Intern computerbusgrænseflade

Det intern computerbusgrænseflade definerer de fysiske og logiske måder, hvormed interne drev (såsom harddiske, optiske drev, ...) forbinder til pc'en. En moderne pc bruger en eller begge af følgende grænseflader:

hvordan man skifter batteri i iPhone 6

ATA-serien ( SATA ) er en nyere teknologi, der erstatter ATA. SATA har flere fordele i forhold til ATA, herunder mindre kabler og stik, højere båndbredde og større pålidelighed. Selvom SATA og ATA er uforenelige på det fysiske og elektriske niveau, er der let tilgængelige adaptere, der gør det muligt at forbinde SATA-drev til ATA-grænseflader og omvendt. SATA er generelt kompatibel med ATA på softwareniveau, hvilket betyder, at ATA-drivere til operativsystemet fungerer med enten SATA- eller ATA-grænseflader og harddiske. Figur 7-2 viser to SATA-grænseflader, over og under 32.768 kHz urkrystal i centrum. Bemærk, at hvert interface-stik er tastet med en L-formet krop, som forhindrer, at SATA-kablet tilsluttes bagud.

Figur 7-2: SATA-grænseflader

Lille computersystemgrænseflade (SCSI)

Det Lille computersystemgrænseflade ( SCSI ) er normalt udtalt uklar , men nogle gange sexet . SCSI bruges i servere og avancerede arbejdsstationer, hvor det giver to fordele: forbedret ydeevne i forhold til ATA og SATA i multitasking, miljøer med flere brugere og muligheden for at kæde mange drev på én grænseflade. Selvom vi tidligere har anbefalet SCSI til højtydende desktop-systemer, har de meget høje omkostninger ved SCSI-drev og værtscontrollere og det indsnævrede præstationsgab mellem SCSI og SATA ført os til at trække denne anbefaling tilbage.

AT Vedhæftet fil ( de ), udtalt som individuelle bogstaver, var langt den mest almindelige harddiskgrænseflade, der blev brugt i pc'er fra begyndelsen af 1990'erne til 2003. ATA kaldes undertiden Parallel ATA eller PATA , for at skelne det fra det nyere ATA-serien ( SATA ) interface. ATA bruges stadig i nye systemer, skønt det erstattes af SATA. ATA kaldes også ofte HER ( Integreret drevelektronik ). Figur 7-1 viser to standard ATA-grænseflader placeret i deres sædvanlige position på bundkortets forkant. Bemærk, at hvert interface-stik er tastet med en manglende stift i den øverste række og et hak i stikket i bunden.

Figur 7-1: Standard ATA-grænseflader

ATA VERSUS ATAPI

Teknisk set er kun harddiske ATA-enheder. Optiske drev, bånddrev og lignende enheder, der opretter forbindelse til ATA-grænseflader, bruger en modificeret version af de kaldte ATA-protokoller ATAPI ( ATA-pakkeinterface ). Rent praktisk betyder det ikke meget, da du kan tilslutte enten en ATA-harddisk, en ATAPI-enhed eller begge på samme tid til enhver ATA-grænseflade.

Alle desktop ATA-kabler har tre 40-bens stik: et, der forbinder til ATA-grænsefladen, og to, der forbinder til ATA / ATAPI-drev. ATA-kabler findes i tre varianter:

Et standard ATA-kabel bruger et 40-leder båndkabel og 40-pin stik i alle tre positioner. Alle 40 ledere forbinder til alle tre stik. Den eneste reelle variation, bortset fra kabelkvalitet, er placeringen af de tre stik. De to enhedstilslutninger på et standard ATA-kabel er placeret tættere på den ene ende af kablet. Begge drev kan være tilsluttet til begge drevstik. Et standard ATA-kabel kan bruges med enhver ATA / ATAPI-enhed gennem UltraATA-33 (UDMA Mode 2). Hvis der bruges et standard ATA-kabel til at forbinde en UltraATA-66 (UDMA Mode 4) eller hurtigere enhed, fungerer enheden korrekt, men falder tilbage til drift i UDMA Mode 2 (33 MB / s). Et standard ATA-kabel kræver indstilling af master- / slavejumper til tilsluttede enheder.

Bemærk, at standard ATA-kabler ikke længere er så 'standard' btw (da disse nu er klar helt gamle). De fleste computere, der stadig har ATA-grænseflader, vil sandsynligvis være af UltraDMA-typen.

Et standard / CSEL ATA-kabel er identisk med et standard ATA-kabel, bortset fra at pin 28 ikke er forbundet mellem det midterste drevstik og slutdrevstikket. Et standard / CSEL ATA-kabel understøtter enten master / slave-jumpering eller CSEL-jumpering til tilsluttede enheder. Forbindelsespositionen er signifikant på et standard / CSEL-kabel. Interfacestikket på et CSEL-kabel er enten mærket eller har en anden farve end drevstikkene. Midterstikket er til masterenheden, og endestikket overfor interfacestikket er til slaveenheden.

En UltraDMA ( UDMA ) kabel bruger et 80-leder båndkabel og 40-bens stik i alle tre positioner. De yderligere 40 ledninger er dedikerede jordledninger, der hver er tildelt en af de 40 ATA-stifter standard. Et UDMA-kabel kan bruges med en hvilken som helst ATA / ATAPI-enhed og skal være til mere pålidelig funktion, men det kræves for den bedste ydeevne med UltraATA-66, -100 og -133 enheder (henholdsvis UDMA-funktion 4, 5 og 6). Alle UDMA-kabler er CSEL-kabler og kan bruges i enten kabelvalgstilstand eller master / slave-tilstand. Farvekodede stik blev ikke specificeret til tidligere ATA-kabler.

