Intern datorbussgränssnitt

De internt datorbussgränssnitt definierar det fysiska och logiska sättet med vilket interna enheter (som hårddiskar, optiska enheter, ...) ansluts till datorn. En modern dator använder ett eller båda av följande gränssnitt:

ATA-serien ( SATA ) är en nyare teknik som ersätter ATA. SATA har flera fördelar jämfört med ATA, inklusive mindre kablar och kontakter, högre bandbredd och större tillförlitlighet. Även om SATA och ATA inte är kompatibla på den fysiska och elektriska nivån, finns adaptrar tillgängliga som gör att SATA-enheter kan anslutas till ATA-gränssnitt och vice versa. SATA är vanligtvis kompatibel med ATA på programvarunivå, vilket innebär att operativsystemets ATA-drivrutiner fungerar med antingen SATA- eller ATA-gränssnitt och hårddiskar. Bild 7-2 visar två SATA-gränssnitt, ovanför och under 32,768 kHz klockkristall i centrum. Observera att varje gränssnittskontakt har en L-formad kropp som förhindrar att SATA-kabeln ansluts bakåt.

Bild 7-2: SATA-gränssnitt

Litet datorsystemgränssnitt (SCSI)

De Litet gränssnitt för datorsystem ( SCSI ) uttalas vanligtvis suddig , men ibland sexig . SCSI används i servrar och avancerade arbetsstationer, där det ger två fördelar: förbättrad prestanda i förhållande till ATA och SATA i multitasking, fleranvändarmiljöer och möjligheten att kedja flera enheter på ett gränssnitt. Även om vi tidigare rekommenderade SCSI för högpresterande stationära system, har de mycket höga kostnaderna för SCSI-enheter och värdkontroller och den minskade prestandaklyftan mellan SCSI och SATA fått oss att dra tillbaka den rekommendationen.

AT Attachment ( de ), uttalad som enskilda bokstäver, var det absolut vanligaste hårddiskgränssnittet som användes i datorer från början av 1990-talet till 2003. ATA kallas ibland Parallell ATA eller PATA , för att skilja det från det nyare ATA-serien ( SATA ) gränssnitt. ATA används fortfarande i nya system, även om det ersätts av SATA. ATA kallas också ofta HÄR ( Integrerad Drive Electronics ). Bild 7-1 visar två standard ATA-gränssnitt, placerade i deras vanliga läge på moderkortets framkant. Observera att varje gränssnittsanslutning är nycklad med en saknad stift i den översta raden och ett skår i anslutningskåpan längst ner.

Bild 7-1: Standard ATA-gränssnitt

ATA VERSUS ATAPI

Tekniskt sett är bara hårddiskar ATA-enheter. Optiska enheter, bandenheter och liknande enheter som ansluter till ATA-gränssnitt använder en modifierad version av ATA-protokollen som kallas ATAPI ( ATA-paketgränssnitt ). I praktiken gör det liten skillnad, eftersom du kan ansluta antingen en ATA-hårddisk, en ATAPI-enhet eller båda samtidigt till valfritt ATA-gränssnitt.

Alla stationära ATA-kablar har tre 40-poliga kontakter: en som ansluts till ATA-gränssnittet och två som ansluter till ATA / ATAPI-enheter. ATA-kablar finns i tre varianter:

En standard ATA-kabel använder en 40-tråds bandkabel och 40-stifts kontakter i alla tre lägena. Alla 40 ledare ansluts till alla tre kontakterna. Den enda verkliga variationen, förutom kabelkvalitet, är placeringen av de tre kontakterna. De två enhetskontakterna på en standard ATA-kabel ligger närmare ena änden av kabeln. Endera enheten kan anslutas till endera enhetsanslutningen. En standard ATA-kabel kan användas med vilken ATA / ATAPI-enhet som helst genom UltraATA-33 (UDMA Mode 2). Om en standard ATA-kabel används för att ansluta en UltraATA-66 (UDMA Mode 4) eller snabbare enhet, fungerar den enheten som den ska men fungerar tillbaka i UDMA Mode 2 (33 MB / s). En standard ATA-kabel kräver inställning av master- / slavbyxor för anslutna enheter.

Observera att ATA-standardkablarna inte längre är så 'standard' btw (eftersom de nu alla är klara ganska gamla). De flesta datorer som fortfarande har ATA-gränssnitt kommer förmodligen att vara av UltraDMA-typ.

En standard / CSEL ATA-kabel är identisk med en standard ATA-kabel förutom att stift 28 inte är ansluten mellan den mellersta enhetskontakten och ändenhetens kontakt. En standard / CSEL ATA-kabel stöder antingen master / slave-bygel eller CSEL-bygel för anslutna enheter. Anslutningspositionen är betydande på en standard / CSEL-kabel. Gränssnittskontakten på en CSEL-kabel är antingen märkt eller har en annan färg än enhetsanslutningarna. Mittkontakten är avsedd för huvudenheten och ändkontakten mittemot gränssnittsanslutningen är avsedd för slavenheten.

hur man tar bort batteriet från iphone

En UltraDMA ( UDMA ) -kabel använder en 80-tråds bandkabel och 40-poliga kontakter i alla tre lägena. De ytterligare 40 ledningarna är dedikerade jordledningar, som alla tilldelas en av de 40 ATA-stiften. En UDMA-kabel kan användas med vilken ATA / ATAPI-enhet som helst och bör vara för mer tillförlitlig funktion, men krävs för bästa prestanda med UltraATA-66, -100 och -133-enheter (UDMA-lägen 4, 5 respektive 6). Alla UDMA-kablar är CSEL-kablar och kan användas i antingen kabelvalsläge eller huvud- / slavläge. Färgkodade kontakter specificerades inte för tidigare ATA-kablar.

