Intern datamaskinbussgrensesnitt

De internt datamaskinbussgrensesnitt definerer de fysiske og logiske virkemåtene som interne stasjoner (for eksempel harddisker, optiske stasjoner, ...) kobles til PC-en. En moderne PC bruker ett eller begge av følgende grensesnitt:

ATA-serien ( SATA ) er en nyere teknologi som erstatter ATA. SATA har flere fordeler i forhold til ATA, inkludert mindre kabler og kontakter, høyere båndbredde og større pålitelighet. Selv om SATA og ATA ikke er kompatible på det fysiske og elektriske nivået, er det lett tilgjengelig adaptere som gjør at SATA-stasjoner kan kobles til ATA-grensesnitt og omvendt. SATA er vanligvis kompatibel med ATA på programvarenivå, noe som betyr at operativsystemets ATA-drivere fungerer med enten SATA- eller ATA-grensesnitt og harddisker. Figur 7-2 viser to SATA-grensesnitt, over og under 32.768 kHz klokkekrystall i sentrum. Merk at hver grensesnittkontakt er tastet med en L-formet kropp, som forhindrer at SATA-kabelen kobles bakover.

Figur 7-2: SATA-grensesnitt

Grensesnitt for lite datamaskinsystem (SCSI)

De Lite datamaskinsystemgrensesnitt ( SCSI ) blir vanligvis uttalt uklar , men noen ganger sexy . SCSI brukes i servere og avanserte arbeidsstasjoner, hvor det gir to fordeler: forbedret ytelse i forhold til ATA og SATA i multitasking, miljøer med flere brukere og muligheten til å kjede mange stasjoner på ett grensesnitt. Selv om vi tidligere anbefalte SCSI for høyytelses stasjonære systemer, har de svært høye kostnadene for SCSI-stasjoner og vertskontrollere og det reduserte ytelsesgapet mellom SCSI og SATA ført oss til å trekke tilbake denne anbefalingen.

PÅ vedlegg ( de ), uttalt som enkeltbokstaver, var det klart vanligste harddiskgrensesnittet som ble brukt i PC-er fra begynnelsen av 1990-tallet til 2003. ATA kalles noen ganger Parallell ATA eller PATA , for å skille det fra det nyere ATA-serien ( SATA ) grensesnitt. ATA brukes fortsatt i nye systemer, selv om det erstattes av SATA. ATA kalles også ofte HER ( Integrert Drive Electronics ). Figur 7-1 viser to standard ATA-grensesnitt, plassert i vanlig posisjon på hovedkanten av hovedkortet. Merk at hver grensesnittkontakt er tastet med en manglende pinne i øverste rad og et hakk i kontaktskjoldet nederst.

Figur 7-1: Standard ATA-grensesnitt

ATA VERSUS ATAPI

Teknisk sett er bare harddisker ATA-enheter. Optiske stasjoner, båndstasjoner og lignende enheter som kobles til ATA-grensesnitt, bruker en modifisert versjon av ATA-protokollene ATAPI ( ATA pakkegrensesnitt ). I praksis betyr det liten forskjell, ettersom du kan koble enten en ATA-harddisk, en ATAPI-enhet eller begge deler til et hvilket som helst ATA-grensesnitt.

Alle stasjonære ATA-kabler har tre 40-pinners kontakter: en som kobles til ATA-grensesnittet og to som kobles til ATA / ATAPI-stasjoner. ATA-kabler kommer i tre varianter:

En standard ATA-kabel bruker en 40-leder båndkabel og 40-pinners kontakter i alle tre posisjoner. Alle 40 ledere kobles til alle tre kontaktene. Den eneste virkelige variasjonen, bortsett fra kabelkvalitet, er plasseringen av de tre kontaktene. De to enhetskontaktene på en standard ATA-kabel ligger nærmere den ene enden av kabelen. Enten stasjon kan være koblet til begge stasjonskontaktene. En standard ATA-kabel kan brukes med hvilken som helst ATA / ATAPI-enhet gjennom UltraATA-33 (UDMA Mode 2). Hvis en standard ATA-kabel brukes til å koble til en UltraATA-66 (UDMA Mode 4) eller raskere enhet, fungerer den enheten som den skal, men går tilbake til drift i UDMA Mode 2 (33 MB / s). En standard ATA-kabel krever innstilling av master- / slavehoppere for tilkoblede enheter.

Merk at standard ATA-kablene ikke er så 'standard' lenger btw (siden disse nå er klare ganske gamle). De fleste datamaskiner som fremdeles har ATA-grensesnitt, vil sannsynligvis være av UltraDMA-typen.

En standard / CSEL ATA-kabel er identisk med en standard ATA-kabel, bortsett fra at pin 28 ikke er koblet mellom den midtre stikkontakten og endestasjonskontakten. En standard / CSEL ATA-kabel støtter enten master / slave-jumpering eller CSEL-jumpering for tilkoblede enheter. Koblingsposisjonen er betydelig på en standard / CSEL-kabel. Grensesnittkontakten på en CSEL-kabel er enten merket eller har en annen farge enn stikkontaktene. Midtkontakten er for masterenheten, og endekontakten overfor grensesnittkontakten er for slaveenheten.