Da der kræves et UltraDMA-kabel til UltraATA-66 eller hurtigere drift, skal systemet have en måde at opdage, om et sådant kabel er installeret. Dette gøres ved at jorde stift 34 i det blå stik, der fastgøres til grænsefladen. Da 40-leder ATA-kabler ikke jordforbinder pin 34, kan systemet registrere ved opstart, om der er installeret et 40-wire eller 80-wire kabel.

ET FÅR I ULVS BEKLÆDNING

Hold umærkede 40-leder CSEL-kabler adskilt fra standardkabler. Hvis du erstatter et CSEL-kabel med et standardkabel, fungerer drev, der er hoppet som master eller slave korrekt. Hvis du udskifter et standardkabel til et CSEL-kabel og tilslutter et drev, der er koblet som CSEL, til det kabel, fungerer det korrekt som master. Men hvis du tilslutter to CSEL-drev til et standardkabel, fungerer begge som master, hvilket kan resultere i alt fra subtile problemer til (mere sandsynligt), at systemet ikke kan få adgang til begge drev. Den bedste regel er simpelthen aldrig at bruge et 40-leder kabel til at forbinde en harddisk.

ALLE CSEL-KABLER ER IKKE DET SAMME

Bemærk forskellen mellem at bruge et 40-leder CSEL-kabel og et 80-wire kabel til CSEL-drift. Selvom alle Ultra DMA-kabler understøtter drev, der er hoppede som enten master / slave eller CSEL, betyder det ikke, at du frit kan erstatte et 80-leder kabel med et 40-leder kabel. Hvis drevet er sprunget som master / slave, fungerer det fint at udskifte et 80-leder kabel. Imidlertid, hvis drevet er hoppet som CSEL, udskiftning af et 40-leder CSEL-kabel med et 80-leder kabel får drevne til at udveksle indstillinger. Det vil sige, det drev, der var master på 40-leder-kablet, bliver slave på 80-wire-kablet og omvendt.

PIO-tilstand versus DMA-tilstand

ATA definerer to klasser af overførselstilstand, kaldet PIO-tilstand ( Programmed I/O Mode ) og DMA-tilstand ( Direkte hukommelsesadgangstilstand ). PIO-tilstandsoverførsler er meget langsommere og kræver, at processoren arbitrerer overførsler mellem enheden og hukommelsen. DMA-tilstandsoverførsler er meget hurtigere og forekommer uden processorintervention. Hvis en af enhederne på en ATA-kanal bruger en PIO-tilstand, skal begge enheder gøre det. Det lammer gennemstrømningen og lægger en tung belastning på processoren og kaster systemet ned, når der er adgang til drevet.

Alle moderne ATA- og ATAPI-enheder understøtter DMA-tilstand, men for bagudkompatibilitet kan de fleste indstilles til at bruge PIO-tilstand. Brug af PIO-tilstand er en fejltagelse. Når du opgraderer et system, skal du udskifte dem, hvis du finder nogen drev, der kun understøtter PIO-tilstand. Kun meget gamle harddiske og optiske drev er alligevel begrænset til PIO-tilstand, så det er en no-brainer at udskifte dem.

Kompatibilitet mellem gamle og nye IDE-enheder

Med mindre undtagelser er der ingen direkte kompatibilitetskonflikter mellem nye ATA-enheder og gamle ATA-grænseflader eller omvendt. Nyere drev kan ikke give deres højeste ydeevne, når de er tilsluttet en gammel ATA-grænseflade, ligesom en ny grænseflade ikke kan forbedre ydelsen på et ældre drev. Men du kan forbinde ethvert ATA- eller ATAPI-drev til enhver ATA-grænseflade med sikkerhed for, at det fungerer, omend måske ikke optimalt.

Når det er sagt, skal du ikke bruge ældre PIO-enheder på samme interface som en DMA-enhed. Begge enheder fungerer, men DMA-enhedens kapacitet bliver lammet. Hvis du opgraderer et system, der har en PIO-tilstandsenhed installeret, skal du om muligt konfigurere det til DMA. Ellers skal du udskifte den med en DMA-kompatibel enhed.

Bemærk også, at en grænseflade kun understøtter en DMA- eller UltraDMA (UDMA) -tilstand ad gangen. Hvis du f.eks. Slutter en UDMA Mode 4 (66,6 MB / s) Plextor PX-716A DVD-brænder og en UDMA Mode 6 (133 MB / s) Maxtor-harddisk til den samme ATA-grænseflade, fungerer harddisken i UDMA-tilstand 4 ved 66 MB / s, hvilket kan hæmme harddiskens kapacitet. Tilsvarende, hvis du installerer en Plextor PX-740A DVD-brænder, der understøtter UDMA Mode 2 (33 MB / s) som den hurtigste tilstand, er harddiskens gennemløb kun lammet på 33 MB / s.

Før SATA-grænseflader og -drev blev almindelige, blev ATA næsten brugt til at forbinde harddiske. Selv i dag har hundredvis af millioner pc'er ATA-harddiske. Dette antal vil uundgåeligt falde, når ældre systemer opgraderes og udskiftes, men ATA vil forblive hos os i årevis.

Den originale ATA-specifikation definerede en enkelt grænseflade, der understøttede en eller to ATA-harddiske. I begyndelsen af 1990'erne havde næsten alle systemer dobbelt ATA-grænseflader, som hver understøttede op til to ATA-harddiske eller ATAPI-enheder. Ironisk nok er vi kommet i fuld cirkel. Mange nuværende bundkort har flere SATA-grænseflader, men kun en ATA-grænseflade.

