Доброго времени суток! В прошлой записи мы с вами в подробностях рассмотрели устройство харда, но я специально ничего не сказал про интерфейсы — то есть способы взаимодействия харда и остальных устройств компа, или если еще конкретней, способы взаимодействия (соединения) харда и материнской платы писишника.
А почему не сказал? А потому что эта тема — достойна объема никак не меньшего целого поста. Так что сейчас разберем подробно наиболее популярные на сегодняшний день интерфейсы . Сразу оговорюсь, что запись или пост (кому как удобнее) в данный раз будет иметь внушительные размеры, но куда деваться, без этого к сожалению никак, потому как если написать кратко, получится не совсем понятно.
Быстрая навигация
Понятие интерфейса жесткого диска ПК
Для начала давайте дадим определение понятию «интерфейс». Говоря простым языком (а именно им я и буду по-возможности выражаться, поскольку блог то на обычных людей рассчитан, таких как мы с вами), интерфейс — способ взаимодействия устройств друг с другом и не только устройств. К примеру, многие из вас должно быть слышали про так называемый «дружественный» интерфейс какой-либо программы. Что это значит? Это значит, что взаимодействие человека и программы более легкое, не требующее со стороны пользователя большИх усилий, по сравнению с интерфейсом «не дружественным». В нашем же случае, интерфейс — просто способ взаимодействия конкретно харда и материнской платы писишника. Он представляет собой набор специальных линий и специального протокола (набора правил передачи данных). То есть чисто физически — шлейф (кабель, провод), с 2-х сторон которого располагаются входы, а на жестком диске и материнке есть специальные порты (места, куда присоединяется кабель). Таким образом, понятие интерфейс — включает в себя соединительный кабель и порты, находящиеся на соединяемых им устройствах.
Виды взаимодействия винтов и материнской платы компа (виды интерфейсов)
Что ж, первым на очереди у нас будет самый «древний» (80-е года) из всех, в современных HDD его уже не встретить, это интерфейс IDE (он же ATA, PATA).
IDE
IDE — в переводе с английского «Integrated Drive Electronics», что буквально означает — «встроенный контроллер». Это уже потом IDE стали называть интерфейсом для передачи данных, ввиду того, что контроллер (находящийся в устройстве, в основном в жестких дисках и оптических приводах) и надо было чем-то соединять. Его (IDE) еще называют ATA (Advanced Technology Attachment), получается что то вроде «Усовершенствованная технология подсоединения». Дело в том, что ATA — параллельный интерфейс передачи данных, за что вскоре (буквально сразу после выхода SATA, о котором речь пойдет чуть ниже) он был переименован в PATA (Parallel ATA).
Что тут сказать, IDE хоть и был очень медленный (пропускная способность канала передачи данных составляла от 100 до 133 мегабайта в секунду в разных версиях IDE — и то чисто теоретически, на практике гораздо меньше), однако позволял присоединять сразу сразу два устройства к материнской плате, используя при этом один шлейф.
Причем в случае подключения сразу 2-х устройств, пропускная способность линии делилась пополам. Но, это далеко не единственный недостаток IDE. Сам провод, как видно из рисунка, достаточно широкий и при подключении займет львиную долю свободного пространства в системном блоке, что негативно скажется на охлаждении всей в целом. В общем IDE уже устарел морально и физически, по данной причине разъем IDE уже не встретить на многих современных материнских платах, хотя до недавнего времени их еще ставили (в количестве 1 шт.) на бюджетные платы и на некоторые платы среднего ценового сегмента.
SATA
Следующим, не менее популярным, чем IDE в свое время, интерфейсом является SATA (Serial ATA), характерной особенностью которого является последовательная передача данных. Стоит отметить, что на момент написания поста — является самым массовым для применения в компьютерах.
Существуют три основных варианта (ревизии) SATA, отличающиеся друг от друга пропускной способностью: rev. 1 (SATA I) — 150 Мб/с, rev. 2 (SATA II) — 300 Мб/с, rev. три (SATA III) — 600 Мб/с. Но это только в теории. На практике же, скорость записи/чтения винтов в основном не превышает 100-150 Мб/с, а оставшаяся скорость пока не востребована и влияет разве что на скорость взаимодействия контроллера и кэш-памяти HDD (повышает скорость доступа к диску).
Из нововведений отмечу — обратную совместимость всех версий SATA (диск с разъемом SATA rev. 2 можно подключить к мат. плате с разъемом SATA rev. три и т.п.), улучшенный внешний вид и удобство подключения/отключения кабеля, увеличенная по сравнению с IDE длина кабеля (1 метр максимально, против 46 см на IDE интерфейсе), поддержка функции NCQ начиная уже с первой ревизии. Спешу обрадовать обладателей старых устройств, не поддерживающих SATA — существуют переходники с PATA на SATA, это реальный выход из ситуации, позволяющий избежать траты денег на покупку новой материнской платы или нового жесткого диска.
