Жёсткий диск – это твердотельный накопитель, который так называется в отличие от флоппи – гибкого диска, давно уже юзерами не применяющегося. Операция по подключению жёсткого диска не так сложна и во многих случаях пользователь может все сделать самостоятельно, без обращения к специалистам-компьютерщикам.
В каких случаях приходится подключать жёсткие диски?
- При апгрейде – замена старого накопителя на более мощный и объёмный.
- Для расширения дисковой памяти. Например, для размещения компьютерных игр и каких-то приложений на отдельном жёстком диске.
- При ремонте – замена вышедшего из строя накопителя на работоспособный.
- Для считывания ранее записанной информации большого объёма.
Основные положения
Если в системном блоке с интерфейсом IDE больше одного жёсткого диска, тогда один из них на шине назначается главным, а второй – вспомогательным. Первый называется Master, а другой – Slave (Хозяин – Подчинённый). Такое подразделение требуется для того, чтобы при загрузке операционной системы после включения компьютер точно знал – какой именно диск является загрузочным.
Во всех случаях настройками в BIOS можно задать последовательность загрузки с накопителей. И вот в IDE это производится установкой перемычек на корпусах дисков по схеме, приведённой на корпусе.
По типу интерфейса жёсткие диски различаются на IDE – старого образца и SATA – во всех новых компьютерах. Если у вас старая модель системного блока, и вы собираетесь подключать новый жёсткий диск с интерфейсом SATA, понадобится приобрести специальный адаптер.
Старьё
Случается, берёшь в руки это старье и не можешь понять, что и куда подключить. Старый интерфейс IDE (1986 год) одевается на параллельный шлейф проводов. Обычно на материнской плате коннекторов либо 2, либо 4. Всегда чётное число, потому что работает правило Master/Slave (хозяин и слуга). Настройки могут задаваться перемычками (пример):
- Master – наличие джампера между крайними левыми контактами (7 и 8) регулирующего разъёма.
- Slave – отсутствие каких-либо перемычек.
Указанная конфигурация может меняться в зависимости от производителя, как и набор допустимых функций, задаваемых разъёмом. IDE интерфейс позволял с удобством подключить к компьютеру жёсткий диск и CD-привод одновременно. Этого хватало большинству пользователей. Недостатком параллельного интерфейса была малая скорость передачи. По-другому IDE обозначается в среде профессионалов как параллельный ATA или ATA-1. Скорость передачи таких устройств не превышает 133 Мбит/с (для ATA-7). С внедрением в 2003 году интерфейса последовательного SATA устаревающий протокол передачи информации стали называть параллельным PATA.
Название ATA-1 интерфейсу IDE было присвоено в 1994 году при его признании организацией ANSI. Формально это было расширение 16-битной шины ISA (предшественник PCI). Любопытно, что и в современном мире прослеживается тенденция использования интерфейсов видеокарт для создания портов присоединения жёстких дисков. Затем последовали ускоренный ATA-2 и пакетный ATAPI. Интерфейс IDE не поддерживается официально с декабря 2013 года. Подключить такой жёсткий диск на новую материнскую плату возможно только при наличии карты расширения.
При помощи подобных устройств можно выполнять и прямо противоположную функцию: ставить на новые материнские платы жёсткие диски прошлого поколения. Так, например, на старенькой A7N8X-X всего лишь два IDE порта, но зато имеется целях 5 слотов PCI 2.2 под карты расширения. Универсальный адаптер как раз подходит к этому случаю. И можно поставить современный жёсткий диск вплоть до SATA3, но скорость его работы будет, разумеется, ниже максимальной в несколько раз.
Жёсткие диски под штатные интерфейсы IDE уже наверняка по большей части вышли из строя. И в мире их осталось не так уж и много. Осталось добавить к этому, что конфигурация устройств ATA меняется перемычками, а поясняющий рисунок находится прямо на корпусе устройства. Недобросовестные поставщики иногда джамперы оставляют себе, и не любая конфигурация в таком случае может быть осуществлена пользователем. Перемычек обычно не хватает.
Сегодня наблюдается новое поветрие: некоторое время вытесненные картами PCI Express на материнских платах вновь появляются традиционные PCI. Это значит, что «старье» при помощи адаптера теперь можно будет подключить к современному системному блоку.
Диски SATA
Специалисты в общем случае различают три поколения SATA. Градация ведётся по скорости передачи информации:
- SATA – 1,5 Гбит/с.
- SATA2 – 3 Гбит/с.
- SATA3 – 6 Гбит/с.