En UltraDMA ( UDMA ) -kabel bruker en 80-leder båndkabel og 40-pinners kontakter i alle tre posisjoner. De ytterligere 40 ledningene er dedikerte jordledninger, hver tildelt til en av de 40 ATA-pinnene. En UDMA-kabel kan brukes med hvilken som helst ATA / ATAPI-enhet og bør være for mer pålitelig funksjon, men er nødvendig for best ytelse med UltraATA-66, -100 og -133 enheter (UDMA-modus 4, 5 og 6, henholdsvis). Alle UDMA-kabler er CSEL-kabler, og kan brukes i enten kabelvalgmodus eller master / slave-modus. Fargekodede kontakter ble ikke spesifisert for tidligere ATA-kabler.

hvordan du kobler ti nspire til datamaskinen

Fordi en UltraDMA-kabel er nødvendig for UltraATA-66 eller raskere drift, må systemet ha en måte å oppdage om en slik kabel er installert. Dette gjøres ved å jordingstappe 34 i den blå kontakten, som festes til grensesnittet. Fordi 40-leders ATA-kabler ikke jording stifter 34, kan systemet ved oppstart oppdage om en 40-leder eller 80-ledningskabel er installert.

ET FÅR I ULVS KLÆR

Hold umerkede 40-leder CSEL-kabler atskilt fra standardkabler. Hvis du bytter ut en CSEL-kabel for en standard kabel, fungerer stasjoner som er hoppet som master eller slave riktig. Hvis du bytter ut en standardkabel for en CSEL-kabel og kobler en stasjon som er koblet som CSEL til den kabelen, vil den fungere som master. Men hvis du kobler to CSEL-stasjoner til en standard kabel, fungerer begge som master, noe som kan føre til alt fra subtile problemer til (mer sannsynlig) at systemet ikke får tilgang til noen av stasjonene. Den beste regelen er rett og slett aldri å bruke en 40-ledningskabel for å koble til en harddisk.

ALLE CSEL-KABLER ER IKKE DET samme

Legg merke til forskjellen mellom å bruke en 40-leder CSEL-kabel og en 80-wire kabel for CSEL-drift. Selv om alle Ultra DMA-kabler støtter stasjoner som enten er master / slave eller CSEL, betyr ikke det at du fritt kan erstatte en 80-ledningskabel med en 40-ledningskabel. Hvis stasjonene er hoppet som master / slave, fungerer det å bytte ut en 80-ledningskabel. Imidlertid, hvis stasjonene er koblet til som CSEL, bytter du ut en 40-leders CSEL-kabel med en 80-ledningskabel. Det vil si at stasjonen som var master på 40-ledningskabelen blir slave på 80-ledningskabelen, og omvendt.

PIO-modus kontra DMA-modus

ATA definerer to klasser av overføringsmodus, kalt PIO-modus ( Programmert I / O-modus ) og DMA-modus ( Modus for direkte minnetilgang ). Overføringer i PIO-modus er mye tregere og krever at prosessoren skal arbitrere overføringer mellom enheten og minnet. DMA-modusoverføringer er mye raskere og skjer uten prosessorintervensjon. Hvis en av enhetene på en ATA-kanal bruker en PIO-modus, må begge enhetene gjøre det. Det ødelegger gjennomstrømningen og legger tung belastning på prosessoren, og går ned i systemet når stasjonen er tilgjengelig.

Alle moderne ATA- og ATAPI-enheter støtter DMA-modus, men for bakoverkompatibilitet kan de fleste settes til å bruke PIO-modus. Å bruke PIO-modus er en feil. Når du oppgraderer et system, må du erstatte dem hvis du finner noen stasjoner som bare støtter PIO-modus. Bare veldig gamle harddisker og optiske stasjoner er uansett begrenset til PIO-modus, så det er ikke bra å erstatte dem.

Kompatibilitet mellom gamle og nye IDE-enheter

Med mindre unntak er det ingen direkte kompatibilitetskonflikter mellom nye ATA-enheter og gamle ATA-grensesnitt eller omvendt. Nyere stasjoner kan ikke gi høyest ytelse når de er koblet til et gammelt ATA-grensesnitt, akkurat som et nytt grensesnitt ikke kan forbedre ytelsen til en eldre stasjon. Men du kan koble hvilken som helst ATA- eller ATAPI-stasjon til ethvert ATA-grensesnitt med sikkerhet for at den vil fungere, om enn kanskje ikke optimalt.

Når det er sagt, bør du ikke bruke eldre PIO-enheter på samme grensesnitt som en DMA-enhet. Begge enhetene vil fungere, men gjennomstrømningen til DMA-enheten vil bli ødelagt. Hvis du oppgraderer et system som har en PIO-modusenhet installert, kan du om mulig konfigurere det på nytt for DMA. Ellers erstatter du den med en DMA-kompatibel enhet.

Vær også oppmerksom på at et grensesnitt bare støtter en DMA- eller UltraDMA (UDMA) -modus om gangen. Hvis du for eksempel kobler en UDMA Mode 4 (66,6 MB / s) Plextor PX-716A DVD-brenner og en UDMA Mode 6 (133 MB / s) Maxtor-harddisk til samme ATA-grensesnitt, fungerer harddisken i UDMA Mode 4 ved 66 MB / s, noe som kan hemme harddiskgjennomstrømningen. På samme måte, hvis du installerer en Plextor PX-740A DVD-brenner, som støtter UDMA Mode 2 (33 MB / s) som den raskeste modusen, blir harddiskgjennomstrømningen lammet på bare 33 MB / s.

Før SATA-grensesnitt og stasjoner ble vanlige, ble ATA brukt nesten universelt for å koble til harddisker. Selv i dag har hundrevis av millioner PCer ATA-harddisker. Dette tallet vil uunngåelig synke når eldre systemer blir oppgradert og erstattet, men ATA vil være hos oss i årevis.

Den opprinnelige ATA-spesifikasjonen definerte et enkelt grensesnitt som støttet en eller to ATA-harddisker. På begynnelsen av 1990-tallet hadde nesten alle systemer to ATA-grensesnitt, som hver støttet opptil to ATA-harddisker eller ATAPI-enheter. Ironisk nok har vi kommet i full sirkel. Mange nåværende hovedkort har flere SATA-grensesnitt, men bare ett ATA-grensesnitt.