Hvis et system har to ATA-grænseflader, defineres den ene som primære ATA-grænseflade og den anden som sekundær ATA-grænseflade . Disse to grænseflader er identiske funktionelt, men systemet tildeler den primære grænseflade en højere prioritet. Følgelig er harddisken (en periferi med høj prioritet) normalt forbundet til den primære grænseflade, hvor den sekundære grænseflade bruges til optiske drev og andre enheder med lavere prioritet.

MASTERS ER MASTERS, OG slaver er slaver

Når du springer over en enhedsmaster eller slave, antager enheden den rolle, uanset hvilken position den opretter forbindelse til på ATA-kablet. For eksempel, hvis du springer en enhed som master, fungerer den som master, uanset om den er fastgjort til drevstikket i slutningen af ATA-kablet eller drevstikket midt i ATA-kablet.

Hver ATA-grænseflade (ofte løst kaldet en ATA-kanal ) kan have nul, en eller to ATA- og / eller ATAPI-enheder tilsluttet sig. Hver ATA og ATAPI-enhed har en integreret controller, men ATA tillader (og kræver) kun en aktiv controller pr. Interface. Derfor, hvis kun en enhed er knyttet til en grænseflade, skal den enhed have sin integrerede controller aktiveret. Hvis to enheder er tilsluttet en ATA-grænseflade, skal den ene enhed have sin controller aktiveret, og den anden skal have sin controller deaktiveret.

I ATA-terminologi kaldes en enhed, hvis controller er aktiveret, a mestre en hvis controller er deaktiveret kaldes en slave (ATA forud for politisk korrekthed). På en pc med to ATA-grænseflader kan en enhed derfor konfigureres på en af fire måder: primær mester, primær slave, sekundær mester , eller sekundær slave . ATA / ATAPI-enheder tildeles som master eller slave ved at indstille jumpere på enheden, som vist i Figur 7-3 .

Figur 7-3: Indstilling af master / slave-jumper på et ATA-drev

Når du beslutter, hvordan du tildeler enheder mellem to grænseflader og vælger master- eller slave-status for hver, skal du bruge følgende retningslinjer:

Tildel altid hovedharddisken som primær master. Tilslut ikke en anden enhed til den primære ATA-grænseflade, medmindre begge positioner på den sekundære grænseflade er optaget.
ATA forbyder samtidig I / O på en grænseflade, hvilket betyder, at kun en enhed kan være aktiv ad gangen. Hvis en enhed læser eller skriver, kan den anden enhed ikke læse eller skrive, før den aktive enhed giver kanalen. Implikationen af denne regel er, at hvis du har to enheder, der f.eks. Skal udføre samtidig I / O, en DVD-brænder, som du bruger til at duplikere DVD'er fra et DVD-ROM-drev, skal du placere de to enheder på separate grænseflader.
Hvis du tilslutter en ATA-enhed (en harddisk) og en ATAPI-enhed (for eksempel et optisk drev) til den samme grænseflade, skal du indstille harddisken som master og ATAPI-enheden som slave.
Hvis du tilslutter to lignende enheder (ATA eller ATAPI) til en grænseflade, betyder det generelt ikke noget, hvilken enhed der er master og hvilken slave. Der er undtagelser fra denne retningslinje, især med ATAPI-enheder, hvoraf nogle virkelig vil være master (eller slave) afhængigt af hvilken anden ATAPI-enhed der er tilsluttet kanalen.
Hvis du tilslutter en ældre enhed og en nyere enhed til den samme ATA-grænseflade, er det generelt bedre at konfigurere den nyere enhed som master, fordi den sandsynligvis har en mere kapabel controller end den ældre enhed.
Undgå at dele en grænseflade mellem en DMA-kompatibel enhed og en PIO-enhed. Hvis begge enheder på en grænseflade er DMA-kompatible, bruger begge DMA. Hvis kun en enhed er DMA-kompatibel, er begge enheder tvunget til at bruge PIO, hvilket reducerer ydeevnen og øger CPU-udnyttelsen dramatisk. Tilsvarende, hvis begge enheder er DMA-kompatible, men på forskellige niveauer, er den mere kompatible enhed tvunget til at bruge den langsommere DMA-tilstand. Udskift eventuelle PIO-enheder, hvis det er muligt.

For at kunne bestemme den korrekte jumperindstilling skal du sørge for at slutte drevet til det rigtige stik.

Sådan fungerer det for standard ATA-kabler:

Alle stik er sorte. Begge drev kan være tilsluttet til begge drevstik. Generelt placerer du masterenheden ved det midterste stik på kablet og lægger slaven i slutningen af kablet. Se her

De fleste ATA / ATAPI-drev leverer en Cable Select (CS eller CSEL) jumper ud over standard master / slave jumpere. Hvis du springer over et drev som master (eller slave), fungerer det drev som master (eller slave) uanset hvilket stik det er tilsluttet på ATA-kablet. Hvis du springer over et drev som CSEL, bestemmer drevets position på kablet, om drevet fungerer som en master eller en slave.

CSEL blev introduceret som et middel til at forenkle ATA-konfiguration. Målet var, at drev simpelthen kunne installeres og fjernes uden at skifte jumpere uden mulighed for konflikt på grund af forkerte jumperindstillinger. Selvom CSEL har eksisteret i mange år, er det kun de sidste par år blevet populært blandt systemproducenter.

