Назовите интерфейсы для подключения внутреннего и внешнего жестких дисков

Обновлено: 02.07.2024

Этот контент был заархивирован и больше не поддерживается Университетом Индианы. Информация здесь может быть неточной, а ссылки могут быть недоступны или ненадежны.

Введение

SCSI (Small Computer Systems Interface) — это интеллектуальная шина, управляемая микропроцессором, которая позволяет добавлять к компьютеру до 15 периферийных устройств. Эти устройства могут включать жесткие диски, сканеры, принтеры и другие периферийные устройства. Высококачественные одиночные платы SCSI имеют два контроллера и поддерживают до 30 периферийных устройств на одной плате расширения. Преимущество SCSI заключается в том, что вы можете подключить несколько периферийных устройств к одному хост-адаптеру, используя только один слот на шине.

Использование SCSI

SCSI широко используется на рабочих станциях, серверах и мейнфреймах; он реже используется в настольных ПК. Преимущество SCSI в настольном ПК заключается в том, что к одной цепочке кабелей SCSI можно добавить сканер и несколько других приводов (например, CD-R, DVD-RAM, Zip-приводы), а также жесткие диски. Это стало менее важным, поскольку альтернативные интерфейсы, такие как USB и FireWire, стали популярными.

SCSI полезен в сетевых серверах, где несколько жестких дисков можно легко настроить в виде конфигурации RAID. Если один диск выходит из строя, его можно извлечь и вставить новый без потери данных, в то время как система все еще работает. Эта функция оборудования RAID называется горячей заменой.

Вы можете установить жесткие диски SCSI на ПК, который уже содержит один или несколько дисков IDE. Диск IDE по-прежнему будет загрузочным, а диски SCSI обеспечат дополнительное хранилище. Устройство IDE всегда является загрузочным устройством по умолчанию, даже если жесткий диск SCSI установлен и настроен как устройство SCSI с номером 0. Например, если жесткий диск SCSI находится на том же компьютере, что и дисковод IDE CD-ROM, компьютер всегда будет загрузиться с CD-ROM; единственный выход — заменить IDE CD-ROM на SCSI.

Подключение устройств SCSI

Устройства SCSI подключаются последовательно друг к другу. Внешние устройства имеют два порта: один для входящего кабеля, а другой — для исходящего кабеля к следующему устройству. Внутреннее устройство имеет один порт, который подключается к ленточному кабелю с несколькими разъемами. Некоторые платы SCSI более высокого уровня могут иметь несколько внутренних портов, к которым можно подключить несколько ленточных кабелей.

Каждое устройство SCSI должно иметь уникальный идентификационный номер; обычно вы можете установить эти числа, переключая поворотные переключатели на внешних устройствах или устанавливая перемычки на внутренних устройствах. Идентификатор SCSI определяет порядок устройств, который изменяется от 7 до 0, а затем от 15 до 8. Адаптер хоста по умолчанию имеет наивысший приоритет, равный 7.

Вы должны терминировать устройство в конце цепочки SCSI, либо установив переключатель, либо подключив модуль резистора к открытому порту. Обычно хост-адаптеры по умолчанию отключены. Если устройства подключены как внутри, так и снаружи, необходимо удалить оконечную нагрузку хост-адаптера и применить оконечную нагрузку к концам обеих цепочек.

Существуют адаптеры, позволяющие подключать периферийные устройства SCSI через параллельный порт. Скорость передачи параллельного порта значительно ниже, чем у хост-адаптера SCSI, но он позволяет подключать устройства SCSI к ноутбукам. Не все устройства SCSI будут работать с параллельным адаптером, а некоторые устройства SCSI имеют собственные адаптеры параллельного порта. Как правило, скорость передачи данных при использовании адаптера SCSI-параллельный порт составляет около 1 МБ/с.

Поддержка SCSI

Windows 95 , 98 , NT , Me , 2000 и XP, а также большинство старых компьютеров Macintosh обеспечивают внутреннюю поддержку SCSI, а Windows 3.1 и DOS - нет. Новые компьютеры Macintosh поддерживают FireWire, а не SCSI для высокопроизводительных интерфейсов. Чтобы установить SCSI на компьютер под управлением Windows 3.1 или DOS, необходимо добавить соответствующий драйвер SCSI.

Подробнее

Эта информация взята из TechEncyclopedia по адресу:

Дополнительную информацию о SCSI можно найти по адресу:

Стандарты SCSI

Примечание. Термин "широкий" относится к количеству кабельных линий, а не к физической ширине кабеля, которая на самом деле меньше, чем 50-контактный "узкий" кабель SCSI.

