Acest articol se va concentra pe ceea ce vă permite să conectați un hard disk la un computer, și anume, interfața hard diskului. Mai exact, să vorbim despre interfețele hard disk, deoarece pe toată perioada existenței lor au fost inventate o mare varietate de tehnologii pentru conectarea acestor dispozitive, iar abundența standardelor în acest domeniu poate deruta un utilizator neexperimentat. Cu toate acestea, primul lucru.

Interfețele hard disk (sau strict vorbind, interfețele unităților externe, deoarece nu numai, ci și alte tipuri de unități, cum ar fi unitățile optice, pot acționa ca acestea) sunt concepute pentru a face schimb de informații între aceste dispozitive de memorie externă și placa de bază. Interfețele hard diskului, nu mai puțin decât parametrii fizici ai unităților, afectează multe dintre performanța și performanța unității. În special, interfețele de unitate determină parametri precum viteza schimbului de date între hard disk și placa de bază, numărul de dispozitive care pot fi conectate la computer, capacitatea de a crea matrice de discuri, posibilitatea de conectare la cald, suport pentru NCQ și tehnologiile AHCI, etc. Depinde și de interfața hard disk-ului de ce cablu, cablu sau adaptor aveți nevoie pentru a-l conecta la placa de bază.

SCSI - Small Computer System Interface

Interfața SCSI este una dintre cele mai vechi interfețe dezvoltate pentru conectarea unităților în computerele personale. Acest standard a apărut la începutul anilor 1980. Unul dintre dezvoltatorii săi a fost Alan Shugart, cunoscut și ca inventatorul unităților de dischetă.

Aspectul interfeței SCSI pe placă și cablul care se conectează la aceasta

Standardul SCSI (în mod tradițional, această abreviere este citită în transcrierea rusă ca „skazi”) a fost inițial destinat utilizării în computerele personale, așa cum demonstrează chiar și numele formatului - Small Computer System Interface sau o interfață de sistem pentru computere mici. Cu toate acestea, s-a întâmplat ca unitățile de acest tip să fie folosite în principal în computere personale de top, iar mai târziu în servere. Acest lucru s-a datorat faptului că, în ciuda arhitecturii de succes și a unei game largi de comenzi, implementarea tehnică a interfeței a fost destul de complicată și nu era potrivită pentru costul computerelor de masă.

Cu toate acestea, acest standard avea o serie de caracteristici care nu sunt disponibile pentru alte tipuri de interfețe. De exemplu, un cablu pentru conectarea dispozitivelor Small Computer System Interface poate avea o lungime maximă de 12 m și o rată de transfer de date de 640 MB/s.

La fel ca interfața IDE care a apărut puțin mai târziu, interfața SCSI este paralelă. Aceasta înseamnă că interfața folosește magistrale care transmit informații prin mai mulți conductori. Această caracteristică a fost unul dintre factorii limitativi pentru dezvoltarea standardului și, prin urmare, a fost dezvoltat un standard SAS serial mai avansat (de la Serial Attached SCSI) ca înlocuitor.

SAS - Serial Attached SCSI

Așa arată interfața SAS a discului serverului

Serial Attached SCSI a fost dezvoltat ca o îmbunătățire a interfeței de hard disk, destul de veche, Small Computers System Interface. În ciuda faptului că Serial Attached SCSI folosește principalele avantaje ale predecesorului său, are totuși multe avantaje. Dintre acestea, merită remarcate următoarele:

• Utilizarea unei magistrale comune de către toate dispozitivele.
• Protocolul de comunicație serială utilizat de SAS permite utilizarea mai puține linii de semnal.
• Nu este nevoie de terminarea autobuzului.
• Număr practic nelimitat de dispozitive conectate.
• Lățime de bandă mai mare (până la 12 Gbps). Implementările viitoare ale protocolului SAS sunt de așteptat să accepte rate de date de până la 24 Gbps.
• Abilitatea de a conecta unități cu interfață Serial ATA la controlerul SAS.

De obicei, sistemele Serial Attached SCSI sunt construite din mai multe componente. Componentele principale includ:

• dispozitive țintă. Această categorie include unitățile reale sau matricele de discuri.
• Inițiatorii sunt cipuri concepute pentru a genera cereri către dispozitivele țintă.
• Sistem de livrare a datelor - cabluri care conectează dispozitivele țintă și inițiatorii

Conectorii SCSI atașați în serie vin într-o varietate de forme și dimensiuni, în funcție de tip (extern sau intern) și de versiunile SAS. Mai jos sunt conectorul intern SFF-8482 și conectorul extern SFF-8644 proiectat pentru SAS-3:

Stânga - conector intern SAS SFF-8482; În dreapta este un conector extern SAS SFF-8644 cu un cablu.

Câteva exemple de apariție a cablurilor și adaptoarelor SAS: cablul HD-Mini SAS și cablul adaptor SAS-Serial ATA.

