Интерфейсы подключения жестких дисков: SCSI, SAS, Firewire, IDE, SATA. Интерфейсы современных жестких дисков

Приветствую Вас, Уважаемые читататели!!!

Давайте сегодня поговорим о стандартах наиболее распространенного сегодня интерфейса подключения жесткого диска или оптического привода к системнй плате — SATA.

SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями данных. Является развитым продолжением интерфейса IDE (РАТА).

Итак, большинство современных жестких дисков для настольных ПК подключаются через интерфейс SATA. Однако, SATA есть несколько версий, поэтому, у пользователей, при покупке HDD или замене системной платы возникает такой вопрос — «Какая между ними разница?». Давайте посмотрим:

Первым из SATA, появился SATA 150 (или SATA1) — интерфейс, использующий последовательную шину передачи данных, работает на частоте 1.5 ГГц, обеспечивая пропускную способность в 1.2 Гбит/сек или 150МБ/сек. Это немного выше пропускной способности IDE 133. Стандарт довольно быстро распространялся за счет своих преимуществ (хоть и небольших) по сравнению с IDE (ATA). В числе главных — конечно же последовательная шина, вместо параллельной, мЕ ньший размер кабеля и разъемов, как следствие — удобство использования и надежность соединения контактов, устойчивость к многократному подсоединению/отсоединению кабеля. SATA предусматривает одному порту одно устройство. Это избавляет от проблем IDE — когда к одному порту можно было подключить 2 устройства — это могло вызывать конфликты и часто становилось причиной проблем.

Но, время не стояло на меcте, свет увидел вторую интерацию SATA — SATA II или SATA 300 . Стандарт работает на частоте уже 3ГГц, пропускная способность — до 2.4Гбит/сек или 300МБ/сек. Теоретически, SATA 150 и SATA 300 совместимы,однако, в некоторых конфигурациях ПК были проблемы… Разъемы и тип кабеля — остались те же.

Итак, какова же практическая разница между SATA 150 и SATA 300???

Что, если ваша системная плата поддерживает только SATA 150, а вы собираетесь покупать более емкий и производительных жесткий диск… — стоит ли обращать внимание на то, что у вас SATA 150, а не SATA 300?

Совершенно не стоит…

Дело в том, что современные, даже самые быстрые жесткие диски еще не «пробили» отметку пропускной способности в 130 МБ/сек, поэтому, даже SATA 150 с его 150 МБ/сек будет вполне достаточно для работы! Главное, чтобы на покупаемом вами новом жестком диске было указано, что он работает с SATA 150, а с этим проблем не будет, при сегодняшнем ассортименте выбора жестких дисков. Главное — правильно его выбрать. 😉

Существует еще одна спецификация SATA. Вернеее, не существует, а начинает свое существование — SATA 600. Аналог SATA 300 по большинству характеристик, за исключением: пропускная способность 600 МБ/сек, частота работы 6 ГГц, улучшенное управление питанием.
Совместимость по разъему и кабелю сохранится…
SATA 600, или SATA III будет, возможно, оправдан при использовании твердотельных накопителей на базе флеш-памяти (Solid State Drive — SSD), но пока об этом говорить рано…

Интерфейсом накопителей называется набор электроники, обеспечивающий обмен информацией между контроллером устройства (кеш-буфером) и компьютером. В настоящее время в настольных ПК IBM-PC, чаще других, используются две разновидности интерфейсов ATAPI - AT Attachment Packet Interface (Integrated Drive Electronics - IDE, Enhanced Integrated Drive Electronics - EIDE) и SCSI (Small Computers System Interface).