Hvis et system har to ATA-grensesnitt, er ett definert som primære ATA-grensesnitt og den andre som sekundært ATA-grensesnitt . Disse to grensesnittene er identiske funksjonelt, men systemet tildeler det primære grensesnittet en høyere prioritet. Følgelig er harddisken (periferiutstyr med høy prioritet) vanligvis koblet til det primære grensesnittet, med det sekundære grensesnittet brukt til optiske stasjoner og andre enheter med lavere prioritet.

MESTERE ER MESTERE, OG slaver er slaver

Når du hopper over en enhetsmester eller slave, antar enheten den rollen uavhengig av hvilken posisjon den kobles til på ATA-kabelen. Hvis du for eksempel hopper over en enhet som master, fungerer den som master uansett om den er festet til stikkontakten på slutten av ATA-kabelen eller stikkontakten midt på ATA-kabelen.

Hvert ATA-grensesnitt (ofte løst kalt ATA-kanal ) kan ha null, en eller to ATA og / eller ATAPI-enheter koblet til den. Hver ATA og ATAPI-enhet har en innebygd kontroller, men ATA tillater (og krever) bare en aktiv kontroller per grensesnitt. Derfor, hvis bare en enhet er koblet til et grensesnitt, må den enheten ha sin innebygde kontroller aktivert. Hvis to enheter er koblet til et ATA-grensesnitt, må en enhet ha kontrolleren aktivert og den andre må deaktivere kontrolleren.

I ATA-terminologi kalles en enhet hvis kontroller er aktivert a herre en hvis kontrolleren er deaktivert, kalles a slave (ATA går foran politisk korrekthet). På en PC med to ATA-grensesnitt kan en enhet derfor konfigureres på en av fire måter: primær mester, primær slave, sekundær mester , eller sekundær slave . ATA / ATAPI-enheter tilordnes som master eller slave ved å sette hoppere på enheten, som vist i Figur 7-3 .

Figur 7-3: Stille inn master / slave-jumper på en ATA-stasjon

Når du bestemmer deg for hvordan du skal tildele enheter mellom to grensesnitt og velge master- eller slave-status for hvert, bruk følgende retningslinjer:

Tildel alltid hovedharddisken som primærmester. Ikke koble en annen enhet til det primære ATA-grensesnittet med mindre begge posisjonene på det sekundære grensesnittet er opptatt.
ATA forbyr samtidig I / O på et grensesnitt, noe som betyr at bare en enhet kan være aktiv om gangen. Hvis en enhet leser eller skriver, kan den andre enheten ikke lese eller skrive før den aktive enheten gir kanalen. Implikasjonen av denne regelen er at hvis du har to enheter som trenger å utføre samtidig I / O, for eksempel en DVD-brenner som du bruker til å duplisere DVDer fra en DVD-ROM-stasjon, bør du plassere de to enhetene på separate grensesnitt.
Hvis du kobler en ATA-enhet (en harddisk) og en ATAPI-enhet (for eksempel en optisk stasjon) til samme grensesnitt, angir du harddisken som master og ATAPI-enheten som slave.
Hvis du kobler to lignende enheter (ATA eller ATAPI) til et grensesnitt, spiller det generelt ingen rolle hvilken enhet som er master og hvilken slave. Det er unntak fra denne retningslinjen, men spesielt med ATAPI-enheter, hvorav noen virkelig vil være master (eller slave), avhengig av hvilken annen ATAPI-enhet som er koblet til kanalen.
Hvis du kobler en eldre enhet og en nyere enhet til samme ATA-grensesnitt, er det generelt bedre å konfigurere den nyere enheten som master, fordi den sannsynligvis vil ha en mer dyktig kontroller enn den eldre enheten.
Unngå å dele ett grensesnitt mellom en DMA-kompatibel enhet og en bare PIO-enhet. Hvis begge enhetene på et grensesnitt er DMA-kompatibelt, bruker begge DMA. Hvis bare én enhet er DMA-kompatibel, blir begge enhetene tvunget til å bruke PIO, noe som reduserer ytelsen og øker CPU-utnyttelsen dramatisk. Tilsvarende, hvis begge enhetene er DMA-kompatible, men på forskjellige nivåer, blir den mer dyktige enheten tvunget til å bruke den langsommere DMA-modusen. Bytt ut eventuelle PIO-bare enheter hvis mulig.

For å kunne bestemme riktig jumperinnstilling, må du sørge for at du kobler stasjonen til riktig kontakt.

Slik fungerer det for standard ATA-kabler:

Alle kontaktene er svarte. Enten stasjon kan være koblet til begge stasjonskontaktene. Vanligvis plasserer du masterenheten ved den midterste kontakten på kabelen, og setter slaven på enden av kabelen. Se her

De fleste ATA / ATAPI-stasjoner har en Cable Select (CS eller CSEL) genser i tillegg til standard master / slave jumpers. Hvis du hopper over en stasjon som master (eller slave), fungerer den som master (eller slave) uansett hvilken kontakt den er koblet til på ATA-kabelen. Hvis du hopper en stasjon som CSEL, avgjør posisjonen til stasjonen på kabelen om stasjonen fungerer som en master eller en slave.

CSEL ble introdusert som et middel for å forenkle ATA-konfigurasjonen. Målet var at stasjoner bare kunne installeres og fjernes uten å bytte hoppere, uten mulighet for konflikt på grunn av feil jumperinnstillinger. Selv om CSEL har eksistert i mange år, har det bare blitt de siste årene blitt populært blant systemprodusenter.

