ממשקי אוטובוס מחשב פנימיים

ממשקי אוטובוס מחשב פנימיים

ה ממשק אוטובוס מחשב פנימי מגדיר את האמצעים הפיזיים וההגיוניים שבאמצעותם כוננים פנימיים (כגון דיסקים קשיחים, כוננים אופטיים, ...) מתחברים למחשב האישי. מחשב מודרני משתמש בממשק אחד או שניהם:



סוגי ממשקי אוטובוסים למחשב

ATA טורי (SATA)

סדרת ATA ( SATA ) היא טכנולוגיה חדשה יותר המחליפה את ATA. ל- SATA מספר יתרונות על פני ATA, כולל כבלים ומחברים קטנים יותר, רוחב פס גבוה יותר ואמינות רבה יותר. למרות ש- SATA ו- ATA אינם תואמים ברמה הפיזית והחשמלית, מתאמים זמינים המאפשרים חיבור כונני SATA לממשקי ATA ולהיפך. SATA תואם בדרך כלל ל- ATA ברמת התוכנה, מה שאומר שמנהלי ATA של מערכת ההפעלה עובדים עם ממשקי SATA או ATA וכוננים קשיחים. איור 7-2 מציג שני ממשקי SATA, מעל ומתחת גביש השעון 32.768 kHz במרכז. שים לב שכל מחבר ממשק מקושר בגוף בצורת L, המונע את חיבור כבל SATA לאחור.

חסום תמונה' alt=

איור 7-2: ממשקי SATA



מחשב נייד מקנא hp לא נדלק

AT Attachment (ATA)

קבצים מצורפים ( הֵם ), מבוטא באותיות בודדות, היה ללא ספק ממשק הדיסק הקשיח הנפוץ ביותר המשמש במחשבים אישיים מראשית שנות ה90- ועד 2003. ATA נקרא לפעמים מקביל ATA אוֹ PATA , להבדיל בינו לבין החדש יותר סדרת ATA ( SATA ממשק). ATA משמש עדיין במערכות חדשות, אם כי הוא מוחלף על ידי SATA. ATA נקרא לעתים קרובות כאן ( כונן משולב אלקטרוניקה ). איור 7-1 מציג שני ממשקי ATA סטנדרטיים, הממוקמים במיקום הרגיל שלהם בקצה הקדמי של לוח האם. שים לב שכל מחבר ממשק מקודד עם סיכה חסרה בשורה העליונה וחריץ בתכונת המחבר בתחתית.

חסום תמונה' alt=

איור 7-1: ממשקי ATA סטנדרטיים

סוגי כבלי ATA

לכל כבלי ATA שולחניים יש שלושה מחברים של 40 פינים: אחד שמתחבר לממשק ATA ושניים שמתחברים לכונני ATA / ATAPI. כבלי ATA מגיעים בשלושה סוגים:

תֶקֶן

כבל ATA רגיל משתמש בכבל סרט של 40 חוטים ובמחברים של 40 פינים בשלושת המיקומים. כל 40 המוליכים מתחברים לשלושת המחברים. הווריאציה האמיתית היחידה, פרט לאיכות הכבלים, היא המיקום של שלושת המחברים. שני מחברי ההתקן בכבל ATA רגיל ממוקמים בקצה האחד של הכבל. כל אחד מהכוננים עשוי להיות מחובר למחבר הכונן. ניתן להשתמש בכבל ATA רגיל בכל מכשיר ATA / ATAPI דרך UltraATA-33 (UDMA Mode 2). אם משתמשים בכבל ATA רגיל לחיבור התקן UltraATA-66 (UDMA Mode 4) או מהיר יותר, המכשיר פועל כראוי, אך חוזר לפעול במצב UDMA 2 (33 MB / s). כבל ATA סטנדרטי דורש הגדרת מגשרים של אב / עבד למכשירים מחוברים.

שים לב שכבלי ה- ATA הסטנדרטיים אינם כ'סטנדרטיים 'יותר בשנית (מכיוון שכולם מוכנים כעת ישנים למדי). רוב המחשבים שעדיין כוללים ממשקי ATA יהיו ככל הנראה מסוג UltraDMA.

סטנדרטי / CSEL

כבל ATA רגיל / CSEL זהה לכבל ATA רגיל אלא שסיכה 28 אינה מחוברת בין מחבר הכונן האמצעי למחבר כונן הקצה. כבל ATA סטנדרטי / CSEL תומך בקפיצת מאסטר / עבדים או קפיצת CSEL בהתקנים מחוברים. מיקום המחבר משמעותי בכבל רגיל / CSEL. מחבר הממשק בכבל CSEL מסומן בתווית או שהוא בצבע שונה ממחברי הכונן. המחבר המרכזי מיועד להתקן הראשי, ומחבר הקצה שממול למחבר הממשק מיועד למכשיר העבדים.

