 40-vodičový kabel CSEL se liší od standardního 40-vodičového kabelu ATA tím, že pin 28 je připojen pouze mezi rozhraním ATA a první pozicí pohonu na kabelu (střední konektor). Kolík 28 není připojen mezi rozhraním a druhou polohou pohonu (koncový konektor na kabelu). S takovým kabelem je jednotka připojená ke střednímu konektoru (s připojeným kolíkem 28) hlavní jednotka připojená ke konektoru nejdále od rozhraní (s kolíkem 28 nepřipojeným) je podřízená.
- Všechny 80vodičové (Ultra DMA) kabely ATA podporují CSEL, ale s přesně opačnou orientací 40vodičového standardního kabelu CSEL, který byl právě popsán. S takovým kabelem je jednotka připojená ke střednímu konektoru (s nepřipojeným kolíkem 28) podřízená jednotka připojená ke konektoru nejdále od rozhraní (s připojeným kolíkem 28) je hlavní. Toto je vlastně lepší uspořádání, pokud je trochu neintuitivní, jak lze vodič připojit ke koncovému konektoru, ale ne ke středu? protože standardní 40-vodičový kabel CSEL umístí hlavní jednotku na střední konektor. Pokud je na tomto kabelu nainstalována pouze jedna jednotka, ponechá volný „útržek“ kabelu volně viset a nic k němu není připojeno. Elektricky je to velmi špatný nápad, protože neukončený kabel umožňuje vytváření stojatých vln, což zvyšuje šum na lince a zhoršuje integritu dat.
- 40-vodičový kabel CSEL Y umístí konektor rozhraní doprostřed s konektorem pohonu na každém konci, jedním označeným hlavním a jedním podřízeným. I když je to teoreticky dobrý nápad, v praxi to funguje zřídka. Problém je v tom, že stále platí limity délky kabelu ATA, což znamená, že konektory jednotek nemají dostatek kabelu, aby se k jednotkám dostaly ve všech, kromě těch nejmenších. Pokud máte věž, můžete ji zapomenout. 40vodičové kabely CSEL mají být jasně označeny, ale zjistili jsme, že tomu tak často není. Vizuálně není možné takové kabely identifikovat, i když typ můžete ověřit pomocí digitálního voltmetru nebo testeru kontinuity mezi dvěma koncovými konektory na kolíku 28. Pokud existuje kontinuita, máte standardní kabel ATA. Pokud ne, máte kabel CSEL.

Specifikace kabelu Ultra DMA vyžaduje následující barvy konektoru:

Jeden koncový konektor je modrý, což znamená, že se připojuje k rozhraní ATA základní desky.
Konektor na opačném konci je černý a slouží k připojení hlavní jednotky (zařízení 0) nebo jedné jednotky, pokud je ke kabelu připojen pouze jeden. Pokud se použije CSEL, černý konektor nakonfiguruje jednotku jako hlavní. Pokud se používá standardní propojka Master / Slave, musí být hlavní jednotka stále připojena k černému konektoru, protože ATA-66, ATA-100 a ATA-133 neumožňují připojení jedné jednotky ke střednímu konektoru, což má za následek ve stojatých vlnách, které narušují datovou komunikaci.
Střední konektor je šedý a slouží k připojení podřízené jednotky (zařízení 1), pokud je přítomna.

Obrázek 7-4 ukazuje 80-vodičový UltraDMA kabel (nahoře) a 40-vodičový standardní ATA kabel pro srovnání.

Obrázek 7-4: 80vodičový kabel ATA UltraDMA (nahoře) a standardní 40žilový kabel ATA

Zařízení ATA mají některé nebo všechny následující možnosti propojek:

Připojení propojky v hlavní poloze umožňuje palubní ovladač. Všechna zařízení ATA a ATAPI mají tuto možnost. Tuto pozici propojky vyberte, pokud je to jediné zařízení připojené k rozhraní, nebo pokud je to první ze dvou zařízení připojených k rozhraní.