Å bruke CSEL krever følgende:

Hvis en stasjon er installert på grensesnittet, må den stasjonen støtte og være konfigurert til å bruke CSEL. Hvis to stasjoner er installert, må begge støtte og være konfigurert til å bruke CSEL
ATA-grensesnittet må støtte CSEL. Svært gamle ATA-grensesnitt støtter ikke CSEL, og behandler stasjoner som er konfigurert som CSEL som en slave.
ATA-kabelen må være en spesiell CSEL-kabel. Dessverre er det tre typer CSEL-kabel:
- En 40-leders CSEL-kabel skiller seg fra en standard 40-leder ATA-kabel ved at pinnen 28 bare er koblet mellom ATA-grensesnittet og den første stasjonsposisjonen på kabelen (den midterste kontakten). Pin 28 er ikke koblet mellom grensesnittet og den andre stasjonsposisjonen (endekontakten på kabelen). Med en slik kabel er stasjonen som er festet til den midterste kontakten (med pin 28 tilkoblet), masteren som er festet til kontakten lengst fra grensesnittet (med pin 28 ikke tilkoblet) er slave.
- Alle 80-leders (Ultra DMA) ATA-kabler støtter CSEL, men med nøyaktig motsatt retning av 40-leders standard CSEL-kabel som akkurat er beskrevet. Med en slik kabel er stasjonen som er festet til den midterste kontakten (med pinne 28 ikke tilkoblet), slave stasjonen som er festet til kontakten lengst fra grensesnittet (med pinne 28 tilkoblet), er master. Dette er faktisk et bedre arrangement, hvis litt ikke-intuitivt, hvordan kan en ledning kobles til endekontakten, men ikke til den i midten? fordi den standard 40-leder CSEL-kabelen setter masterdrevet på den midterste kontakten. Hvis bare en stasjon er installert på den kabelen, blir det en lang 'kabel' av kabelen hengende fri uten noe koblet til den. Elektrisk, det er en veldig dårlig ide, fordi en uavbrutt kabel tillater at det dannes stående bølger, øker støy på linjen og svekker dataintegriteten.
- En 40-leder CSEL Y-kabel setter grensesnittkontakten i midten med en stasjonskontakt i hver ende, en merket master og en slave. Selv om dette i teorien er en god ide, fungerer det sjelden i praksis. Problemet er at ATA-kabellengdegrenser fortsatt gjelder, noe som betyr at stikkontaktene ikke har nok kabel til å komme til stasjonene i alle tilfeller unntatt de minste. Hvis du har et tårn, kan du glemme det. 40-leders CSEL-kabler skal være tydelig merket, men vi har funnet ut at dette ofte ikke er tilfelle. Det er ikke mulig å identifisere slike kabler visuelt, selv om du kan verifisere typen ved hjelp av et digitalt voltmeter eller kontinuitetstester mellom de to endekontaktene på pinne 28. Hvis det er kontinuitet, har du en standard ATA-kabel. Hvis ikke, har du en CSEL-kabel.

Ultra DMA-kabelspesifikasjonen krever følgende kontaktfarger:

Den ene endekontakten er blå, noe som indikerer at den festes til hovedkortets ATA-grensesnitt.
Den motsatte endekontakten er svart og brukes til å feste masterdrevet (Enhet 0), eller en enkelt stasjon hvis bare en er festet til kabelen. Hvis CSEL brukes, konfigurerer den svarte kontakten stasjonen som master. Hvis standard master / slave-jumpering brukes, må masterdrevet fortsatt være festet til den svarte kontakten, fordi ATA-66, ATA-100 og ATA-133 ikke tillater at en enkelt stasjon kobles til den midterste kontakten, noe som resulterer i i stående bølger som forstyrrer datakommunikasjon.
Den midterste kontakten er grå og brukes til å feste slave-stasjonen (Enhet 1), hvis den er tilstede.

Figur 7-4 viser en 80-leders UltraDMA-kabel (topp) og en 40-leder standard ATA-kabel for sammenligning.

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

ATA-enheter har noen eller alle av følgende hoppervalg:

Ved å koble til en genser i hovedposisjon aktiveres den innebygde kontrolleren. Alle ATA- og ATAPI-enheter har dette alternativet. Velg denne jumperposisjonen hvis dette er den eneste enheten som er koblet til grensesnittet, eller hvis det er den første av to enheter som er koblet til grensesnittet.

Hvis du kobler til en genser i slaveposisjon, deaktiveres den innebygde kontrolleren. (En av våre tekniske korrekturlesere bemerker at han har benyttet seg av dette for å hente data fra en harddisk hvis kontrolleren hadde mislyktes, noe som er veldig nyttig å huske på.) Alle ATA- og ATAPI-enheter kan settes som slave. Velg denne jumperposisjonen hvis dette er den andre enheten som er koblet til et grensesnitt som allerede har en hovedenhet koblet til.

De fleste ATA / ATAPI-enheter har en tredje hopperposisjon merket Cable Select, CS , eller RUSE . Koble til en genser i CSEL-posisjonen instruerer enheten til å konfigurere seg selv som master eller slave basert på posisjonen på ATA-kabelen. Hvis CSEL-genseren er koblet til, er det mulig at ingen andre hoppere er koblet til. For mer informasjon om CSEL, se følgende avsnitt.

Når de fungerer som master, trenger noen få eldre ATA / ATAPI-enheter å vite om de er den eneste enheten på kanalen, eller om en slaveenhet også er koblet til. Slike enheter kan ha en ekstra hopperposisjon merket Såle eller Kun . For en slik enhet, hopp den som master hvis det er master-enheten på grensesnittet, slave hvis det er slave-enheten på grensesnittet, og eneste / bare hvis det er den eneste enheten som er koblet til grensesnittet.