Стандартный диск SATA имеет два разъёма, один из которых используется для подачи питания, а второй служит шлейфом передачи данных. Не рекомендуется жёсткие диски менять местами, подключая к разным портам SATA. На вилках имеются ключи, благодаря которым нельзя провести неправильную стыковку разъёма.
Иногда на жёстком диске может быть представлена полезная информация, понятная любому продвинутому пользователю. Но иной раз обозначение склонно быть таким витиеватым, что осмыслить его под силу только настоящему профессионалу. Как, например, в этом случае.
Имеются данные о марке, серийном номере, технические данные и даже меры ёмкости диска. Но его интерфейс остаётся неизвестным. Это важно при выборе оборудования для компьютера с ограниченными возможностями. Если диск имел бы интерфейс SATA3, то бесполезно ставить такой в старенький системный блок. Имеется и много других аналогичных примеров. Заранее скажем, что этот диск интерфейса SATA 2.6. Следовательно, его скорость обмена информацией в предел составляет 3 Мбит/с.
Если информация о типе HDD интерфейса имеется
Как отличить? Во-первых, можно посмотреть на корпус. Вот изображение старенького уже диска, который поддерживает две скорости, следовательно, является устройством SATA2.
При извлечении из системного блока был снабжён джампером, снижавшим скорость.
Перемычка тотчас была снята, следовательно, теперь устройство будет функционировать вдвое быстрее. На шине SATA 2.0 материнской платы GA-H61M-D2-B3.
Это ещё раз говорит о том, что недостаточно купить системный блок, нужно ещё изучить все его устройство в целом и жёсткие диски, в частности. Накопители внутри были спарены при помощи специального навесного каркаса.
Этим достигается лучшая ремонтопригодность конструкции. Оба жёстких диска были оперативно извлечены из корпуса. В качестве альтернативы используется вариант установки в отсек (bay), где корпус крепится винтами с обеих сторон, и нужно снять для демонтажа две боковые крышки. Что не очень удобно, учитывая, что каждая из них обычно заедает. Редко встречаются корпусы системных блоков, где боковины изымаются простыми методами.
Если данные об интерфейсе HDD отсутствуют
Иногда на жёстком диске может отсутствовать информация о скорости передачи данных. В этом случае можно, конечно, запастись AIDA, но ещё проще посмотреть информацию в интернете. По прайсу или внешнему виду корпуса определяется марка накопителя.
Допустим, у нас в руках WD5000AAJS. Известно только одно – в обед ему будет сто лет. Следовательно, нужно ознакомиться с исторической справкой в интернете. Поскольку модели постоянно обновляются, то нужно ввести код, идущий через тире – 00YFA0. Поисковик быстро дал ответ, и теперь есть все основания утверждать, что пропускная способность канала составляет 3 Гбит/с (поколение SATA 2,5).
Выше уже говорилось, как подключить такое оборудование к устаревшей материнской плате, не имеющей SATA интерфейса. Поэтому перейдём к новой продукции.
Подключение SATA на шину exSATA
Когда инженеры подошли проблеме увеличения скоростей SATA до 12 Гбит/с и выше, то оказалось, что это экономически невыгодно. Энергетическая эффективность резко падает при одновременном росте цены. Кто-то заметил, что шина графических карт PCI Express без проблем работает с высокими скоростями, и тогда было решено сделать некий гибрид между нею и уходящим в прошлое SATA. Для этого разъем поделили на две части:
- Специфическую. Небольшой порт сбоку.
- Стандартную. Два порта для подключения SATA0.
На рисунке представлен сдвоенный порт exSATA. Сюда можно включить 4 жёстких диск с интерфейсом SATA, либо 2 exSATA, либо 1 exSATA и 2 SATA. Ниже приведён пример включения двух накопителей SATA в один порт exSATA.
Из-за своих больших размеров, охватывающих сразу три слота exSATA вилка называется в среде профессионалов хабом. Начать нужно с проверки BIOS. Оказалось, что некоторые системные платы могут выключать поддержку SATA, полностью переходя на Express, поддерживающую скорость до 16 Гбит/с.
Одновременно можно посмотреть возможности BIOS по поводу RAID-массивов. Напомним, что в последнем случае несколько жёстких дисков могут дублировать свою информацию для надёжности, либо включаться попеременно, чем значительно увеличивается скорость работы. Более подробно на эту тему говорить не позволяет размер статьи.
Выбранный AHCI является режимом по умолчанию для большинства систем. Он обеспечивает максимальную совместимость со старым оборудованием совершенно прозрачно для пользователя. Для безопасного «горячего» подключения дисков рекомендуется выставить соответствующую опцию в настройках BIOS.