Разъемы и интерфейсы SCSI

50-контактный разъем Centronics. 50-контактный разъем Centronics когда-то был наиболее широко используемым разъемом SCSI. Только внешний разъем, Centronics представляет собой разъем SCSI-1, который выглядит так же, как кабель Centronics, который подключается к принтеру с параллельным портом. 50-контактный кабель Centronics выпускается в мужском и женском стилях, также широко доступны устройства смены пола и кабельные преобразователи. Несмотря на то, что этот интерфейс используется на старых устройствах SCSI и корпусах внешних дисков, он больше не используется активно из-за низкой скорости и короткой длины кабеля.
50-контактный разъем высокой плотности. 50-контактный разъем высокой плотности используется в сканерах и дисководах Jaz.Это один из наиболее распространенных разъемов SCSI, который обычно используется для подключения устройств SCSI-2. Оба конца кабеля обычно имеют 50-контактный штекер, а разъемы на хост-адаптере и внешних устройствах — 50-контактный разъем.
25-контактный разъем DB: 25-контактный разъем DB или D Sub 25 на сегодняшний день является наиболее широко используемым разъемом. Этот разъем используется для параллельных и последовательных принтеров в дополнение ко многим другим доступным устройствам. Оба конца кабеля обычно имеют 25-контактный штекер, а разъемы на хост-адаптере и внешних устройствах — 25-контактный разъем. Этот кабель почти всегда является внешним разъемом.

Примечание. Кабели SCSI DB-25 несовместимы и не должны использоваться в качестве последовательных кабелей или кабелей принтера; последовательные кабели и кабели принтера не должны использоваться или подключаться к адаптерам SCSI DB-25. Вы можете закоротить хост-адаптер SCSI или материнскую плату, используя неправильный кабель. Маркировка кабелей — лучший способ избежать этого.

Дополнительную информацию о соединителях SCA можно найти по адресу:

Дополнительную информацию об интерфейсах и разъемах SCSI можно найти по адресу:

Компонентом оборудования, отвечающим за постоянное хранение вашего цифрового контента на вашем компьютере, является известный жесткий диск. Иногда вы услышите термин «энергонезависимое» хранилище, означающее, что даже если вы выключите систему, на жестком диске все равно будут храниться данные.

Жесткие диски бывают разной емкости, типов и интерфейсов подключения. В этом контексте «размер» относится к емкости хранилища, а не к физическим размерам диска.

Вы не можете сохранять программы, изображения, документы или другие личные файлы без жесткого диска. Сама ОС устанавливается на жесткий диск.

Может ли компьютер работать без жесткого диска? Компьютер включается только без жесткого диска, но не может работать без правильно функционирующей системы хранения.

Жесткие диски могут находиться внутри или снаружи компьютера. Внутренние жесткие диски подключаются непосредственно к материнской плате компьютерной системы (например, ноутбука, рабочей станции, сервера и т. д.).

Наоборот, внешние жесткие диски подключаются к системе с помощью проводного интерфейса, такого как Thunderbolt или USB-кабель.

В этой статье мы обсудим и объясним различные типы жестких дисков компьютера, а также различные типы интерфейсов, используемых для подключения жесткого диска к остальной части компьютерной экосистемы.

Начнем с трех самых популярных типов жестких дисков.

Оглавление

1. Жесткие диски

Жесткий диск — это аббревиатура, обозначающая жесткий диск. Жесткие диски существуют уже много лет, и их главная особенность заключается в том, что они имеют движущиеся/механические части, а также используют технологию магнитного хранения данных.

Более полувека технология жестких дисков была основным носителем информации в компьютерах. Со временем технология жестких дисков претерпела изменения с точки зрения скорости и емкости.

Например, жесткие диски, изготовленные 50 лет назад, были больше по физическому размеру, медленнее и имели гораздо меньшую емкость, чем нынешние.

Характеристики жесткого диска:

Емкость хранилища. Жесткие диски имеют различную емкость. Стандартом измерения емкости жесткого диска является байт. Емкость современных жестких дисков измеряется в гигабайтах и терабайтах. До 2018 года самый большой доступный жесткий диск составлял 16 терабайт.

Скорость. Скорость доступа к жестким дискам определяется скоростью чтения и записи данных с магнитных пластин при вращении пластин. Стандартный жесткий диск может читать/записывать со скоростью около 125 Мбайт в секунду.

Тип подключения также влияет на скорость и общую производительность жестких дисков. Число оборотов механических жестких дисков в минуту также определяет скорость.

Например, жесткие диски со скоростью вращения 7 200 об/мин работают быстрее, чем диски со скоростью 5 400 об/мин. Однако, HDD намного медленнее, чем SSD, как мы увидим ниже.

Тип подключения. Жесткие диски подключаются к компьютеру через кабель SATA, параллельный ATA (PATA) или кабель передачи данных SCSI. В более старых типах использовался PATA, а в новых — SATA.

Стоимость. Магнитные жесткие диски являются самыми дешевыми среди всех других жестких дисков. Из-за их низкой стоимости они в настоящее время в основном используются в качестве систем резервного копирования, благодаря которым вам не нужны быстрые операции чтения/записи.

Физический размер. Магнитные жесткие диски больше твердотельных, поскольку в них много механических компонентов.

Долговечность. Жесткие диски менее долговечны, поскольку имеют подвижные механические компоненты, а также их магнитная природа со временем ухудшается.

Энергоэффективность. Жесткие диски потребляют много энергии (6-7 Вт).

2. SSD-накопители

Полностью SSD означает твердотельный накопитель. Как следует из названия, твердотельные накопители не имеют подвижных частей, в отличие от традиционных механических жестких дисков.