Připojení můstku v podřízené poloze deaktivuje palubní ovladač. (Jeden z našich technických recenzentů poznamenává, že to využil k načtení dat z pevného disku, jehož řadič selhal, což je velmi důležité mít na paměti.) Všechna zařízení ATA a ATAPI lze nastavit jako slave. Tuto pozici propojky vyberte, pokud se jedná o druhé zařízení připojené k rozhraní, které již má připojeno hlavní zařízení.

Většina zařízení ATA / ATAPI má označenou třetí pozici propojky Cable Select, CS nebo LEST . Připojení propojky v poloze CSEL dává zařízení pokyn, aby se nakonfigurovalo jako hlavní nebo podřízený na základě své polohy na kabelu ATA. Pokud je propojena propojka CSEL, nesmí být připojena žádná další propojka. Další informace o CSEL najdete v následující části.

Když funguje jako hlavní, několik starších zařízení ATA / ATAPI potřebuje vědět, zda jsou jediným zařízením na kanálu, nebo zda je připojeno i podřízené zařízení. Taková zařízení mohou mít označenou další polohu propojky Jediný nebo Pouze . U takového zařízení jej propojte jako hlavní, pokud je to hlavní zařízení na rozhraní, slave, pokud je to vedlejší zařízení na rozhraní, a jediný / pouze pokud je to jediné zařízení připojené k rozhraní.

Několik starších disků má propojku Přítomný otrok nebo SP . Tento můstek provádí inverzní funkci jediného / jediného můstku tím, že upozorňuje zařízení propojené jako hlavní, že na kanálu je také podřízené zařízení. Pro takové zařízení jej propojte jako hlavní, pokud je to jediné zařízení na rozhraní, nebo slave, pokud je to druhé ze dvou zařízení na rozhraní.

Pokud je to hlavní na kanálu, který má také nainstalovanou podřízenou jednotku, připojte propojky současné i nadřízené.

Po připojení disků ke správným konektorům na kabelech a nastavení propojek je čas nechat systém detekovat disky. Chcete-li to provést, restartujte systém a spusťte nastavení systému BIOS (budete muset stisknout klávesu, protože váš systém se často bootuje, klávesa je buď F1, F2, Esc nebo Del). V nabídce vyhledejte možnost s názvem Automatická detekce nebo něco podobného, pokud systém BIOS automaticky nezobrazuje vaše disky. Tuto možnost Automatická detekce použijte k vynucení detekce disku. Restartujte počítač a měli byste být schopni používat vaše disky (poté můžete začít rozdělit a formátovat disk). Pokud nejste schopni uvést vaše disky do provozu pomocí aktuální konfigurace, vyzkoušejte další konfigurace, jak je vysvětleno tady

Upozorňujeme, že nastavení systému BIOS vám také sdělí počet vašich rozhraní SATA, pokud máte SATA. To bude užitečné, abyste mohli určit, na kterém rozhraní musíte připojit svůj disk, aby se stal primárním diskem.

Série ATA (také známý jako SATA nebo S-ATA ) je nástupcem starších standardů ATA / ATAPI. SATA je primárně určena jako rozhraní pevného disku, ale lze ji použít také pro optické jednotky, páskové jednotky a podobná zařízení.

Očekávalo se, že SATA disky a rozhraní budou dodávány v objemu na konci roku 2001, ale různé problémy zpozdily nasazení o více než rok. Koncem roku 2002 byly základní desky a disky SATA v omezené distribuci, ale až v polovině roku 2003 se staly široce dostupné disky a základní desky SATA s nativní podporou SATA. I přes pomalý start SATA vzlétlo jako gangbusters. Rychlejší SATA disky a rozhraní druhé generace se začaly dodávat počátkem roku 2005.