При установке новой операционной системы задаётся последовательность подключения загрузочных носителей. Жёсткий диск на первое место не ставится. Вместо этого лидерство отдаётся флэшке или DVD-приводу.
Перед подключением
Как подключить жёсткий диск IDE
На материнской плате разъем IDE виден издалека. Узнать его можно по характерному слоту с множеством контактов и ключом, находящимся приблизительно в центре колодки.
На каждый порт обычно вешается шлейф разветвителя, так что на канале одновременно стоят хозяин и слуга.
Перед подключением диска на его корпусе нужно правильно сконфигурировать перемычки – Slave или Master. На корпусе обязательно будет схема, как это сделать.
Для дисков от разных производителей порядок вставки перемычек будет неповторимым (они как будто соревнуются в этом). Диск обязательно должен быть мастером шины, иначе с него невозможен запуск операционной системы (No IDE Master detected). Поэтому на приводе CD нужно обязательно выставить перемычку слуги.
После установки перемычек вставьте жёсткий диск в подходящую корзину и закрепите его четырьмя винтиками с обеих сторон. Подключите одиночный коннектор шлейфа данных к соответствующему разъёму на материнской плате. Подключите шлейфы питания. Здесь порядок значения не имеет.
Теперь можно закрыть крышки системного блока и подключать компьютер. Система сама должна обнаружить новые подключения и все настроить. Пользователю придётся только подтверждать операции в Мастере подключения нового оборудования.
Если система путается, где Master, а где Slave – тогда необходимо сделать назначения в BIOS. Сразу после включения питания нажмите неоднократно клавишу F2 иди Del (по-разному) чтобы открыть установки BIOS. Найдите интерфейс описания порядка загрузочных устройств, задайте параметры. Первым идёт CD-привод, с которого ставится система. Сохраните установки клавишей F10. После этого начнётся загрузка операционной системы.
Как подключить жёсткий диск SATA к старой материнской плате
Для подключения жёсткого диска SATA используется адаптер для шины PCI. Он может обладать тем или иным количеством портов, соответственно, жёстких дисков ставится несколько.
Вставьте карту в слот, подключите жёсткий диск, поставьте в отсек и закрепите с обеих сторон винтами – всего два или четыре винта. Желательно выбирать расположение модулей внутри системного блока таким образом, чтобы между ними по возможности оставалось достаточно свободного пространства для обеспечения вентиляции. А то при перегреве компьютер будет автоматически отключаться.
Теперь подключите шлейф питания к жёсткому диску. Если блок питания старого образца под IDE, для подключения SATA понадобится переходник. Теперь можно подключать шлейф данных к жёсткому диску. После загрузки системы следует установить драйвер с прилагаемого в комплекте DVD, и новый накопитель станет виден через Проводник.
Иногда иного диска, кроме SATA, нет. И тогда нужно снова поставить Windows через PCI-адаптер. Загрузчик не увидит накопителя, но даст возможность найти вручную. Вот тут и нужно будет отыскать на DVD нужный драйвер для текущей операционной системы. После этого установщик заметит диск, и можно будет создать разделы для новой операционной системы. Это совершенно точно, потому что авторы ставили таким образом «семёрку» на старенький системный блок.
С тех пор как мир стал свидетелем стремительной эволюции персонального компьютера, и ЭВМ превратилась из очень дорогой и большой вычислительной машины, использующейся редкими компаниями и корпорациями, в предмет повседневного использования для сотен миллионов людей, произошла смена не одного десятка технологий. В том числе технологий, касающихся применения тех или иных шин, разъемов, периферийных устройств. Не стали исключением стандарты подключения, использующиеся для подсоединения к компьютеру , такие как SCSI, SATA и IDE.
SCSI
История
Примерно в 70-х годах, возникла потребность в физических и логических интерфейсах между периферийными устройствами и компьютерами. Человеку по имени Алан Ф. Шугарт, кстати, в честь которого впоследствии и назвали интерфейс, (Shugart Computer Systems Interface) пришла в голову идея, использовать устройство, которое выступает в качестве моста между жестким диском и компьютером. Был разработан 50-контактный плоский разъем, известный и продаваемый под коммерческим названием SCSI-I. Вот так выглядит этот стандарт.
Этот стандарт был поддержан многими производителями и лидерами отрасли того времени. С тех пор было выпущено несколько версий такого интерфейса, и хотя он считается более или менее устаревшим в наше время, некоторые старые ПК, все еще используют его.