Вместо этого в твердотельных накопителях используется технология флэш-памяти. Вы можете думать о твердотельном накопителе как о карте памяти большого размера, потому что в обоих используется технология NAND для хранения данных.

NAND предполагает сохранение собранных данных и информации на микрочипах. Технология NAND позволяет твердотельным накопителям сохранять данные и вызывать их даже после выключения диска.

Характеристики твердотельного накопителя:

Емкость хранилища. Твердотельные накопители бывают разных размеров. Наиболее распространенные размеры твердотельных накопителей варьируются от 128 ГБ до 512 ГБ. До 2018 года самый большой доступный твердотельный накопитель составлял 100 ТБ!

Скорость — твердотельные накопители очень быстрые. Фактически, они являются самыми быстрыми из всех типов жестких дисков. Стандартные твердотельные накопители имеют скорость более 550 МБ в секунду. Твердотельные накопители обязаны своей высокой производительностью тому факту, что у них нет подвижных частей.

Стоимость. Твердотельные накопители стоят дорого. Они стоят больше, чем магнитные или гибридные жесткие диски, но со временем их стоимость снижается.

Долговечность — твердотельные накопители долговечны. Поскольку твердотельные накопители, как следует из названия, не имеют движущихся частей, они менее подвержены механическим повреждениям от ударов или вибраций.

Энергоэффективность. Твердотельные накопители потребляют меньше энергии (2–3 Вт) по сравнению с жесткими дисками.

3. Гибридные диски (жесткий диск + твердотельный накопитель)

Гибридные жесткие диски сочетают в себе как жесткие, так и твердотельные накопители с магнитными пластинами и флэш-памятью.

На гибридных жестких дисках наиболее часто используемые данные и информация хранятся во флэш-памяти. Остальные данные хранятся на магнитных пластинах. Намерение состоит в том, чтобы увеличить скорость уже экономичных жестких дисков большой емкости.

Характеристики гибридных дисков:

Емкость хранилища. Гибридные жесткие диски бывают меньшего размера, особенно часть SSD.

Скорость. Гибридные диски работают быстро. Они быстрее магнитных жестких дисков, поскольку для быстрого доступа к данным используют флэш-память.

Стоимость. Гибридные жесткие диски стоят дороже, чем магнитные жесткие диски, но дешевле, чем твердотельные накопители.

Типы интерфейсов подключения жесткого диска компьютера

В этом разделе мы обсудим различные типы интерфейсов подключения, которые используются для подключения жестких дисков к остальной части компьютерной системы (обычно к материнской плате компьютера).

Тип подключения имеет решающее значение, поскольку от него зависят такие факторы, как скорость, масштабируемость и совместимость. К ним относятся:

1. Интерфейс SATA

Serial Advanced Technology Attachment, также известный как кабели Serial ATA (SATA), заменяет старые кабели Parallel ATA или PATA.

Кабели SATA появились на рынке в 2003 году и с тех пор заменяют кабели PATA. В настоящее время многие компьютеры используют кабели SATA для подключения жестких дисков и оптических приводов к материнской плате.

SATA использует технологию последовательной передачи сигналов вместо параллельной, используемой жесткими дисками IDE.

Характеристики интерфейса SATA:

Скорость. Новейшие модели SATA (SATA III) обеспечивают высокую скорость чтения-записи до 600 МБ в секунду при фактической пропускной способности или скорость 6 Гбит/с.

Энергоэффективность — интерфейс SATA потребляет мало энергии.

Целостность данных — протокол SATA обеспечивает целостность данных путем обнаружения и исправления ошибок.

Производительность — протокол SATA может поддерживать одну очередь команд, каждая из которых содержит 32 записи.

Подключение и подключение кабелей SATA намного проще, поскольку кабели SATA более гибкие и тонкие.

Интерфейсы SATA поддерживают большую пропускную способность, чем протоколы PATA.

2. Интерфейс SAS (SCSI)

Полностью SAS означает Serial Attached SCSI (Small Computer System Interface). Это двухточечное интерфейсное соединение, использующее последовательный протокол. Он заменяет параллельный SCSI, в котором использовалась параллельная шина.

Характеристики SAS:

Скорость. С годами протоколы SAS совершенствуются. В 2017 году был выпущен SAS-4 со скоростью передачи данных 22,5 ГБ в секунду.

Производительность — SAS может поддерживать только одну очередь с 254 записями в каждой.

Связь. Используя расширители, SAS обеспечивает связь до 65 535 устройств.

SAS устраняет перекос часов.

3. NVMe

NVMe расшифровывается как энергонезависимая память Express.По сравнению с устаревшими интерфейсами хранения NVMe предлагает более высокую масштабируемость, производительность и оптимизацию.

NVMe — это новейшая технология, использующая шину PCI Express (PCIe) для подключения устройства хранения непосредственно к ЦП. NVMe был создан для твердотельных накопителей, чтобы обеспечить максимально быстрое взаимодействие интерфейса твердотельного накопителя с ЦП.

Характеристики NVMe:

Скорость — NVMe быстрее SATA во всех аспектах. Будь то время доступа к данным, скорость чтения-записи или количество операций ввода-вывода в секунду, NVMe превзойдет самую быструю модель SATA. Например, NVMe с SSD может обеспечить пропускную способность до 32 ГБ в секунду.