Eftersom en UltraDMA-kabel krävs för UltraATA-66 eller snabbare drift måste systemet ha ett sätt att upptäcka om en sådan kabel är installerad. Detta görs genom att jorda stift 34 i den blå kontakten, som fästs på gränssnittet. Eftersom 40-trådars ATA-kablar inte jordar stift 34 kan systemet upptäcka vid start om en 40-trådig eller 80-trådig kabel är installerad.

ETT FÅR I WOLFS KLÄDER

Håll omärkta 40-ledare CSEL-kablar åtskilda från standardkablar. Om du byter ut en CSEL-kabel för en standardkabel fungerar enheter som är hoppade som master eller slav korrekt. Om du byter ut en standardkabel för en CSEL-kabel och ansluter en enhet som är hoppad som CSEL till den kabeln, fungerar den som master. Men om du ansluter två CSEL-enheter till en standardkabel fungerar båda som master, vilket kan leda till allt från subtila problem till (mer troligt) att systemet inte kan komma åt någon av enheterna. Den bästa regeln är helt enkelt att aldrig använda en 40-trådskabel för att ansluta en hårddisk.

ALLA CSELKABLAR ÄR INTE Samma

Notera skillnaden mellan att använda en 40-ledare CSEL-kabel och en 80-trådig kabel för CSEL-drift. Även om alla Ultra DMA-kablar stöder hårddiskar som antingen master / slave eller CSEL, betyder det inte att du fritt kan ersätta en 80-trådskabel mot en 40-trådskabel. Om enheterna byts ut som master / slave fungerar det bra att byta ut en 80-trådskabel. Om enheterna emellertid byts ut som CSEL, byter en enhet med 40-trådars CSEL-kabel med en 80-trådskabel utbyten av inställningar. Det vill säga den enhet som var master på 40-trådskabeln blir slav på 80-trådskabeln och vice versa.

PIO-läge kontra DMA-läge

ATA definierar två klasser av överföringsläge, kallat PIO-läge ( Programmerat I / O-läge ) och DMA-läge ( Direktminnesåtkomstläge ). PIO-lägesöverföringar är mycket långsammare och kräver att processorn arbitrerar överföringar mellan enheten och minnet. DMA-lägesöverföringar är mycket snabbare och inträffar utan processorintervention. Om någon av enheterna på en ATA-kanal använder ett PIO-läge måste båda enheterna göra det. Det lindrar genomströmningen och lägger tungt på processorn och hamnar i systemet när enheten nås.

Alla moderna ATA- och ATAPI-enheter stöder DMA-läge, men för bakåtkompatibilitet kan de flesta ställas in för att använda PIO-läge. Att använda PIO-läge är ett misstag. När du uppgraderar ett system, om du hittar några enheter som endast stöder PIO-läge, byt ut dem. Endast mycket gamla hårddiskar och optiska enheter är ändå begränsade till PIO-läge, så det är ingen idé att byta ut dem.

Kompatibilitet mellan gamla och nya IDE-enheter

Med mindre undantag finns det inga direkta kompatibilitetskonflikter mellan nya ATA-enheter och gamla ATA-gränssnitt eller vice versa. Nyare enheter kan inte ge sin högsta prestanda när de är anslutna till ett gammalt ATA-gränssnitt, precis som ett nytt gränssnitt inte kan förbättra prestandan för en äldre enhet. Men du kan ansluta vilken ATA- eller ATAPI-enhet som helst till vilket ATA-gränssnitt som helst med försäkran om att den fungerar, om än kanske inte optimalt.

Med detta sagt bör du inte använda äldre PIO-enheter på samma gränssnitt som en DMA-enhet. Båda enheterna fungerar, men DMA-enhetens genomströmning kommer att bli förlamad. Om du uppgraderar ett system som har en PIO-lägesenhet installerad, konfigurera om möjligt det för DMA. Annars, byt ut den mot en DMA-kompatibel enhet.
1998 Honda Accord Strålkastarlampa Byte

Observera också att ett gränssnitt endast stöder ett DMA- eller UltraDMA-läge (UDMA) åt gången. Om du till exempel ansluter en UDMA Mode 4 (66,6 MB / s) Plextor PX-716A DVD-brännare och en UDMA Mode 6 (133 MB / s) Maxtor-hårddisk till samma ATA-gränssnitt, fungerar hårddisken i UDMA-läge 4 vid 66 MB / s, vilket kan hindra hårddiskens genomströmning. På samma sätt, om du installerar en Plextor PX-740A DVD-brännare, som stöder UDMA-läge 2 (33 MB / s) som sitt snabbaste läge, är hårddiskens genomströmning förlamad med endast 33 MB / s.

Innan SATA-gränssnitt och enheter blev vanliga användes ATA nästan universellt för att ansluta hårddiskar. Än idag har hundratals miljoner datorer ATA-hårddiskar. Det antalet kommer oundvikligen att minska när äldre system uppgraderas och ersätts, men ATA kommer att finnas kvar i flera år.

Den ursprungliga ATA-specifikationen definierade ett enda gränssnitt som stödde en eller två ATA-hårddiskar. I början av 1990-talet hade nästan alla system dubbla ATA-gränssnitt, som alla stödde upp till två ATA-hårddiskar eller ATAPI-enheter. Ironiskt nog har vi kommit i full cirkel. Många nuvarande moderkort har flera SATA-gränssnitt, men bara ett ATA-gränssnitt.