Brug af CSEL kræver følgende:

Hvis der er installeret et drev på grænsefladen, skal drevet understøtte og konfigureres til at bruge CSEL. Hvis der er installeret to drev, skal begge understøtte og være konfigureret til at bruge CSEL
ATA-grænsefladen skal understøtte CSEL. Meget gamle ATA-grænseflader understøtter ikke CSEL og behandler ethvert drev, der er konfigureret som CSEL som en slave.
ATA-kablet skal være et specielt CSEL-kabel. Desværre er der tre typer CSEL-kabel:
- Et 40-leder CSEL-kabel adskiller sig fra et standard ATA-kabel med 40 ledninger, idet pin 28 kun er forbundet mellem ATA-grænsefladen og den første drevposition på kablet (det midterste stik). Pin 28 er ikke forbundet mellem grænsefladen og den anden drevposition (kabelstikkets endestik). Med et sådant kabel er det drev, der er knyttet til det midterste stik (med pin 28 tilsluttet), master, det drev, der er knyttet til stikket længst væk fra grænsefladen (med pin 28 ikke tilsluttet) er slave.
- Alle 80-leder (Ultra DMA) ATA-kabler understøtter CSEL, men med nøjagtig den modsatte retning af det 40-leder standard CSEL-kabel, der netop er beskrevet. Med et sådant kabel er det drev, der er knyttet til det midterste stik (med pin 28 ikke tilsluttet), det drev, der er knyttet til stikket længst væk fra grænsefladen (med pin 28 tilsluttet), er master. Dette er faktisk et bedre arrangement, hvis lidt ikke-intuitivt, hvordan kan en ledning forbindes til slutstikket, men ikke til den i midten? fordi standard 40-leder CSEL-kablet placerer masterdrevet på det midterste stik. Hvis der kun er installeret et drev på kablet, efterlader en lang 'stub' kabel hængende fri uden noget forbundet til det. Elektrisk er det en meget dårlig idé, fordi et ubestemt kabel tillader dannelse af stående bølger, hvilket øger støj på linjen og forringer dataintegriteten.
- Et 40-leder CSEL Y-kabel placerer interface-stikket i midten med et drevstik i hver ende, en mærket master og en slave. Selvom dette i teorien er en god idé, fungerer den sjældent i praksis. Problemet er, at ATA-kabellængdegrænser stadig gælder, hvilket betyder, at drevstikkene ikke har nok kabel til at komme til drevene i alle de undtagen de mindste tilfælde. Hvis du har et tårn, kan du glemme det. 40-leder CSEL-kabler skal være tydeligt mærket, men vi har fundet ud af, at dette ofte ikke er tilfældet. Det er ikke muligt at identificere sådanne kabler visuelt, selvom du kan verificere typen ved hjælp af et digitalt voltmeter eller kontinuitetstester mellem de to endestik på pin 28. Hvis der er kontinuitet, har du et standard ATA-kabel. Hvis ikke, har du et CSEL-kabel.

Ultra DMA-kabelspecifikationen kræver følgende stikfarver:

Den ene ende-konnektor er blå, hvilket indikerer, at den er knyttet til bundkortets ATA-interface.
Det modsatte endestik er sort og bruges til at tilslutte masterdrevet (Enhed 0) eller et enkelt drev, hvis kun et er tilsluttet kablet. Hvis CSEL bruges, konfigurerer det sorte stik drevet som master. Hvis der bruges standard master / slave-jumpering, skal masterdrevet stadig være tilsluttet det sorte stik, fordi ATA-66, ATA-100 og ATA-133 ikke tillader, at der tilsluttes et enkelt drev til det midterste stik, hvilket resulterer i i stående bølger, der forstyrrer datakommunikation.
Det midterste stik er gråt og bruges til at tilslutte slave-drevet (Enhed 1), hvis det findes.

Figur 7-4 viser et 80-leder UltraDMA-kabel (øverst) og et 40-leder standard ATA-kabel til sammenligning.

Figur 7-4: UltraDMA 80-leder ATA-kabel (øverst) og standard 40-wire ATA-kabel

ATA-enheder har nogle eller alle af følgende jumpervalg:

Tilslutning af en jumper i masterposition muliggør den indbyggede controller. Alle ATA- og ATAPI-enheder har denne mulighed. Vælg denne jumperposition, hvis dette er den eneste enhed, der er tilsluttet grænsefladen, eller hvis den er den første af to enheder, der er sluttet til grænsefladen.

Tilslutning af en jumper i slaveposition deaktiverer den indbyggede controller. (En af vores tekniske korrekturlæsere bemærker, at han har udnyttet dette til at hente data fra en harddisk, hvis controller ikke fungerede, en meget nyttig ting at huske på.) Alle ATA- og ATAPI-enheder kan indstilles som slave. Vælg denne jumperposition, hvis dette er den anden enhed, der er tilsluttet en grænseflade, der allerede har en masterenhed tilsluttet.

De fleste ATA / ATAPI-enheder har en tredje jumperposition mærket Kabelvalg, CS , eller RUSE . Tilslutning af en jumper i CSEL-position instruerer enheden i at konfigurere sig selv som master eller slave baseret på dens position på ATA-kablet. Hvis CSEL-jumperen er tilsluttet, er der muligvis ikke tilsluttet andre jumpere. For flere oplysninger om CSEL, se følgende afsnit.

Når de fungerer som master, skal nogle få ældre ATA / ATAPI-enheder vide, om de er den eneste enhed på kanalen, eller om der også er tilsluttet en slaveenhed. Sådanne enheder kan have en ekstra jumperposition mærket Eneste eller Kun . For en sådan enhed skal du springe den som master, hvis det er master-enheden på grænsefladen, slave, hvis det er slave-enheden på grænsefladen, og kun / kun hvis det er den eneste enhed, der er tilsluttet grænsefladen.