V současné době jsou k dispozici dvě verze SATA:

SATA / 150 (také zvaný SATA150 ) definuje první generaci rozhraní a zařízení SATA. SATA / 150 pracuje s rychlostí surových dat 1,5 GB / s, ale režie snižuje efektivní datovou rychlost na 1,2 GB / s nebo 150 MB / s. Přestože je tato rychlost přenosu dat jen nepatrně vyšší než rychlost přenosu dat UltraATA / 133 133 MB / s, je pro každé připojené zařízení k dispozici plná šířka pásma SATA, nikoli sdílená mezi dvěma zařízeními, jak je tomu u PATA.

můj pas nezobrazuje okna

SATA / 300 nebo SATA300 (často mylně nazýván SATA II ) definuje rozhraní a zařízení SATA druhé generace. SATA / 300 pracuje s rychlostí surových dat 3,0 GB / s, ale režie snižuje efektivní datovou rychlost na 2,4 GB / s nebo 300 MB / s. Základní desky založené na čipové sadě NVIDIA nForce4 se začaly dodávat počátkem roku 2005 a byly prvními dostupnými zařízeními vyhovujícími SATA / 300. Pevné disky SATA / 300 se začaly dodávat v polovině roku 2005. Rozhraní a jednotky SATA / 300 používají stejné fyzické konektory jako komponenty SATA / 150 a jsou zpětně kompatibilní s rozhraními a jednotkami SATA / 150 (i když s nižší rychlostí dat SATA / 150).

Limit 128/137 GB

Starší rozhraní ATA používají 28bitové Logické blokování adres ( LBA ), který omezuje tato rozhraní na adresování 2²⁸nebo 268 435 456 sektorů na pevném disku. Protože pevné disky používají 512bajtové sektory, znamená to maximální podporovanou velikost disku 137 438 953 472 bajtů nebo 128 GB. (Tvůrci disků používají desítkové GB místo binárních GB, a proto tento limit označují jako 137 GB, spíše než 128 GB nahlášený systémem BIOS a operačním systémem.) Toto je hardwarové omezení, které vynucuje samotné rozhraní. Současná rozhraní ATA používají 48bitovou LBA, která rozšiřuje maximální velikost podporované jednotky o faktor více než jeden milion, na 128 PB ( petabajty , kde petabajt je 1 024 terabajtů).

Pokud nainstalujete pevný disk větší než 128 GB na starší rozhraní ATA, funguje správně, ale místo na disku nad 128 GB je nepřístupné. Pokud opravdu potřebujete podporovat větší disky na tom, co je koneckonců starší systém, jednou alternativou je instalace rozšiřující karty, která poskytuje jedno nebo více 48bitových rozhraní LBA pro pevné disky PATA. Ještě lépe, nainstalujte kartu adaptéru SATA a používejte pevné disky SATA. (Všechna rozhraní SATA podporují 48bitovou LBA.) V obou případech deaktivujte rozhraní ATA primární základní desky, abyste šetřili prostředky, a spusťte optickou jednotku a všechna další zařízení ATAPI na rozhraní sekundární základní desky.

SATA má následující důležité funkce:

PATA používá relativně vysoké signální napětí, které ve spojení s vysokou hustotou pinů činí 133 MB / s nejvyšší realisticky dosažitelnou rychlost přenosu dat pro PATA. SATA používá mnohem nižší signální napětí, což snižuje rušení a přeslechy mezi vodiči.

SATA nahrazuje 40kolíkový / 80vodičový plochý kabel PATA kabelem se 7 vodiči. Kromě snížení nákladů a zvýšení spolehlivosti menší kabel SATA usnadňuje vedení kabelu a zlepšuje proudění vzduchu a chlazení. Kabel SATA může být až 1 metr (39+ palců) oproti 0,45 metru (18 ') omezení PATA. Tato zvětšená délka přispívá ke snadnějšímu použití a flexibilitě při instalaci pohonů, zejména ve věžových systémech.

Kromě tří uzemňovacích vodičů používá 7vodičový kabel SATA diferenciální vysílací pár (TX + a TX) a diferenciální přijímací pár (RX + a RX). Diferenciální signalizace, dlouho používaná pro serverové úložiště založené na SCSI, zvyšuje integritu signálu, podporuje rychlejší datové rychlosti a umožňuje použití delších kabelů.

Kromě použití diferenciální signalizace obsahuje SATA vynikající detekci a korekci chyb, což zajišťuje end-to-end integritu příkazů a datových přenosů rychlostí, která výrazně překračuje rychlost možnou s PATA.