Самая первая версия использовала 50-контактный плоский разъем. В то время как первые разъемы SCSI использовали параллельные интерфейсы, более современные SCSI работают через последовательный интерфейс. Последовательный интерфейс SCSI, по сравнению с параллельным, обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
SCSI может быть либо установлен на материнской плате физически, либо может быть реализован с помощью адаптеров.
Хранение
SCSI позволяет использовать до 7 — 15 (в зависимости от ширины шины) подключаемых устройств. Благодаря этому можно подключить все устройства к одной плате, а не покупать различные платы для различных устройств, что неизбежно увеличит расходы.
Скорость
Современные версии могут передавать данные до 80 мегабайт / сек. Современные устройства SCSI имеют обратную совместимость, т.е. если подключено устройство старшей версии, то шина SCSI будет по-прежнему поддерживать его, хотя скорость передачи данных может быть сниженной.
Цена
SCSI всегда была дорогим решением. Новые версии не сделали ее ниже. Учитывая, что существует, по крайней мере, 10 различных (3 нового поколения) видов, в ближайшее время не планируется полный уход с рынка интерфейса этого типа. Преимуществом SCSI является поддержка различных устройств, от матричных принтеров, сканеров, плоттеров, до современной клавиатуры и мыши и быстродействие.
IDE
История
Интерфейс IDE (англ. Integrated Drive Electronics - «интегрированная в устройство электроника») был разработан компанией Western Digital Electronics в сотрудничестве с Control Data Corporation и Compaq Computers, и был запущен в 1986 году. К середине 90-х годов, технология IDE-ATA уже поддерживалась повсеместно и практически полностью вытеснила шину SCSI. Для обозначения IDE в настоящее время широко используется аббревиатура PATA (Parallel ATA), которая подчеркивает, что для передачи данных используется параллельный интерфейс. В отличие от SCSI, в IDE, контроллер располагается в самом устройстве, а не в виде отдельной платы.
IDE изначально имел 40-жильный шлейф, в дальнейшем ему на смену пришел 80-жильный кабель. Вот пример жесткого диска с интерфейсом IDE.
Подключение
PATA позволяет подключать два устройства на канал.
Скорость
Самые последние версии могут иметь поддержку скорости передачи данных до 133 МБ/с.
Цена
PATA являясь преемником SCSI, была чрезвычайно успешной, благодаря своей низкой цене и лучшему соотношению цены и качества. PATA интерфейсы по-прежнему используются в крупных промышленных установках, но в пользовательских системах, уже практически вытеснены технологией SATA.
SATA
История
Технология Serial ATA была создана на рубеже веков и пришла на смену PATA (IDE). В 2003 году SATA была запущена с большой помпой, и за каких-то десять лет, захватила 98% доли на рынке персональных компьютеров. SATA была первоначально запущена с интерфейсом, поддерживающим скорость в 1,5 Гбит /сек, современная версия (SATA Revision 3.0) может передавать данные со скоростью до 6 Гбит / сек.
Пример соединеиия жесткого диска с .
Подключение
SATA использует последовательный порт и поддерживает технологию «горячего» подключения. С помощью технологии Plug and Play, компьютерные компоненты могут быть заменены без выключения системы.
Кабель данных имеет 9 контактов и длину не более метра. Кабель SATA имеет гораздо меньше жил, чем кабель PATA, и как следствие он значительно уже. Благодаря этому в системах с такими разъемами обеспечивается лучшее охлаждение. К самому разъему значительно проще и удобнее подключать устройства. К тому же с появлением SATA, можно забыть про разграничение устройств на Master и Slave. К каждому устройству подключается отдельный кабель. SATA имеет несколько разновидностей, в том числе разъем мини-SATA для небольших накопителей и разъем E-SATA, который используется для подключения внешних устройств.
Скорость
Первые SATA поддерживали скорость в 1.5 Гбит/с. Современные версии поддерживают скорость передачи данных в 3 Гбит / с и до 6 Гбит / сек.
Цена
SATA устройства являются наиболее дешевыми по сравнению с другими аналогичными интерфейсами.
Сравнение трех вышеперечисленных интерфейсов дает нам представление о том, почему большинство современных персональных компьютеров используют SATA. IDE оказался менее удобным и дорогим и поэтому был успешно заменен именно на SATA. SCSI интерфейс практически устарел и в настоящее время используется лишь на некоторых серверах. Пока не видно достойных альтернатив SATA интерфейсу, которые были бы быстрее, дешевле и удобнее. Вероятнее всего, в ближайшие годы именно интерфейс SATA будет доминировать на рынке ПК.