Et par ældre drev har en jumper udpeget Slave til stede , eller SP . Denne jumper udfører den inverse funktion af den eneste / eneste jumper ved at underrette en enhed, der er hoppet som master, at der også er en slaveenhed på kanalen. For en sådan enhed skal du springe den som master, hvis den er den eneste enhed på grænsefladen, eller slave, hvis den er den anden af to enheder på grænsefladen.

Hvis det er master på en kanal, der også har en slave installeret, skal du forbinde både master- og slave-nuværende jumpere.

Når du har tilsluttet dine drev til de rigtige stik på kablerne og indstillet jumpere, er det tid til at lade systemet opdage drevne. For dette skal du genstarte systemet og køre BIOS Setup (du skal trykke på en tast, da dit system starter ofte, nøglen er enten F1, F2, Esc eller Del). I menuen skal du kigge efter en indstilling med navnet Auto Detect eller noget lignende, hvis BIOS ikke automatisk viser dine drev. Brug denne mulighed for automatisk registrering til at tvinge drevregistrering. Genstart, og du skal kunne bruge dine drev (du kan derefter begynde at partitionere og formatere dit drev). Hvis du ikke kan få dine drev til at fungere ved hjælp af den aktuelle konfiguration, kan du prøve andre konfigurationer som forklaret her

Bemærk, at BIOS-opsætningen også fortæller dig antallet af dine SATA-grænseflader, hvis du har SATA. Dette vil være nyttigt for at lade dig bestemme, hvilken grænseflade du skal forbinde dit drev for at gøre det til det primære drev.

ATA-serien (også kendt som SATA eller S-ATA ) er efterfølgeren til de ældre ATA / ATAPI-standarder. SATA er primært beregnet som en harddiskgrænseflade, men kan også bruges til optiske drev, bånddrev og lignende enheder.

SATA-drev og grænseflader forventes oprindeligt at blive leveret i volumen i slutningen af 2001, men forskellige problemer forsinkede implementeringen i mere end et år. I slutningen af 2002 var SATA-bundkort og -drev i begrænset distribution, men det var først i midten af 2003, at SATA-drev og bundkort med indbygget SATA-support blev bredt tilgængelige. På trods af den langsomme start er SATA startet som gangbusters. Hurtigere anden generation af SATA-drev og grænseflader begyndte at sendes i begyndelsen af 2005.

Der er i øjeblikket to versioner af SATA:

SATA / 150 (også kaldet SATA150 ) definerer den første generation af SATA-grænseflader og enheder. SATA / 150 fungerer med en rå datahastighed på 1,5 GB / s, men overhead reducerer den effektive datahastighed til 1,2 GB / s eller 150 MB / s. Selv om denne datahastighed kun er lidt højere end 133 MB / s-hastigheden af UltraATA / 133, er den fulde SATA-båndbredde tilgængelig for hver tilsluttet enhed i stedet for at blive delt mellem to enheder, som det er tilfældet med PATA.

SATA / 300 eller SATA300 (ofte fejlagtigt kaldet SATA II ) definerer anden generation af SATA-grænseflader og enheder. SATA / 300 fungerer med en rå datahastighed på 3,0 GB / s, men overhead reducerer den effektive datahastighed til 2,4 GB / s eller 300 MB / s. Bundkort baseret på NVIDIA nForce4 chipset begyndte at sendes i begyndelsen af 2005 og var de første tilgængelige SATA / 300-kompatible enheder. SATA / 300 harddiske begyndte at sende i midten af 2005. SATA / 300-grænseflader og -drev bruger de samme fysiske stik som SATA / 150-komponenter og er bagudkompatible med SATA / 150-grænseflader og -drev (dog ved den lavere SATA / 150-datahastighed).

Grænsen på 128/137 GB

Ældre ATA-grænseflader bruger 28-bit Logisk blokadressering ( LBA ), som begrænser disse grænseflader til adressering 2²⁸eller 268.435.456 sektorer på en harddisk. Fordi harddiske bruger 512-bytesektorer, oversættes det til en maksimal understøttet drevstørrelse på 137.438.953.472 bytes eller 128 GB. (Drevproducenter bruger decimalt GB snarere end binært GB, og henviser derfor til denne grænse som 137 GB snarere end 128 GB rapporteret af BIOS og operativsystem.) Dette er en hardwaregrænse, der pålægges af selve grænsefladen. Nuværende ATA-grænseflader bruger 48-bit LBA, som udvider den maksimale understøttede drevstørrelse med en faktor på mere end en million til 128 PB ( petabytes , hvor en petabyte er 1.024 terabyte).

Hvis du installerer en harddisk, der er større end 128 GB på en ældre ATA-grænseflade, fungerer den korrekt, men diskplads ud over 128 GB er utilgængelig. Hvis du virkelig har brug for at understøtte større drev på hvad der trods alt er et ældre system, er et alternativ at installere et udvidelseskort, der giver en eller flere 48-bit LBA-grænseflader til PATA-harddiske. Bedre endnu, installer et SATA-adapterkort og brug SATA-harddiske. (Alle SATA-grænseflader understøtter 48-bit LBA.) Deaktiver i begge tilfælde det primære bundkort ATA-interface for at spare ressourcer, og kør dit optiske drev og andre ATAPI-enheder på det sekundære bundkortinterface.

SATA har følgende vigtige funktioner:

PATA bruger en relativt høj signaleringsspænding, som i forbindelse med høje pin densiteter gør 133 MB / s til den højeste realistiske datahastighed for PATA. SATA bruger en meget lavere signalspænding, hvilket reducerer interferens og krydstale mellem ledere.