SATA se z hlediska operačního systému jeví shodná s PATA. Současné operační systémy tak mohou rozpoznávat a používat rozhraní a zařízení SATA pomocí stávajících ovladačů. (Pokud však váš systém používá čipovou sadu nebo BIOS, který nemá nativní podporu SATA, nebo pokud používáte distribuční disk operačního systému, který předchází SATA, možná budete muset během instalace pro disky SATA vložit disketu s ovladači SATA. být uznán.)

Externí SATA

Externí SATA ( eSATA ) je určen k nahrazení USB 2.0 a FireWire (IEEE-1394) pro připojení externích pevných disků. eSATA používá upravený SATA konektor, který je mnohem robustnější než relativně křehký standardní SATA konektor a je dimenzován na tisíce vkládání a vyjímání. eSATA prodlužuje povolenou délku kabelu z 1 metru na 2 metry, což umožňuje pohodlné umístění externích pevných disků a polí. eSATA je k dispozici ve variantách 150 MB / s a 300 MB / s, obě podporují připojení za provozu (připojení nebo odpojení jednotky, když je systém spuštěný).

eSATA poskytuje mnohem vyšší propustnost než USB 2.0 nebo FireWire, protože eSATA postrádá režii protokolu, která zpomaluje USB 2.0 a FireWire na zlomek jejich jmenovité propustnosti. Výkon externího pevného disku eSATA je shodný s výkonem podobného interního pevného disku SATA.

Většina současných základních desek postrádá zabudovaná rozhraní eSATA, ačkoli některé základní desky představené po polovině roku 2005 tato rozhraní obsahují. Pokud ve vašem systému chybí rozhraní eSATA, je snadné jej přidat. Adaptéry hostitelské sběrnice eSATA pro stolní systémy jsou snadno dostupné, aby se vešly do rozšiřujících slotů PCI nebo PCI Express. Podporu eSATA můžete do systému notebooku přidat instalací karty Cardbus nebo ExpressCard eSATA.

Všimněte si, že byla prodána některá přechodná pouzdra externích jednotek a adaptéry hostitelské sběrnice, které umožňují připojení standardních disků SATA externě pomocí protokolů SATA. Tato zařízení nejsou kompatibilní s eSATA. Většina používá standardní konektory SATA, i když některé nahrazují konektory a kabely USB 2.0 nebo FireWire (i když rozhraní je ve skutečnosti SATA). Většina z nich nepodporuje připojení za provozu.

Francisco Garc a Maceda poznamenává: „Chtěl bych také zmínit kombinaci kabel / konzola, kterou prodávají některé společnosti (HighPoint a další), takže můžete jeden ze svých interních portů SATA přeměnit na externí. Jedná se o jednoduchý kabel s běžným konektorem SATA na jednom konci a konektorem eSATA na druhém konci připojený k běžnému držáku skříně bez elektroniky jakéhokoli druhu. K dispozici jsou také kryty externích disků, které vám umožňují instalovat jednotky PATA do externích případů eSATA, například HighPoint RocketMate 1100. Lze je použít s jednoduchým kombinací kabel / držák nebo s jakoukoli kartou eSATA nebo základní deskou. “

Na rozdíl od PATA, která umožňuje připojení dvou zařízení k jednomu rozhraní, SATA vyhrazuje rozhraní pro každé zařízení. To pomáhá výkonu třemi způsoby:

Každé zařízení SATA má k dispozici plnou šířku pásma 150 MB / s nebo 300 MB / s. Ačkoli současné jednotky PATA nejsou omezeny šířkou pásma při provozu jedné na kanál, instalace dvou rychlých jednotek PATA na jeden kanál omezuje propustnost obou.
- PATA umožňuje kanálu používat pouze jedno zařízení najednou, což znamená, že zařízení bude možná muset počkat, než zapíše nebo načte data na kanálu PATA. Zařízení SATA mohou kdykoli zapisovat nebo číst bez ohledu na ostatní zařízení.
- Pokud jsou na kanálu PATA nainstalována dvě zařízení, tento kanál vždy pracuje rychlostí pomalejšího zařízení. Například instalace pevného disku UDMA-6 a optické jednotky UDMA-2 na stejný kanál znamená, že pevný disk musí pracovat na UDMA-2. Zařízení SATA vždy komunikují při nejvyšší přenosové rychlosti podporované zařízením a rozhraním.