Om ett system har två ATA-gränssnitt definieras ett som primära ATA-gränssnittet och den andra som sekundärt ATA-gränssnitt . Dessa två gränssnitt är identiska funktionellt, men systemet tilldelar det primära gränssnittet en högre prioritet. Följaktligen är hårddisken (en högprioritetsutrustning) vanligtvis ansluten till det primära gränssnittet, varvid det sekundära gränssnittet används för optiska enheter och andra enheter med lägre prioritet.

MASTERS ÄR MASTERS, OCH SLAVAR ÄR SLAVAR

När du hoppar över en enhetsmästare eller slav tar enheten den rollen oavsett vilken position den ansluter till på ATA-kabeln. Om du till exempel hoppar över en enhet som master, fungerar den som master oavsett om den är ansluten till enhetsanslutningen i slutet av ATA-kabeln eller enhetsanslutningen mitt i ATA-kabeln.

Varje ATA-gränssnitt (ofta löst kallat ATA-kanal ) kan ha noll, en eller två ATA- och / eller ATAPI-enheter anslutna till den. Varje ATA- och ATAPI-enhet har en inbäddad styrenhet, men ATA tillåter (och kräver) bara en aktiv styrenhet per gränssnitt. Därför, om endast en enhet är ansluten till ett gränssnitt, måste enheten ha sin inbäddade styrenhet aktiverad. Om två enheter är anslutna till ett ATA-gränssnitt måste en enhet ha sin styrenhet aktiverad och den andra måste ha sin styrenhet inaktiverad.

I ATA-terminologi kallas en enhet vars styrenhet är aktiverad a bemästra en vars kontroller är inaktiverad kallas a slav (ATA föregår politisk korrekthet). I en dator med två ATA-gränssnitt kan en enhet därför konfigureras på något av fyra sätt: primär mästare, primär slav, sekundär mästare , eller sekundär slav . ATA / ATAPI-enheter tilldelas som master eller slav genom att ställa in byglar på enheten, som visas i Bild 7-3 .

Bild 7-3: Ställa in master- / slavbygeln på en ATA-enhet

När du bestämmer dig för hur du ska fördela enheter mellan två gränssnitt och välja master- eller slavstatus för var och en, använd följande riktlinjer:

Tilldela alltid huvudhårddisken som huvudmästare. Anslut inte en annan enhet till det primära ATA-gränssnittet såvida inte båda positionerna på det sekundära gränssnittet är upptagna.
ATA förbjuder samtidig I / O på ett gränssnitt, vilket innebär att endast en enhet kan vara aktiv åt gången. Om en enhet läser eller skriver kan den andra enheten inte läsa eller skriva förrän den aktiva enheten ger kanalen. Konsekvensen av denna regel är att om du har två enheter som behöver utföra samtidig I / O, till exempel en DVD-brännare som du använder för att duplicera DVD-skivor från en DVD-ROM-enhet, bör du placera dessa två enheter på separata gränssnitt.
Om du ansluter en ATA-enhet (en hårddisk) och en ATAPI-enhet (till exempel en optisk enhet) till samma gränssnitt, ställer du in hårddisken som master och ATAPI-enheten som slav.
Om du ansluter två liknande enheter (ATA eller ATAPI) till ett gränssnitt spelar det i allmänhet ingen roll vilken enhet som är master och vilken slav. Det finns undantag från denna riktlinje, särskilt med ATAPI-enheter, av vilka vissa verkligen vill vara master (eller slav) beroende på vilken annan ATAPI-enhet som är ansluten till kanalen.
Om du ansluter en äldre enhet och en nyare enhet till samma ATA-gränssnitt är det i allmänhet bättre att konfigurera den nyare enheten som master, eftersom den sannolikt har en mer kapabel styrenhet än den äldre enheten.
Undvik att dela ett gränssnitt mellan en DMA-kompatibel enhet och en PIO-enhet. Om båda enheterna på ett gränssnitt är DMA-kompatibla använder båda DMA. Om bara en enhet är DMA-kompatibel tvingas båda enheterna att använda PIO, vilket minskar prestanda och ökar CPU-användningen dramatiskt. På samma sätt, om båda enheterna är DMA-kompatibla, men på olika nivåer, tvingas den mer kapabla enheten att använda det långsammare DMA-läget. Byt ut alla PIO-enheter om möjligt.

För att kunna bestämma rätt bygelinställning måste du se till att du ansluter enheten till rätt kontakt.

Så här fungerar det för standard ATA-kablar:

Alla kontakter är svarta. Endera enheten kan anslutas till endera enhetsanslutningen. Generellt placerar du huvudenheten vid kabelns mittkontakt och placerar slaven i slutet av kabeln. Ser här

De flesta ATA / ATAPI-enheter tillhandahåller en Cable Select (CS eller CSEL) -bygel utöver de vanliga master- / slavbyxorna. Om du byter en enhet som master (eller slave), fungerar den som master (eller slave) oavsett vilken kontakt den är ansluten till på ATA-kabeln. Om du byter en enhet som CSEL avgör enhetens position på kabeln om enheten fungerar som en master eller en slav.

CSEL introducerades som ett sätt att förenkla ATA-konfigurationen. Målet var att enheter helt enkelt kunde installeras och tas bort utan att byta bygel, utan möjlighet till konflikt på grund av felaktiga bygelinställningar. Även om CSEL har funnits i många år har det bara blivit populärt bland systemtillverkare under de senaste åren.