Интерфейс IDE разрабатывался как недорогая и производительная альтернатива высокоскоростным интерфейсам ESDI и SCSI. Интерфейс, предназначен для подключения двух дисковых устройств. Отличительной особенностью дисковых устройств, работающих с интерфейсом IDE состоит в том, что собственно контроллер дискового накопителя располагается на плате самого накопителя вместе со встроенным внутренним кэш-буфером. Такая конструкция существенно упрощает устройство самой интерфейсной карты и дает возможность размещать ее не только на отдельной плате адаптера, вставляемой в разъем системной шины, но и интегрировать непосредственно на материнской плате компьютера. Интерфейс характеризуется чрезвычайной простотой, высоким быстродействием, малыми размерами и относительной дешевизной.

Схемы сопряжения адаптера с накопителями в интерфейсе IDE

Сегодня на смену интерфейсу IDE пришло детище фирмы Western Digital - Enhanced IDE, или сокращенно EIDE. Сейчас это лучший вариант для подавляющего большинства настольных систем. Жесткие диски EIDE заметно дешевле аналогичных по емкости SCSI-дисков и в однопользовательских системах не уступают им по производительности, а большинство материнских плат имеют интегрированный двухканальный контроллер для подключения четырех устройств. Что же появилось нового в Enhanced IDE по сравнению с IDE ?

Во-первых, это большая емкость дисков. Если IDE не поддерживал диски свыше 528 мегабайт, то EIDE поддерживает объемы до 8.4 гигабайта на каждый канал контроллера.

Во-вторых, к нему подключается больше устройств - четыре вместо двух. Раньше имелся только один канал контроллера, к которому можно было подключить два IDE устройства. Теперь таких каналов два. Основной канал, который обычно стоит на высокоскоростной локальной шине и вспомогательный.

В-третьих, появилась спецификация ATAPI (AT Attachment Packet Interface) дающая возможность подключения к этому интерфейсу не только жестких дисков, но и других устройств - стриммеров и дисководов CD-ROM.

В-четвертых - повысилась производительность. Накопители с интерфейсом IDE характеризовались максимальной скоростью передачи данных на уровне 3 мегабайт в секунду. Жесткие диски EIDE поддерживают несколько новых режимов обмена данными. В их число входит режим программируемого ввода-вывода PIO (Programmed Input/Output) Mode 3 и 4, которые обеспечивают скорость передачи данных 11.1 и 16.6 мегабайт в секунду соответственно. Программируемый ввод-вывод - это способ передачи данных между контроллером периферийного устройства и оперативной памятью компьютера посредством команд пересылки данных и портов ввода/вывода центрального процессора.

В пятых, поддерживается режим прямого доступа к памяти - Multiword Mode 1 DMA (Direct Memory Access) или Multiword Mode 2 DMA и Ultra DMA, которые поддерживают обмен данными в монопольном режиме (то есть когда канал ввода-вывода в течение некоторого времени обслуживает только одно устройство). DMA - это еще один путь передачи данных от контроллера периферийного устройства в оперативную память компьютера, от PIO он отличается тем, что центральный процессор ПК не задействуется и его ресурсы остаются свободными для других задач. Периферийные устройства обслуживает специальный контроллер DMA. Скорость при этом достигает 13.3 и 16.6 мегабайта в секунду, а при использовании Ultra DMA и соответствующего драйвера шины - 33 мегабайт в секунду. EIDE-контроллеры используют механизм PIO точно так же, как это делают и некоторые SCSI-адаптеры, но скоростные адаптеры SCSI работают только по методу DMA.

В шестых - расширена система команд управления устройством, передачи данных и диагностики, увеличен кеш-буфер обмена данными и существенно доработана механика.

Фирмы Seagate и Quantum вместо спецификации EIDE используют спецификацию Fast ATA для накопителей, поддерживающих режимы PIO Mode 3 и DMA Mode 1, а работающие в режимах PIO Mode 4 и DMA Mode 2 обозначают как Fast ATA-2.