Так же, в отличие от PATA, интерфейсом SATA предусмотрена «горячая замена» жестяков, это значит, что при включенном питании системника компа, можно присоединять/отсоединять жесткие диски. Только для ее реализации надо будет немного покопаться в настройках БИОС и включить режим AHCI.
eSATA (External SATA)
Следующий по списку — eSATA (External SATA) — был создан в 2004 году, слово «external» говорит о том, что он используется для подключения внешних жестких дисков. Поддерживает «горячую замену» дисков. Длина интерфейсного кабеля увеличена по сравнению с SATA — максимальная длина составляет в данный момент аж два метра. eSATA физически не совместим с SATA, но обладает той же пропускной способностью.
Но eSATA — далеко не единственный способ подключить внешние устройства к компу. Например FireWire — последовательный высокоскоростной интерфейс для подключения внешних устройств, в том числе HDD.
Поддерживает «горячу замену» винтов. По пропускной способности сравним с USB 2.0, а с появлением USB 3.0 — даже проигрывает в скорости. Однако у него все же есть преимущество — FireWire может обеспечить изохронную передачу данных, что способствует его применению в цифровом видео, так как он даёт возможность передавать данные в режиме реального времени. Несомненно, FireWire популярен, но не настолько, как к примеру USB или eSATA. Для подключения винтов он используется довольно редко, в большинстве случаев при помощи FireWire подключают различные мультимедийные устройства.
USB (Universal Serial Bus)
USB (Universal Serial Bus), пожалуй самый распространенный интерфейс, используемый для подключения внешних жестяков, флешек и твердотельных накопителей (SSD). Как и в предыдущем случае — есть поддержка «горячей замены», довольно большая максимальная длина соединительного кабеля — до 5 метров в случае использования USB 2.0, и до три метров — если используется USB 3.0. Наверное можно сделать и бОльшую длину кабеля, но в этом случае стабильная работа устройств будет под вопросом.
Скорость передачи данных USB 2.0 составляет порядка 40 Мб/с, что в общем-то является низким показателем. Да, конечно, для обыкновенной повседневной работы с файлами пропускной способности канала в 40 Мб/с хватит за глаза, но как только речь пойдет о работе с крупными файлами, поневоле начнешь смотреть в сторону чего-то более скоростного. Но оказывается выход есть, и имя ему — USB 3.0, пропускная способность которого, по сравнению с предшественником, возросла в 10 раз и составляет порядка 380 Мб/с, то есть практически как у SATA II, даже чуть больше.
Есть две разновидности контактов кабеля USB, это тип «A» и тип «B», расположенные на противоположных концах кабеля. Тип «A» — контроллер (материнская плата), тип «B» — подключаемое устройство.
USB 3.0 (тип «A») совместим с USB 2.0 (тип «A»). Типы «B» не совместимы между собой, как видно из рисунка.
Thunderbolt (Light Peak)
Thunderbolt (Light Peak). В 2010 году компанией Intel был продемонстрирован первый комп с данным интерфейсом, а чуть позднее в поддержку Thunderbolt к Intel присоединилась не менее известная компания Apple. Thunderbolt достаточно крут (ну а как иначе то, Apple знает во что стоит вкладывать деньги), стоит ли говорить о поддержке им таких фич, как: пресловутая «горячая замена», сразуе соединение сразу с несколькими устройствами, действительно «огромная» скорость передачи данных (в 20 раз быстрее USB 2.0).
Максимальная длина кабеля составляет только три метра (видимо больше и не надо). Тем не менее, несмотря на все перечисленные преимущества, Thunderbolt пока что не является «массовым» и применяется преимущественно в дорогих устройствах.
Идем дальше. На очереди у нас пара из очень похожих друг на друга интерфейсов — SAS и SCSI. Похожесть их заключается в том, что они оба применяются преимущественно в серверах, где требуется высокая производительность и как можно меньшее время доступа к жесткому диску. Но, существует и обратная сторона медали — все преимущества данных интерфейсов компенсируются ценой устройств, поддерживающих их. Жесткие диски, поддерживающие SCSI или SAS стоят на порядок дороже.
SCSI (Small Computer System Interface)
SCSI (Small Computer System Interface) — параллельный интерфейс для подключения различных внешних устройств (не только жестких дисков).
Был разработан и стандартизирован даже несколько раньше, чем первая версия SATA. В свежих версия SCSI есть поддержка «горячей замены».
SAS (Serial Attached SCSI)
SAS (Serial Attached SCSI) пришедший на смену SCSI, должен был решить ряд недостатков последнего. И надо сказать — ему это удалось. Дело в том, что из-за своей «параллельности» SCSI использовал общую шину, так что с контроллером сразу могло работать только лишь одно из устройств, SAS — лишен этого недостатка.
Кроме этого, он обратно совместим с SATA, что несомненно является крупным плюсом. К сожалению цена винтов с интерфейсом SAS близка к стоимости SCSI-винчестеров, но от этого никак не избавиться, за скорость приходится платить.