Användning av CSEL kräver följande:

Om en enhet är installerad på gränssnittet måste den stödja och konfigureras för att använda CSEL. Om två enheter är installerade måste båda stödja och konfigureras för att använda CSEL
ATA-gränssnittet måste stödja CSEL. Mycket gamla ATA-gränssnitt stöder inte CSEL och behandlar alla enheter som är konfigurerade som CSEL som en slav.
ATA-kabeln måste vara en speciell CSEL-kabel. Tyvärr finns det tre typer av CSEL-kabel:
- En 40-ledare CSEL-kabel skiljer sig från en vanlig 40-trådig ATA-kabel genom att stift 28 endast är ansluten mellan ATA-gränssnittet och den första drivpositionen på kabeln (mittkontakten). Stift 28 är inte anslutet mellan gränssnittet och det andra enhetsläget (kabelns ändkontakt). Med en sådan kabel är enheten som är ansluten till mittkontakten (med stift 28 ansluten) mastern som är ansluten till kontakten längst från gränssnittet (med stift 28 inte ansluten) är slav.
- Alla 80-trådiga (Ultra DMA) ATA-kablar stöder CSEL, men med exakt motsatt riktning av den 40-trådiga standard CSEL-kabeln som just beskrivits. Med en sådan kabel är den enhet som är ansluten till mittkontakten (med stift 28 inte ansluten) slaven, den enhet som är ansluten till kontakten längst bort från gränssnittet (med stift 28 ansluten) är master. Detta är faktiskt ett bättre arrangemang, om lite icke-intuitivt hur kan en kabel anslutas till ändkontakten men inte till den i mitten? eftersom den vanliga 40-trådiga CSEL-kabeln placerar huvudenheten på mittkontakten. Om bara en enhet är installerad på den kabeln, lämnar den en lång 'kabel' kabel hängande fri utan att något är anslutet till den. Elektriskt är det en väldigt dålig idé, eftersom en oavslutad kabel gör att stående vågor kan bildas, vilket ökar bruset på linjen och försämrar dataintegriteten.
- En 40-ledare CSEL Y-kabel placerar gränssnittskontakten i mitten med en enhetsanslutning i varje ände, en märkt master och en slav. Även om detta i teorin är en bra idé fungerar det sällan i praktiken. Problemet är att ATA-kabelns längdgränser fortfarande gäller, vilket innebär att enhetskontakterna inte har tillräckligt med kabel för att komma till enheterna i alla utom de minsta fallen. Om du har ett torn kan du glömma det. 40-ledare CSEL-kablar ska vara tydligt märkta, men vi har funnit att detta ofta inte är fallet. Det är inte möjligt att identifiera sådana kablar visuellt, även om du kan verifiera typen med en digital voltmeter eller kontinuitetstester mellan de två ändkontakterna på stift 28. Om det finns kontinuitet har du en standard ATA-kabel. Om inte, har du en CSEL-kabel.

Ultra DMA-kabelspecifikationen kräver följande anslutningsfärger:

Ena ändkontakten är blå, vilket indikerar att den ansluts till moderkortets ATA-gränssnitt.
Den motsatta ändkontakten är svart och används för att ansluta huvudenheten (Enhet 0), eller en enda enhet om endast en är ansluten till kabeln. Om CSEL används konfigurerar den svarta kontakten enheten som master. Om standard master / slave-bygel används måste masterdrivenheten fortfarande vara ansluten till den svarta kontakten, eftersom ATA-66, ATA-100 och ATA-133 inte tillåter att en enda enhet ansluts till mittkontakten, vilket resulterar i i stående vågor som stör datakommunikation.
Den mellersta kontakten är grå och används för att ansluta slavenheten (Enhet 1), om den finns.

Bild 7-4 visar en 80-trådig UltraDMA-kabel (överst) och en 40-trådig ATA-kabel för jämförelse.

Bild 7-4: UltraDMA 80-trådig ATA-kabel (överst) och standard 40-trådig ATA-kabel

ATA-enheter har några eller alla av följande bygelval:

Anslutning av en bygel i huvudposition möjliggör den inbyggda styrenheten. Alla ATA- och ATAPI-enheter har det här alternativet. Välj denna bygelposition om det här är den enda enheten som är ansluten till gränssnittet, eller om det är den första av två enheter som är anslutna till gränssnittet.

Anslutning av en bygel i slavläge inaktiverar den inbyggda styrenheten. (En av våra tekniska granskare konstaterar att han har utnyttjat detta för att hämta data från en hårddisk vars kontroller hade misslyckats, en mycket användbar sak att tänka på.) Alla ATA- och ATAPI-enheter kan ställas in som slav. Välj denna bygelposition om det här är den andra enheten som är ansluten till ett gränssnitt som redan har en huvudenhet ansluten.

De flesta ATA / ATAPI-enheter har en tredje bygelposition märkt Cable Select, CS , eller KNEP . Anslutning av en bygel i CSEL-positionen instruerar enheten att konfigurera sig själv som master eller slav baserat på dess position på ATA-kabeln. Om CSEL-bygeln är ansluten får inga andra byglar anslutas. Mer information om CSEL finns i följande avsnitt.

När de fungerar som master behöver några äldre ATA / ATAPI-enheter veta om de är den enda enheten på kanalen eller om en slavenhet också är ansluten. Sådana enheter kan ha en ytterligare bygelposition märkt Enda eller Endast . För en sådan enhet, hoppa över den som master om det är master-enheten på gränssnittet, slave om det är slavenheten på gränssnittet, och enda / endast om det är den enda enheten som är ansluten till gränssnittet.