Rada od Francisco García Maceda

Také bych zmínil, že většina disků PATA má propojku, která omezuje kapacitu dřívějšího limitu 32 GB systému BIOS. To může vaši slaninu zachránit, protože získávání disků pod 40 GB je stále obtížnější, a pokud musíte zachránit / klonovat starší disk, může to být vaše jediná volba.

Jednotky PATA reagují na požadavky na čtení a zápis v pořadí, v jakém jsou přijímány, bez ohledu na umístění dat na jednotce. To je analogické s výtahem, který vede do každého patra v pořadí, ve kterém byla stisknuta volací tlačítka, a ignoruje lidi čekající na mezipatrech. Většina (ale ne všechny) SATA disky podporují Nativní řízení front ( NCQ ), který disku umožňuje hromadit požadavky na čtení a zápis, třídit je do nejefektivnějšího pořadí a poté tyto požadavky zpracovat bez ohledu na pořadí, ve kterém byly přijaty. Tento proces se také nazývá hledání výtahu , umožňuje disku obsluhovat požadavky na čtení a zápis a zároveň minimalizovat pohyby hlavy, což má za následek lepší výkon. NCQ je nejdůležitější v prostředích, jako jsou servery, kde jsou disky neustále přístupné, ale poskytuje některé výkonnostní výhody i v desktopových systémech.

V porovnání s PATA používá SATA tenčí kabely a menší a jednoznačně klíčované konektory. 7kolíkový Signálový konektor SATA se používá na obou koncích datového kabelu SATA. Oba konektory se mohou vzájemně zaměňovat s datovým konektorem na jednotce nebo rozhraním SATA na základní desce. 15kolíkový Napájecí konektor SATA používá podobný fyzický konektor, také s jednoznačným klíčováním. Obrázek 7-5 ukazuje datový kabel SATA vlevo a pro srovnání kabel UDMA ATA vpravo. I když zohledňujeme skutečnost, že kabel ATA podporuje dvě zařízení, je jasné, že použití SATA šetří nemovitosti na základní desce a výrazně snižuje nepořádek uvnitř pouzdra.

Obrázek 7-5: Datový kabel SATA (vlevo) a datový kabel UltraDMA

Specifikace SATA definuje přípustnou délku signálního kabelu SATA až o 1 metr více než dvakrát tak dlouhou jako nejdelší přípustný kabel PATA. Kromě vynikajících elektrických charakteristik a větší povolené délky je jednou z hlavních výhod kabeláže SATA její menší fyzická velikost, která přispívá k lepšímu vedení kabelů a mnohem lepšímu proudění vzduchu a chlazení.

O konfiguraci pevného disku SATA toho není moc co říct. Na rozdíl od PATA nemusíte nastavovat propojky pro master nebo slave (ačkoli SATA podporuje emulaci master / slave). Každá jednotka SATA se připojuje k vyhrazenému signálnímu konektoru a signální a napájecí kabely jsou zcela standardní. Nemusíte se starat ani o konfiguraci DMA, rozhodování o tom, která zařízení by měla sdílet kanál atd. O omezení kapacity se nemusíte starat, protože všechny pevné disky a rozhraní SATA podporují 48bitovou LBA. Čipová sada, BIOS, operační systém a ovladače v současných systémech rozpoznávají pevný disk SATA pouze jako další disk ATA, takže není potřeba žádná konfigurace. Jednoduše připojíte datový kabel k jednotce a rozhraní, připojíte napájecí kabel k jednotce a začnete jednotku používat. (Na starších systémech bude pravděpodobně nutné instalovat ovladače ručně a jednotky SATA mohou být rozpoznány jako zařízení SCSI spíše než zařízení ATA, což je normální chování.)