NAS (Network Attached Storage)
Если вы еще не утомились, предлагаю рассмотреть еще один прикольный способ подключения HDD — NAS (Network Attached Storage). В настоящее время сетевые системы хранения информации (NAS) имеют большую популярность. По сути, это отдельный комп, этакий мини-сервер, отвечающий за хранение данных. Он подключается к другому ПК через сетевой кабель и управляется с другого компа через обычный браузер. Это все надо в тех случаях, когда требуется большое дисковое пространство, которым пользуются сразу несколько людей (в семье, на работе). Данные от сетевого хранилища передаются к писишникам юзеров либо по обычному кабелю (Ethernet), либо при помощи Wi-Fi. На мой взгляд, очень удобная штука.
Надеюсь вам понравился материал, предлагаю добавить в закладки бложик, чтобы ничего не пропустить и встретимся с вами уже в следующих постах сайта.
Каждый пользователь хочет, чтобы его компьютер работал быстро и без ошибок. Конечно, это зависит от многих аспектов: количество оперативной памяти, количество памяти на системном диске, операционная система, количество ядер и разрядность процессора. Но, даже если ваш компьютер составлен из самых новых элементов, он не сможет быстро передавать информацию между накопительными устройствами без скоростной шины данных. Именно от нее зависит количество и скорость передачи информации. Ниже мы рассмотрим всем известный интерфейс SATA и сравним две различные спецификации: SATA 1.0 и SATA 2.0.
Описание
Интерфейс SATA обеспечивает последовательную передачу данных между информационными накопителями. SATA была создана после развития параллельного интерфейса ATA, его еще называют IDE. После создания и тестирования интерфейс SATA отметился хорошими показателями. Это касалось не только передачи данных, но и нового 7 — ми контактного разъема который пришел на смену своему старшему брату 40 — ка разъемном ATA или PATA. Это значительно повлияло на физические показатели.
Уменьшив разъем разработчики соответственно уменьшили и коннектор. Это тоже большой плюс, ведь площадь, которую занимал коннектор предыдущей версии шины, уменьшили минимум в 3 раза. Это позволило лучше охлаждать коннектор и разместить большое их количество на материнской плате. В свою очередь, это позволило создавать подключения многих накопителей отдельно.
SATA отказался от версии подключения PATA (два устройства на один шлейф) и это еще один большой плюс, ведь в таком случае, каждое устройство подключается отдельным кабелем, что забирает проблему задержек, из-за подключения двух устройств и при поломке одного из устройств или неисправность кабеля (что маловероятно), вы не потеряете возможность работы с другим устройством. Во время сборки или разборки вам легко отсоединять разъем от коннектора, что обеспечивает устойчивость к многократным подключениям. Отсутствует конфликт Slave / Master. Кабель этого интерфейса занимает малое пространство, что соответственно дает возможность лучшего охлаждения других устройств компьютера.
Разъем интерфейса SATA подает 3 различные напряжения питания: + 12В, + 5В, + 3,3В хотя новые устройства могут работать без подачи напряжения + 3,3В. На этом разработчики не перестают нас удивлять. Данный интерфейс имеет возможность похвастаться наличием горячего подключения, что способно обезопасить пользователя от частых поломок. Не все знают, что нельзя отключать электронные устройства при включенным компьютером.
Разъемы
Устройства данного интерфейса используют два разъема подключения: 7 — контактный для подключения шины данных и 15 — контактный для подключения питания. Но, стандарт SATA позволяет выбрать два разных подключения питания: 15 — контактный или 4 — контактный разъем Molex. Обратите внимание на то, что при использовании двух различных типов силовых разъемов, возможны определенного рода повреждения.
В интерфейсе SATA присутствуют два канала передачи данных. Первый от контроллера к устройству, второй от устройства к контроллеру. С помощью технологии LVDS, передача данных происходит по каждой паре проводов экранированной витой пары.
Инженеры SATA не перестают удивлять новыми разработками и по этому, в настоящее время, существует 13 — контактный разъем. Сейчас его используют в портативных и мобильных устройствах, а также серверах.
Чем отличаются SATA 1.0 и SATA 2.0
Данный интерфейс быстро развивался и каждый параметр совершенствовался пошагово. Разница между SATA 1.0 и SATA 2.0 содержится почти в каждом параметре, начиная с главного — частоты и т.д.
- Частота SATA 1.0: 1,5 ГГц, а частота SATA 2.0: 3 ГГц.
- Пропускная способность SATA 1.0: 1,2 Гбит / с, а пропускная способность SATA 2.0: 3 Гбит / с.
Как вы видите, системной разницы параметров — не очень много. Но, именно усовершенствования значительно влияет на работу компьютера.
Что общего у SATA 1.0 и SATA 2.0
Общего у них гораздо больше, чем разного и в этом случае много спорных вопросов и предложений по поводу плюсов и минусов.