Några äldre enheter har en bygel Slav närvarande , eller SP . Denna bygel utför den inverterade funktionen av sulan / endast bygeln, genom att meddela en enhet som hoppas som master att det också finns en slavenhet på kanalen. För en sådan enhet, byt ut den som master om den är den enda enheten i gränssnittet, eller slave om den är den andra av två enheter på gränssnittet.

Om det är master på en kanal som också har en slav installerad, anslut både master- och slave-presentbyxorna.

När du har anslutit dina enheter till rätt kontakter på kablarna och ställt in bygeln är det dags att låta systemet upptäcka enheterna. För detta startar du om systemet och kör BIOS Setup (du måste trycka på en tangent eftersom ditt system startar ofta är nyckeln antingen F1, F2, Esc eller Del). I menyn letar du efter ett alternativ som heter Auto Detect eller något liknande, om BIOS inte automatiskt visar dina enheter. Använd detta alternativ för automatisk upptäckt för att tvinga enhetsdetektering. Starta om och du borde kunna använda dina enheter (du kan sedan börja partitionera och formatera din enhet). Om du inte kan få dina enheter att fungera med den aktuella konfigurationen, prova andra konfigurationer enligt förklaringen här

Observera att BIOS-installationen också berättar antalet SATA-gränssnitt, om du har SATA. Detta kommer att vara användbart för att låta dig avgöra vilket gränssnitt du måste ansluta din enhet för att göra den till den primära enheten.

ATA-serien (också känd som SATA eller S-ATA ) är efterträdaren till de äldre ATA / ATAPI-standarderna. SATA är huvudsakligen avsedd som ett hårddiskgränssnitt, men kan också användas för optiska enheter, bandenheter och liknande enheter.

SATA-enheter och gränssnitt förväntades ursprungligen levereras i volym i slutet av 2001, men olika problem försenade distributionen i mer än ett år. I slutet av 2002 hade SATA-moderkort och enheter en begränsad distribution, men det var först i mitten av 2003 som SATA-enheter och moderkort med inbyggt SATA-stöd blev allmänt tillgängliga. Trots den långsamma starten har SATA startat som gangbusters. Snabbare andra generationens SATA-enheter och gränssnitt började levereras i början av 2005.

Det finns för närvarande två versioner av SATA:

SATA / 150 (även kallad SATA150 ) definierar den första generationen av SATA-gränssnitt och enheter. SATA / 150 arbetar med en rå datahastighet på 1,5 GB / s, men omkostnader minskar den effektiva datahastigheten till 1,2 GB / s eller 150 MB / s. Även om denna datahastighet bara är något högre än 133 MB / s-hastigheten för UltraATA / 133, är hela SATA-bandbredden tillgänglig för varje ansluten enhet snarare än att delas mellan två enheter, vilket är sant för PATA.

SATA / 300 eller SATA300 (ofta felaktigt kallad SATA II ) definierar andra generationens SATA-gränssnitt och enheter. SATA / 300 arbetar med en rå datahastighet på 3,0 GB / s, men omkostnader minskar den effektiva datahastigheten till 2,4 GB / s eller 300 MB / s. Moderkort baserade på NVIDIA nForce4-chipset började levereras i början av 2005 och var de första tillgängliga SATA / 300-kompatibla enheterna. SATA / 300 hårddiskar började levereras i mitten av 2005. SATA / 300-gränssnitt och enheter använder samma fysiska kontakter som SATA / 150-komponenter och är bakåtkompatibla med SATA / 150-gränssnitt och enheter (men med lägre SATA / 150-datahastighet).

Gränsen på 128/137 GB

Äldre ATA-gränssnitt använder 28-bitars Logisk blockering ( LBA ), vilket begränsar dessa gränssnitt till adressering 2²⁸eller 268 435 456 sektorer på en hårddisk. Eftersom hårddiskar använder 512-bytesektorer, innebär det en maximal enhetsstorlek som stöds på 137.438.953.472 byte, eller 128 GB. (Drive-tillverkare använder decimalt GB snarare än binärt GB, och hänvisar därför till denna gräns som 137 GB snarare än 128 GB som rapporterats av BIOS och operativsystem.) Detta är en hårdvarugräns som införs av själva gränssnittet. Nuvarande ATA-gränssnitt använder 48-bitars LBA, vilket utökar den maximala stödda enhetsstorleken med en faktor på mer än en miljon, till 128 PB ( petabytes , där en petabyte är 1 024 terabyte).

Om du installerar en hårddisk som är större än 128 GB på ett äldre ATA-gränssnitt, fungerar det ordentligt, men diskutrymme över 128 GB är inte tillgängligt. Om du verkligen behöver stödja större enheter på vad som trots allt är ett äldre system, är ett alternativ att installera ett expansionskort som ger ett eller flera 48-bitars LBA-gränssnitt för PATA-hårddiskar. Bättre än, installera ett SATA-adapterkort och använd SATA-hårddiskar. (Alla SATA-gränssnitt stöder 48-bitars LBA.) I båda fallen inaktiverar du det primära moderkortets ATA-gränssnitt för att spara resurser och kör din optiska enhet och andra ATAPI-enheter på det sekundära moderkortgränssnittet.

SATA har följande viktiga funktioner:

PATA använder en relativt hög signalspänning, vilket i kombination med höga stiftdensiteter gör 133 MB / s till den högsta realistiskt uppnåbara datahastigheten för PATA. SATA använder en mycket lägre signalspänning, vilket minskar störningar och överhörning mellan ledare.