SATA erstatter 40-pin / 80-wire PATA-båndkablet med et 7-wire kabel. Ud over at reducere omkostningerne og øge pålideligheden letter det mindre SATA-kabel kabelføring og forbedrer luftgennemstrømning og køling. Et SATA-kabel kan være så langt som 1 meter (39+ tommer) versus 0,45 meter (18 ') begrænsning af PATA. Denne øgede længde bidrager til forbedret brugervenlighed og fleksibilitet ved installation af drev, især i tårnsystemer.

Ud over tre jordledninger bruger 7-leder SATA-kablet et differentielt sendepar (TX + og TX) og et differentielt modtagepar (RX + og RX). Differentiel signalering, der længe har været brugt til SCSI-baseret serverlagring, øger signalintegriteten, understøtter hurtigere datahastigheder og tillader brug af længere kabler.

Ud over at bruge differentieret signalering inkorporerer SATA overlegen fejlregistrering og -korrektion, som sikrer kommando- og dataoverførsler fra ende til ende integritet ved hastigheder, der meget overstiger de mulige med PATA.

SATA ser ud til at være identisk med PATA set fra operativsystemets synspunkt. Således kan nuværende operativsystemer genkende og bruge SATA-grænseflader og enheder ved hjælp af eksisterende drivere. (Men hvis dit system bruger et chipsæt eller BIOS, der ikke har SATA-understøttelse, eller hvis du bruger en distributionsdisk til operativsystemet, der går forud for SATA, skal du muligvis indsætte en diskette med SATA-drivere under installationen, så SATA-drev blive anerkendt.)

Ekstern SATA

Ekstern SATA ( eSATA ) er beregnet til at erstatte USB 2.0 og FireWire (IEEE-1394) til tilslutning af eksterne harddiske. eSATA bruger et modificeret SATA-stik, der er meget mere robust end det relativt skrøbelige SATA-stik, og som er klassificeret til tusindvis af indsættelser og fjernelser. eSATA udvider den tilladte kabellængde fra 1 meter til 2 meter, så eksterne harddiske og arrays kan placeres bekvemt. eSATA fås i varianter på 150 MB / s og 300 MB / s, som begge understøtter hot-plugging (tilslutning eller frakobling af drevet, mens systemet kører).

eSATA leverer meget højere kapacitet end USB 2.0 eller FireWire, fordi eSATA mangler protokoloverhead, der bremser USB 2.0 og FireWire til en brøkdel af deres nominelle kapacitet. Ydelsen til en ekstern eSATA-harddisk er identisk med den for en lignende SATA-harddisk, der kører internt.

De fleste nuværende bundkort mangler indlejrede eSATA-grænseflader, selvom nogle bundkort, der blev introduceret efter midten af 2005, inkluderer sådanne grænseflader. Hvis dit system mangler en eSATA-grænseflade, er det let nok at tilføje en. eSATA-værtsbusadaptere til stationære systemer er let tilgængelige, så de passer til PCI- eller PCI Express-udvidelsesstik. Du kan tilføje eSATA-support til et notebook-system ved at installere et Cardbus- eller ExpressCard eSATA-kort.

Bemærk, at der er solgt nogle midlertidige eksterne drevhuse og værtsbusadaptere, der gør det muligt at forbinde standard SATA-drev eksternt ved hjælp af SATA-protokoller. Disse enheder er ikke eSATA-kompatible. De fleste bruger standard SATA-stik, selvom nogle erstatter USB 2.0- eller FireWire-stik og kabler (selvom grænsefladen faktisk er SATA). De fleste understøtter ikke hot-plugging.

Francisco Garc a Maceda bemærker, 'Jeg vil også nævne den kabel / beslagkombination, som nogle virksomheder (HighPoint og andre) sælger, så du kan gøre en af dine interne SATA-porte til en ekstern. Det er et simpelt kabel med et almindeligt SATA-stik i den ene ende og et eSATA-stik i den anden ende, der er fastgjort til et almindeligt etui, ingen elektronik af nogen art. Der er også eksterne drevkabinetter til rådighed, der giver dig mulighed for at installere PATA-drev i eksterne eSATA-sager, for eksempel HighPoint RocketMate 1100. Det kan bruges med den enkle kabel- / beslagkombination eller med ethvert eSATA-kort eller bundkort. '
iphone 6 berøringsskærm reagerer undertiden ikke

I modsætning til PATA, som tillader tilslutning af to enheder til en grænseflade, dedikerer SATA en grænseflade til hver enhed. Dette hjælper ydeevnen på tre måder:

Hver SATA-enhed har hele 150 MB / s eller 300 MB / s båndbredde til rådighed. Selvom nuværende PATA-drev ikke er båndbreddebegrænset, når man betjener et pr. Kanal, nedsætter installationen af to hurtige PATA-drev på en kanal gennemstrømningen af begge.
- PATA tillader kun en enhed at bruge kanalen ad gangen, hvilket betyder, at en enhed muligvis må vente på sin tur, før den skriver eller læser data på en PATA-kanal. SATA-enheder kan til enhver tid skrive eller læse uden hensyn til andre enheder.
- Hvis der er installeret to enheder på en PATA-kanal, fungerer den kanal altid med den langsommere enhed. For eksempel betyder installation af en UDMA-6 harddisk og et UDMA-2 optisk drev på den samme kanal, at harddisken skal fungere på UDMA-2. SATA-enheder kommunikerer altid med den højeste datahastighed, der understøttes af enheden og interface.

Rådgivning fra Francisco García Maceda

Jeg vil også nævne, at de fleste PATA-drev har en jumper, der begrænser kapaciteten til den tidligere 32 GB BIOS-grænse. Dette kan redde din bacon, fordi det bliver stadig sværere at få diske under 40 GB, og hvis du skal redde / klone et ældre drev, kan det være dit eneste valg.