Система кодирования SATA 1.0 и SATA 2.0: 8b / 10b. Хотя система кодирования одинакова, SATA 1.0 теряет 20% производительности . Физически интерфейсы одинаковые, что позволяет осуществлять подключение различных разъемов и коннекторов SATA. Они совместимы при подключении. SATA 2.0 совместим с SATA 1.0, но при таком подключении, теряется скорость передачи информации через скоростные ограничения порта.
В современных персональных компьютерах использование интерфейса SATA 3 является общепринятым стандартом. Высокая скорость работы (до 600 мегабайт в секунду), низкое энергопотребление и удобная модель управления питанием инспирировали разработчиков материнских плат сделать выбор в пользу данного интерфейса. При этом прогресс не стоит на месте, и на смену общепринятому SATA 3 идут ещё более быстрые спецификации, обещая существенные улучшения в скорости приёма и передачи данных. В этом материале я подробно расскажу, что такое SATA, поясню, в чем разница между SATA 2 и SATA 3, и что приходит на замену популярному SATA 3.
Данный термин SATA, является сокращением от словосочетания «Serial ATA » и обозначает последовательный интерфейс обмена данными с каким-либо накопителем информации.
Если читатель не знаком с аббревиатурой «ATA», то она является производной от сокращения слов «Advanced Technology Attachment» (в переводе «соединение по передовой технологии» ).
SATA является следующей ступенью развития всем нам знакомого (и уже устаревшего) параллельного интерфейса IDE, который ныне известен под именем «PATA» (Parallel ATA). Далее в статье, я расскажу разницу SATA два от SATA три.
Основное преимущество SATA перед PATA состоит в использовании последовательной шины по сравнению с параллельной, что позволило существенно поднять пропускную способность интерфейса. Этому поспособствовало использование более высоких частот и хорошая помехоустойчивость применяющегося в подключении кабеля.
Для своей работы САТА использует 7-контактный разъём для обмена данными и 15-контактный для питания.
При этом шлейфы САТА имеют меньшую площадь по сравнению со шлейфами ПАТА, оказывают меньшую сопротивляемость воздуху, устойчивы к многократным подключениям, компактны и удобны в работе. В их реализации было решено отказаться от практики подключений двух устройств на один шлейф (известная практика IDE), что позволило избавиться от различных задержек, связанных с невозможностью одновременной работы подключенных устройств.
К достоинствам SATA также можно отнести то, что данный интерфейс производит значительно меньше тепла, нежели IDE.
Обычно интерфейс САТА используется для подключения к компьютеру жёстких дисков (HDD), твердотельных накопителей (SDD), а также устройства чтения компакт дисков (СД, ДВД и др.).
История развития SATA
Интерфейс САТА пришёл на смену IDE в 2003 году, пережив по ходу своего развития ряд существенных улучшений. Самая первая версия SATA позволяла получать данные на пропускной способности 150 мегабайт в секунду (для сравнения, интерфейс IDE обеспечивал всего около 130 Мбайт/c). При этом введение SATA позволило отказаться от практики переключения джамперов (перемычек) на жёстком диске, о которой хорошо помнят пользователи со стажем. Скоро вы поймёте в чем кардинальные отличия SATA 3 от SATA 2.
Следующей ступенью в развитии интерфейса САТА стал интерфейс SATA 2 (SATA revision 2.0), выпущенный в апреле 2004 года. Его пропускная способность по сравнению с первой спецификацией возросла вдвое – до 300 Мбайт/с . Особенностью второй версии Serial ATA стало включение в неё специальной технологии для увеличения быстродействия (NCQ), позволившую поднять скорость и количество обработки одновременных запросов.
Современной (и доминирующей сегодня) является спецификация САТА 3 (SATA revision 3.0), обеспечивающая скорость до 600 мегабайт в секунду . Данный вариант интерфейса появился в 2008 году, и ныне, фактически, является доминирующим на рынке. При этом указанный интерфейс обратно совместим с интерфейсом SATA 2 (к SATA 3 можно подключать устройства, работавшие с САТА 2 и наоборот).
Чем отличается SATA 2 от SATA 3
Так в чем разница SATA 2 и SATA 3? Основное их различие – в пропускной скорости, интерфейса САТА3 вдвое быстрее САТА 2 (6 Гбит/с и 3 Гбит/с соответственно).
При этом стремительно набирающие популярность твердотельные накопители (SSD) работают только с интерфейсом САТА 3, подключение их к САТА 2 снижает скорость работы с устройством в два раза (но даже в таком состоянии SSD оказывается быстрее HDD).
Кроме того, SATA 3 работает на высокой, нежели SATA 2, частоте, при этом обеспечивая меньшее энергопотребление и более совершенную систему управления питанием.