Musíte si však být vědomi toho, že byste měli připojit SATA disk, který je zamýšlen jako primární SATA disk, k SATA rozhraní s nejnižším číslem (obvykle 0, ale někdy 1). Připojte jednotku SATA, která je sekundární, k nejnižšímu dostupnému rozhraní SATA. (V systému s primární jednotkou PATA a sekundární jednotkou SATA použijte rozhraní SATA 0 nebo vyšší.) Jakýkoli pevný disk PATA by měl být nakonfigurován jako hlavní zařízení, pokud je to vůbec možné. Připojte jednotku PATA, která je primární jako primární hlavní jednotka, a jednotku PATA, která je sekundární jako sekundární zdroj.

NÁLET ( Redundantní pole levných disků / disků ) je prostředek, kterým jsou data distribuována na dva nebo více fyzických pevných disků, aby se zlepšil výkon a zvýšila bezpečnost dat. RAID může přežít ztrátu kterékoli jednotky bez ztráty dat, protože redundance pole umožňuje, aby byla data obnovena nebo rekonstruována ze zbývajících jednotek.

RAID byl dříve velmi nákladný na implementaci, a proto se používal pouze na serverech a profesionálních pracovních stanicích. To už není pravda. Mnoho nedávných systémů a základních desek má rozhraní ATA a / nebo SATA podporující RAID. Nízká cena disků ATA a SATA a integrovaná podpora RAID znamenají, že je nyní praktické používat RAID na běžných počítačích.

Existuje pět definovaných úrovní RAID, očíslovaných RAID 1 až RAID 5, ačkoli v prostředích PC se běžně používají pouze dvě z těchto úrovní. Některé nebo všechny následující úrovně RAID a další konfigurace více disků podporuje mnoho současných základních desek:

JBOD ( Jen banda pohonů ), také zvaný Režim rozpětí nebo Spanning mode , je provozní režim bez pole RAID, který podporuje většina adaptérů RAID. S JBOD lze logicky sloučit dva nebo více fyzických disků, aby se operačnímu systému zobrazily jako jedna větší jednotka. Data se zapisují na první jednotku, dokud není plná, poté na druhou jednotku, dokud není plná atd. V minulosti, kdy byly kapacity disků menší, byla pole JBOD použita k vytvoření jediného svazku dostatečně velkého pro uložení obrovských databází. S 300 GB a většími disky, které jsou nyní snadno dostupné, málokdy existuje dobrý důvod používat JBOD. Nevýhodou JBOD je, že selhání jakékoli jednotky způsobí, že celé pole bude nepřístupné. Protože pravděpodobnost selhání disku je úměrná počtu disků v poli, je JBOD méně spolehlivý než jeden velký disk. Výkon JBOD je stejný jako výkon disků, které tvoří pole.

RAID 0 , také zvaný prokládání disku , není vůbec RAID, protože neposkytuje žádnou redundanci. U pole RAID 0 se data zapisují prokládaná na dvě nebo více fyzických jednotek. Protože zápisy a čtení jsou rozděleny na dvě nebo více jednotek, poskytuje RAID 0 nejrychlejší čtení a zápis na jakékoli úrovni pole RAID, přičemž výkon zápisu i čtení je znatelně rychlejší, než jaký poskytuje jedna jednotka. Nevýhodou pole RAID 0 je, že porucha kterékoli jednotky v poli způsobí ztrátu všech dat uložených na všech jednotkách v poli. To znamená, že data uložená v poli RAID 0 jsou ve skutečnosti více ohrožena než data uložená na jedné jednotce. Ačkoli někteří dedikovaní hráči používají RAID 0 při hledání nejvyššího možného výkonu, nedoporučujeme používat RAID 0 na typickém stolním systému.

RAID 0 JE NESMĚRNÝ PRO SYSTÉMY STOLŮ

RAID 0 ve skutečnosti poskytuje velmi malou výhodu výkonu pro typický stolní počítač. RAID 0 si přijde na své, když je diskový subsystém velmi využíván, stejně jako u serveru, který podporuje mnoho uživatelů. Několik systémů pro jednoho uživatele přistupuje k diskům dostatečně těžce, aby mohly využívat výhody RAID 0.