UltraDMA (80 חוטים)

UltraDMA ( UDMA ) הכבל משתמש בכבל סרט עם 80 חוטים ובמחברים עם 40 פינים בשלושת המיקומים. 40 החוטים הנוספים הם חוטי קרקע ייעודיים, שכל אחד מהם מוקצה לאחד מ -40 הפינים הרגילים של ATA. ניתן להשתמש בכבל UDMA בכל מכשיר ATA / ATAPI ועליו לתפקד אמין יותר, אך הוא נדרש לביצועים הטובים ביותר במכשירי UltraATA-66, -100 ו- -133 (מצבי UDMA 4, 5 ו -6 בהתאמה). כל כבלי ה- UDMA הם כבלים של CSEL, וניתן להשתמש בהם במצב בחירת כבלים או במצב מאסטר / עבד. מחברים מקודדי צבע לא צוינו לכבלי ATA קודמים.

מכיוון שנדרש כבל UltraDMA להפעלה מהירה יותר של UltraATA-66, על המערכת להיות בעלת דרך לזהות אם מותקן כבל כזה. זה נעשה על ידי סיכת הארקה 34 במחבר הכחול, שמתחבר לממשק. מכיוון שכבלי ATA 40 חוטים אינם מחרידים את סיכה 34, המערכת יכולה לזהות בעת האתחול אם מותקן כבל 40 חוטים או 80 חוטים.

אדון ועבד

לפני שממשקי כונני SATA הפכו נפוצים, ATA שימש כמעט באופן אוניברסלי לחיבור כוננים קשיחים. גם כיום, למאות מיליוני מחשבים אישיים יש כוננים קשיחים של ATA. מספר זה בהכרח יירד ככל שישדרגו ויוחלפו מערכות ישנות יותר, אך ATA תישאר איתנו לאורך שנים.

המפרט המקורי של ATA הגדיר ממשק יחיד שתמך בכונן קשיח אחד או שניים. בתחילת שנות התשעים כמעט לכל המערכות היו ממשקי ATA כפולים, שכל אחד מהם תומך בעד שני כוננים קשיחים ATA או התקני ATAPI. באופן אירוני, עשינו מעגל מלא. לוחות אם רבים כיום מספקים כמה ממשקי SATA, אך רק ממשק ATA אחד.

אם למערכת יש שני ממשקי ATA, אחד מוגדר כ- ממשק ATA ראשי והשני כ- ממשק ATA משני . שני ממשקים אלה זהים מבחינה פונקציונאלית, אך המערכת מקצה עדיפות גבוהה יותר לממשק הראשי. בהתאם, הכונן הקשיח (ציוד היקפי בעדיפות גבוהה) מחובר בדרך כלל לממשק הראשי, כאשר הממשק המשני משמש לכוננים אופטיים ומכשירים אחרים בעלי עדיפות נמוכה יותר.

הקצאת אדונים ועבדים

כל ממשק ATA (המכונה לעתים קרובות באופן רופף ערוץ ATA ) יכול להיות מחובר אליו אפס, אחד או שניים ATA ו / או ATAPI התקנים. לכל מכשיר ATA ו- ATAPI יש בקר מוטבע, אך ATA מתיר (ומחייב) בקר אחד פעיל בלבד בכל ממשק. לכן, אם רק מכשיר אחד מחובר לממשק, על הבקר המוטבע שלו להיות מופעל על התקן זה. אם שני מכשירים מחוברים לממשק ATA, על אחד המכשירים להפעיל את הבקר שלו ועל השני על הבקר להיות מושבת.

במינוח ATA, מכשיר שהבקר שלו מופעל נקרא a לִשְׁלוֹט אחד שהבקר שלו מושבת נקרא a עֶבֶד (ATA קודמת לתקינות פוליטית). במחשב אישי עם שני ממשקי ATA, ניתן להגדיר מכשיר בכל אחת מארבע דרכים: אדון ראשוני, עבד ראשוני, אדון משני , או עבד משני . התקני ATA / ATAPI מוקצים כמאסטר או כעבד על ידי הגדרת מגשרים למכשיר, כמוצג בסעיף איור 7-3 .

חסום תמונה' alt=

איור 7-3: הגדרת המגשר הראשי / עבדים בכונן ATA

הנחיות מאסטר / עבדים

כאשר מחליטים כיצד להקצות התקנים בין שני ממשקים ולבחור סטטוס מאסטר או עבד לכל אחד מהם, השתמש בהנחיות הבאות:

  • הקצה תמיד את הכונן הקשיח הראשי כמאסטר ראשי. אל תחבר התקן אחר לממשק ATA הראשי אלא אם כן שני המיקומים בממשק המשני תפוסים.
  • ATA אוסר על קלט / פלט בו זמנית בממשק, מה שאומר שרק מכשיר אחד יכול להיות פעיל בכל פעם. אם מכשיר אחד קורא או כותב, המכשיר השני לא יכול לקרוא או לכתוב עד שהמכשיר הפעיל יניב את הערוץ. המשמעות של כלל זה היא שאם יש לך שני מכשירים שצריכים לבצע קלט / פלט בו זמנית, למשל, כותב DVD שבו אתה משתמש לשכפול תקליטורי DVD מכונן DVD-ROM, עליך למקם את שני המכשירים האלה על ממשקים נפרדים.
  • אם אתה מחבר התקן ATA (כונן קשיח) והתקן ATAPI (למשל, כונן אופטי) לאותו ממשק, הגדר את הכונן הקשיח כ- master ואת התקן ATAPI כעבד.
  • אם אתה מחבר שני התקנים דומים (ATA או ATAPI) לממשק, בדרך כלל לא משנה איזה מכשיר הוא מאסטר ואיזה עבד. להנחיה זו ישנם יוצאים מן הכלל, במיוחד בהתקני ATAPI, שחלקם באמת רוצים להיות מאסטר (או עבד), תלוי בהתקן ATAPI אחר המחובר לערוץ.
  • אם אתה מחבר התקן ישן יותר ומכשיר חדש יותר לאותו ממשק ATA, בדרך כלל עדיף להגדיר את המכשיר החדש כמאסטר, מכיוון שהוא עשוי להיות בעל בקר בעל יכולת גבוהה יותר מאשר המכשיר הישן.
  • הימנע משיתוף ממשק אחד בין מכשיר התומך ב- DMA לבין מכשיר PIO בלבד. אם שני המכשירים בממשק הם בעלי יכולת DMA, שניהם משתמשים ב- DMA. אם רק מכשיר אחד מסוגל DMA, שני המכשירים נאלצים להשתמש ב- PIO, מה שמפחית את הביצועים ומגדיל את ניצול המעבד באופן דרמטי. באופן דומה, אם שני המכשירים הם בעלי יכולת DMA, אך ברמות שונות, המכשיר המסוגל יותר נאלץ להשתמש במצב DMA איטי יותר. החלף כל התקן PIO בלבד במידת האפשר.

חיבור הכונן למחבר הנכון

כדי להיות מסוגל לקבוע את הגדרת המגשר הנכונה, עליך לוודא שאתה מחבר את הכונן למחבר הנכון.

עם כבלים ATA סטנדרטיים

לכבלי ATA סטנדרטיים, כך זה עובד:

כל המחברים שחורים. כל אחד מהכוננים עשוי להיות מחובר למחבר הכונן. באופן כללי, אתה מציב את מכשיר האב במחבר האמצעי של הכבל, ושם את העבד בקצה הכבל. לִרְאוֹת כאן

עם כבלים של Select Cable

מרבית כונני ATA / ATAPI מספקים מגשר כבל בחר (CS או CSEL) בנוסף למגזרי האב / העבדים הסטנדרטיים. אם אתה מגשר כונן כמאסטר (או כעבד), כונן זה מתפקד כמאסטר (או כעבד) ללא קשר למחבר אליו הוא מחובר בכבל ATA. אם אתה מגשר כונן כ- CSEL, מיקום הכונן בכבל קובע אם הכונן מתפקד כמאסטר או עבד.

CSEL הוצג כאמצעי לפשט את תצורת ה- ATA. המטרה הייתה שניתן פשוט להתקין ולהסיר כוננים מבלי להחליף מגשרים, ללא אפשרות להתנגשות בגלל הגדרות שגויות לא נכונות. למרות ש- CSEL קיים שנים רבות, רק בשנים האחרונות הוא הפך פופולרי בקרב יצרני מערכות.

השימוש ב- CSEL מחייב את הדברים הבאים:

כיצד לתקן רצועת תרמיל
  • אם מותקן כונן אחד בממשק, כונן זה חייב לתמוך ולהיות מוגדר לשימוש ב- CSEL. אם מותקנים שני כוננים, שניהם חייבים לתמוך ולהגדיר אותם לשימוש ב- CSEL
  • ממשק ATA חייב לתמוך ב- CSEL. ממשקי ATA ישנים מאוד אינם תומכים ב- CSEL, ומתייחסים לכל כונן שמוגדר כ- CSEL כעבד.
  • כבל ATA חייב להיות כבל CSEL מיוחד. למרבה הצער, ישנם שלושה סוגים של כבל CSEL:
    • כבל CSEL בעל 40 חוטים שונה מכבל ATA רגיל עם 40 חוטים בכך שסיכה 28 מחוברת רק בין ממשק ATA לבין מיקום הכונן הראשון בכבל (המחבר האמצעי). פין 28 אינו מחובר בין הממשק למצב הכונן השני (מחבר הקצה בכבל). עם כבל כזה, הכונן המחובר למחבר האמצעי (עם סיכה 28 מחובר) הוא הכונן המחובר למחבר הרחוק ביותר מהממשק (עם סיכה 28 לא מחובר) הוא עבד.
    • כל כבלי ATA בעלי 80 החוטים (Ultra DMA) תומכים ב- CSEL, אך עם הכיוון ההפוך בדיוק של כבל ה- CSEL הסטנדרטי בעל 40 החוטים שתואר זה עתה. עם כבל כזה, הכונן המחובר למחבר האמצעי (עם סיכה 28 לא מחובר) הוא עבד הכונן המחובר למחבר הרחוק ביותר מהממשק (עם סיכה 28 מחובר) הוא מאסטר. זהו למעשה סידור טוב יותר, אם קצת לא אינטואיטיבי כיצד ניתן לחבר חוט למחבר הקצה אך לא לזה שבאמצע? מכיוון שכבל ה- CSEL הרגיל בעל 40 החוטים מכניס את כונן המאסטר למחבר האמצעי. אם מותקן רק כונן אחד בכבל זה, הדבר משאיר 'תקע' ארוך של כבל תלוי חופשי ללא שום דבר המחובר אליו. מבחינה חשמלית, זה רעיון גרוע מאוד, מכיוון שכבל ללא הפסק מאפשר להיווצר גלי עומד, הגברת הרעש על הקו ופגיעה בשלמות הנתונים.
    • כבל CSEL Y בעל 40 חוטים מכניס את מחבר הממשק לאמצע עם מחבר כונן בכל קצה, מאסטר שכותרתו אחד ועבד אחד. למרות שזה רעיון טוב בתיאוריה, בפועל הוא ממעט לעבוד. הבעיה היא שמגבלות אורך כבל ATA עדיין חלות, מה שאומר שלמחברי הכונן אין מספיק כבלים כדי להגיע לכוננים בכל המקרים הקטנים ביותר. אם יש לך מגדל, אתה יכול לשכוח אותו. כבלי CSEL עם 40 חוטים אמורים להיות מתויגים בבירור, אך גילינו שלעתים קרובות זה לא המקרה. לא ניתן לזהות כבלים כאלה באופן חזותי, אם כי אתה יכול לאמת את הסוג באמצעות מד מתח דיגיטלי או בודק המשכיות בין שני מחברי הקצה שבסיכה 28. אם יש המשכיות, יש לך כבל ATA רגיל. אם לא, יש לך כבל CSEL.