SATA ersätter 40-stifts / 80-trådars PATA-bandkabel med en 7-trådskabel. Förutom att minska kostnaderna och öka tillförlitligheten, underlättar den mindre SATA-kabeln kabeldragning och förbättrar luftflödet och kylningen. En SATA-kabel kan vara så lång som 1 meter (39+ tum), mot 0,45 meter (18 ') begränsning av PATA. Denna ökade längd bidrar till förbättrad användarvänlighet och flexibilitet vid installation av enheter, särskilt i tornsystem.

Förutom tre jordledningar använder SATA-kabeln med 7 trådar ett differentiellt sändarpar (TX + och TX) och ett differentiellt mottagningspar (RX + och RX). Differentiell signalering, som länge använts för SCSI-baserad serverlagring, ökar signalintegriteten, stöder snabbare datahastigheter och möjliggör användning av längre kablar.

Förutom att använda differentiell signalering innehåller SATA överlägsen felavkänning och -korrigering, vilket säkerställer kommando- och dataöverföringar från början till slut vid hastigheter som kraftigt överstiger de möjliga med PATA.

SATA verkar identisk med PATA ur operativsystemets synvinkel. Således kan nuvarande operativsystem känna igen och använda SATA-gränssnitt och enheter med befintliga drivrutiner. (Om ditt system använder en chipset eller BIOS som dock inte har SATA-stöd, eller om du använder en distributionsskiva för operativsystemet som föregår SATA, kan du behöva sätta in en diskett med SATA-drivrutiner under installationen för SATA-enheter att kännas igen.)

hur man tvingar omstart iPhone 6

Extern SATA

Extern SATA ( eSATA ) är avsett att ersätta USB 2.0 och FireWire (IEEE-1394) för anslutning av externa hårddiskar. eSATA använder en modifierad SATA-kontakt som är mycket mer robust än den relativt ömtåliga SATA-kontakten och är klassad för tusentals insättningar och borttagningar. eSATA förlänger den tillåtna kabellängden från 1 meter till 2 meter, så att externa hårddiskar och matriser kan placeras bekvämt. eSATA finns i 150 MB / s och 300 MB / s varianter, som båda stöder hot-plugging (anslutning eller frånkoppling av enheten medan systemet körs).

eSATA ger mycket högre genomströmning än USB 2.0 eller FireWire, eftersom eSATA saknar protokollet som saktar ner USB 2.0 och FireWire till en bråkdel av deras nominella genomströmning. Prestanda för en extern eSATA-hårddisk är identisk med prestanda för en liknande SATA-hårddisk som körs internt.

De flesta nuvarande moderkort saknar inbäddade eSATA-gränssnitt, även om vissa moderkort som introducerades efter mitten av 2005 inkluderar sådana gränssnitt. Om ditt system saknar ett eSATA-gränssnitt är det enkelt att lägga till ett. eSATA-värdbussadaptrar för stationära system är tillgängliga för att passa PCI- eller PCI Express-expansionsplatser. Du kan lägga till eSATA-stöd till ett bärbart system genom att installera ett Cardbus- eller ExpressCard eSATA-kort.

Observera att vissa externa enhetshus och värdbussadaptrar har sålts så att standard SATA-enheter kan anslutas externt med SATA-protokoll. Dessa enheter är inte eSATA-kompatibla. De flesta använder standard SATA-kontakter, även om vissa ersätter USB 2.0- eller FireWire-kontakter och -kablar (även om gränssnittet faktiskt är SATA). De flesta stöder inte hot-plugging.

Francisco Garc en Maceda noterar, 'Jag skulle också nämna kabel / fäste combo som vissa företag (HighPoint och andra) säljer så att du kan göra en av dina interna SATA-portar till en extern. Det är en enkel kabel med en vanlig SATA-kontakt i ena änden och en eSATA-kontakt i andra änden ansluten till ett vanligt fodral, ingen elektronik av något slag. Det finns också externa enhetshöljen tillgängliga som gör att du kan installera PATA-enheter i externa eSATA-fall, till exempel HighPoint RocketMate 1100. Den kan användas med den enkla kabel / fäste-kombinationen eller med vilket som helst eSATA-kort eller moderkort. '

Till skillnad från PATA, som tillåter anslutning av två enheter till ett gränssnitt, ägnar SATA ett gränssnitt till varje enhet. Detta hjälper prestanda på tre sätt:

Varje SATA-enhet har hela 150 MB / s eller 300 MB / s bandbredd tillgänglig. Även om nuvarande PATA-enheter inte är bandbreddsbegränsade när man kör en per kanal, installerar två snabba PATA-enheter på en kanal gasen genom båda.
- PATA tillåter bara en enhet att använda kanalen åt gången, vilket innebär att en enhet kan behöva vänta på sin tur innan man skriver eller läser data på en PATA-kanal. SATA-enheter kan skriva eller läsa när som helst utan hänsyn till andra enheter.
- Om två enheter är installerade på en PATA-kanal, fungerar den kanalen alltid med den långsammare enhetens hastighet. Att till exempel installera en UDMA-6-hårddisk och en UDMA-2 optisk enhet på samma kanal innebär att hårddisken måste fungera på UDMA-2. SATA-enheter kommunicerar alltid med den högsta datahastigheten som stöds av enheten och gränssnittet.

Råd från Francisco García Maceda

Jag skulle också nämna att de flesta PATA-enheter har en bygel för att begränsa kapaciteten för den tidigare 32 GB BIOS-gränsen. Detta kan spara din bacon, eftersom det blir allt svårare att få skivor under 40 GB och om du måste rädda / klona en äldre enhet kan det vara ditt enda val.