ATA (англ. Advanced Technology Attachment , Присоединение по продвинутой технологии) - параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких дисков и оптических приводов) к компьютеру. В 90-е годы XX века был стандартом на платформе IBM PC; в настоящее время вытеснен своим последователем - SATA. Разные версии ATA известны под синонимами IDE , EIDE , UDMA , ATAPI ; с появлением SATA также получил название PATA (Parallel ATA) .
шлейфы ATA с кабельной выборкой: 40-проводной сверху, 80-проводной снизу
Предварительное название интерфейса было PC/AT Attachment («Соединение с PC/AT»), так как он предназначался для подсоединения к 16-битной шине ISA, известной тогда как шина AT . В окончательной версии название переделали в «AT Attachment» для избежания проблем с торговыми марками.
Первоначальная версия стандарта была разработана в 1986 году фирмой Western Digital и по маркетинговым соображениям получила название IDE (Integrated Drive Electronics , «Электроника, встроенная в привод» ). Оно подчеркивало важное нововведение: контроллер привода располагается в нём самом, а не в виде отдельной платы расширения, как в предшествующем стандарте ST-506 и существовавших тогда интерфейсах SCSI и ST412. Это позволило улучшить характеристики накопителей (за счёт меньшего расстояния до контроллера), упростить управление им (так как контроллер канала IDE абстрагировался от деталей работы привода) и удешевить производство (контроллер привода мог быть рассчитан только на «свой» привод, а не на все возможные; контроллер канала же вообще становился стандартным). Следует отметить, что контроллер канала IDE правильнее называть хост-адаптером , поскольку он перешёл от прямого управления приводом к обмену данными с ним по протоколу.
В стандарте АТА определён интерфейс между контроллером и накопителем, а также передаваемые по нему команды.
Интерфейс имеет 8 регистров, занимающих 8 адресов в пространстве ввода-вывода. Ширина шины данных составляет 16 бит. Количество каналов, присутствующих в системе, может быть больше 2. Главное, чтобы адреса каналов не пересекались с адресами других устройств ввода-вывода. К каждому каналу можно подключить 2 устройства (master и slave), но в каждый момент времени может работать лишь одно устройство. Принцип адресации CHS заложен в названии. Сперва блок головок устанавливается позиционером на требуемую дорожку (Cylinder), после этого выбирается требуемая головка (Head), а затем считывается информация из требуемого сектора (Sector).
Стандарт EIDE (Enhanced IDE , т. е. «расширенный IDE» ), появившийся вслед за IDE, позволял использование приводов ёмкостью, превышающей 528 МБ (504 МиБ), вплоть до 8,4 ГБ. Хотя эти аббревиатуры возникли как торговые, а не официальные названия стандарта, термины IDE и EIDE часто употребляются вместо термина ATA . После введения в 2003 году стандарта Serial ATA («Последовательный ATA» ), традиционный ATA стали именовать Parallel ATA , имея в виду способ передачи данных по 40-жильному кабелю.
Поначалу этот интерфейс использовался с жёсткими дисками, но затем стандарт был расширен для работы и с другими устройствами, в основном - использующими сменные носители. К числу таких устройств относятся приводы CD-ROM и DVD-ROM, ленточные накопители, а также дискеты большой ёмкости, такие, как ZIP и магнитооптические диски (LS-120/240). Кроме того, из файла конфигурации ядра FreeBSD можно сделать вывод, что на шину ATAPI подключали даже FDD. Этот расширенный стандарт получил название Advanced Technology Attachment Packet Interface (ATAPI), в связи с чем полное наименование стандарта выглядит как ATA/ATAPI .
Первоначальные расширения ATA для работы с приводами CD-ROM не обладали полной совместимостью и являлись фирменными. В результате, для подключения CD-ROM было необходимо устанавливать отдельную плату расширения, специфичную для конкретного производителя, например для Panasonic (существовало не менее 5 специфичных вариантов ATA, предназначенных для подключения CD-ROM). Некоторые варианты звуковых карт, например Sound Blaster, оснащались именно такими портами.