עם כבלי UltraDMA

מפרט כבל ה- Ultra DMA דורש את צבעי המחבר הבאים:

  • מחבר קצה אחד הוא כחול, מה שמעיד שהוא מתחבר לממשק ATA של האם.
  • מחבר הקצה הנגדי הוא שחור ומשמש לחיבור כונן הראשי (התקן 0), או כונן יחיד אם רק אחד מחובר לכבל. אם משתמשים ב- CSEL, המחבר השחור מגדיר את הכונן כמאסטר. אם נעשה שימוש בקפיצות מאסטר / עבדים סטנדרטיות, עדיין יש לחבר את כונן המאסטר למחבר השחור, מכיוון ש- ATA-66, ATA-100 ו- ATA-133 אינם מאפשרים לחבר כונן אחד למחבר האמצעי, מה שמביא בגלים עומדים המפריעים לתקשורת נתונים.
  • המחבר האמצעי אפור ומשמש לחיבור כונן העבדים (התקן 1), אם קיים.

איור 7-4 מראה כבל UltraDMA בעל 80 חוטים (למעלה) וכבל ATA סטנדרטי 40 חוטים לשם השוואה.

חסום תמונה' alt=

איור 7-4: כבל ATA UltraDMA 80 חוטים (למעלה) וכבל ATA רגיל 40 חוטים

הגדרת מגשרים

למכשירי ATA יש חלק או את כל האפשרויות הבאות מגשר:

לִשְׁלוֹט

חיבור מגשר בעמדת האב מאפשר את הבקר על הלוח. לכל מכשירי ATA ו- ATAPI יש אפשרות זו. בחר מיקום מגשר זה אם זהו המכשיר היחיד המחובר לממשק, או אם הוא הראשון מבין שני המכשירים המחוברים לממשק.

עֶבֶד

חיבור מגשר במצב עבד מבטל את הבקר על הלוח. (אחד הסוקרים הטכניים שלנו מציין שהוא ניצל זאת בכדי לאחזר נתונים מכונן קשיח שהבקר שלו נכשל, דבר שכדאי מאוד לזכור.) ניתן להגדיר את כל מכשירי ה- ATA ו- ATAPI כעבדים. בחר מיקום מגשר זה אם זהו המכשיר השני המחובר לממשק שכבר מחובר אליו מכשיר ראשי.

בחר כבל

לרוב מכשירי ATA / ATAPI יש מיקום מגשר שלישי כבל בחר, CS , או תַחְבּוּלָה . חיבור מגשר במיקום CSEL מורה למכשיר להגדיר את עצמו כמאסטר או עבד בהתבסס על מיקומו על כבל ATA. אם מגשר ה- CSEL מחובר, לא ניתן לחבר מגשרים אחרים. למידע נוסף אודות CSEL, עיין בסעיף הבא.

יחיד / רק

כאשר הם מתפקדים כמאסטר, כמה מכשירי ATA / ATAPI ישנים יותר צריכים לדעת אם הם המכשיר היחיד בערוץ, או שמא גם מחובר מכשיר עבדים. התקנים כאלה עשויים לסמן מיקום מגשר נוסף בלעדי אוֹ רק . עבור מכשיר כזה, הקפיצו אותו כמאסטר אם הוא מכשיר המאסטר בממשק, עבד אם הוא מכשיר העבדים בממשק, ובלעדי / רק אם הוא המכשיר היחיד המחובר לממשק.

עבד הווה

לכמה כוננים ישנים יש מגשר המיועד לכך עבד הווה , או SP . מגשר זה מבצע את הפונקציה ההפוכה של המגשר הבלעדי / היחיד, בכך שהוא מודיע למכשיר שקופץ כמאסטר שיש בערוץ גם מכשיר עבדים. עבור מכשיר כזה, הקפיצו אותו כמאסטר אם הוא המכשיר היחיד בממשק, או עבד אם הוא השני מבין שני המכשירים בממשק.

אם זה המאסטר בערוץ שמותקן בו גם עבד, חבר את המגשרים הנוכחיים של המאסטר וגם של העבדים.