Stânga - cablu HD Mini SAS; Dreapta - cablu adaptor de la SAS la Serial ATA

Firewire - IEEE 1394

Astăzi, este destul de obișnuit să găsiți hard disk-uri cu o interfață Firewire. Deși orice tip de dispozitiv periferic poate fi conectat la computer prin interfața Firewire și nu poate fi numită interfață specializată concepută pentru a conecta exclusiv hard disk-uri, totuși, Firewire are o serie de caracteristici care îl fac extrem de convenabil în acest scop.

FireWire - IEEE 1394 - vizualizare laptop

Interfața Firewire a fost dezvoltată la mijlocul anilor 1990. Începutul dezvoltării a fost pus de cunoscuta companie Apple, care avea nevoie de o magistrală proprie, diferită de USB, pentru conectarea echipamentelor periferice, în primul rând multimedia. Specificația care descrie funcționarea magistralei Firewire se numește IEEE 1394.

Firewire este unul dintre cele mai frecvent utilizate formate de magistrală serial front-end de mare viteză astăzi. Principalele caracteristici ale standardului includ:

• Abilitatea de a conecta dispozitive la cald.
• Arhitectură deschisă de autobuz.
• Topologie flexibilă pentru conectarea dispozitivelor.
• Rata de transfer de date variabilă - de la 100 la 3200 Mbps.
• Abilitatea de a transfera date între dispozitive fără participarea unui computer.
• Posibilitatea de a organiza rețele locale folosind autobuzul.
• Transmisia puterii prin autobuz.
• Un număr mare de dispozitive conectate (până la 63).

Pentru a conecta hard disk-uri (de obicei prin carcase de hard disk extern) prin magistrala Firewire, de regulă, se utilizează un standard special SBP-2, care utilizează setul de comenzi de protocol Small Computers System Interface. Este posibil să conectați dispozitive Firewire la un conector USB obișnuit, dar acest lucru necesită un adaptor special.

IDE - Integrated Drive Electronics

Abrevierea IDE este, fără îndoială, familiară majorității utilizatorilor de computere personale. Standardul de interfață pentru hard disk IDE a fost dezvoltat de un cunoscut producător de hard disk, Western Digital. Avantajul IDE față de alte interfețe care existau la acel moment, în special, interfața de sistem Small Computers, precum și standardul ST-506, a fost că nu era nevoie să instalați un controler de hard disk pe placa de bază. Standardul IDE însemna instalarea controlerului unității pe carcasa unității în sine, iar pe placa de bază rămânea doar adaptorul de interfață gazdă pentru conectarea unităților IDE.

Interfață IDE pe placa de bază

Această inovație a îmbunătățit performanța unității IDE datorită faptului că distanța dintre controler și unitatea în sine a fost redusă. În plus, instalarea unui controler IDE în interiorul carcasei hard diskului a făcut posibilă simplificarea oarecum atât a plăcilor de bază, cât și a producției de hard disk-uri în sine, deoarece tehnologia le-a oferit producătorilor libertate în ceea ce privește organizarea optimă a logicii de funcționare a unității.

Noua tehnologie a fost inițial numită Integrated Drive Electronics. Ulterior, a fost dezvoltat un standard care îl descrie, numit ATA. Acest nume provine din ultima parte a numelui familiei de calculatoare PC/AT prin adăugarea cuvântului Atașament.

Un cablu IDE dedicat este utilizat pentru a conecta un hard disk sau alt dispozitiv, cum ar fi o unitate optică care acceptă tehnologia Integrated Drive Electronics, la placa de bază. Întrucât ATA se referă la interfețe paralele (de aceea se mai numește și Parallel ATA sau PATA), adică interfețe care asigură transfer de date simultan pe mai multe linii, cablul său de date are un număr mare de conductori (de obicei 40, iar în versiunile recente). a protocolului a fost posibilă utilizarea cablului cu 80 de fire). Un cablu de date obișnuit pentru acest standard este plat și lat, dar se găsesc și cabluri rotunde. Cablul de alimentare pentru unitățile Parallel ATA are un conector cu 4 pini și este conectat la sursa de alimentare a computerului.

Următoarele sunt exemple de cablu IDE și cablu de date rotund PATA:

Aspectul cablului de interfață: în stânga - plat, în dreapta într-o manta rotundă - PATA sau IDE.

Datorită relativ ieftinității unităților Parallel ATA, ușurinței implementării unei interfețe pe placa de bază și ușurinței instalării și configurării dispozitivelor PATA pentru utilizator, unitățile precum Integrated Drive Electronics au eliminat dispozitivele de alte tipuri de interfețe de pe piața de hard disk-uri pentru computere personale de gamă inferioară pentru o lungă perioadă de timp.

Cu toate acestea, standardul PATA are și o serie de dezavantaje. În primul rând, aceasta este o limitare a lungimii pe care o poate avea un cablu de date Parallel ATA - nu mai mult de 0,5 m. În plus, organizarea paralelă a interfeței impune o serie de restricții asupra ratei maxime de transfer de date. Nu acceptă standardul PATA și multe caracteristici avansate pe care le au alte tipuri de interfețe, cum ar fi dispozitivele de conectare la cald.