Интеллектуальный многофункциональный интерфейс SCSI был разработан еще в конце 70-х годов в качестве устройства сопряжения компьютера и интеллектуального контроллера дискового накопителя. Интерфейс SCSI является универсальным и определяет шину данных между центральным процессором и несколькими внешними устройствами, имеющими свой контроллер. Помимо электрических и физических параметров, определяются также команды, при помощи которых, устройства, подключенные к шине осуществляют связь между собой. Интерфейс SCSI не определяет детально процессы на обеих сторонах шины и является интерфейсом в чистом виде. Интерфейс SCSI поддерживает значительно более широкую гамму периферийных устройств и стандартизован ANSI (X3.131-1986).

Сегодня применяются в основном два стандарта - SCSI-2 и Ultra SCSI. В режиме Fast SCSI-2 скорость передачи данных доходит до 10 мегабайт в секунду при использовании 8-разрядной шины и до 20 мегабайт при 16-разрядной шине Fast Wide SCSI-2. Появившийся позднее стандарт Ultra SCSI отличается еще большей производительностью - 20 мегабайт в секунду для 8-разрядной шины и 40 мегабайт для 16-разрядной. В новейшем SCSI-3 увеличен набор команд, но быстродействие осталось на том же уровне. Все применяющиеся сегодня стандарты совместимы с предыдущими версиями

Сопряжение внешних устройств в интерфейсе SCSI

сверху - вниз, то есть к адаптерам SCSI-2 и Ultra SCSI можно подключить старые SCSI-устройства. Интерфейс SCSI-Wide, SCSI-2, SCSI-3 - стандарты модификации интерфейса SCSI, разработаны комитетом ANSI. Общая концепция усовершенствований направлена на увеличение ширины шины до 32-х, с увеличением длинны соединительного кабеля и максимальной скорости передачи данных с сохранением совместимости с SCSI. Это наиболее гибкий и стандартизованный тип интерфейсов, применяющийся для подключения 7 и более периферийных устройств, снабженных контроллером интерфейса SCSI. Интерфейс SCSI остается достаточно дорогим и самым высокопроизводительным из семейства интерфейсов периферийных устройств персональных компьютеров, а для подключения накопителя с интерфейсом SCSI необходимо дополнительно устанавливать адаптер, т.к. немногие материнские платы имеют интегрированный адаптер SCSI.

Существует два принципиально разных интерфейса - IDE (он же АТА) и SCSI (Small Computer System Interface, системный интерфейс малых компьютеров).

Интерфейс IDE (ATA)

Основной интерфейс, используемый для подключения жесткого диска к современному PC, называется IDE (IntegratedDrive Electronics). Фактически он представляет собой связь между системной платой и электроникой или контроллером, встроенными в накопитель. Этот интерфейс постоянно развивается - в настоящее время существует несколько его модификаций.

Интерфейс IDE, широко используемый в запоминающих устройствах современных компьютеров, разрабатывался как интерфейс жесткого диска. Однако сейчас он используется для поддержки не только жестких дисков, но и многих других устройств, например накопителей на магнитной ленте, CD/DVD-ROM

На данный момент утверждены следующие стандарты ATA:

Стандарт	PIO	DMA	UDMA	Быстродействие Мбайт/с	Свойства
ATA-1	0-2		-	8.33
ATA-2 (Fast-ATA, Fast-ATA-2 или EIDE)	0-4	0-2	-	16.67	Трансляция CHS / LBA для работы с дисками емкостью до 8,4 Гбайт
ATA-3	0-4	0-2	-	16.67	Поддержка технологии S.M.A.R.T.
ATA-4 (Ultra-ATA/33)	0-4	0-2	0-2	33.33	Режимы Ultra-DMA, поддержка дисков емкостью до 137,4 Гбайт на уровне BIOS. Включен режим Bus Mastering
ATA-5 (Ultra-ATA/66)	0-4	0-2	0-4	66.67	Режимы Faster UDMA, новый 80-контактный кабель с автоопределением
ATA-6 (Ultra-ATA/100)	0-4	0-2	0-5	100.00	Режим UDMA с быстродействием 100 Мбайт/с; поддержка дисков емкостью до 144 Пбайт на уровне BIOS
ATA-7 (Ultra-ATA/133)	0-4	0-2	0-6	133.00	Режим UDMA с быстродействием 133 Мбайт/с

РIO (Programmed Input/Output) - наиболее "старый" способ передачи данных по интерфейсу АТА. Программированием работы в этом случае занимается центральный процессор. Существует несколько режимов РIO, различающихся максимальной скоростью пакетной передачи данных: Mode 0 = 3,3; Mode 1 = 5,2; Mode 2 = 8,3; Mode 3 = 11,11 и Mode 4 = 16,67 Мбайт/с.