הגדרת ה- BIOS

לאחר שחיברת את הכוננים שלך למחברים הנכונים בכבלים, והגדרת את המגשרים, הגיע הזמן לאפשר למערכת לזהות את הכוננים. לשם כך, הפעל מחדש את המערכת והפעל את הגדרת ה- BIOS (יהיה עליך ללחוץ על מקש מכיוון שהמערכת שלך מתחילה לאתחל לעתים קרובות המפתח הוא F1, F2, Esc או Del). בתפריט, חפש אפשרות בשם זיהוי אוטומטי או משהו דומה, אם ה- BIOS אינו מציג באופן אוטומטי את הכוננים שלך. השתמש באפשרות זיהוי אוטומטי זו כדי לאלץ זיהוי כונן. אתחל מחדש ואתה אמור להיות מסוגל להשתמש בכוננים שלך (ואז תוכל להתחיל לחלק ולעצב את הכונן שלך). אם אינך מצליח לגרום לכוננים שלך לעבוד באמצעות התצורה הנוכחית, נסה תצורות אחרות כמוסבר כאן

שים לב כי הגדרת ה- BIOS תגיד לך גם את מספר ממשקי ה- SATA שלך אם יש לך SATA. זה יהיה שימושי כדי לאפשר לך לקבוע באיזה ממשק אתה צריך לחבר את הכונן שלך כדי להפוך אותו לכונן הראשי.

סדרת ATA

סדרת ATA (ידוע גם כ SATA אוֹ S-ATA ) הוא היורש לתקני ATA / ATAPI הישנים יותר. SATA מיועד בעיקר כממשק כונן קשיח, אך עשוי לשמש גם עבור כוננים אופטיים, כונני קלטת ומכשירים דומים.

כונני SATA וממשקים היו אמורים להישלח בנפח בסוף 2001, אך סוגיות שונות עיכבו את הפריסה ביותר משנה. בסוף שנת 2002, לוחות אם וכונני SATA היו בהפצה מוגבלת, אך רק באמצע שנת 2003 זכו כונני SATA ולוחות אם עם תמיכה מקומית ב- SATA. למרות ההתחלה האיטית, SATA המריא כמו גנגבסטר. הדור השני של כונני SATA וממשקי ממשק מהירים יותר החלו להישלח בתחילת 2005.

קיימות כיום שתי גרסאות של SATA:

SATA / 150

SATA / 150 (המכונה גם SATA150 ) מגדיר את הדור הראשון של ממשקי והתקני SATA. SATA / 150 פועל בקצב נתונים גולמי של 1.5 GB / s, אך תקורה מקטינה את קצב הנתונים האפקטיבי ל -1.2 GB / s, או 150 MB / s. אף על פי שקצב נתונים זה גבוה רק במעט מקצב ה- UltraATA / 133 של 133 מגה לשנייה, רוחב הפס המלא של SATA זמין לכל מכשיר מחובר במקום להיות משותף בין שני מכשירים, כפי שזה נכון לגבי PATA.

SATA / 300

SATA / 300 אוֹ SATA300 (נקרא לעתים קרובות בטעות SATA II ) מגדיר ממשקי והתקני SATA מהדור השני. SATA / 300 פועל בקצב נתונים גולמי של 3.0 GB / s, אך תקורה מפחיתה את קצב הנתונים האפקטיבי ל -2.4 GB / s, או 300 MB / s. לוחות אם המבוססים על ערכת השבבים NVIDIA nForce4 החלו להישלח בתחילת 2005, והיו המכשירים הראשונים התואמים ל- SATA / 300 הקיימים. SATA / 300 כוננים קשיחים החלו להישלח באמצע 2005. ממשקי וכונני SATA / 300 משתמשים באותם מחברים פיזיים כמו רכיבי SATA / 150, ותואמים לאחור לממשקי כונני SATA / 150 (אם כי בקצב הנתונים הנמוך יותר של SATA / 150).

תכונות ATA סדרתיות

ל- SATA יש את התכונות החשובות הבאות:

מתח מופחת

PATA משתמש במתח איתות גבוה יחסית, אשר בשילוב עם צפיפות סיכה גבוהה הופך את 133 מגהבייט לשנייה לקצב הנתונים הגבוה ביותר שניתן להשיג באופן מציאותי עבור PATA. SATA משתמש במתח איתות נמוך בהרבה, מה שמפחית הפרעות ודרכי מעבר בין מוליכים.

כבלים ומחברים פשוטים

SATA מחליף את כבל סרט ה- PATA 40 פינים / 80 חוטים בכבל בעל 7 חוטים. בנוסף להפחתת עלויות ולהגברת האמינות, כבל ה- SATA הקטן יותר מקל על ניתוב הכבלים ומשפר את זרימת האוויר וקירורו. כבל SATA עשוי להיות ארוך כמו מטר אחד (39+ אינץ '), לעומת מגבלת ה- 0.45 מטר (18') של PATA. אורך מוגבר זה תורם לשיפור קלות השימוש והגמישות בעת התקנת כוננים, במיוחד במערכות מגדלים.