Noen få eldre stasjoner har en jumper utpekt Slave Present , eller SP . Denne genseren utfører den omvendte funksjonen til den eneste / eneste genseren, ved å varsle en enhet hoppet som mester om at det også er en slaveenhet på kanalen. For en slik enhet, hopp over den som master hvis den er den eneste enheten på grensesnittet, eller slave hvis den er den andre av to enheter på grensesnittet.

Hvis det er master på en kanal som også har en slave installert, kobler du både master- og slavepresentatorene.

Etter at du har koblet stasjonene dine til de riktige kontaktene på kablene, og satt hopperne, er det på tide å la systemet oppdage stasjonene. For dette, start systemet på nytt og kjør BIOS Setup (du må trykke på en tast ettersom systemet starter opp, ofte er tasten enten F1, F2, Esc eller Del). I menyen, se etter et alternativ som heter Auto Detect eller noe lignende, hvis BIOS ikke automatisk viser stasjonene dine. Bruk dette alternativet for automatisk registrering for å tvinge stasjonsdeteksjon. Start på nytt, og du skal kunne bruke stasjonene dine (du kan deretter begynne å partisjonere og formatere stasjonen). Hvis du ikke klarer å få stasjonene til å fungere med den gjeldende konfigurasjonen, kan du prøve andre konfigurasjoner som forklart her

Merk at BIOS Setup vil også fortelle deg antallet SATA-grensesnitt hvis du har SATA. Dette vil være nyttig for å la deg bestemme hvilket grensesnitt du må koble til stasjonen for å gjøre den til den primære stasjonen.

ATA-serien (også kjent som SATA eller S-ATA ) er etterfølgeren til de eldre ATA / ATAPI-standardene. SATA er primært ment som et harddiskgrensesnitt, men kan også brukes til optiske stasjoner, båndstasjoner og lignende enheter.

SATA-stasjoner og grensesnitt forventes opprinnelig å sendes i volum sent på 2001, men forskjellige problemer forsinket distribusjonen i mer enn et år. Mot slutten av 2002 var SATA-hovedkort og -stasjoner i begrenset distribusjon, men det var først i midten av 2003 at SATA-stasjoner og hovedkort med innebygd SATA-støtte ble allment tilgjengelig. Til tross for treg start har SATA tatt av som gangbusters. Raskere andregenerasjons SATA-stasjoner og grensesnitt begynte å sendes tidlig i 2005.

Det er to versjoner av SATA tilgjengelig for øyeblikket:

SATA / 150 (også kalt SATA150 ) definerer den første generasjonen av SATA-grensesnitt og enheter. SATA / 150 opererer med en rå datahastighet på 1,5 GB / s, men overhead reduserer den effektive datahastigheten til 1,2 GB / s, eller 150 MB / s. Selv om denne datahastigheten bare er litt høyere enn 133 MB / s-hastigheten på UltraATA / 133, er full SATA-båndbredde tilgjengelig for hver tilkoblet enhet i stedet for å deles mellom to enheter, som det gjelder PATA.

SATA / 300 eller SATA300 (ofte feilaktig kalt SATA II ) definerer andregenerasjons SATA-grensesnitt og enheter. SATA / 300 opererer med en rå datahastighet på 3,0 GB / s, men overhead reduserer den effektive datahastigheten til 2,4 GB / s, eller 300 MB / s. Hovedkort basert på NVIDIA nForce4-brikkesettet begynte å sendes tidlig i 2005, og var de første tilgjengelige SATA / 300-kompatible enhetene. SATA / 300 harddisker begynte å sendes i midten av 2005. SATA / 300-grensesnitt og stasjoner bruker de samme fysiske kontaktene som SATA / 150-komponenter, og er bakoverkompatible med SATA / 150-grensesnitt og stasjoner (men med lavere SATA / 150-datahastighet).

Grensen på 128/137 GB

Eldre ATA-grensesnitt bruker 28-bit Logisk blokkeringsadressering ( LBA ), som begrenser disse grensesnittene til adressering 2²⁸eller 268.435.456 sektorer på en harddisk. Fordi harddisker bruker sektorer på 512 byte, betyr det en maksimal støttet diskstørrelse på 137.438.953.472 byte, eller 128 GB. (Stasjonsprodusenter bruker desimalt GB i stedet for binært GB, og refererer så til denne grensen som 137 GB i stedet for 128 GB rapportert av BIOS og operativsystem.) Dette er en maskinvaregrense, pålagt av selve grensesnittet. Nåværende ATA-grensesnitt bruker 48-biters LBA, som utvider den maksimale støttede diskstørrelsen med en faktor på mer enn en million, til 128 PB ( petabytes , hvor en petabyte er 1024 terabyte).

Hvis du installerer en harddisk større enn 128 GB på et eldre ATA-grensesnitt, fungerer den som den skal, men diskplass utover 128 GB er utilgjengelig. Hvis du virkelig trenger å støtte større stasjoner på det som tross alt er et eldre system, er ett alternativ å installere et utvidelseskort som gir ett eller flere 48-biters LBA-grensesnitt for PATA-harddisker. Enda bedre, installer et SATA-adapterkort og bruk SATA-harddisker. (Alle SATA-grensesnitt støtter 48-biters LBA.) I begge tilfeller deaktiverer du det primære hovedkortets ATA-grensesnitt for å spare ressurser, og kjører den optiske stasjonen og andre ATAPI-enheter på det sekundære hovedkortgrensesnittet.

SATA har følgende viktige funksjoner:

PATA bruker en relativt høy signal spenning, som i forbindelse med høye pinnetettheter gjør 133 MB / s til den høyeste realistiske oppnåelige datahastigheten for PATA. SATA bruker en mye lavere signalspenning, noe som reduserer interferens og krysstale mellom ledere.