Другим важным этапом в развитии ATA стал переход от PIO (Programmed input/output , Программный ввод/вывод ) к DMA (Direct memory access , Прямой доступ к памяти ). При использовании PIO считыванием данных с диска управлял центральный процессор компьютера (CPU), что приводило к повышенной нагрузке на процессор и замедлению работы в целом. По причине этого компьютеры, использующие интерфейс ATA, обычно выполняли операции, связанные с диском, медленнее, чем компьютеры, использующие SCSI и другие интерфейсы. Введение DMA существенно снизило затраты процессорного времени на операции с диском. В данной технологии потоком данных управляет сам накопитель, считывая данные в память или из памяти почти без участия CPU, который выдаёт лишь команды на выполнение того или иного действия. При этом жёсткий диск выдаёт сигнал запроса DMARQ на операцию DMA контроллеру. Если операция DMA возможна, контроллер выдаёт сигнал DMACK и жёсткий диск начинает выдавать данные в 1-й регистр (DATA), с которого контроллер считывает данные в память без участия процессора. Операция DMA возможна, если режим поддерживается одновременно BIOS, контроллером и операционной системой, в противном случае возможен лишь режим PIO.
В дальнейшем развитии стандарта (АТА-3) был введён дополнительный режим UltraDMA 2 (UDMA 33 ). Этот режим имеет временные характеристики DMA Mode 2, однако данные передаются и по переднему, и по заднему фронту сигнала DIOR/DIOW. Это вдвое увеличивает скорость передачи данных по интерфейсу. Также введена проверка на чётность CRC, что повышает надёжность передачи информации.
В истории развития ATA был ряд барьеров, связанных с организацией доступа к данным. Большинство из этих барьеров, благодаря современным системам адресации и технике программирования, были преодолены. К их числу относятся ограничения на максимальным размер диска в 504 МиБ, ~8 ГиБ, ~32 ГиБ, и 128 ГиБ. Существовали и другие барьеры, в основном связанные с драйверами устройств, и организацией ввода/вывода в операционных системах, не соответствующих стандартам ATA.
Оригинальная спецификация АТА предусматривала 28-битный режим адресации. Это позволяло адресовать 2 28 (268 435 456) секторов по 512 байт каждый, что давало максимальную ёмкость в 137 ГБ (128 ГиБ). В стандартных PC BIOS поддерживал до 7,88 ГиБ (8,46 ГБ), допуская максимум 1024 цилиндра, 256 головок и 63 сектора. Это ограничение на число цилиндров/головок/секторов CHS (Cyllinder-Head-Sector) в сочетании со стандартом IDE привело к ограничению адресуемого пространства в 504 МиБ (528 МБ). Для преодоления этого ограничения была введена схема адресации LBA (Logical Block Address), что позволило адресовать до 7,88 ГиБ. Со временем и это ограничение было снято, что позволило адресовать сначала 32 ГиБ, а затем и все 128 ГиБ, используя все 28 разрядов (в АТА-4) для адресации сектора. Запись 28-битного числа организована путём записи его частей в соответствующие регистры накопителя (с 1 по 8 бит в 4-й регистр, 9-16 в 5-й, 17-24 в 6-й и 25-28 в 7-й).
Адресация регистров организована при помощи трёх адресных линий DA0-DA2. 1-й регистр с адресом 0 является 16-разрядный, и используется для передачи данных между диском и контроллером. Остальные регистры 8-битные и используются для управления.
Новейшие спецификации ATA предполагают 48-битную адресацию, расширяя таким образом возможный предел до 128 ПтБ (144 петабайт).
Эти ограничения на размер могут проявляться в том, что система думает, что объём диска меньше его реального значения, или вовсе отказывается загружаться и виснет на стадии инициализации жёстких дисков. В некоторых случаях проблему удаётся решить обновлением BIOS. Другим возможным решением является использование специальных программ, таких, как Ontrack DiskManager, загружающих в память свой драйвер до загрузки операционной системы. Недостатком таких решений является то, что используется нестандартная разбивка диска, при которой разделы диска оказываются недоступны, в случае загрузки, например, с обычной DOS-овской загрузочной дискеты. Впрочем, многие современные операционные системы могут работать с дисками большего размера, даже если BIOS компьютера этот размер корректно не определяет.
|
Разводка Parallel ATA |
|||
|
Контакт |
Назначение |
Контакт |
Назначение |
|
GPIO_DMA66_Detect |
|||
Для подключения жёстких дисков с интерфейсом PATA обычно используется 40-проводный кабель (именуемый также шлейфом). Каждый шлейф обычно имеет два или три разъёма, один из которых подключается к разъёму контроллера на материнской плате (в более старых компьютерах этот контроллер размещался на отдельной плате расширения), а один или два других подключаются к дискам. В один момент времени шлейф P-ATA передаёт 16 бит данных. Иногда встречаются шлейфы IDE, позволяющие подключение трёх дисков к одному IDE каналу, но в этом случае один из дисков работает в режиме read-only.