SATA - Serial ATA

Vedere a interfeței SATA de pe placa de bază

Interfața SATA (Serial ATA), după cum sugerează și numele, este o îmbunătățire a ATA. Această îmbunătățire constă, în primul rând, în conversia tradiționalului ATA paralel (Parallel ATA) într-o interfață serială. Cu toate acestea, diferențele dintre standardul Serial ATA și cel tradițional nu se limitează la asta. Pe lângă schimbarea tipului de transfer de date din paralel în serie, s-au schimbat și conectorii pentru transferul de date și alimentarea cu energie.

Mai jos este cablul de date SATA:

Cablu de date pentru interfata SATA

Acest lucru a făcut posibilă utilizarea unui cablu mult mai lung și creșterea ratei de transfer de date. Cu toate acestea, dezavantajul a fost faptul că dispozitivele PATA, care erau prezente pe piață în cantități uriașe înainte de apariția SATA, au devenit imposibil de conectat direct la noii conectori. Adevărat, majoritatea plăcilor de bază noi au încă conectorii vechi și acceptă conectarea dispozitivelor vechi. Cu toate acestea, operația inversă - conectarea unui nou tip de unitate la o placă de bază veche provoacă de obicei mult mai multe probleme. Pentru această operațiune, utilizatorul necesită de obicei un adaptor Serial ATA la PATA. Adaptorul cablului de alimentare are de obicei un design relativ simplu.

Adaptor de alimentare Serial ATA la PATA:

În stânga este o vedere generală a cablului; În dreapta, aspectul conectorilor PATA și Serial ATA este mărit

Mai complicată este însă situația cu un dispozitiv precum un adaptor pentru conectarea unui dispozitiv de interfață serială la un conector de interfață paralelă. De obicei, acest tip de adaptor este realizat sub forma unui mic microcircuit.

Apariția unui adaptor bidirecțional universal între interfețele SATA - IDE

În prezent, interfața Serial ATA a înlocuit practic Parallel ATA, iar unitățile PATA pot fi găsite acum în principal doar pe computere destul de vechi. O altă caracteristică a noului standard, care i-a asigurat popularitatea largă, a fost suportul pentru .

Tip de adaptor de la IDE la SATA

Puteți spune puțin mai multe despre tehnologia NCQ. Principalul avantaj al NCQ este că vă permite să utilizați idei care au fost de multă vreme implementate în protocolul SCSI. În special, NCQ acceptă un sistem pentru comandarea operațiunilor de citire/scriere care vin pe mai multe unități instalate în sistem. Astfel, NCQ poate îmbunătăți semnificativ performanța unităților, în special a matricelor de hard disk.

Tip de adaptor de la SATA la IDE

Pentru a utiliza NCQ, tehnologia trebuie să fie suportată de unitatea de disc, precum și de adaptorul gazdă al plăcii de bază. Aproape toate adaptoarele care acceptă AHCI acceptă și NCQ. În plus, unele adaptoare proprietare mai vechi acceptă și NCQ. De asemenea, NCQ necesită suport din partea sistemului de operare pentru a funcționa.

eSATA - SATA extern

Separat, merită menționat formatul eSATA (External SATA), care părea promițător la acea vreme, dar nu era folosit pe scară largă. După cum ați putea ghici din nume, eSATA este un tip de Serial ATA conceput pentru a se conecta exclusiv la unități externe. Standardul eSATA oferă majoritatea caracteristicilor standardului pentru dispozitive externe, de exemplu. Serial ATA intern, în special, același sistem de semnale și comenzi și aceeași viteză mare.

conector eSATA pe un laptop

Cu toate acestea, eSATA are și unele diferențe față de standardul de magistrală intern care a dat naștere acestuia. În special, eSATA acceptă un cablu de date mai lung (până la 2 m) și are, de asemenea, cerințe mai mari de putere de stocare. În plus, conectorii eSATA sunt oarecum diferiți de conectorii Serial ATA standard.

Cu toate acestea, în comparație cu alte magistrale externe, cum ar fi USB și Firewire, eSATA are un dezavantaj semnificativ. Dacă aceste magistrale permit ca dispozitivul să fie alimentat prin cablul de magistrală în sine, atunci unitatea eSATA necesită conectori speciali de alimentare. Prin urmare, în ciuda ratei de transfer de date relativ ridicate, eSATA nu este în prezent foarte popular ca interfață pentru conectarea unităților externe.

Concluzie

Informațiile stocate pe un hard disk nu pot deveni utile utilizatorului și disponibile pentru programele de aplicație până când nu sunt accesate de unitatea centrală de procesare a computerului. Interfețele hard disk oferă un mijloc de comunicare între aceste unități și placa de bază. Până în prezent, există multe tipuri diferite de interfețe pentru hard disk, fiecare dintre ele având propriile sale avantaje, dezavantaje și caracteristici. Sperăm că informațiile furnizate în acest articol vor fi utile cititorului în multe privințe, deoarece alegerea unui hard disk modern este în mare măsură determinată nu numai de caracteristicile sale interne, cum ar fi capacitatea, memoria cache, viteza de acces și rotație, dar şi prin interfaţa pentru care a fost dezvoltat.