PATA-drev reagerer på læse- og skriveanmodninger i den rækkefølge, de modtages, uanset placeringen af dataene på drevet. Dette er analogt med en elevator, der går til hver etage i den rækkefølge, som opkaldsknapperne blev trykket på, og ignorerer folk, der venter på mellemgulve. De fleste (men ikke alle) SATA-drev understøtter Native Command Queuing ( NCQ ), som gør det muligt for drevet at samle læse- og skriveanmodninger, sortere dem i den mest effektive rækkefølge og derefter behandle disse anmodninger uden hensyntagen til den rækkefølge, hvori de blev modtaget. Denne proces, også kaldet elevator søger , gør det muligt for drevet at servicere læse- og skriveanmodninger og samtidig minimere hovedbevægelser, hvilket resulterer i bedre ydeevne. NCQ er vigtigst i miljøer, såsom servere, hvor der konstant er adgang til drev, men giver nogle ydelsesfordele, selv i desktop-systemer.

I forhold til PATA bruger SATA tyndere kabler og mindre, entydigt tilsluttede stik. 7-polet SATA-signalforbindelse bruges i begge ender af et SATA-datakabel. Begge stik kan parre hinanden med datastikket på drevet eller SATA-grænsefladen på bundkortet. 15-polet SATA strømstik bruger et lignende fysisk stik, også med entydig tastning. Figur 7-5 viser et SATA-datakabel til venstre og til sammenligning et UDMA ATA-kabel til højre. Selvom det tillader det faktum, at et ATA-kabel understøtter to enheder, er det klart, at brug af SATA bevarer bundkortets fast ejendom og reducerer kabelforstyrrelse i sagen kraftigt.

Figur 7-5: SATA-datakabel (venstre) og UltraDMA-datakabel

SATA-specifikationen definerer den tilladte længde på et SATA-signalkabel som op til 1 meter mere end dobbelt så langt som det længste tilladte PATA-kabel. Ud over overlegne elektriske egenskaber og større tilladt længde er en stor fordel ved SATA-kabler den mindre fysiske størrelse, hvilket bidrager til pænere kabelforløb og meget forbedret luftstrøm og køling.

Der er ikke meget at sige om konfiguration af en SATA-harddisk. I modsætning til PATA behøver du ikke indstille jumpere til master eller slave (selvom SATA ikke understøtter master / slave-emulering). Hvert SATA-drev tilsluttes et dedikeret signalstik, og signal- og strømkablerne er helt standard. Du behøver heller ikke bekymre dig om at konfigurere DMA, beslutte hvilke enheder der skal dele en kanal osv. Der er ingen bekymringer med hensyn til kapacitetsgrænser, fordi alle SATA-harddiske og grænseflader understøtter 48-bit LBA. Chipsættet, BIOS, operativsystem og drivere på nuværende systemer genkender alle en SATA-harddisk som bare endnu et ATA-drev, så der er ingen konfiguration nødvendig. Du tilslutter blot datakablet til drevet og grænsefladen, slutter strømkablet til drevet og begynder at bruge drevet. (På ældre systemer skal du muligvis installere drivere manuelt, og SATA-drev genkendes muligvis som SCSI-enheder i stedet for ATA-enheder. Dette er normal adfærd.)

Hvad du dog skal være opmærksom på, er at du skal forbinde et SATA-drev, der er beregnet til at være det primære SATA-drev til det laveste nummererede SATA-interface (normalt 0, men undertiden 1). Tilslut et SATA-drev, der er sekundært til den lavest tilgængelige SATA-grænseflade. (På et system med et primært PATA-drev og sekundært SATA-drev skal du bruge SATA-interface 0 eller højere.) Enhver PATA-harddisk skal konfigureres som en masterenhed, hvis det overhovedet er muligt. Tilslut et PATA-drev, der er primært som primær master, og et PATA-drev, der er sekundært som sekundær mast.

RAID ( Redundant matrix med billige diske / drev ) er et middel, hvormed data distribueres over to eller flere fysiske harddiske for at forbedre ydeevnen og øge datasikkerheden. En RAID kan overleve tabet af et hvilket som helst drev uden at miste data, fordi arrayets redundans gør det muligt at gendanne eller rekonstruere data fra de resterende drev.

RAID var tidligere meget dyrt at implementere og blev derfor kun brugt på servere og professionelle arbejdsstationer. Det er ikke længere sandt. Mange nylige systemer og bundkort har RAID-kompatible ATA- og / eller SATA-grænseflader. Den lave pris på ATA- og SATA-drev og den indbyggede RAID-understøttelse betyder, at det nu er praktisk at bruge RAID på almindelige pc'er.

Der er fem definerede niveauer af RAID, nummereret RAID 1 til RAID 5, selvom kun to af disse niveauer ofte bruges i pc-miljøer. Nogle eller alle følgende RAID-niveauer og andre konfigurationer med flere drev understøttes af mange nuværende bundkort:

JBOD ( Bare et bundt af drev ), også kaldet Span-tilstand eller Spændingstilstand , er en ikke-RAID-driftstilstand, som de fleste RAID-adaptere understøtter. Med JBOD kan to eller flere fysiske drev logisk meldes for at blive vist til operativsystemet som et større drev. Data skrives til det første drev, indtil det er fyldt, derefter til det andet drev, indtil det er fyldt osv. Tidligere, da drevkapaciteter var mindre, blev JBOD-arrays brugt til at oprette enkeltvolumener, der var store nok til at gemme store databaser. Med 300 GB og større drev, der nu er let tilgængelige, er der sjældent en god grund til at bruge JBOD. Ulempen ved JBOD er, at fejl i ethvert drev gør hele array utilgængeligt. Fordi sandsynligheden for drevfejl er proportional med antallet af drev i arrayet, er en JBOD mindre pålidelig end et stort drev. En JBODs ydeevne er den samme som for de drev, der udgør arrayet.