DMA (Direct Memory Access) - прямой доступ к памяти. Это специальный протокол, который позволяет устройству копировать данные в оперативную память без участия ЦП. Существует несколько режимов: DMA Mode 0 = 4,17; DMA Mode 1 = 13,33 и DMA Mode 2 = 16,63 Мбайт/с.

Ultra DMA поддерживается всеми современными жесткими дисками. Имеются следующие режимы: UDMA0=16.67, UDMA1=25, UDMA2=33.33, UDMA3=44.44, UDMA4=66.67, UDMA5=100, UDMA0=133 Мбайт/с,

Block mode - блочный метод передачи данных. Позволяет за один тактирующий импульс передать блок данных (адресов), что уменьшает нагрузку на центральный процессор и увеличивает быстродействие интерфейса.

Bus-Mastering - режим работы, при котором устройство способно "захватывать" управление шиной. В момент захвата всем остальным устройствам приходится ожидать, пока операция чтения/записи, инициированная контроллером винчестера, не закончится.

S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) - технология заключается в создании механизма предсказания возможного выхода из строя жесткою диска, благодаря чему предотвращается потеря данных. При этом часть электронной схемы контроллера постоянно занята ведением статистики рабочих параметров. Вся информация сохраняется в микросхеме Flash-памяти и в любой момент может быть использована программами анализа.

ИНТЕРФЕЙС ATAPI (ATA PACKET INTERFACE)

ATAPI (АТА Packet Interface) -модификация интерфейса АТА, позволяющая кроме жесткого диска подключить к компьютеру любое другое устройство, имеющее интерфейс программно совместимый с IDE (EIDE). Представляет собой программную надстройку над одной из модификаций АТА, позволяющей ввести новые команды для организации работы, например, привода CD-ROM или Iomega Zip.

Интерфейс SATA (Serial ATA)

Serial ATA - стандарт поддерживает практически все накопители (винчестеры, приводы CD-ROM и DVD, флоппи-дисководы и т.д.). Serial АТА предусматривает работу при более низких напряжениях - 250 мВ (у обычного канала IDE сигналы имеют напряжение 5 В), максимальная пропускная способность увеличена до 1200 Мбит/с, количество проводов кабеля сокращено до семи и до метра увеличена его допустимая длина. Интерфейс допускает "горячее подключение" устройств.

Стандарт	Обозначение	Быстродействие Мбайт/с
SATA-150	SATA I
SATA-300	SATA II
SATA-600	SATA III

В интерфейсе используется узкий 7-жильный кабель с ключевыми разъемами шириной не более 14 мм (0,55 дюйма) на каждом конце. Подобная конструкция позволяет избежать проблем с циркуляцией воздуха, возникающих при использовании более широких кабелей стандарта ATA. Разъемы находятся только на концах кабелей. Кабели, в свою очередь, используются для соединения устройства непосредственно с контроллером (обычно на системной плате). В последовательном интерфейсе перемычки главный/подчиненный не используются, так как каждый кабель поддерживает только одно устройство.

Очевидно, что через некоторое время Serial ATA (SATA), как фактический стандарт внутренних накопителей, полностью заменит параллельный интерфейс АТА.

Интерфейс ATA RAID

Избыточный массив независимых (или недорогих) дисковых накопителей (Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks - RAID) разрабатывался в целях повышения отказоустойчивости и эффективности систем компьютерных запоминающих устройств. Технология RAID была разработана в Калифорнийском университете в 1987 году. В ее основу был положен принцип использования нескольких дисков небольшого объема, взаимодействующих друг с другом посредством специального программного и аппаратного обеспечения, в качестве одного диска большой емкости.