Производительность — NVMe может поддерживать до 64 000 очередей.

Заключительные слова

За последние полвека цифровые технологии хранения и памяти сильно изменились. Эта эволюция привела к увеличению скорости передачи данных и, как следствие, повышению производительности как жестких дисков, так и их интерфейсов.

Реальность такова, что устройства хранения данных развиваются, а традиционные жесткие диски постепенно выводятся из эксплуатации и вскоре будут полностью заменены гораздо более быстрыми твердотельными накопителями, подключенными к новейшей технологии интерфейса NVMe.

Оставить ответ

Этот сайт использует Akismet для уменьшения количества спама. Узнайте, как обрабатываются данные ваших комментариев.

Интерфейс жесткого диска — это связующее звено между жестким диском и хост-компьютерной системой, и его функция заключается в передаче данных между кешем жесткого диска и хост-памятью. Различные интерфейсы жестких дисков определяют скорость передачи данных между жестким диском и компьютером. Во всей системе качество интерфейса жесткого диска напрямую влияет на скорость работы программы и производительность системы. Из этой статьи вы узнаете о концепциях разъемов IDE, SATA, SCSI, Fibre Channel (FC) и SAS, а также о процессе их разработки и, наконец, о двух важных интерфейсных протоколах: AHCI и NVMe.

Объяснение SAS, SATA, SCSI, FC и IDE

Каталог

Ⅰ Типы интерфейса шины

С общей точки зрения интерфейсы жестких дисков делятся на пять типов: параллельный ATA (PATA, также называемый IDE или EIDE), SATA, SCSI, Fibre Channel и SAS. IDE в основном используется в бытовых товарах. И некоторые из них используются на серверах веб-сайтов. SCSI в основном используется на рынке серверов. В то время как Fibre Channel используется только на высокопроизводительных серверах и стоит дорого. SATA в настоящее время является основным жестким диском. Его используют большинство ноутбуков и настольных компьютеров, а также твердотельные жесткие диски. SAS обычно используется на серверах. Он имеет высокую скорость передачи и высокую надежность. В широких категориях IDE и SCSI существует множество конкретных типов интерфейсов, которые можно разделить в соответствии с различными техническими характеристиками и скоростью передачи.

Ⅱ Что такое IDE?

2.1 Определение встроенной электроники привода

Полное название IDE — «Integrated Drive Electronics», а его первоначальное значение относится к жесткому диску, который объединяет «контроллер жесткого диска» и «корпус диска». Такой подход уменьшает количество и длину кабелей для интерфейса жесткого диска, повышает надежность передачи данных и упрощает изготовление жестких дисков. Раньше многие жесткие диски имели интерфейсы IDE, но теперь почти все интерфейсы жестких дисков стандартны для SATA.

IDE представляет собой тип интерфейсов жестких дисков, но в реальных приложениях люди также привыкли называть его первым жестким диском типа IDE ATA-1. Этот тип интерфейса был устранен с развитием технологий. Со временем было разработано больше типов интерфейсов жестких дисков, таких как ATA, Ultra ATA, DMA, Ultra DMA и другие интерфейсы, все они являются интерфейсами жестких дисков IDE.

2.2 Режим IDE

Для IDE существует три режима передачи: PIO (программируемый ввод-вывод), DMA (прямой доступ к памяти) и Ultra DMA (UDMA).

Самый большой недостаток режима PIO заключается в том, что он потребляет много ресурсов ЦП. Интерфейс IDE, работающий в режиме PIO, имеет скорость передачи данных в диапазоне от 3,3 МБ/с (режим PIO 0) до 16,6 МБ/с (режим PIO 4).Существует два типа режимов DMA: Single-Word DMA и Multi-Word DMA. Максимальная скорость передачи в режиме Single-Word DMA составляет 8,33 МБ/с, а в режиме Multi-Word DMA (двойное слово) может достигать 16,66 МБ/с. Самая большая разница между DMA и PIO заключается в том, что режим DMA не слишком зависит от выполнения инструкций ЦП, что может сохранить рабочий код процессора.

Из-за появления и стремительной популярности режима UDMA PIO и DMA сразу же заменяются UDMA. UDMA — это стандартный протокол системы Ultra ATA, основанный на 16-битном режиме DMA Multi-Word. Одним из преимуществ UDMA является то, что в дополнение к преимуществам режима DMA он также применяет технологию CRC (Cyclic Redundancy Check) для повышения производительности обнаружения ошибок и отладки во время передачи данных. С момента введения стандарта Ultra ATA в его интерфейсе применяется технология DDR (двойная скорость передачи данных), которая удваивает скорость передачи данных, достигая скорости передачи до 100 МБ/с.

2.3 Преимущества и недостатки IDE

Преимущества: совместимость и экономичность.
Недостатки: медленная скорость передачи данных, короткая длина кабеля, меньшее количество подключенных устройств, отсутствие поддержки горячей замены, плохая возможность повышения скорости интерфейса.

Ⅲ Что такое SCSI?