PATA-enheter svarar på läs- och skrivförfrågningar i den ordning de mottas, oavsett platsen för data på enheten. Detta är analogt med en hiss som går till varje våning i den ordning som samtalsknapparna trycktes in och ignorerar människor som väntar på mellanvåningarna. De flesta (men inte alla) SATA-enheter stöder Native Command Queuing ( NCQ ), som gör det möjligt för enheten att samla läs- och skrivförfrågningar, sortera dem i den mest effektiva ordningen och sedan behandla dessa förfrågningar utan hänsyn till den ordning i vilken de mottogs. Denna process, även kallad hiss söker , gör att enheten kan serva läs- och skrivförfrågningar samtidigt som huvudrörelserna minimeras, vilket resulterar i bättre prestanda. NCQ är viktigast i miljöer, såsom servrar, där enheter ständigt nås, men ger vissa prestationsfördelar även i stationära system.

I förhållande till PATA använder SATA tunnare kablar och mindre, otvetydigt anslutna kontakter. 7-stiftet SATA-signalanslutning används i båda ändarna av en SATA-datakabel. Endera kontakten kan passa utbytbart med datakontakten på enheten eller SATA-gränssnittet på moderkortet. 15-stiftet SATA strömkontakt använder en liknande fysisk kontakt, även med entydig nyckling. Bild 7-5 visar en SATA-datakabel till vänster och, för jämförelse, en UDMA ATA-kabel till höger. Även om man tillåter det faktum att en ATA-kabel stöder två enheter är det uppenbart att användning av SATA sparar moderkortets fastigheter och kraftigt minskar kablarna i höljet.

Bild 7-5: SATA-datakabel (vänster) och UltraDMA-datakabel

SATA-specifikationen definierar den tillåtna längden på en SATA-signalkabel som upp till 1 meter mer än dubbelt så lång som den längsta tillåtna PATA-kabeln. Förutom överlägsna elektriska egenskaper och större tillåten längd, är en stor fördel med SATA-kablar dess mindre fysiska storlek, vilket bidrar till snyggare kabeldrivningar och mycket bättre luftflöde och kylning.

Det finns inte mycket att säga om att konfigurera en SATA-hårddisk. Till skillnad från PATA behöver du inte ställa in byglar för master eller slave (även om SATA stöder master / slave-emulering). Varje SATA-enhet ansluts till en dedikerad signalkontakt och signal- och strömkablarna är helt standard. Inte heller behöver du oroa dig för att konfigurera DMA, bestämma vilka enheter som ska dela en kanal och så vidare. Det finns inga problem med kapacitetsgränser, eftersom alla SATA-hårddiskar och gränssnitt stöder 48-bitars LBA. Chipset, BIOS, operativsystem och drivrutiner på nuvarande system känner igen alla en SATA-hårddisk som bara en annan ATA-enhet, så det behövs ingen konfiguration. Du ansluter helt enkelt datakabeln till enheten och gränssnittet, ansluter strömkabeln till enheten och börjar använda enheten. (På äldre system kan du behöva installera drivrutiner manuellt, och SATA-enheter kan kännas igen som SCSI-enheter snarare än ATA-enheter, detta är normalt.)

Vad du dock behöver vara medveten om är att du ska ansluta en SATA-enhet som är avsedd att vara den primära SATA-enheten till det lägsta numrerade SATA-gränssnittet (vanligtvis 0, men ibland 1). Anslut en SATA-enhet som är sekundär till det lägsta tillgängliga SATA-gränssnittet. (På ett system med en primär PATA-enhet och sekundär SATA-enhet, använd SATA-gränssnitt 0 eller högre.) Alla PATA-hårddiskar bör konfigureras som en huvudenhet om det är möjligt. Anslut en PATA-enhet som är primär som primär master och en PATA-enhet som är sekundär som sekundär mast.

RÄD ( Redundant array av billiga diskar / enheter ) är ett sätt med vilket data distribueras över två eller flera fysiska hårddiskar för att förbättra prestanda och öka datasäkerheten. En RAID kan överleva förlusten av vilken enhet som helst utan att förlora data, eftersom arrayens redundans gör det möjligt att återställa eller rekonstruera data från de återstående enheterna.

RAID var tidigare mycket dyrt att implementera och användes därför endast på servrar och professionella arbetsstationer. Det är inte längre sant. Många nya system och moderkort har RAID-kompatibla ATA- och / eller SATA-gränssnitt. Det låga priset på ATA- och SATA-enheter och det inbyggda RAID-stödet gör att det nu är praktiskt att använda RAID på vanliga datorer.

Det finns fem definierade nivåer av RAID, numrerade RAID 1 till RAID 5, även om endast två av dessa nivåer ofta används i PC-miljöer. Vissa eller alla av följande RAID-nivåer och andra konfigurationer med flera enheter stöds av många nuvarande moderkort:

JBOD ( Bara en massa enheter ), även kallad Span-läge eller Spanning-läge , är ett icke-RAID-driftläge som de flesta RAID-adaptrar stöder. Med JBOD kan två eller flera fysiska enheter logiskt loggas för att visas för operativsystemet som en större enhet. Data skrivs till den första enheten tills den är full, sedan till den andra enheten tills den är full, och så vidare. Tidigare, när drivkapaciteten var mindre, användes JBOD-matriser för att skapa enstaka volymer som var tillräckligt stora för att lagra stora databaser. Med 300 GB och större enheter som nu är tillgängliga är det sällan en bra anledning att använda JBOD. Nackdelen med JBOD är att fel på någon enhet gör hela matrisen otillgänglig. Eftersom sannolikheten för ett enhetsfel är proportionell mot antalet enheter i matrisen är en JBOD mindre tillförlitlig än en stor enhet. Prestandan för en JBOD är densamma som för de enheter som utgör arrayen.