RAID 0 , også kaldet disk striping , er slet ikke rigtig RAID, fordi det ikke giver nogen redundans. Med RAID 0 skrives data sammenflettet til to eller flere fysiske drev. Fordi skrivning og læsning er opdelt på to eller flere drev, giver RAID 0 de hurtigste læsninger og skrivninger på ethvert RAID-niveau, med både skrive- og læseydelse mærkbart hurtigere end den, der leveres af et enkelt drev. Ulempen ved RAID 0 er, at fejl i ethvert drev i arrayet medfører tab af alle data, der er gemt på alle drev i arrayet. Det betyder, at data, der er gemt på et RAID 0-array, faktisk er mere udsatte end data, der er gemt på et enkelt drev. Selvom nogle dedikerede spillere bruger RAID 0 i en søgning efter den højest mulige ydeevne, anbefaler vi ikke at bruge RAID 0 på et typisk desktop-system.

RAID 0 ER SENSELESS FOR DESKTOP SYSTEMS

RAID 0 giver faktisk meget lidt ydelsesfordel for en typisk stationær pc. RAID 0 kommer til sin ret, når diskundersystemet bruges meget, som med en server, der understøtter mange brugere. Få enkeltbruger-systemer har adgang til diskene stærkt nok til at drage fordel af RAID 0.

RAID 1 , også kaldet disk spejling , duplikerer alle skriver til to eller flere fysiske diskdrev. Derfor tilbyder RAID 1 det højeste niveau af dataredundans på bekostning af halvering af mængden af diskplads, der er synlig for operativsystemet. Den overhead, der kræves for at skrive de samme data til to drev, betyder, at RAID 1-skrivninger typisk er lidt langsommere end skriver til et enkelt drev. Omvendt, fordi de samme data kan læses fra begge drev, kan en intelligent RAID 1-adapter muligvis forbedre læseevnen i forhold til et enkelt drev ved at læse anmodninger om kø for hvert drev separat, så det kan læse dataene fra hvilket drev der er tilfældet. hoveder nærmest de ønskede data. Det er også muligt for et RAID 1-array at bruge to fysiske værtsadaptere til at eliminere diskadapteren som et enkelt fejlpunkt. I et sådant arrangement kaldes disk duplexing , kan arrayet fortsætte med at fungere efter fejl i et drev, en værtadapter eller begge dele (hvis de er på samme kanal).

RAID 5 , også kaldet disk striping med paritet , kræver mindst tre fysiske diskdrev. Data skrives blokvis til alternerende drev, med paritetsblokke sammenflettet. For eksempel i et RAID 5-array, der omfatter tre fysiske drev, kan den første 64 KB datablok skrives til det første drev, den anden datablok til det andet drev og en paritetsblok til det tredje drev. Efterfølgende datablokke og paritetsblokke skrives til de tre drev på en sådan måde, at datablokke og paritetsblokke fordeles ens på alle tre drev. Paritetsblokke beregnes således, at hvis en af deres to datablokke går tabt, kan den rekonstrueres ved hjælp af paritetsblokken og den resterende datablok. En fejl i et hvilket som helst drev i RAID 5-arrayet medfører intet datatab, fordi de tabte datablokke kan rekonstrueres fra data- og paritetsblokkene på de resterende to drev. En RAID 5 giver noget bedre læsepræstation end et enkelt drev. RAID 5-skriveydelse er typisk lidt langsommere end for et enkelt drev på grund af omkostningerne involveret i segmentering af data og beregning af paritetsblokke. Da de fleste pc'er og små servere læser mere end skriver, er RAID 5 ofte det bedste kompromis mellem ydeevne og dataredundans.

En RAID 5 kan omfatte et vilkårligt antal drev, men i praksis er det bedst at begrænse RAID 5 til tre eller fire fysiske drev, fordi ydeevnen for en nedbrudt RAID 5 (en, hvor et drev har svigtet) varierer omvendt med antal drev i arrayet. En tre-drevs RAID 5 med et mislykket drev er for eksempel meget langsom, men er sandsynligvis anvendelig, indtil arrayet kan genopbygges. En forringet RAID 5 med seks eller otte drev er normalt for langsom til overhovedet at være anvendelig.

RAID ERSTATERER IKKE TIL BACKUP

Brug af RAID 1 eller RAID 5 er en billig måde at beskytte dig selv mod datatab fra en harddiskfejl, men RAID er ingen erstatning for sikkerhedskopiering. RAID beskytter kun mod drevfejl. For at beskytte mod utilsigtet korruption eller sletning af filer eller tab på grund af brand, oversvømmelse eller tyveri skal du stadig sikkerhedskopiere dine data.

Hvis dit bundkort ikke har RAID-understøttelse, eller hvis du har brug for et RAID-niveau, der ikke leveres af bundkortet, kan du installere en tredjeparts RAID-adapter, såsom dem, der er lavet af 3Ware ( http://www.3ware.com ), Adaptec ( http://www.adaptec.com ), Highpoint Technologies ( http://www.highpoint-tech.com ), Promise Technology ( http://www.promise.com ), og andre. Bekræft operativsystemsupport, før du køber et sådant kort, især hvis du kører Linux eller en ældre version af Windows.

Mere om harddiske