3.1 Основы SCSI

Полное название SCSI – "Интерфейс для малых компьютеров – интерфейс", который полностью отличается от интерфейса IDE. SCSI не предназначен специально для жестких дисков, это технология высокоскоростной передачи данных, широко используемая в миникомпьютерах. Его преимуществами являются широкий спектр приложений, многозадачность, большая пропускная способность, низкая загрузка ЦП и горячая замена. Таким образом, SCSI в основном используется в серверах среднего и высокого класса и рабочих станциях высокого класса. Но более высокая цена затрудняет популяризацию, как IDE. SCSI также имеет некоторые потенциальные проблемы. Он имеет ограниченную поддержку системного BIOS и должен быть установлен для каждого компьютера. Также отсутствует общий программный интерфейс SCSI.

Рисунок 1. Интерфейс SCSI

3.2 Версия SCSI

Версия SCSI

Описания

разработан в 1986 году

Представлен в 1979 году, поддерживает синхронные и асинхронные периферийные устройства SCSI.

принят в 1994 году

Представленный в 1992 году, также известный как быстрый SCSI, поддерживает любое устройство SCSI.

дебютировал в 1995 году

Это стандарт, используемый в настоящее время.

Ⅳ Что такое Fibre Channel (FC)?

4.1 Обзор Fibre Channel

4.2 Протокол Fibre Channel

Протокол Fibre Channel

Описания

Физический уровень настраивает различные среды, устанавливает стандарты расстояния передачи и механизма передачи сигналов, определяет оптическое волокно, медные интерфейсы и индикаторы кабеля.

Протокол кадрирования/управление потоком

общие службы, такие как шифрование и сжатие данных

Уровень сопоставления протоколов, определяющий интерфейс между оптоволоконным каналом и протоколом верхнего уровня. Приложения верхнего уровня, такие как протокол SCSI, функции интерфейса HBA FC-4. FC-4 поддерживает несколько протоколов, например FCP-SCSI, FC-IP и FC-VI.

Ⅴ Что такое SATA?

5.1 Определение Serial ATA

SATA означает "Serial Advanced Technology Attachment" или "Serial ATA". Это интерфейс, используемый для подключения жестких дисков ATA к материнской плате компьютера. SATA использует режим последовательного соединения. Шина Serial ATA использует встроенный тактовый сигнал, который имеет более сильную способность исправления ошибок. По сравнению с прошлым, его самое большое отличие состоит в том, что он может проверять инструкции по передаче (а не только данные). Ошибки автоматически исправляются, что значительно повышает надежность передачи данных.

Теперь общий интерфейс — это интерфейсы SATA. Причина, по которой он может заменить IDE, заключается в том, что производительность SATA намного выше, чем у IDE. Скорость SATA также намного выше, чем у IDE, а также поддерживается горячая замена/горячее подключение.

5.2 Интерфейс SATA

Большинство компьютеров, которые мы используем, также имеют интерфейсы SATA. Текущий интерфейс SATA имеет три версии: 1.0, 2.0 и 3.0. Чем больше номер версии, чем позже он появляется, тем выше производительность, что в основном связано с более высокой скоростью передачи данных. SATA 3.0 является наиболее распространенным интерфейсом, используемым сегодня, хотя с момента его появления было четыре версии, а именно с 3.1 по 3.4. Версия интерфейса SATA обратно совместима, а более высокая версия совместима с более низкой. Некоторые жесткие диски SATA снабжены перемычками.Из-за различий в настройках перемычек номер версии интерфейса SATA одного и того же жесткого диска отличается. Кроме того, реальная скорость передачи данных интерфейса требует поддержки материнской платы SATA.

SSD имеет лучшую производительность, меньший размер и более высокие требования к интерфейсу. Высокопроизводительные твердотельные накопители в основном перешли на M.2, U.2 и PCIe, но интерфейсы SATA не исчезнут в ближайшее время. Он по-прежнему находится на массовом рынке, особенно на рынке жестких дисков. Спецификация SATA 3.3, обновленная SATA-IO, также содержит некоторые новые функции, оптимизирующие поддержку SMR, и может быть отключена удаленно. Технология записи на магнитных пластинах SMR позволяет увеличить плотность хранения данных на жестком диске на 25 %.

Интерфейс SATA вступил в эру 6 Гбит/с со стандарта 3.0 в 2009 году. В 2011 году был обновлен SATA 3.1, в 2013 году – SATA 3.2, а в 2016 году – SATA 3.3. Эти обновленные версии не привнесли много новых функций. . В конце концов, узким местом жестких дисков является не скорость, а из интерфейса сложно сделать большие улучшения.

5.3 Интерфейс IDE и SATA

Жесткий диск SATA отличается новой конструкцией, быстрой передачей данных, экономией места и многими другими преимуществами по сравнению с жестким диском IDE:

1) Жесткий диск SATA имеет более высокую скорость передачи, чем жесткий диск IDE. SATA может обеспечить пиковую скорость передачи 150 МБ/с. С развитием он достигнет 300 МБ/с и 600 МБ/с. В то время мы получим скорость передачи почти в 10 раз выше, чем у жестких дисков IDE.