Избыточный массив независимых дисковых накопителей (RAID) обычно выполняется посредством платы контроллера RAID. Кроме того, реализация RAID может быть обеспечена с помощью соответствующего программного обеспечения (что, правда, не рекомендуется). Существуют следующие уровни RAID.

■ Уровень RAID 0 - расслоение. Содержимое файла записывается одновременно на несколько дисков матрицы, которая работает как один дисковод большой емкости. Этот уровень обеспечивает высокую скорость выполнения операций чтения/записи, но очень низкую надежность. Для реализации уровня необходимы, как минимум, два дисковода.

■ Уровень RAID 1 - зеркальное отражение. Данные, записанные на одном диске, дублируются на другом, что обеспечивает превосходную отказоустойчивость (при повреждении одного диска происходит считывание данных с другого диска). При этом заметного повышения эффективности матрицы по сравнению с отдельным дисководом не происходит. Для реализации уровня необходимы, как минимум, два дисковода.

■ Уровень RAID 2 -разрядный код коррекции ошибок. Одновременно происходит побитовое дробление данных и запись кода коррекции ошибок (ЕСС) на нескольких дисках. Этот уровень предназначен для запоминающих устройств, не поддерживающих ЕСС (все дисководы SCSI и ATA имеют встроенный внутренний код коррекции ошибок). Обеспечивает высокую скорость передачи данных и достаточную надежность матрицы. Для реализации этого уровня требуется несколько дисководов.

■ Уровень RAID 3 - расслоение с контролем четности. Объединение уровня RAID 0 с дополнительным дисководом, используемым для обработки информации контроля четности. Этот уровень фактически представляет собой видоизмененный уровень RAID 0, для которого характерно уменьшение общей полезной емкости матрицы при сохранении числа дисководов. Однако при этом достигается высокий уровень целостности данных и отказоустойчивости, так как в случае повреждения одного из дисков, данные могут быть восстановлены. Для реализации этого уровня необходи мы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

■ Уровень RAID 4 - cблокированные данные с контролем четности. Этот уровень подобен уровню RAID 3 и отличается только тем, что запись информации осуществляется на независимые дисководы в виде больших блоков данных, что приводит к увеличению скорости чтения больших файлов. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

■ Уровень RAID 5 - сблокированные данные с распределенным контролем четности. Этот уровень подобен RAID 4, но предполагает более высокую производительность, которая достигается за счет распределения системы контроля четности по категориям жестких дисков. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

■ Уровень RAID 6 - сблокированные данные с двойным распределенным контролем четности. Подобен уровню RAID 5 и отличается тем, что данные контроля четности записываются дважды, за счет использования двух различных схем контроля четности. Это обеспечивает более высокую надежность матрицы в случае множественных отказов дисковода. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, четыре дисковода (два или более для данных и два для контроля четности).

Например, операционные системы Windows NT/2000 и XP Server поддерживают реализацию RAID на программном уровне, используя при этом как расслоение, так и зеркальное отображение данных. Для установки параметров и управления функциями RAID, а также восстановления поврежденных данных в этих операционных системах используется программа Disk Administrator. Тем не менее при организации сервера, который должен сочетать в себе эффективность и надежность, лучше воспользоваться контроллерами ATA или SCSI RAID, аппаратно поддерживающими уровни RAID 3 или 5.

Интерфейс SCSI

Интерфейс является универсальным, т. е. подходит для подключения практически всех классов устройств: накопителей, сканеров и т. п.

1) Базовый интерфейс SCSI-1, представляет собой универсальный интерфейс для подключения внешних или внутренних устройств. Имея 8-разрядную шину данных, максимальная скорость которой достигает 5 Мбит/с, он способен практически одновременно работать с 7-ю устройствами. Используется 50-ти контактный кабель.