Долгое время шлейф ATA содержал 40 проводников, но с введением режима Ultra DMA/66 (UDMA4 ) появилась его 80-проводная версия. Все дополнительные проводники - это проводники заземления, чередующиеся с информационными проводниками. Такое чередование проводников уменьшает ёмкостную связь между ними, тем самым сокращая взаимные наводки. Ёмкостная связь является проблемой при высоких скоростях передачи, поэтому данное нововведение было необходимо для обеспечения нормальной работы установленной спецификацией UDMA4 скорости передачи 66 МБ/с (мегабайт в секунду). Более быстрые режимы UDMA5 и UDMA6 также требуют 80-проводного кабеля.
Хотя число проводников удвоилось, число контактов осталось прежним, как и внешний вид разъёмов. Внутренняя же разводка, конечно, другая. Разъёмы для 80-проводного кабеля должны присоединять большое число проводников заземления к небольшому числу контактов заземления, в то время, как в 40-проводном кабеле проводники присоединяются каждый к своему контакту. У 80-проводных кабелей разъёмы обычно имеют различную расцветку (синий, серый и чёрный), в отличие от 40-проводных, где обычно все разъёмы одного цвета (чаще чёрные).
Стандарт ATA всегда устанавливал максимальную длину кабеля равной 46 см. Это ограничение затрудняет присоединение устройств в больших корпусах, или подключение нескольких приводов к одному компьютеру, и почти полностью уничтожает возможность использования дисков PATA в качестве внешних дисков. Хотя в продаже широко распространены кабели большей длины, следует иметь в виду, что они не соответствуют стандарту. То же самое можно сказать и по поводу «круглых» кабелей, которые также широко распространены. Стандарт ATA описывает только плоские кабели с конкретными характеристиками полного и ёмкостного сопротивлений. Это, конечно, не означает, что другие кабели не будут работать, но, в любом случае, к использованию нестандартных кабелей следует относиться с осторожностью.
Если к одному шлейфу подключены два устройства, одно из них обычно называется ведущим (англ. master ), а другое ведомым (англ. slave ). Обычно ведущее устройство идёт перед ведомым в списке дисков, перечисляемых BIOS’ом компьютера или операционной системы. В старых BIOS’ах (486 и раньше) диски часто неверно обозначались буквами: «C» для ведущего диска и «D» для ведомого.
Если на шлейфе только один привод, он в большинстве случаев должен быть сконфигурирован как ведущий. Некоторые диски (в частности, производства Western Digital) имеют специальную настройку, именуемую single (т. е. «один диск на кабеле»). Впрочем, в большинстве случаев единственный привод на кабеле может работать и как ведомый (такое часто встречается при подключении CD-ROM’а на отдельный канал).
Настройка, именуемая cable select (т. е., «выбор, определяемый кабелем» , кабельная выборка ), была описана как опциональная в спецификации ATA-1 и стала широко распространена начиная с ATA-5, поскольку исключает необходимость переставлять перемычки на дисках при любых переподключениях. Если привод установлен в режим cable select , он автоматически устанавливается как ведущий или ведомый в зависимости от своего местоположения на шлейфе. Для обеспечения возможности определения этого местоположения шлейф должен быть с кабельной выборкой . У такого шлейфа контакт 28 (CSEL) не подключен к одному из разъёмов (серого цвета, обычно средний). Контроллер заземляет этот контакт. Если привод видит, что контакт заземлён (то есть на нём логический 0), он устанавливается как ведущий, в противном случае (высокоимпедансное состояние) - как ведомый.
Во времена использования 40-проводных кабелей, широко распространилась практика осуществлять установку cable select путём простого перерезания проводника 28 между двумя разъёмами, подключаемыми к диску. При этом ведомый привод оказывался на конце кабеля, а ведущий в середине. Такое размещение в поздних версиях спецификации было даже стандартизировано. К сожалению, когда на кабеле размещается только одно устройство, такое размещение приводит к появлению ненужного куска кабеля на конце, что нежелательно - как из соображений удобства, так и по физическим параметрам: этот кусок приводит к отражению сигнала, особенно на высоких частотах.
80-проводные кабели, введённые для UDMA4, лишены указанных недостатков. Теперь ведущее устройство всегда находится в конце шлейфа, так что, если подключено только одно устройство, не получается этого ненужного куска кабеля. Кабельная выборка же у них «заводская» - сделанная в самом разъёме просто путём исключения данного контакта. Поскольку для 80-проводных шлейфов в любом случае требовались собственные разъёмы, повсеместное внедрение этого не составило больших проблем. Стандарт также требует использования разъёмов разных цветов, для более простой идентификации их как производителем, так и сборщиком. Синий разъём предназначен для подключения к контроллеру, чёрный - к ведущему устройству, серый - к ведомому.