איתות דיפרנציאלי

בנוסף לשלושה חוטי קרקע, כבל SATA בעל 7 החוטים משתמש בזוג שידור דיפרנציאלי (TX + ו- TX) ובזוג קבלת דיפרנציאל (RX + ו- RX). איתות דיפרנציאלי, ששימש זמן רב לאחסון שרתים מבוסס SCSI, מגביר את שלמות האות, תומך בקצב נתונים מהיר יותר ומאפשר שימוש בכבלים ארוכים יותר.

חוסן נתונים משופר

בנוסף לשימוש באיתות דיפרנציאלי, SATA משלבת איתור ותיקון שגיאות מעולים, מה שמבטיח שלמות מקצה לקצה של הפקודה והעברת נתונים במהירות העולה בהרבה על האפשרויות עם PATA.

תאימות למערכת ההפעלה

SATA נראה זהה ל- PATA מנקודת המבט של מערכת ההפעלה. כך שמערכות הפעלה קיימות יכולות לזהות ולהשתמש בממשקי SATA והתקנים המשתמשים במנהלי התקנים קיימים. (עם זאת, אם המערכת שלך משתמשת בשבבים או ב- BIOS שאין להם תמיכה מקומית ב- SATA, או אם אתה משתמש בתקליטור הפצה של מערכת ההפעלה שקדם ל- SATA, ייתכן שתצטרך להכניס תקליטון עם מנהלי התקן SATA במהלך ההתקנה כדי שכונני SATA להיות מזוהה.)

טופולוגיה נקודתית

בניגוד ל- PATA, המאפשר חיבור של שני מכשירים לממשק אחד, SATA מקדיש ממשק לכל מכשיר. זה עוזר לביצוע בשלוש דרכים:

  • לכל מכשיר SATA רוחב פס מלא של 150 מגהבייט לשנייה או 300 מגהבייט לשנייה. למרות שכונני PATA הנוכחיים אינם מוגבלים ברוחב הפס בעת הפעלת אחד לכל ערוץ, התקנת שני כונני PATA מהירים בערוץ אחד מצערת את התפוקה של שניהם.
    • PATA מאפשר למכשיר אחד בלבד להשתמש בערוץ בכל פעם, מה שאומר שמכשיר עשוי להמתין לתורו לפני שהוא כותב או קורא נתונים בערוץ PATA. התקני SATA יכולים לכתוב או לקרוא בכל עת, ללא התחשבות במכשירים אחרים.
    • אם מותקנים שני התקנים בערוץ PATA, ערוץ זה פועל תמיד במהירות ההתקן האיטי יותר. לדוגמא, התקנת כונן קשיח UDMA-6 וכונן אופטי UDMA-2 באותו ערוץ פירושה שהכונן הקשיח חייב לפעול ב- UDMA-2. התקני SATA מתקשרים תמיד בקצב הנתונים הגבוה ביותר הנתמך על ידי המכשיר והממשק.

תמיכה בתור פיקוד מקומי

כונני PATA מגיבים לבקשות קריאה וכתיבה לפי סדר קבלתם, ללא קשר למיקום הנתונים בכונן. זה מקביל למעלית שעוברת לכל קומה לפי סדר לחיצת כפתורי השיחה, ומתעלמת מאנשים שממתינים בקומות ביניים. רוב כונני ה- SATA (אך לא כולם) תומכים תור לפיקוד ילידי ( NCQ ), המאפשר לכונן לצבור בקשות קריאה וכתיבה, למיין אותן לפי הסדר היעיל ביותר, ולאחר מכן לעבד את הבקשות הללו ללא התחשבות בסדר שבו התקבלו. תהליך זה, הנקרא גם חיפוש מעליות , מאפשר לכונן לספק בקשות קריאה וכתיבה תוך צמצום תנועות ראש, מה שמביא לביצועים טובים יותר. NCQ הוא החשוב ביותר בסביבות, כמו שרתים, שבהם ניגשים כל הזמן לכוננים, אך מספקים יתרונות ביצועים מסוימים גם במערכות שולחן עבודה.

מחברים וכבלים ATA טוריים

יחסית ל- PATA, SATA משתמש בכבלים דקים יותר ובמחברים קטנים יותר ולא חד משמעיים. 7 פינים מחבר אותות SATA משמש בשני הקצוות של כבל נתונים SATA. כל מחבר יכול להזדווג להחלפה עם מחבר הנתונים בכונן או ממשק SATA בלוח האם. ה- 15 פינים מחבר כוח SATA משתמש במחבר פיזי דומה, גם עם מקשים חד משמעיים. איור 7-5 מראה כבל נתונים SATA משמאל, ולהשוואה, כבל UDMA ATA בצד ימין. אפילו שמאפשרים את העובדה שכבל ATA תומך בשני מכשירים, ברור ששימוש ב- SATA משמר נדל'ן בלוח האם ומפחית מאוד את העומס בכבלים בתוך התיק.

חסום תמונה' alt=

איור 7-5: כבל נתונים SATA (משמאל) וכבל נתונים UltraDMA

ענן היפרקס אוזן שמאל לא עובדת

מפרט ה- SATA מגדיר את האורך המותר של כבל אות SATA עד מטר אחד יותר מכפליים מכבל ה- PATA הארוך ביותר. בנוסף למאפיינים חשמליים מעולים ואורך מותר גדול יותר, יתרון אחד מרכזי של כבלים ב- SATA הוא גודלו הפיזי הקטן יותר, התורם לריצות כבלים מסודרות יותר ולזרימת אוויר וקירור משופרים בהרבה.