RAID 0 , även kallad skiva striping , är egentligen inte RAID alls, eftersom det inte ger någon redundans. Med RAID 0 skrivs data samman till två eller flera fysiska enheter. Eftersom skrivning och läsning är uppdelad på två eller flera enheter, ger RAID 0 de snabbaste läsningarna och skrivningarna på alla RAID-nivåer, med både skriv- och läsprestanda märkbart snabbare än den som tillhandahålls av en enda enhet. Nackdelen med RAID 0 är att fel på någon enhet i arrayen orsakar förlust av all data som lagras på alla enheter i arrayen. Det betyder att data som lagras på en RAID 0-array faktiskt är mer utsatta än data som lagras på en enda enhet. Även om vissa dedikerade spelare använder RAID 0 i en sökning efter högsta möjliga prestanda, rekommenderar vi inte att du använder RAID 0 på ett typiskt skrivbordssystem.

RAID 0 ÄR KÄNSLÖS FÖR BORDSSYSTEM

RAID 0 ger faktiskt väldigt lite prestandafördelar för en typisk stationär dator. RAID 0 kommer till sin rätt när diskundersystemet används mycket, som med en server som stöder många användare. Få enanvändarsystem har åtkomst till skivorna tillräckligt mycket för att dra nytta av RAID 0.

RAID 1 , även kallad skivspegling , duplicerar alla skrivningar till två eller flera fysiska hårddiskar. Följaktligen erbjuder RAID 1 den högsta nivån av dataredundans på bekostnad av att halvera mängden diskutrymme som är synligt för operativsystemet. Den overhead som krävs för att skriva samma data till två enheter betyder att RAID 1-skrivningar vanligtvis är lite långsammare än skrivningar till en enda enhet. Omvänt, eftersom samma data kan läsas från båda enheterna, kan en intelligent RAID 1-adapter förbättra läsprestandan något i förhållande till en enda enhet genom att läsa begäranden för varje enhet separat i kö, så att den kan läsa data från vilken enhet som helst har sin huvuden närmast de begärda uppgifterna. Det är också möjligt för en RAID 1-array att använda två fysiska värdadaptrar för att eliminera diskadaptern som en enda felpunkt. I ett sådant arrangemang, kallas disk duplexing , kan arrayen fortsätta att fungera efter att en enhet, en värdadapter eller båda har misslyckats (om de är på samma kanal).

RAID 5 , även kallad disk striping med paritet , kräver minst tre fysiska hårddiskar. Data skrivs blockvis till alternerande enheter, med paritetsblock sammanflätade. Till exempel, i en RAID 5-array som innefattar tre fysiska enheter, kan det första 64 KB datablocket skrivas till den första enheten, det andra datablocket till den andra enheten och ett paritetsblock till den tredje enheten. Efterföljande datablock och paritetsblock skrivs till de tre enheterna på ett sådant sätt att datablock och paritetsblock fördelas lika över alla tre enheterna. Paritetsblock beräknas så att om något av deras två datablock går förlorat kan det rekonstrueras med användning av paritetsblocket och det återstående datablocket. Ett fel på en enhet i RAID 5-arrayen orsakar ingen dataförlust, eftersom de förlorade datablocken kan rekonstrueras från data- och paritetsblocken på de återstående två enheterna. En RAID 5 ger något bättre läsprestanda än en enda enhet. RAID 5-skrivprestanda är vanligtvis lite långsammare än för en enskild enhet på grund av omkostnaderna som är involverade i segmentering av data och beräkning av paritetsblock. Eftersom de flesta datorer och små servrar läser mer än skriver är RAID 5 ofta den bästa kompromissen mellan prestanda och dataredundans.

En RAID 5 kan innehålla valfritt godtyckligt antal enheter, men i praktiken är det bäst att begränsa RAID 5 till tre eller fyra fysiska enheter, eftersom prestandan för en försämrad RAID 5 (en där en enhet har misslyckats) varierar omvänt med antal enheter i matrisen. En RAID 5 med tre enheter med en misslyckad enhet är till exempel mycket långsam men kan antagligen användas tills arrayen kan byggas om. En försämrad RAID 5 med sex eller åtta enheter är vanligtvis för långsam för att alls kunna användas.

RAID ersätter INTE BACKPACKAR

Att använda RAID 1 eller RAID 5 är ett billigt sätt att skydda dig mot dataförlust från hårddiskfel, men RAID ersätter inte säkerhetskopiering. RAID skyddar endast mot körfel. För att skydda mot oavsiktlig korruption eller radering av filer eller förlust på grund av brand, översvämning eller stöld måste du fortfarande säkerhetskopiera dina data.

Om ditt moderkort inte har RAID-stöd eller om du behöver en RAID-nivå som inte tillhandahålls av moderkortet kan du installera en RAID-adapter från tredje part, till exempel de som tillverkats av 3Ware ( http://www.3ware.com ), Adaptec ( http://www.adaptec.com ), Highpoint Technologies ( http://www.highpoint-tech.com ), Promise Technology ( http://www.promise.com ), och andra. Kontrollera operativsystemsstödet innan du köper ett sådant kort, särskilt om du kör Linux eller en äldre version av Windows.