RAID 1 , také zvaný zrcadlení disku , duplikuje všechny zápisy na dvě nebo více fyzických diskových jednotek. Proto RAID 1 nabízí nejvyšší úroveň redundance dat na úkor poloviny množství místa na disku viditelného pro operační systém. Režie potřebná k zápisu stejných dat na dvě jednotky znamená, že zápisy RAID 1 jsou obvykle o něco pomalejší než zápisy na jednu jednotku. Naopak, protože stejná data lze číst z kterékoli jednotky, může inteligentní adaptér RAID 1 mírně zlepšit výkon čtení relativně k jedné jednotce tím, že bude frontu žádat o čtení pro každou jednotku zvlášť, což jí umožní číst data z kterékoli jednotky, která má hlavy nejblíže k požadovaným údajům. Je také možné, aby pole RAID 1 používalo dva fyzické hostitelské adaptéry k eliminaci diskového adaptéru jako jediného bodu selhání. V takovém uspořádání, tzv duplexování disku , pole může pokračovat v provozu po selhání jedné jednotky, jednoho hostitelského adaptéru nebo obou (pokud jsou na stejném kanálu).

RAID 5 , také zvaný prokládání disku s paritou , vyžaduje alespoň tři fyzické diskové jednotky. Data se zapisují blokově na střídavé jednotky s paritními bloky prokládanými. Například v poli RAID 5, které obsahuje tři fyzické jednotky, může být první datový blok 64 KB zapsán na první jednotku, druhý datový blok na druhou jednotku a paritní blok na třetí jednotku. Následné datové bloky a paritní bloky se zapisují na tři jednotky takovým způsobem, že datové bloky a paritní bloky jsou rovnoměrně rozloženy mezi všechny tři jednotky. Paritní bloky se počítají tak, že pokud dojde ke ztrátě některého z jejich dvou datových bloků, lze jej rekonstruovat pomocí paritního bloku a zbývajícího datového bloku. Selhání kterékoli jednotky v poli RAID 5 nezpůsobí žádnou ztrátu dat, protože ztracené datové bloky lze rekonstruovat z datových a paritních bloků na zbývajících dvou jednotkách. RAID 5 poskytuje o něco lepší čtecí výkon než jedna jednotka. Výkon zápisu RAID 5 je obvykle o něco pomalejší než výkon jedné jednotky, a to kvůli režii spojené se segmentací dat a výpočtem paritních bloků. Protože většina počítačů a malých serverů umí více číst než zapisovat, je RAID 5 často nejlepším kompromisem mezi výkonem a redundancí dat.

samsung chromebook se nezapne

RAID 5 může obsahovat libovolný počet disků, ale v praxi je nejlepší omezit RAID 5 na tři nebo čtyři fyzické disky, protože výkon degradovaného RAID 5 (jednoho, u kterého disk selhal) se nepřímo mění s počet jednotek v poli. Například třípásmový RAID 5 s vadným diskem je velmi pomalý, ale je pravděpodobně použitelný, dokud nebude možné pole znovu sestavit. Degradovaný RAID 5 se šesti nebo osmi disky je obvykle příliš pomalý, než aby byl vůbec použitelný.

RAID NENÍ NÁHRADOU ZA ZÁLOHY

Používání RAID 1 nebo RAID 5 je levný způsob, jak se chránit před ztrátou dat při selhání pevného disku, ale RAID není náhradou za zálohování. RAID chrání pouze proti selhání pohonu. Chcete-li se chránit před náhodným poškozením nebo vymazáním souborů nebo ztrátou v důsledku požáru, povodně nebo krádeže, musíte stále zálohovat svá data.

Pokud vaše základní deska nemá podporu RAID nebo pokud potřebujete úroveň RAID, kterou základní deska neposkytuje, můžete nainstalovat adaptér RAID jiného výrobce, například adaptér 3Ware ( http://www.3ware.com ), Adaptec ( http://www.adaptec.com ), Highpoint Technologies ( http://www.highpoint-tech.com ), Promise Technology ( http://www.promise.com ), a další. Před zakoupením takové karty ověřte podporu operačního systému, zejména pokud používáte Linux nebo starší verzi Windows.

Více o pevných discích