קביעת תצורה של כונן קשיח SATA

אין הרבה מה לומר על קביעת תצורה של כונן קשיח SATA. בניגוד ל- PATA, אינך צריך להגדיר מגשרים למאסטר או עבד (אם כי SATA אכן תומך בהדמיית מאסטר / עבדים). כל כונן SATA מתחבר למחבר אות ייעודי, וכבלי האות וכוח החשמל הם סטנדרטיים לחלוטין. אתה גם לא צריך לדאוג להגדרת תצורה של DMA, להחליט אילו מכשירים צריכים לשתף ערוץ וכן הלאה. אין חששות לגבי מגבלות הקיבולת, מכיוון שכל הכוננים הקשיחים SATA והממשקים תומכים ב- LBA של 48 סיביות. ערכת השבבים, ה- BIOS, מערכת ההפעלה ומנהלי ההתקנים במערכות הנוכחיות מזהים כולם כונן קשיח SATA כעוד כונן ATA, כך שאין צורך בתצורה. אתה פשוט מחבר את כבל הנתונים לכונן ולממשק, מחבר את כבל החשמל לכונן ומתחיל להשתמש בכונן. (במערכות ישנות יותר, ייתכן שיהיה עליך להתקין מנהלי התקנים באופן ידני, וכונני SATA עשויים להיות מזוהים כהתקני SCSI ולא התקני ATA. זוהי התנהגות רגילה.)

מה שאתה כן צריך להיות מודע אליו הוא שעליך לחבר כונן SATA שמתוכנן להיות כונן SATA הראשי לממשק ה- SATA הנמוך ביותר (בדרך כלל 0, אך לפעמים 1). חבר כונן SATA המשני לממשק ה- SATA הנמוך ביותר. (במערכת עם כונן PATA ראשי וכונן SATA משני, השתמש בממשק SATA 0 ומעלה.) יש להגדיר כל כונן קשיח PATA כהתקן ראשי אם הדבר אפשרי. חבר כונן PATA שהוא ראשי כמאסטר ראשי, וכונן PATA שהוא משני כמאסט משני.

ATA RAID

לִפְשׁוֹט ( מערך מיותר של דיסקים / כוננים זולים ) הוא אמצעי שבו נתונים מופצים על פני שני כוננים קשיחים פיזיים או יותר כדי לשפר את הביצועים ולהגביר את בטיחות הנתונים. RAID יכול לשרוד אובדן של כל כונן אחד מבלי לאבד נתונים, מכיוון שהיתירות של המערך מאפשרת לשחזר או לשחזר את הנתונים מהכוננים הנותרים.

RAID היה בעבר יקר מאוד ליישום ולכן שימש רק בשרתים ובתחנות עבודה מקצועיות. זה כבר לא נכון. למערכות ולוחות אם רבים אחרונים יש ממשקי ATA ו / או SATA התומכים ב- RAID. המחיר הנמוך של כונני ATA ו- SATA והתמיכה המובנית ב- RAID פירושו שכעת מעשי להשתמש ב- RAID במחשבים רגילים.

ישנן חמש רמות מוגדרות של RAID, הממוספרות RAID 1 עד RAID 5, אם כי רק שתיים מרמות אלה משמשות בדרך כלל בסביבות מחשב. חלק או כל רמות ה- RAID הבאות ותצורות כונן מרובות אחרות נתמכות על ידי לוחות אם קיימים רבים:

JBOD

JBOD ( פשוט חבורה של כוננים ), המכונה גם מצב טווח אוֹ מצב spanning , הוא מצב הפעלה שאינו RAID שרוב מתאמי ה- RAID תומכים בו. עם JBOD, ניתן למזג באופן הגיוני שני כוננים פיזיים כדי להופיע למערכת ההפעלה ככונן אחד גדול יותר. הנתונים נכתבים לכונן הראשון עד שהוא מלא, ואז לכונן השני עד שהוא מלא, וכן הלאה. בעבר, כאשר יכולות הכונן היו קטנות יותר, נעשה שימוש במערכי JBOD ליצירת כרכים בודדים גדולים מספיק לאחסון מסדי נתונים ענקיים. עם כוננים של 300 ג'יגה-בתים ויותר זמינים כעת, לעיתים רחוקות יש סיבה טובה להשתמש ב- JBOD. החיסרון של JBOD הוא שכשל בכונן כלשהו הופך את המערך כולו לנגיש. מכיוון שהסבירות לכשל בכונן היא פרופורציונאלית למספר הכוננים במערך, JBOD פחות אמין מכונן אחד גדול. הביצועים של JBOD זהים לזו של הכוננים המרכיבים את המערך.