Дальнейшее развитие SATA
При разборе вопросов о том, что это такое SATA и в чём различие между SATA 2 и SATA 3 нельзя обойти вниманием дальнейшее развитие стандарта САТА 3 под именем «SATA revision 3.1» (2011 г.) , «SATA revision 3.2» (2013 г.) и «SATA revision 3.3» (2016 г.), позволившие увеличить скорость передачи данных до 8-16 Гбит/с , ещё более снизить энергопотребление, а также способствовать улучшению производительности SSD накопителей. При этом в качестве несущего интерфейса здесь используется PCI Express.
Заключение
При разборе темы различий между SATA 2 и SATA 3 важно, прежде всего, упомянуть разницу в скорости передачи данных, ведь она различается более чем вдвое. При этом более современный стандарт САТА 3 обеспечивает меньшее энергопотребление и улучшенную модель управления питанием, а дальнейшее развитие Serial ATA 3 (3.1, 3.2 и 3.3) существенно поднимает планку скорости передачи данных, при этом используя PCI Express (или его вариации) в качестве несущего интерфейса.
Вконтакте
Как определить, жёсткий диск подключён к SATA II или к SATA III порту материнской платы? Один из способов сделать это – раскрыть системный блок или корпус ноутбука и посмотреть поддерживает ли материнка интерфейс SATA III (6 Гбит/с).
Затем посмотреть надпись у порта, к которому ведёт информационный шлейф от жёсткого диска. В нашем случае HDD подключен к разъёму SATA III, на материнке он имеет маркировку SATA 6G.
Разъём SATA II (3 Гбит/с) имеет маркировку SATA 3G
Таким образом, если материнская плата поддерживает третью версию интерфейса обмена данными, но в данный момент подключение почему-то идёт через версию вторую, можно сразу и осуществить переподключение. Но такой способ не всегда подойдёт. Например, в случае с ноутбуками, при разборке которых требуется особая щепетильность. Или когда ПК находится на гарантии, и его корпус опломбирован конторой-сборщиком.
Вариант, как справиться с этой задачей без разборки корпуса – найти в Интернете характеристики материнской платы и носителя данных. Однако ответ на вопрос в этом случае может быть получен, если хотя бы одно из устройств не поддерживает интерфейс SATA III. Тогда очевидно, что подключение осуществляется через интерфейс SATA II. Если же есть вероятность того, что и материнка, и жёсткий диск могут работать в режиме третьей версии интерфейса, разувериться в этом или, наоборот, окончательно убедиться, а также понять, не простаивает ли без дела мощностной потенциал компьютера, помогут специализированные Windows-программы. Такие программы могут определять, какие версии SATA-портов поддерживаются устройствами, а также к какой из них подсоединены носители данных в текущий момент. Рассмотрим две из таких программ.
1. HWINFO
Бесплатная программа HWINFO – один из самых удачных и в плане юзабилити интерфейса, и по части функционала анализаторов комплектующих компьютерного устройства. Выдаёт полнейшую картину сведений об аппаратной части, замеряет температуру, предусматривает возможность тестирования производительности компьютеров и т.п. Отсутствие мультиязычной поддержки (в частности, русского) является, пожалуй, единственным недостатком этой программы. Тем не менее это не помешает нам узнать информацию в рамках поднятого в статье вопроса.
Запускаем HWINFO. В первую очередь можем посмотреть характеристики материнской платы. На панели слева раскрываем ветку «Motherboard» и в правой части окна видим, что на тестируемом компьютере присутствует поддержка SATA III – это два порта, обозначенные «6 Gb/s».
К какому из портов SATA подключён в данный момент конкретный SSD или HDD, узнаем, раскрыв ветвь «Drives». Здесь увидим все дисковые устройства. Выбираем интересующий нас носитель и переключаемся на панель справа. В графе «Drive Controller» будет отображаться информация об интерфейсах подключения – поддерживаемом самим носителем и через который по факту осуществляется подключение. На скриншоте ниже приведён пример подключения SSD через SATA II. Первая часть значения графы «Serial ATA 6Gb/s» (до значка «@») говорит о том, что накопитель имеет интерфейс SATA III. А вторая часть значения графы «3 Gb/s» утверждает, что в данный момент SSDработает на пониженной скорости SATA II.
А вот в другом случае наблюдаем идеальную картину – и в первой, и во второй части значения отображается «6 Gb/s». А это значит, что SSD имеет интерфейс SATA III и подключён к третьей версии интерфейса, то есть по максимуму использует свой потенциал.
2. CrystalDiskInfo
Небольшая утилита CrystalDiskInfo – ещё один бесплатный способ, как можно узнать о версии SATA, поддерживаемой жёстким диском и через которую осуществляется подключение по факту. С помощью CrystalDiskInfo не получим информации ни по каким иным комплектующим компьютера, кроме как по носителям информации – SSD и HDD. Среди отображаемых параметров в окне программки нам нужна графа «Режим передачи». Здесь будут отображаться два значения, разделённые вертикальной чертой: первое – это режим версии интерфейса по факту, второе – режим, поддерживаемый жёстким диском в потенциале. На скриншоте ниже видим, что в графе «Режим передачи» указывается «SATA/300 | SATA 600», и это значит, что SSD подключён через интерфейс SATA II, но может работать в режиме SATA III.