2) По сравнению с 40-контактным кабелем передачи данных PATA для жестких дисков IDE кабель SATA меньше и тоньше. И расстояние передачи большое, которое может быть увеличено до 1 метра, что упрощает установку оборудования и проводки в машину. Поскольку размер разъема небольшой, такой кабель эффективно улучшает поток воздуха внутри компьютера, а также ускоряет рассеивание тепла в корпусе.

3) Уменьшено энергопотребление. Жесткие диски SATA могут работать с током 500 мА.

4) SATA может быть обратно совместим с устройствами PATA за счет использования многоцелевых наборов микросхем или последовательно-параллельных преобразователей. Поскольку SATA и PATA могут использовать один и тот же диск, нет необходимости обновлять или менять операционную систему.

5) SATA не нужно устанавливать перемычки между ведущим и ведомым дисками. BIOS будет нумеровать его в порядке 1, 2, 3. В то время как для жесткого диска IDE необходимо установить главный и подчиненный диски с помощью перемычек.

6) SATA также поддерживает горячее подключение и может использоваться как U-диск. Жесткие диски IDE не поддерживают горячую замену.

Ⅵ Что такое M.2?

Интерфейс M.2 — это новая спецификация интерфейса. Это новый стандарт, предназначенный для ультрабуков и призванный заменить оригинальный интерфейс mSATA. Будь то меньший размер или более высокая скорость передачи, M.2 намного лучше, чем mSATA.

Интерфейсы M.2 обычно делятся на два типа. При покупке твердотельных накопителей M.2 нужно обращать внимание на внутренние соглашения. Один из них заключается в использовании традиционного протокола SATA AHCI, производительность которого не отличается от обычных жестких дисков SATA; другой — использовать совершенно новый протокол NVMe, который может обеспечить производительность SSD до 3000 МБ/с и более.

Ⅶ Что такое SAS?

SAS (Serial Attached SCSI) — это технология SCS нового поколения, аналогичная популярной в настоящее время технологии SATA. Он использует последовательную технологию для получения более высокой скорости передачи и увеличивает внутреннее пространство за счет укорочения кабеля. SAS — это новый интерфейс, разработанный после параллельного SCSI. Этот интерфейс предназначен для повышения производительности, доступности и расширяемости системы хранения, а также для обеспечения совместимости с SATA.

Технология SAS может быть обратно совместима с SATA. В частности, их совместимость главным образом отражается на совместимости физической части и протокола. На физическом уровне интерфейс SAS и интерфейс SATA полностью совместимы, и жесткий диск SATA можно напрямую использовать в среде SAS. С точки зрения стандартов интерфейса SATA является субстандартом SAS, поэтому контроллер SAS может напрямую управлять жесткими дисками SATA, но SAS нельзя напрямую использовать в среде SATA. Потому что контроллер SATA не может управлять жестким диском SAS. Что касается протокола, SAS состоит из трех типов протоколов, которые используют соответствующие протоколы для передачи данных в соответствии с различными устройствами. Среди них последовательный протокол SCSI (SSP) используется для передачи команд SCSI, протокол управления SCSI (SMP) используется для обслуживания и управления подключенными устройствами, а канальный протокол SATA (STP) используется для передачи данных между SAS и SATA. . Таким образом, при взаимодействии трех протоколов SAS может беспрепятственно работать с SATA и некоторыми устройствами SCSI.

К задней панели системы SAS можно подключить двухпортовые высокопроизводительные диски SAS и недорогие диски SATA большой емкости. Таким образом, диски SAS и SATA могут находиться в системе хранения одновременно. Но следует отметить, что система SATA несовместима с SAS, поэтому диски SAS нельзя подключать к задней панели SATA. Благодаря совместимости системы SAS пользователи могут использовать жесткие диски с различными интерфейсами для удовлетворения требований к емкости или производительности различных приложений. Таким образом, они обладают большей гибкостью при расширении системы хранения, что позволяет устройствам хранения максимально использовать преимущества приложений.

В системе к каждому порту SAS можно подключить до 16 256 внешних устройств, а SAS использует прямую последовательную передачу данных "точка-точка" со скоростью передачи до 3 Гбит/с. Предполагается, что в будущем появятся высокоскоростные интерфейсы 6 Гбит/с или даже 12 Гбит/с. Производительность интерфейса SAS также была значительно улучшена. Он также предоставляет 3,5-дюймовые и 2,5-дюймовые интерфейсы, поэтому он может соответствовать требованиям различных серверных сред. SAS использует расширители SAS для подключения большего количества устройств. Большинство расширителей имеют 12 портов.

По сравнению с традиционным параллельным интерфейсом SCSI, SAS обеспечивает значительное увеличение скорости интерфейса. Использование последовательных кабелей позволяет не только увеличить расстояние соединения, но и улучшить помехозащищенность. Кроме того, этот кабель также может значительно улучшить отвод тепла внутри корпуса.

Ⅷ Техническое руководство: протокол AHCI и NVMe

Здесь мы сосредоточимся на протоколе AHCI и протоколе NVMe твердотельного накопителя (SSD).

Существует два основных протокола передачи данных для SSD (твердотельных накопителей): один — протокол AHCI, а другой — протокол NVMe.