SATA erstatter 40-pin / 80-wire PATA-båndkabelen med en 7-wire kabel. I tillegg til å redusere kostnadene og øke påliteligheten, letter den mindre SATA-kabelen kabelføring og forbedrer luftstrøm og kjøling. En SATA-kabel kan være så lang som 1 meter (39+ tommer), mot 0,45 meter (18 ') begrensning av PATA. Denne økte lengden bidrar til forbedret brukervennlighet og fleksibilitet når du installerer stasjoner, spesielt i tårnsystemer.

I tillegg til tre jordledninger bruker SATA-kabelen med 7 ledninger et differensielt sendepar (TX + og TX) og et differensielt mottakspar (RX + og RX). Differensial signalering, lenge brukt for SCSI-basert serverlagring, øker signalintegriteten, støtter raskere datahastigheter og tillater bruk av lengre kabler.

I tillegg til å bruke differensialsignalering, inneholder SATA overlegen feilregistrering og -korreksjon, som sikrer end-to-end integritet for kommando og dataoverføring i hastigheter som overstiger det som er mulig med PATA.

SATA ser ut til å være identisk med PATA sett fra operativsystemets synspunkt. Dermed kan nåværende operativsystemer gjenkjenne og bruke SATA-grensesnitt og enheter ved hjelp av eksisterende drivere. (Hvis systemet ditt imidlertid bruker et brikkesett eller BIOS som ikke har innebygd SATA-støtte, eller hvis du bruker en distribusjonsplate for operativsystemet som er forut for SATA, kan det hende du må sette inn en diskett med SATA-drivere under installasjonen for SATA-stasjoner til bli gjenkjent.)

Ekstern SATA

Ekstern SATA ( eSATA ) er ment å erstatte USB 2.0 og FireWire (IEEE-1394) for tilkobling av eksterne harddisker. eSATA bruker en modifisert SATA-kontakt som er mye mer robust enn den relativt skjøre SATA-kontakten, og som er klassifisert for tusenvis av innsettinger og fjerninger. eSATA utvider den tillatte kabellengden fra 1 meter til 2 meter, slik at eksterne harddisker og matriser kan plasseres praktisk. eSATA er tilgjengelig i 150 MB / s og 300 MB / s varianter, som begge støtter hot-plugging (koble til eller fra stasjonen mens systemet kjører).

eSATA gir mye høyere gjennomstrømning enn USB 2.0 eller FireWire, fordi eSATA mangler protokolloverhead som bremser USB 2.0 og FireWire til en brøkdel av deres nominelle gjennomstrømning. Ytelsen til en ekstern eSATA-harddisk er identisk med ytelsen til en lignende SATA-harddisk som kjører internt.

De fleste nåværende hovedkort mangler innebygde eSATA-grensesnitt, selv om noen hovedkort som ble introdusert etter midten av 2005 inkluderer slike grensesnitt. Hvis systemet ditt mangler et eSATA-grensesnitt, er det enkelt å legge til et. eSATA-vertsbusadaptere for stasjonære systemer er lett tilgjengelige for å passe PCI- eller PCI Express-utvidelsesspor. Du kan legge til eSATA-støtte til et bærbart system ved å installere et Cardbus- eller ExpressCard eSATA-kort.

Vær oppmerksom på at noen midlertidige eksterne stasjonshus og vertsbusadaptere er solgt som gjør at standard SATA-stasjoner kan kobles eksternt ved hjelp av SATA-protokoller. Disse enhetene er ikke eSATA-kompatible. De fleste bruker standard SATA-kontakter, selv om noen erstatter USB 2.0- eller FireWire-kontakter og kabler (selv om grensesnittet faktisk er SATA). De fleste støtter ikke hot plugging.

Francisco Garc en Maceda bemerker, 'Jeg vil også nevne kabel / brakettkombinasjonen som noen selskaper (HighPoint og andre) selger, slik at du kan lage en av dine interne SATA-porter til en ekstern. Det er en enkel kabel med en vanlig SATA-kontakt i den ene enden og en eSATA-kontakt i den andre enden festet til en vanlig sakbrakett, ingen elektronikk av noe slag. Det er også tilgjengelige eksterne kabinetter som lar deg installere PATA-stasjoner i eksterne eSATA-tilfeller, for eksempel HighPoint RocketMate 1100. Den kan brukes med den enkle kombinasjonen av kabel / brakett eller med hvilket som helst eSATA-kort eller hovedkort. '
Vizio lydlinjevolum går opp og ned

I motsetning til PATA, som tillater å koble to enheter til ett grensesnitt, dedikerer SATA et grensesnitt til hver enhet. Dette hjelper ytelsen på tre måter:

Hver SATA-enhet har hele 150 MB / s eller 300 MB / s båndbredde tilgjengelig. Selv om nåværende PATA-stasjoner ikke er båndbreddebegrenset når du bruker en per kanal, vil installasjonen av to raske PATA-stasjoner på en kanal begrense gjennomstrømningen til begge.
- PATA tillater bare en enhet å bruke kanalen om gangen, noe som betyr at en enhet kanskje må vente på sin tur før du skriver eller leser data på en PATA-kanal. SATA-enheter kan skrive eller lese når som helst uten hensyn til andre enheter.
- Hvis to enheter er installert på en PATA-kanal, fungerer den kanalen alltid med hastigheten til den tregere enheten. For eksempel, å installere en UDMA-6-harddisk og en UDMA-2 optisk stasjon på samme kanal betyr at harddisken må fungere på UDMA-2. SATA-enheter kommuniserer alltid med den høyeste datahastigheten som støttes av enheten og grensesnittet.

Råd fra Francisco García Maceda

Jeg vil også nevne at de fleste PATA-stasjoner har en jumper for å begrense kapasiteten for den tidligere 32 GB BIOS-grensen. Dette kan redde baconet ditt, fordi det blir stadig vanskeligere å få disker under 40 GB, og hvis du må redde / klone en eldre stasjon, kan dette være ditt eneste valg.