В ситуации с другим компьютером и другим SSD графа «Режим передачи» содержит значения «SATA/600 | SATA 600». Это говорит о том, что и текущая версия интерфейса подключения накопителя, и поддерживаемая им в потенциале – одна и та же, третья. Кстати, если на борту компьютера имеется несколько жёстких дисков, информацию по каждому из них можно смотреть, переключаясь между виджетами температуры вверху.
В этой статье речь пойдет о том, что позволяет подключить жесткий диск к компьютеру, а именно, об интерфейсе жесткого диска. Точнее говорить, об интерфейсах жестких дисков, потому что технологий для подключения этих устройств за все время их существования было изобретено великое множество, и обилие стандартов в данной области может привести в замешательство неискушенного пользователя. Впрочем, обо все по порядку.
Интерфейсы жестких дисков (или строго говоря, интерфейсы внешних накопителей, поскольку в их качестве могут выступать не только , но и другие типы накопителей, например, приводы для оптических дисков) предназначены для обмена информацией между этими устройствами внешней памяти и материнской платой. Интерфейсы жестких дисков, не в меньшей степени, чем физические параметры накопителей, влияют на многие рабочие характеристики накопителей и на их производительность. В частности, интерфейсы накопителей определяют такие их параметры, как скорость обмена данными между жестким диском и материнской платой, количество устройств, которые можно подключить к компьютеру, возможность создания дисковых массивов, возможность горячего подключения, поддержка технологий NCQ и AHCI, и.т.д. Также от интерфейса жесткого диска зависит, какой кабель, шнур или переходник для его подключения к материнской плате вам потребуется.
SCSI - Small Computer System Interface
Интерфейс SCSI является одним из самых старых интерфейсов, разработанных для подключения накопителей в персональных компьютерах. Появился данный стандарт еще в начале 1980-х гг. Одним из его разработчиков был Алан Шугарт, также известный, как изобретатель дисководов для гибких дисков.
Внешний вид интерфейса SCSI на плате и кабеля подключения к нему
Стандарт SCSI (традиционно данная аббревиатура читается в русской транскрипции как «скази») первоначально предназначался для использования в персональных компьютерах, о чем свидетельствует даже само название формата – Small Computer System Interface, или системный интерфейс для небольших компьютеров. Однако так получилось, что накопители данного типа применялись в основном в персональных компьютерах топ-класса, а впоследствии и в серверах. Связано это было с тем, что, несмотря на удачную архитектуру и широкий набор команд, техническая реализация интерфейса была довольно сложна, и не подходила по стоимости для массовых ПК.
Тем не менее, данный стандарт обладал рядом возможностей, недоступных для прочих типов интерфейсов. Например, шнур для подключения устройств Small Computer System Interface может иметь максимальную длину в 12 м, а скорость передачи данных – 640 МБ/c.
Как и появившийся несколько позже интерфейс IDE, интерфейс SCSI является параллельным. Это означает, что в интерфейсе применяются шины, передающие информацию по нескольким проводникам. Данная особенность являлась одним из сдерживающих факторов для развития стандарта, и поэтому в качестве его замены был разработан более совершенный, последовательный стандарт SAS (от Serial Attached SCSI).
SAS - Serial Attached SCSI
Так выглядит интерфейс SAS серверного диска
Serial Attached SCSI разрабатывался в усовершенствования достаточно старого интерфейса подключения жестких дисков Small Computers System Interface. Несмотря на то, что Serial Attached SCSI использует основные достоинства своего предшественника, тем не менее, у него есть немало преимуществ. Среди них стоит отметить следующие:
- Использование общей шины всеми устройствами.
- Последовательный протокол передачи данных, используемый SAS, позволяет задействовать меньшее количество сигнальных линий.
- Отсутствует необходимость в терминации шины.
- Практически неограниченное число подключаемых устройств.
- Более высокая пропускная способность (до 12 Гбит/c). В будущих реализациях протокола SAS предполагается поддерживать скорость обмена данными до 24 Гбит/c.
- Возможность подключения к контроллеру SAS накопителей с интерфейсом Serial ATA.
Как правило, системы Serial Attached SCSI строятся на основе нескольких компонентов. В число основных компонентов входят:
- Целевые устройства. В эту категорию включают собственно накопители или дисковые массивы.
- Инициаторы – микросхемы, предназначенные для генерации запросов к целевым устройствам.
- Система доставки данных – кабели, соединяющие целевые устройства и инициаторы
Разъемы Serial Attached SCSI могут иметь различную форму и размер, в зависимости от типа (внешний или внутренний) и от версий SAS. Ниже представлены внутренний разъем SFF-8482 и внешний разъем SFF-8644, разработанный для SAS-3:
Слева - внутренний разъём SAS SFF-8482; Справа - внешний разъём SAS SFF-8644 с кабелем.