Термины «ведущий» и «ведомый» были заимствованы из промышленной электроники (где указанный принцип широко используется при взаимодействии узлов и устройств), но в данном случае являются некорректными, и потому не используются в текущей версии стандарта ATA. Более правильно называть ведущий и ведомый диски соответственно device 0 (устройство 0 ) и device 1 (устройство 1 ). Существует распространённый миф, что ведущий диск руководит доступом дисков к каналу. На самом деле управление доступом дисков и очерёдностью выполнения команд осуществляют контроллер (которым, в свою очередь, управляет драйвер операционной системы). То есть фактически оба устройства являются ведомыми по отношению к контроллеру.
Ноутбук является портативным компьютером, на котором многие пользователи хранят важную информацию. В силу своего форм-фактора, ноутбук может придти в негодность, например, упасть и разбиться. Велика в таком случае вероятность, что неповрежденным останется жесткий диск портативного компьютера, с которого удастся считать данные, а при необходимости его можно будет использовать и в будущем. Подключить жесткий диск от ноутбука к стационарному компьютеру можно несколькими способами, путем установки его в корпус системного блока, либо через USB-разъем. Рассмотрим оба варианта.
Как установить жесткий диск от ноутбука в системный блок
Жесткий диск от ноутбука практически ничем не отличается от стандартного жесткого диска для компьютера. Единственное его серьезное отличие – это размеры. Для обычных системных блоков используются накопители размером в 3,5 дюйма, тогда как для ноутбуков, с целью экономии места, применяются диски размером в 2,5 дюйма. Соответственно, поскольку диск от ноутбука меньше, чем стандартный диск для системного блока, его не удастся надежно закрепить и зафиксировать внутри корпуса.
Чтобы установить жесткий диск от ноутбука в системный блок, потребуется приобрести специальные салазки для 2,5-дюймовых дисков. Их необходимо установить на место для 3,5-дюймового жесткого диска и закрепить. После этого к данным салазкам крепится 2,5-дюймовый диск.
Обратите внимание: Корпуса некоторых компьютеров могут изначально предусматривать места для установки и крепления 2,5-дюймовых жестких дисков.
Когда жесткий диск от ноутбука будет «посажен» в корпусе системного блока, необходимо его подключить. Подключение диска стандартное:
- Требуется подсоединить SATA-кабель от материнской платы к жесткому диску;
- Далее подключается дополнительное питание.
Проделав описанные выше действия, можно включать компьютер. После загрузки операционной системы жесткий диск будет отображаться в списке накопителей. Если этого не происходит, необходимо проверить в BIOS, установлена ли загрузка данного диска.
Как подключить жесткий диск от ноутбука к компьютеру через USB
Подключить жесткий диск к компьютеру можно через USB-разъем, в таком случае отпадает необходимость разбирать системный блок. При этом подключить через USB 2,5-дюймовый накопитель можно разными способами, рассмотрим три основных.
Использование переходника
В продаже можно найти специальные переходники, которые позволяют подключить 2,5-дюймовый жесткий диск к USB-разъему. На таких переходниках присутствуют разъемы в виде SATA и питания.
Обратите внимание: Если ваш компьютер имеет USB-разъемы класса 3.0, лучше приобрести переходник именно с таким протоколом, чтобы жесткий диск работал быстрее при внешнем подключении.
Использование съемного корпуса
Похожий на прошлый вариант подключения жесткого диска от ноутбука к компьютеру, но вместо переходника используется полноценный корпус. Внутри такого корпуса располагается разъем SATA и питание. Жесткий диск необходимо поместить в корпус, после чего останется использовать USB-кабель для его подключения к компьютеру.
Использование съемного корпуса позволяет не только подключить жесткий диск к компьютеру, но и обезопасить его от повреждения в случае падения.
Важно: При покупке обращайте внимание, чтобы корпус предназначен именно для жестких дисков с размером в 2,5 дюйма, поскольку также в продаже можно найти варианты для подключения полноформатных 3,5-дюймовых компьютерных дисков через USB-разъем.
Использование док-станции
Самый интересный и дорогой вариант, подходящий пользователям, которым приходится часто подключать жесткие диски к компьютеру, подразумевает использование специальной док-станции. В продаже можно найти док-станции, которые позволяют подключать сразу по несколько 2,5 или 3,5-дюймовых дисков. Некоторые док-станции позволяют одновременно подключать жесткие диски разных размеров.
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.