PATA-stasjoner svarer på lese- og skriveforespørsler i den rekkefølgen de mottas, uavhengig av hvor dataene ligger på stasjonen. Dette er analogt med en heis som går til hver etasje i den rekkefølgen ringeknappene ble trykket på, og ignorerer folk som venter i mellomgulv. De fleste (men ikke alle) SATA-stasjoner støtter Innfødt kommandokø ( NCQ ), som gjør at stasjonen kan samle lese- og skriveforespørsler, sortere dem i den mest effektive rekkefølgen, og deretter behandle disse forespørslene uten hensyn til rekkefølgen de ble mottatt i. Denne prosessen, også kalt heitesøkende , gjør at stasjonen kan betjene lese- og skriveforespørsler mens du minimerer hodebevegelser, noe som gir bedre ytelse. NCQ er viktigst i miljøer, for eksempel servere, der det alltid er tilgang til stasjoner, men gir noen ytelsesfordeler selv i stasjonære systemer.

I forhold til PATA bruker SATA tynnere kabler og mindre, utvetydig koblede kontakter. 7-pin SATA Signal Connector brukes i begge ender av en SATA-datakabel. Enten kontakten kan kobles sammen med datakontakten på stasjonen eller SATA-grensesnittet på hovedkortet. 15-pinnen SATA strømkontakt bruker en lignende fysisk kontakt, også med entydig tasting. Figur 7-5 viser en SATA-datakabel til venstre og til sammenligning en UDMA ATA-kabel til høyre. Selv om vi tillater det faktum at en ATA-kabel støtter to enheter, er det klart at bruk av SATA sparer hovedkort eiendom og reduserer kabelrot i saken.

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

SATA-spesifikasjonen definerer den tillatte lengden på en SATA-signalkabel som opptil 1 meter mer enn dobbelt så lang som den lengste tillatte PATA-kabelen. I tillegg til overlegne elektriske egenskaper og større tillatt lengde, er en stor fordel med SATA-kabler den mindre fysiske størrelsen, noe som bidrar til bedre kabelløp og mye bedre luftstrøm og kjøling.

Det er ikke mye å si om å konfigurere en SATA-harddisk. I motsetning til PATA, trenger du ikke å sette hoppere for master eller slave (selv om SATA støtter master / slave-emulering). Hver SATA-stasjon kobles til en dedikert signalkontakt, og signal- og strømkablene er helt standard. Du trenger heller ikke å bekymre deg for å konfigurere DMA, bestemme hvilke enheter som skal dele en kanal, og så videre. Det er ingen bekymringer for kapasitetsgrenser, fordi alle SATA-harddisker og grensesnitt støtter 48-biters LBA. Brikkesettet, BIOS, operativsystem og drivere på nåværende systemer gjenkjenner alle en SATA-harddisk som bare en annen ATA-stasjon, så det er ingen konfigurasjon nødvendig. Du kobler ganske enkelt datakabelen til stasjonen og grensesnittet, kobler strømkabelen til stasjonen og begynner å bruke stasjonen. (På eldre systemer må du kanskje installere drivere manuelt, og SATA-stasjoner kan bli gjenkjent som SCSI-enheter i stedet for ATA-enheter. Dette er normal oppførsel.)

Det du trenger å være oppmerksom på er at du skal koble en SATA-stasjon som er ment å være den primære SATA-stasjonen til det laveste nummererte SATA-grensesnittet (vanligvis 0, men noen ganger 1). Koble til en SATA-stasjon som er sekundær til det laveste tilgjengelige SATA-grensesnittet. (På et system med en primær PATA-stasjon og sekundær SATA-stasjon, bruk SATA-grensesnitt 0 eller høyere.) Enhver PATA-harddisk bør konfigureres som en hovedenhet hvis det er mulig. Koble til en PATA-stasjon som er primær som primær master, og en PATA-stasjon som er sekundær som sekundær maste.

PLYNDRINGSTOKT ( Redundant matrise av billige disker / stasjoner ) er et middel som data blir distribuert over to eller flere fysiske harddisker for å forbedre ytelsen og øke datasikkerheten. En RAID kan overleve tapet av en hvilken som helst stasjon uten å miste data, fordi redundansen til arrayet gjør at data kan gjenopprettes eller rekonstrueres fra de gjenværende stasjonene.

RAID var tidligere veldig dyrt å implementere og ble derfor bare brukt på servere og profesjonelle arbeidsstasjoner. Det stemmer ikke lenger. Mange nylige systemer og hovedkort har RAID-kompatible ATA- og / eller SATA-grensesnitt. Den lave prisen på ATA- og SATA-stasjoner og den innebygde RAID-støtten betyr at det nå er praktisk å bruke RAID på vanlige PC-er.

Det er fem definerte nivåer av RAID, nummerert RAID 1 til RAID 5, selv om bare to av disse nivåene ofte brukes i PC-miljøer. Noen eller alle av følgende RAID-nivåer og andre konfigurasjoner med flere stasjoner støttes av mange nåværende hovedkort:

JBOD ( Bare en haug med stasjoner ), også kalt Span-modus eller Spanning-modus , er en ikke-RAID-driftsmodus som de fleste RAID-adaptere støtter. Med JBOD kan to eller flere fysiske stasjoner logisk meldes for å vises for operativsystemet som en større stasjon. Data skrives til den første stasjonen til den er full, deretter til den andre stasjonen til den er full, og så videre. Tidligere, da stasjonskapasitetene var mindre, ble JBOD-matriser brukt til å lage enkeltvolumer som var store nok til å lagre store databaser. Med 300 GB og større stasjoner som nå er tilgjengelig, er det sjelden en god grunn til å bruke JBOD. Ulempen med JBOD er at feil på en hvilken som helst stasjon gjør hele matrisen utilgjengelig. Fordi sannsynligheten for stasjonsfeil er proporsjonal med antall stasjoner i matrisen, er en JBOD mindre pålitelig enn en stor stasjon. Ytelsen til en JBOD er den samme som stasjonene som utgjør matrisen.