Несколько примеров внешнего вида шнуров и переходников SAS: шнур HD-Mini SAS и шнур-переходник SAS-Serial ATA.
Слева - шнур HD Mini SAS; Справа - переходной шнур с SAS на Serial ATA
Firewire - IEEE 1394
Сегодня достаточно часто можно встретить жесткие диски с интерфейсом Firewire. Хотя через интерфейс Firewire к компьютеру можно подключить любые типы периферийных устройств, и его нельзя назвать специализированным интерфейсом, предназначенным для подключения исключительно жестких дисков, тем не менее, Firewire имеет ряд особенностей, которые делают его чрезвычайно удобным для этой цели.
FireWire - IEEE 1394 - вид на ноутбуке
Интерфейс Firewire был разработан в середине 1990-х гг. Начало разработке положила небезызвестная фирма Apple, нуждавшаяся в собственной, отличной от USB, шине для подключения периферийного оборудования, прежде всего мультимедийного. Спецификация, описывающая работу шины Firewire, получила название IEEE 1394.
На сегодняшний день Firewire представляет собой один из наиболее часто используемых форматов высокоскоростной последовательной внешней шины. К основным особенностям стандарта можно отнести:
- Возможность горячего подключения устройств.
- Открытая архитектура шины.
- Гибкая топология подключения устройств.
- Меняющаяся в широких пределах скорость передачи данных – от 100 до 3200 Мбит/c.
- Возможность передачи данных между устройствами без участия компьютера.
- Возможность организации локальных сетей при помощи шины.
- Передача питания по шине.
- Большое количество подключаемых устройств (до 63).
Для подключения винчестеров (обычно посредством внешних корпусов для жестких дисков) через шину Firewire, как правило, используется специальный стандарт SBP-2, использующий набор команд протокола Small Computers System Interface. Существует возможность подключения устройств Firewire к обычному разъему USB, но для этого требуется специальный переходник.
IDE - Integrated Drive Electronics
Аббревиатура IDE, несомненно, известна большинству пользователей персональных компьютеров. Стандарт интерфейса для подключения жестких дисков IDE был разработан известной фирмой, производящей жесткие диски – Western Digital. Преимуществом IDE по сравнению с другими существовавшими в то время интерфейсами, в частности, интерфейсом Small Computers System Interface, а также стандартом ST-506, было отсутствие необходимости устанавливать контроллер жесткого диска на материнскую плату. Стандарт IDE подразумевал установку контроллера привода на корпус самого накопителя, а на материнской плате оставался лишь хост-адаптер интерфейса для подключения приводов IDE.
Интерфейс IDE на материнской плате
Данное нововведение позволило улучшить параметры работы накопителя IDE благодаря тому, что сократилось расстояние между контроллером и самим накопителем. Кроме того, установка контроллера IDE внутрь корпуса жесткого диска позволила несколько упростить как материнские платы, так и производство самих винчестеров, поскольку технология давала свободу производителям в плане оптимальной организации логики работы накопителя.
Новая технология первоначально получила название Integrated Drive Electronics (Встроенная в накопитель электроника). Впоследствии был разработан описывающий ее стандарт, названный ATA. Это название происходит от последней части названия семейства компьютеров PC/AT посредством добавления слова Attachment.
Для подключения жесткого диска или другого устройства, например, накопителя для оптических дисков, поддерживающего технологию Integrated Drive Electronics, к материнской плате, используется специальный кабель IDE. Поскольку ATA относится к параллельным интерфейсам (поэтому его также называют Parallel ATA или PATA), то есть, интерфейсам, предусматривающим одновременную передачу данных по нескольким линиям, то его кабель данных имеет большое количество проводников (обычно 40, а в последних версиях протокола имелась возможность использовать 80-жильный кабель). Обычный кабель данных для данного стандарта имеет плоский и широкий вид, но встречаются и кабели круглого сечения. Кабель питания для накопителей Parallel ATA имеет 4-контактный разъем и подсоединен к блоку питания компьютера.
Ниже приведены примеры кабеля IDE и круглого шнура данных PATA:
Внешний вид интерфейсного кабеля: cлева - плоский, справа в круглой оплетке - PATA или IDE.
Благодаря сравнительной дешевизне накопителей Parallel ATA, простоте реализации интерфейса на материнской плате, а также простоте установки и конфигурации устройств PATA для пользователя, накопители типа Integrated Drive Electronics на длительное время вытеснили с рынка винчестеров для персональных компьютеров бюджетного уровня устройства других типов интерфейса.
Однако стандарт PATA имеет и ряд недостатков. Прежде всего, это ограничение по длине, которую может иметь кабель данных Parallel ATA – не более 0,5 м. Кроме того, параллельная организация интерфейса накладывает ряд ограничений на максимальную скорость передачи данных. Не поддерживает стандарт PATA и многие расширенные возможности, которые имеются у других типов интерфейсов, например, горячее подключение устройств.