RAID 0

RAID 0 , המכונה גם פסי דיסק , אינו ממש RAID כלל מכיוון שהוא אינו מספק יתירות. עם RAID 0, הנתונים נכתבים משולבים לשני כוננים פיזיים או יותר. מכיוון שכתיבה וקריאה מפוצלים על שני כוננים או יותר, RAID 0 מספק את הקריאה והכתיבה המהירה ביותר בכל רמת RAID, עם ביצועי כתיבה וקריאה מהירים באופן משמעותי מזה שמספק כונן יחיד. החיסרון של RAID 0 הוא שכשל של כונן כלשהו במערך גורם לאובדן כל הנתונים המאוחסנים על כל הכוננים במערך. כלומר נתונים המאוחסנים במערך RAID 0 הם למעשה יותר בסיכון מאשר נתונים המאוחסנים בכונן יחיד. למרות שחלק מהגיימרים הייעודיים משתמשים ב- RAID 0 בחיפוש אחר הביצועים הגבוהים ביותר האפשריים, אנו לא ממליצים להשתמש ב- RAID 0 במערכת שולחנית טיפוסית.

פשיטה 1

פשיטה 1 , המכונה גם שיקוף דיסק , כפילויות כולן כותבות לשני כונני דיסק פיזיים או יותר. בהתאם, RAID 1 מציע את יתירות הנתונים ברמה הגבוהה ביותר על חשבון צמצום כמות שטח הדיסק הגלוי למערכת ההפעלה. התקורה הנדרשת לכתיבת אותם נתונים לשני כוננים פירושה שכתיבת RAID 1 בדרך כלל איטית מעט יותר מאשר כתיבה לכונן יחיד. לעומת זאת, מכיוון שניתן לקרוא את אותם נתונים משני הכוננים, מתאם RAID 1 אינטליגנטי עשוי לשפר מעט את ביצועי הקריאה ביחס לכונן יחיד על ידי תור בקשות קריאה לכל כונן בנפרד, ומאפשר לו לקרוא את הנתונים מכל הכונן שקורה לו ראשים הקרובים לנתונים המבוקשים. יתכן ומערך RAID 1 ישתמש בשני מתאמי מארח פיזיים כדי לחסל את מתאם הדיסק כנקודת כשל אחת. בהסדר כזה, נקרא דופלקס דיסק , המערך יכול להמשיך לפעול לאחר תקלה של כונן אחד, מתאם מארח אחד, או שניהם (אם הם נמצאים באותו ערוץ).

פשיטה 5

פשיטה 5 , המכונה גם פסים בדיסק עם זוגיות , דורש לפחות שלושה כונני דיסק פיזיים. הנתונים נכתבים באופן בלוק לכוננים מתחלפים, כאשר בלוקים זוגיים משולבים זה בזה. לדוגמא, במערך RAID 5 המורכב משלושה כוננים פיזיים, ניתן לכתוב את חסימת הנתונים הראשונה של 64 KB לכונן הראשון, לחסום את הנתונים השנייה לכונן השני ולחסום זוגיות לכונן השלישי. חסימות נתונים ובלוקים זוגיים הבאים נכתבים לשלושת הכוננים באופן שגושי נתונים וחסימת זוגיות מופצים באופן שווה על פני כל שלושת הכוננים. גושי זוגיות מחושבים כך שאם אחד משני גושי הנתונים שלהם יאבד, ניתן לבנות אותו מחדש באמצעות גוש השוויון וגוש הנתונים הנותר. תקלה של כונן כלשהו במערך RAID 5 אינה גורמת לאובדן נתונים, מכיוון שניתן לשחזר את חסימות הנתונים שאבדו מחסימת הנתונים והזוגיות בשני הכוננים הנותרים. RAID 5 מספק ביצועי קריאה מעט טובים יותר מכונן יחיד. ביצועי כתיבה של RAID 5 הם בדרך כלל מעט איטיים יותר מזו של כונן יחיד, בגלל התקורה הכרוכה בפילוח הנתונים ובחישוב חסימות זוגיות. מכיוון שרוב המחשבים והשרתים הקטנים קוראים יותר מכתיבה, RAID 5 הוא לעתים קרובות הפשרה הטובה ביותר בין ביצועים למידת יתירות.

RAID 5 יכול לכלול מספר שרירותי של כוננים, אך בפועל עדיף להגביל את ה- RAID 5 לשלושה או ארבעה כוננים פיזיים, מכיוון שהביצועים של RAID 5 מושפל (כזה בו הכונן נכשל) משתנה באופן הפוך עם מספר הכוננים במערך. RAID 5 עם שלושה כוננים עם כונן כושל, למשל, הוא איטי מאוד אך ככל הנראה הוא שמיש עד שניתן יהיה לבנות מחדש את המערך. RAID 5 מושפל עם שישה או שמונה כוננים הוא בדרך כלל איטי מכדי שניתן יהיה להשתמש בו בכלל.

אם ללוח האם שלך אין תמיכה ב- RAID או אם אתה זקוק לרמת RAID שאינה מסופקת על ידי לוח האם, אתה יכול להתקין מתאם RAID של צד שלישי, כגון אלה מתוצרת 3Ware ( http://www.3ware.com ), אדפטק ( http://www.adaptec.com ), Highpoint Technologies ( http://www.highpoint-tech.com ), טכנולוגיית הבטחה ( http://www.promise.com ), ואחרים. ודא את תמיכת מערכת ההפעלה לפני שאתה רוכש כרטיס כזה, במיוחד אם אתה מפעיל Linux או גרסה ישנה יותר של Windows.

עוד על כוננים קשיחים