RAID 0 , også kalt disk striping , er egentlig ikke RAID i det hele tatt, fordi det gir ingen redundans. Med RAID 0 blir data skrevet sammen til to eller flere fysiske stasjoner. Fordi skriving og lesing er delt over to eller flere stasjoner, gir RAID 0 den raskeste lesingen og skrivingen av hvilket som helst RAID-nivå, med både skrive- og leseytelse merkbart raskere enn den som leveres av en enkelt stasjon. Ulempen med RAID 0 er at svikt i en hvilken som helst stasjon i matrisen forårsaker tap av alle data som er lagret på alle stasjonene i matrisen. Det betyr at data som er lagret på et RAID 0-array faktisk er mer utsatt enn data som er lagret på en enkelt stasjon. Selv om noen dedikerte spillere bruker RAID 0 i et søk etter høyest mulig ytelse, anbefaler vi ikke å bruke RAID 0 på et vanlig skrivebordssystem.

RAID 0 ER SENSELESS FOR DESKTOP SYSTEMS

RAID 0 gir faktisk veldig liten ytelsesfordel for en typisk stasjonær PC. RAID 0 kommer til sin rett når diskundersystemet brukes veldig mye, som med en server som støtter mange brukere. Få enkeltbrukersystemer får tilgang til diskene tungt nok til å dra nytte av RAID 0.

RAID 1 , også kalt disk speiling , duplikater skriver alle til to eller flere fysiske diskstasjoner. Følgelig tilbyr RAID 1 det høyeste nivået av dataredundans på bekostning av å halvere mengden diskplass som er synlig for operativsystemet. Overhead som kreves for å skrive de samme dataene til to stasjoner betyr at RAID 1-skrivinger vanligvis er litt tregere enn skriver til en enkelt stasjon. Omvendt, fordi de samme dataene kan leses fra begge stasjoner, kan en intelligent RAID 1-adapter forbedre leseytelsen litt i forhold til en enkelt stasjon ved å lese leseforespørsler for hver stasjon separat, slik at den kan lese dataene fra hvilken stasjon som måtte ha sin hodet nærmest de forespurte dataene. Det er også mulig for et RAID 1-array å bruke to fysiske vertskort for å eliminere diskadapteren som et enkelt feilpunkt. I en slik ordning, kalt disk dupleksing , kan arrayet fortsette å fungere etter feil på en stasjon, en vertsadapter eller begge deler (hvis de er på samme kanal).

RAID 5 , også kalt disk striping med paritet , krever minst tre fysiske diskstasjoner. Data skrives blokkvis til alternerende stasjoner, med paritetsblokker sammenflettet. For eksempel, i et RAID 5-array som består av tre fysiske stasjoner, kan den første 64 KB datablokken skrives til den første stasjonen, den andre datablokken til den andre stasjonen, og en paritetsblokk til den tredje stasjonen. Påfølgende datablokker og paritetsblokker skrives til de tre stasjonene på en slik måte at datablokker og paritetsblokker fordeles likt over alle tre stasjonene. Paritetsblokker beregnes slik at hvis en av deres to datablokker går tapt, kan den rekonstrueres ved hjelp av paritetsblokken og den gjenværende datablokken. En svikt i en hvilken som helst stasjon i RAID 5-arrayet forårsaker ikke tap av data, fordi de tapte datablokkene kan rekonstrueres fra data- og paritetsblokkene på de resterende to stasjonene. En RAID 5 gir noe bedre leseytelse enn en enkelt stasjon. RAID 5 skriveytelse er vanligvis litt tregere enn for en enkelt stasjon, på grunn av overhead involvert i segmentering av data og beregning av paritetsblokker. Fordi de fleste PC-er og små servere leser mer enn skriver, er RAID 5 ofte det beste kompromisset mellom ytelse og dataredundans.

En RAID 5 kan omfatte hvilket som helst vilkårlig antall stasjoner, men i praksis er det best å begrense RAID 5 til tre eller fire fysiske stasjoner, fordi ytelsen til en degradert RAID 5 (en der en stasjon har mislyktes) varierer omvendt med antall stasjoner i matrisen. En RAID 5 med tre stasjoner med en mislykket stasjon er for eksempel veldig treg, men er sannsynligvis brukbar til matrisen kan bygges opp igjen. En degradert RAID 5 med seks eller åtte stasjoner er vanligvis for treg til å være brukbar i det hele tatt.

RAID ERSTATER IKKE FOR SIKKERHETSKOPIER

Å bruke RAID 1 eller RAID 5 er en billig måte å beskytte deg mot datatap fra harddiskfeil, men RAID er ingen erstatning for sikkerhetskopiering. RAID beskytter kun mot kjøresvikt. For å beskytte mot utilsiktet korrupsjon eller sletting av filer eller tap på grunn av brann, flom eller tyveri, må du fremdeles sikkerhetskopiere dataene dine.

Hvis hovedkortet ikke har RAID-støtte, eller hvis du trenger et RAID-nivå som ikke leveres av hovedkortet, kan du installere en RAID-adapter fra en tredjepart, for eksempel de som er laget av 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. Kontroller operativsystemstøtten før du kjøper et slikt kort, spesielt hvis du kjører Linux eller en eldre versjon av Windows.

Mer om harddisker