SATA - Serial ATA
Вид интерфейса SATA на материнской плате
Интерфейс SATA (Serial ATA), как можно догадаться из названия, является усовершенствованием ATA. Заключается это усовершенствование, прежде всего, в переделке традиционного параллельного ATA (Parallel ATA) в последовательный интерфейс. Однако этим отличия стандарта Serial ATA от традиционного не ограничиваются. Помимо изменения типа передачи данных с параллельного на последовательный, изменились также разъемы для передачи данных и электропитания.
Ниже приведен шнур данных SATA:
Шнур передачи данных для SATA интерфейса
Это позволило использовать шнур значительно большей длины и увеличить скорость передачи данных. Однако минусом стало то обстоятельство, что устройства PATA, которые до появления SATA присутствовали на рынке в огромных количествах, стало невозможно напрямую подключить в новые разъемы. Правда, большинство новых материнских плат все же имеют старые разъемы и поддерживают подключение старых устройств. Однако обратная операция – подключение накопителя нового типа к старой материнской плате обычно вызывает куда больше проблем. Для этой операции пользователю обычно требуется переходник Serial ATA to PATA. Переходник для кабеля питания обычно имеет сравнительно простую конструкцию.
Переходник питания Serial ATA to PATA:
Слева общий вид кабеля; Cправа укрупнено внешний вид коннекторов PATA и Serial ATA
Сложнее, однако, дело обстоит с таким устройством, как переходник для подключения устройства последовательного интерфейса в разъем для параллельного интерфейса. Обычно переходник такого типа выполнен в виде небольшой микросхемы.
Внешний вид универсального двунаправленного переходника между интерфейсами SATA - IDE
В настоящее время интерфейс Serial ATA практически вытеснил Parallel ATA, и накопители PATA можно встретить теперь в основном лишь в достаточно старых компьютерах. Еще одной особенностью нового стандарта, обеспечившей его широкую популярность, стала поддержка .
Вид переходника с IDE на SATA
О технологии NCQ можно рассказать чуть подробнее. Основное преимущество NCQ состоит в том, что она позволяет использовать идеи, которые давно были реализованы в протоколе SCSI. В частности, NCQ поддерживает систему упорядочивания операций чтения/записи, поступающих к нескольким накопителям, установленным в системе. Таким образом, NCQ способна значительно повысить производительность работы накопителей, в особенности массивов жестких дисков.
Вид переходника с SATA на IDE
Для использования NCQ необходима поддержка технологии со стороны жесткого диска, а также хост-адаптера материнской платы. Практически все адаптеры, поддерживающие AHCI, поддерживают и NCQ. Кроме того, NCQ поддерживают и некоторые старые проприетарные адаптеры. Также для работы NCQ требуется ее поддержка со стороны операционной системы.
eSATA - External SATA
Отдельно стоит упомянуть о казавшемся многообещающим в свое время, но так и не получившем широкого распространения формате eSATA (External SATA). Как можно догадаться из названия, eSATA представляет собой разновидность Serial ATA, предназначенную для подключения исключительно внешних накопителей. Стандарт eSATA предлагает для внешних устройств большую часть возможностей стандартного, т.е. внутреннего Serial ATA, в частности, одинаковую систему сигналов и команд и столь же высокую скорость.
Разъем eSATA на ноутбуке
Тем не менее, у eSATA есть и некоторые отличия от породившего его стандарта внутренней шины. В частности, eSATA поддерживает более длинный кабель данных (до 2 м), а также имеет более высокие требования к питанию накопителей. Кроме того, разъемы eSATA несколько отличаются от стандартных разъемов Serial ATA.
По сравнению с другими внешними шинами, такими, как USB и Firewire, eSATA, однако, имеет один существенный недостаток. Если эти шины позволяют осуществлять электропитание устройства через сам кабель шины, то накопитель eSATA требует специальные разъемы для питания. Поэтому, несмотря на сравнительно высокую скорость передачи данных, eSATA в настоящее время не пользуется большой популярностью в качестве интерфейса для подключения внешних накопителей.
Заключение
Информация, хранящаяся на жестком диске, не может стать полезной для пользователя и доступной для прикладных программ до тех пор, пока к ней не получит доступ центральный процессор компьютера. Интерфейсы жестких дисков представляют собой средство для связи между этими накопителями и материнской платой. На сегодняшний день существует немало различных типов интерфейсов жестких дисков, каждый из которых имеет свои достоинства, недостатки и характерные особенности. Надеемся, что приведенная в данной статье информация во многом окажется полезной для читателя, ведь выбор современного жесткого диска во многом определяются не только его внутренними характеристиками, такими, как емкость, объем кэш-памяти, скорость доступа и вращения, но и тем интерфейсом, для которого он был разработан.