2) SCSI-2 - возможность расширения шины данных до 16 разрядов, что позволило увеличить пропускную способность до 10 Мбайт/с. Используются дополнительные расширения SCSI-2: Wide SCSI-2 (широкий SCSI), Fast SCSI-2 (быстрый SCSI).

У Fast SCSI-2 за счет уменьшения различных временных задержек увеличена скорость передачи данных до 10 Мбайт/с (частота шины 10 МГц).

У Wide SCSI-2 добавлены новые команды, а поддержка контроля четности сделана обязательной. Скорость передачи данных до 20 Мбайт/с (частота шины 10 МГц). Разъем 68 контактов. Поддерживает 15 устройств.

3) SCSI-3 (Ultra Wide SCSI) - продолжение развития шины, которое позволило еще вдвое увеличить пропускную способность интерфейса (частота шины 20 МГц). При 8-битной организации скорость обмена составляет до 20 Мбит/с, а при 16-битной - до 40 Мбит/с.

4) SCSI-4 (Ultra 320) - скорость передачи данных до 320 Мбайт/с (частота шины 80 МГц). Разъем 68 контактов. Поддерживает 15 устройств.

5) SCSI-5 (Ultra 640) - скорость передачи данных до 640 Мбайт/с (частота шины 160 МГц). Разъем 68 контактов. Поддерживает 15 устройств.

На уровне электрических соединений интерфейс может выполняться в двух видах:

Линейный (Single Ended) - позволяет передавать сигналы относительно общего провода (с общим или раздельными обратными линиями).;

Каждое устройство на шине SCSI имеет свой идентификационный номер, который называется SCSI ID. Для подключения устройств необходим так называемый хост-адаптер (Host Adapter) - выполняет роль связующего звена между шиной SCSI и системной шиной персонального компьютера. Шина SCSI взаимодействует не с самими устройствами (например, с жесткими дисками), а со встроенными в них контроллерами.

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.

SATA (Serial — ATA , Serial Advanced Technology Attachment ) – разновидность интерфейса компьютерной шины, предназначенный для подключения к шине устройств, оптических приводов, и других.

Был разработан и представлен в 2003 году, как замена ныне устаревшему интерфейсу ATA (AT Attachment ), также известный как IDE . Позже, ATA был переименован в PATA (Parallel ATA , для лучшей узнаваемости и избегания путаницы.

Была создана организация под названием SATA —IO (Sata International Organization ), которая отвечает за развитие, поддержку, и публикацию новых спецификаций как для SATA , так и для SAS (Serial Attached SCSI ).

Преимущества нового интерфейса в сравнении со старым были как физические :уменьшенные габариты разъёмов, шлейфов и меньшее количество контактных ножек (7 против 40 ); так и технические : нативная поддержка «горячей замены » (замена не активного устройства), более быстрая передача данных на более высоких скоростях , увеличенная эффективность очереди команд вводавывода (I O ). Позже, с приходом режима , появилась поддержка технологии .

Теоретически, последовательный порт медленнее параллельного, но повышения скорости удалось добиться благодаря высокой частоте функционирования . Частоту удалось поднять благодаря отсутствию необходимости синхронизации данных, а также большей защищённости кабеля от помех (толще проводник, меньше помех).

В 2008 году, более 90% новых настольных компьютеров использовали для подключения периферии SATA разъём. PATA всё ещё можно приобрести, но продаются они лишь для сохранения совместимости со старыми дисками и материнскими платами.

Ревизии SATA :

SATA 1. x

Первая ревизияинтерфейса предусматривает частоту функционирования 1.5 Ггц , что обеспечивает полосу пропускания 1.5 Гбит/с . Около 20% отнимается на нужды системы кодирования типа 8 b 10 b , где в каждые 10 бит вкладывается ещё 2 бита служебной информации. Таким образом, максимальная скорость равняется 1.2 Гбит/с (150 Мб/с ). Это совсем немного быстрее самой быстрой PATA /133 , но намного лучшее быстродействие достигается в режиме AHCI , где работает поддержка NCQ (Native Command Queuing ). Это значительно улучшает производительность в много-поточных задачах, но не все контроллёры поддерживают AHCI на первой версии SATA .