8.1 Протокол AHCI

Усовершенствованный интерфейс хост-контроллера (AHCI) настраивает работу хост-контроллеров Serial ATA (SATA) на чипсетах материнских плат не зависящим от реализации способом. То есть AHCI позволяет драйверам хранения подключать расширенные функции SATA. Когда мы используем SATA SSD, мы должны включить режим AHCI в настройках материнской платы. Это связано с тем, что при включении режима AHCI количество бесполезных поисков SSD может быть значительно сокращено, а время поиска данных может быть уменьшено. Так что SSD в условиях многозадачности может проявить всю производительность и эффекты. Согласно соответствующим тестам производительности, после включения режима AHCI производительность чтения и записи SSD увеличивается примерно на 30%. Однако с постепенным повышением производительности твердотельных накопителей эти стандарты также стали основным узким местом, ограничивающим твердотельные накопители. Поскольку стандарт AHCI, разработанный для жестких дисков, не подходит для твердотельных накопителей с малой задержкой.

8.2 Протокол NVMe

Еще один протокол передачи — это протокол NVMe, который представляет будущую тенденцию производительности. Так называемый протокол NVMe должен в полной мере использовать низкую задержку и параллелизм каналов PCI-E, значительно повышая производительность чтения и записи твердотельных накопителей при контролируемых затратах на хранение. Это уменьшает высокую задержку, вызванную AHCI, и полностью высвобождает максимальную производительность SATA SSD.

Жесткие диски
В компьютере жесткий диск (HDD) используется для хранения и извлечения данных, таких как операционная система, программы и пользовательские файлы. Эти данные сохраняются даже при выключении компьютера.

В настольном компьютере жесткий диск имеет стандартный размер 3,5 дюйма, а в портативном компьютере – 2,5-дюймовый жесткий диск меньшего размера. Более подробная информация о 2,5-дюймовом жестком диске находится на странице ноутбука.

Жесткий диск подключен к материнской плате через интерфейсный кабель. Существует три основных типа интерфейса жесткого диска, включая старый IDE (Integrated Drive Electronics), также называемый PATA (Parallel ATA), новый SATA (Serial ATA) и SCSI (Small Computer System Interface), который в основном используется на серверах и в промышленность.

Жесткие диски — SATA и IDE
Два основных типа жестких дисков на домашнем компьютере включают старый жесткий диск IDE и новый жесткий диск SATA, которые изображены выше. Они одинакового размера и выглядят одинаково, за исключением разъемов питания и данных.

Зачем мне покупать жесткий диск для настольного компьютера?

Жесткие диски — это механические устройства с движущимися частями, которые могут выйти из строя и привести к потере всех ваших данных, хотя они относительно дешевы и их легко заменить. Вы также можете добавить к компьютеру дополнительные жесткие диски для дополнительного места для хранения.

Какой тип жесткого диска мне следует купить?

Сначала вам нужно посмотреть на материнскую плату вашего компьютера или посмотреть в руководстве по материнской плате и определить, содержит ли она более старые разъемы IDE или более новые разъемы SATA. Материнская плата может даже содержать разъемы обоих типов.

Если на материнской плате есть разъемы IDE, вам понадобится жесткий диск IDE (PATA). Обычно на материнской плате есть два разъема IDE, и каждый разъем может управлять двумя дисками, что позволяет подключить в общей сложности четыре диска. Более новый компьютер, скорее всего, будет иметь разъемы SATA, которые позволяют использовать один диск на разъем SATA. Если вы собираетесь добавить в компьютер дополнительные внутренние жесткие диски, вам понадобится не только запасной разъем для передачи данных, но и место для установки диска в корпус.

После того, как вы определились с типом жесткого диска, вы захотите купить тот, который имеет наибольшую емкость, которую вы можете себе позволить, а также скорость. Емкость диска определяет, сколько данных может быть сохранено, и измеряется в ГБ (гигабайтах) или ТБ (террабайтах). Скорость жесткого диска зависит от того, насколько быстро он вращается, а обычные скорости включают 5400 об/мин (оборотов в минуту) или 7200 об/мин. Рекомендуется использовать более быстрый диск.

Посмотрев на фото разъемов SATA выше, вы увидите, что четыре разъема синие, а два белые. Синие разъемы на этой материнской плате — это SATA2 (SATA II), а белые — SATA3 (SATA III). SATA2 — это интерфейс второго поколения, работающий со скоростью 3 Гбит/с (300 мегабайт в секунду), а SATA3 — интерфейс третьего поколения, работающий намного быстрее со скоростью 6 Гбит/с (600 мегабайт в секунду). SATA1 первого поколения работал со скоростью 1,5 Гбит/с (150 мегабайт в секунду). Если ваша материнская плата поддерживает SATA3, имеет смысл купить жесткий диск SATA3, который использует эту скорость. Если на материнской плате есть только разъемы SATA2, то он все равно будет нормально работать с жестким диском SATA3, поскольку он обратно совместим, но будет работать на более низкой скорости.

Глядя на характеристики жестких дисков, вы можете заметить, что у них разный размер кэша. Это встроенная память внутри накопителя, которая используется в качестве буфера для ускорения передачи данных. Обычно предпочтительнее кэш большего размера (измеряется в мегабайтах).

