Интерфейсы жестких дисков

SCSI интерфейс и его модификации. Базовый SCSI интерфейс малых компьютерных систем (иногда называемый SCSI1) является платформонезависимым универсальным интерфейсом и предназ­начен для подключения внешних устройств (до восьми, включая контроллер). Он содержит эффективные средства управления, но не ориентирован на какой-либо конкретный тип устройств. Может поддерживать устройства хранения данных большой емкости, вклю­чая отказоустойчивые модульные дисковые массивы RAID 0,..., 5, а также накопители CD-ROM коллективного пользования.

Интерфейс SCSI2(Fast SCSI или Wide Fast SCSI) — это суще­ственно усовершенствованный вариант базового SCSI. Сжаты вре­менные диаграммы режима передачи (до 3 Мб/с в асинхронном режиме и до 10 Мб/с — в синхронном), добавлены новые коман­ды и сообщения, поддержка контроля четности сделана обяза­тельной. Введена возможность расширения шины данных при по­мощи дополнительного кабеля (Wide SCSI) до 16 разрядов (скорость передачи данных до 20 Мб/с) и до 32 разрядов (ско­рость передачи до 40 Мб/с). Дальнейшее развитие интерфейса при­вело к созданию SCSI3.

IDE интерфейс и его модификации. IDE, или АТА (создан в 1984 г. на базе SCSI), — специализированный интерфейс, кото­рый работает только под управлением контроллера жесткого дис­ка. Кроме того, существуют модернизированные его варианты: EIDE (Enhanced IDE — расширенный IDE), или АТА2 (Fast ATA); АТАЗ, или UDMA 33 (Ultra direct memory access).

В АТА2 были введены дополнительные сигналы, а максималь­ная скорость обмена достигла 11,1 и 16,6 Мб/с. В АТАЗ увеличена надежность работы. Интерфейс обеспечивает передачу данных со скоростью до 33 Мб/с, что вдвое выше пропускной способности интерфейса EIDE.

Все три разновидности интерфейса имеют одинаковую физи­ческую реализацию (40-контактный разъем), но поддерживают разные режимы работы, наборы команд и скорости обмена по шине. Все интерфейсы совместимы снизу/ вверх (винчестер с ин­терфейсом АТА2 может работать с контроллером АТА, но не все режимы работы контроллера АТА2 возможны для винчестера с интерфейсом АТА).

Стандарт ATAPI (ATA Packet Interface — пакетный интерфейс АТА) представляет собой расширение АТА для подключения уст­ройств прочих типов (CD-ROM, стриммеров и т. п.). ATAPI не изме­няет физических характеристик АТА Он лишь вводит протоколы об­мена пакетами команд и данных, наподобие SCSI.

Интерфейс Ultra ATA основан на технической спецификации Ultra DMA/33. Он обеспечивает более высокую производительность, надежность при передаче данных, а также обладает «обратной со­вместимостью». Технология Ultra ATA включает механизм выявле­ния ошибок, предусматривающий возможность повторных попы­ток передачи данных (дублирования) для лучшей их сохранности. Интерфейс лучше поддерживает несколько накопителей на одном кабеле, а также обеспечивает более высокую производительность при передаче данных, хранящихся в кэш-буфере накопителя. Фак­тическое удвоение скорости по сравнению с его прототипом — Fast ATA2 — достигается без каких-либо дополнительных вложе­ний в оборудование, обучение и т.д.

Компанией Maxtor были выпущены спецификации Ultra ATA/133 для интерфейса, который позволит увеличить скорость обмена дан­ными между компьютером и жестким диском до 133 Мб/с Появле­ние новых интерфейсов происходило в следующие сроки: 1998 г. — АТА/33 и АТА/66; 1999 г. - АТА/100; 2001 г. - АТА/133. Интерфейс следующего поколения со скоростями передачи 150 Мб/с — Serial АТА появился в 2003 г.

На выставке Comdex'98 корпорация Seagate продемонстриро­вала образец винчестера емкостью 50 Гб под названием Barracuda, а на выставке СеВ1Т'99 недорогие устройства с повышенной про­пускной способностью интерфейса до 66,6 Мб/с. Эти модели име­ют емкость до 17,2 Гб и среднее время поиска 9 мс.

В ноябре 2001 г. компания Hitachi анонсировала 3,5-дюймовый Диск со скоростью вращения шпинделя 10 тыс. об/мин и емкос­тью 147,8 Гб. Диск ориентирован в первую очередь на серверные приложения. Эти дисководы оснащены интерфейсом Ultra 320 SCSI или 2 Гбит/с FCAL.

Фирма Seagate продолжает выпуск модели Barracuda емкостью 180 Гбайт со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, а так­же дисковод Cheetah X1536LP со скоростью вращения 15 тыс.об/ мин. Последняя модель имеет интерфейс Ultra320 SCSI.

Общая для всех производителей тенденция — освоение техно­логий записи данных с высокой плотностью. Первой освоила эту технологию фирма IBM, которая применила нанесение на плас­тину тонкой пленки из рутения. Благодаря этому удалось повы­сить плотность записи с 20 до 25,7 Гбит на квадратный дюйм. Затем эта величина была повышена до 30 Гбит на квадратный дюйм, а к 2003 г. достигла 100 Гбит на квадратный дюйм.

К июлю 2001 г. практически все производители анонсировали накопители с плотностью записи 40 GB на пластине. В октябре 2001 г. поступил в продажу диск, Maxtor D540X емкость которого 160 Гб. Этот диск работает на шине АТА/133.

Менеджер программ усовершенствования дисковых систем кор­порации IBM утверждает, что традиционным магнитным дискам вполне по силам преодолеть ранее предполагаемые ограничения и в конечном итоге достичь плотности записи в 1 Тбайт на квадрат­ный дюйм. Для современных магнитных дисков характерна плот­ность записи около 20 Гб на квадратный дюйм (COMPUTERWORLD, Россия, 17 апреля 2001 г., с. 28).