SATA 2. x

Частота функционирования была увеличена до 3.0 Ггц , что увеличило пропускную способность до 3.0 Гбит/с . Эффективная пропускная способность равняется 2.4Гбит/с (300Мб/ c ), то есть в 2 раза выше чем у SATA 1 . Совместимость между первой и второй ревизией сохранилась. Интерфейсные кабели тоже были сохранены прежние и полностью совместимы между собой.

SATA 3.0

В июле 2008 года, SATA — IO представила спецификации SATA 3.0 , с пропускной способностью 6 Гбит / с . Полный 3.0 стандарт был выпущен в Мае 2009 года.

Эффективная пропускная способность составила 600Мб/с , а частота функционирования 6.0Ггц (то есть поднята только частота). Совместимость сохранилась как в методе передачи данных, так и в разъёмах и проводах; улучшено управление питанием.

Основной сферой применения, где требовалась такая пропускная способность – SSD (твёрдотельные) накопители. Для жёстких дисков, такая пропускная способность не требовалась. Выигрыш для них был в более высокой скорости передачи данных из кэш (DRAM — cache ) памяти диска.

SATA 3.1

Изменения:

· Появился mSATA , подобный (и совместимый) разъём для твёрдотельных накопителей и устройств ноутбуков, совмещённый с питающей линией малой мощности.
· Оптические приводы, поддерживающие стандарт, больше не потребляют энергии (совсем) в режиме простоя .
· Добавлена аппаратная команда очереди , улучшающая производительность и долговечность SSD .
· Аппаратные функции идентификации , определяющие возможности устройства.
· Расширенный менеджмент питания , позволяющий устройствам подключенным через SATA 3.1 потреблять меньше энергии .

A dvanced H ost C ontroller I nterface

Открытый хост-интерфейс, предложенный Intel , ставший стандартом. Является более предпочтительным интерфейсом для устройств SATA . Позволяет использовать такие команды SATA как Hot plug (горячая замена), NCQ (Native Command Queuing ). Если в настройках материнской платы не выставлен режим AHCI , то используется «эмуляция IDE » и не поддерживаются новые функции SATA . Версии Windows (практически все) установленные в режиме IDE , не смогут запуститься, если запустить систему с установками AHCI . Для этого потребуются специальные драйвера AHCI , установленные в системе.

e — SATA

Портативная разновидность интерфейса Sata , скорость передачи которого выше чем у 2.0 и IEEE 1394 .

Основные изменения в сравнении с SATA :

· Разъёмы экранированы и более стойкие для многоразового подключения.
· Изменена компенсация потерь сигналов, что позволило увеличить максимальную длину кабеля до 2-х метров.
· Требует подключения 2-х разъёмов, один питания , второй интерфейсный .

eSATAp

– усовершенствованный разъём e — Sata , но с питанием от разъёма. Благодаря этому, e — Sata становится полноценным портативным и универсальным интерфейсом. С выходом USB 3.0 , оказался обделён вниманием, так как USB предлагает более простую реализацию .

mSATA

– PCI — e подобный интерфейс, представленный в Сентябре 2009 года. Предназначен для миниатюрных устройств (твёрдотельных накопителей, портативных жёстких дисков). Также планируется использование в таких портативных устройствах как ноутбуки, и других . Устройства с данным интерфейсом, могут иметь очень миниатюрные размеры , сходные с картами расширения для ноутбуков (к примеру).

Существуют переходники Pata — Sata , Sata — Pata .

Они позволяют подключать устройства с разными интерфейсами, которые эмулируются специальным контроллёром на переходнике. Абсолютное большинство переходников требуют дополнительного питания с блока питания (обычно типа «molex » или 5V разъём для дисководов).