Популярны жесткие диски следующих марок: Western Digital, Seagate, Maxtor, Hitachi и Samsung.

Сегодня вы можете приобрести экологически чистые жесткие диски, которые можно приобрести в Western Digital и Seagate. Они позиционируются как экологически безопасные, поскольку потребляют меньше энергии и работают тише и меньше нагреваются, чем обычные жесткие диски.

Вы также можете подключить к компьютеру внешний жесткий диск, который обычно подключается через разъем USB (универсальная последовательная шина). Это хорошая идея, если вы не хотите устанавливать внутренний жесткий диск или не хватает разъемов или места для размещения диска внутри корпуса. У вас также есть возможность отключить внешний жесткий диск и использовать его на другом компьютере. Однако он будет медленнее, чем внутренний жесткий диск.

HDD и SSD: сравнение типов дисков и интерфейсов

Существует два типа накопителей: HDD (жесткий диск) и SSD (твердотельный накопитель).

Жесткие диски установлены на большинстве ПК и ноутбуков. Внутри привода находится несколько алюминиевых пластин. Операции чтения и записи выполняются за счет вращения пластин и сенсорной головки, расположенной на расстоянии нескольких нанометров. Скорость пластин может достигать 15 000 оборотов в минуту, что приводит к общему шуму во время работы. Эти накопители стали популярными, поскольку они обеспечивают большой объем (до 4 ТБ на одном жестком диске), высокую надежность и стабильность при операциях чтения и записи.

Недостатки жестких дисков по сравнению с твердотельными:

низкая скорость операций чтения/записи
высокое энергопотребление
высокий уровень шума

Жесткие диски подходят для операций, не связанных с частым чтением или записью данных: настройка хранилищ данных, систем резервного копирования, почтовых серверов, видеопотоков или серверов для виртуальных машин.

В твердотельных накопителях используются микросхемы памяти, и, поскольку они не имеют вращающихся элементов, они совершенно бесшумны, потребляют меньше энергии и имеют меньшие размеры, чем жесткие диски.

Операции чтения и записи выполняются быстрее на SSD (файлы быстрее открываются, сохраняются и удаляются).

Отношение скорости передачи данных к размеру передаваемого блока данных определяется IOPS (количество операций ввода/вывода в секунду). IOPS показывает количество блоков, которые могут быть прочитаны/записаны в секунду. Для справки, у HDD этот показатель составляет порядка 80-100 IOPS, а у SSD — более 8000 IOPS.

Однако каждый цикл перезаписи сжигает накопитель, что сокращает срок его службы.

Твердотельные накопители подходят для высоконагруженных проектов с многочисленными операциями чтения и записи. SSD-накопители увеличивают скорость веб-сайта, разработанного на любой современной CMS.

Для подключения диска к серверу используется интерфейс диска.

Интерфейсы для подключения жестких дисков

SATA (Serial Advanced Technology Attachment) — это последовательный интерфейс для подключения дисков. Интерфейс SATA обрабатывает большие объемы данных на низкой скорости. Этот фактор, наряду с его низкой ценой, является причиной того, что в настоящее время он широко используется в ПК и серверном оборудовании. Скорость интерфейса SATA до 600Мб/сек при пропускной способности 6Гб/сек. Жесткие диски с SATA подходят для:

операции рабочего процесса, например кодирование видео
хранение данных
система резервного копирования
большие, но не сильно загруженные файловые серверы

Диски могут быть подключены через интерфейс SATA к любому серверу Intel (Core i3/i5/i7, Intel Atom, Xeon E3/ Xeon E5, 2 x Xeon E5)

SAS-(Serial Attached SCSI) — последовательный интерфейс для подключения жестких дисков, основанный на наборах команд SCSI. Интерфейс SAS работает на скорости до 1200 Мбит/сек. с пропускной способностью до 12 Гб/сек. Жесткие диски, подключенные через интерфейс SAS, подходят для высокоскоростных операций с многочисленными циклами перезаписи, а также:

системы управления базами данных (DMS)
высоконагруженные веб-серверы
распределенные системы
системы обработки многочисленных запросов — терминальные серверы, 1С-сервера.

Недостатком SAS является его высокая цена.

Интерфейс SAS доступен для двух серверов Xeon E5.

Интерфейс для подключения SSD

Твердотельные накопители также можно подключать через интерфейс SATA. SSD, подключенные по SATA, передают данные со скоростью до 6 Гбит/с.

Некоторые твердотельные накопители подключаются к шине PCIe сервера напрямую, отсюда и название интерфейса для твердотельных накопителей — PCIe-SSD. Однако такие накопители стоят в несколько раз дороже, поэтому сейчас они не так популярны.

Твердотельные накопители также могут быть подключены к серверам Intel Xeon E3/ Xeon E5, 2 x Xeon E5.

Какой диск выбрать?

Выбор диска зависит от конкретной задачи. Мы составили краткую справочную таблицу, которая поможет вам быстро определить, какой тип диска и какой интерфейс диска лучше всего подходит для вашей задачи.

Читайте также: