<<
>>

ЮЕ-диски

Диски современных персональных компьютеров развились из диска машины IBM PC XT. Это был диск Seagate на 10 Мбайт, управляемый контроллером Xebec на встроенной карте. У этого диска было 4 головки, 306 цилиндров и по 17 секторов на дорожке.
Контроллер мог управлять двумя дисками. Операционная система считывала с диска и записывала на диск информацию. Для этого она передавала параметры в регистры процессора и вызывала систему BIOS (Basic Input Output System — базовая система ввода-вывода), расположенную во встроенном ПЗУ. Система BIOS запрашивала машинные команды для загрузки регистров контроллера, которые начинали передачу данных.

Сначала контроллер помещался на отдельной плате, а с выходом в середине 80-х годов устройств IDE (Integrated Drive Electronics — устройство со встроенным контроллером) стал встраиваться в материнскую плату[12]. Однако соглашения о вызовах системы BIOS не изменились, поскольку необходимо было обеспечить совместимость с более старыми версиями. Обращение к секторам производилось по номерам головки, цилиндра и сектора, причем головки и цилиндры нумеровались с 0, а секторы — с 1.

Вероятно, такая ситуация сложилась из-за ошибки одного из программистов BIOS, который писал свой шедевр на ассемблере 8088. Имея 4 бит для номера головки, 6 бит для сектора и 10 бит для цилиндра, диск мог содержать максимум 16 головок, 63 сектора и 1024 цилиндра, то есть всего 1 032 192 сектора. Емкость такого диска составляла 504 Мбайт, и в те времена эта цифра считалась огромной (а вы бы стали сегодня осыпать упреками новую машину, неспособную манипулировать дисками объемом более 1 Пбайт?).

Вскоре появились диски объемом более 504 Мбайт, но у них была другая геометрия (4 головки, 32 сектора, 2000 цилиндров). Операционная система не могла обращаться к ним из-за того, что соглашения о вызовах системы BIOS не менялись (требование совместимости).

В результате контроллеры начали выдавать информацию из предположения, что геометрия диска соответствует указанной в BIOS. Но на самом деле виртуальная геометрия просто накладывалась на реальную. Хотя этот метод действовал, он затруднял работу операционных систем, которые размещали данные на диске определенным образом, чтобы сократить время поиска.

В конце концов на смену IDE-дискам пришли устройства EIDE (Extended IDE — усовершенствованные устройства со встроенным контроллером), поддерживающие дополнительную схему адресации LBA (Logical Block Addressing — линейная адресация блоков). При линейной адресации секторы просто нумеруются от 0 до 228 - 1. Хотя контроллеру приходится преобразовывать LBA-адреса в адреса головки, сектора и цилиндра, зато объем диска может превышать 504 Мбайт. Однако, к сожалению, в результате родилось новое ограничение на уровне 228 х 29 байт (128 Гбайт). В 1994 году, когда принимался стандарт EIDE, никому и в голову не приходило, что через некоторое время появятся диски такой емкости. Вообще, комитеты по стандартизации, подобно политикам, зачастую предпочитают откладывать решение проблем, оставляя их своим преемникам.

EIDE-диски и контроллеры имеют и другие усовершенствования. Например, они способны контролировать 4 диска (за счет двух каналов, к каждому из которых можно подключить первичный и вторичный диски), у них более высокая скорость передачи данных (16,67 вместо 4 Мбайт/с), они могут управлять приводами CD-ROM и DVD.

Стандарт EIDE совершенствовался вместе с развитием технологического прогресса, но тем не менее его преемника назвали АТА-3 (АТ Attachment), что выглядело как намек на системы IBM PC/AT (сокращение АТ, образованное от словосочетания Advanced Technology — «прогрессивная технология», в этом контексте относилось к прогрессивному на тот момент 16-разрядному процессору с тактовой частотой 8 МГц). Следующая версия стандарта, названная ATAPI-4 (АТА Packet Interface — пакетный интерфейс АТА), отличалась скоростью 33 Мбит/с.

В версии ATAPI-5 она достигла 66 Мбит/с.

Поскольку ограничение в 128 Гбайт, установленное 28-разрядными линейными адресами, становилось все более болезненным, в стандарте ATAPI-6 размер LBA-адреса был увеличен до 48 бит. Лимит этого стандарта — 248 х 29 (128 Пбайт). Если емкость дисков будет ежегодно возрастать на 50 %, 48-разрядные LBA-ад- peca останутся актуальными приблизительно до 2035 года. Узнать о том, как решится эта проблема, вы, вероятно, сможете издания эдак из 11-го этой книги. Очевидно, следующим шагом будет увеличение размера LBA-адреса до 64 бит. В стандарте ATAPI-6 скорость передачи данных удалось довести до 100 Мбит/с. Кроме того, впервые было уделено внимание проблеме шума.

Настоящий прорыв был совершен в стандарте ATAPI-7. Вместо расширения разъема диска (и, соответственно, скорости передачи данных) появилась спецификация последовательного интерфейса ATA (Serial ATA, SATA), позволившего передавать через 7-контактный разъем информацию на скоростях от 150 Мбит/с (со временем скорость увеличится до 1,5 Гбит/с). Благодаря замене 80-провод- ного плоского кабеля круглым кабелем диаметром в несколько миллиметров улучшилась вентиляция системного блока. Кроме того, при отправке сигналов через интерфейс SATA потребляется всего 0,5 В (в сравнении с 5 В по стандарту ATAPI-6), вследствие чего уменьшается общий уровень энергопотребления. Скорее всего, в течение нескольких лет на стандарт SATA будут переведены все компьютеры. В пользу этого варианта развития событий говорит тот факт, что проблема энергопотребления становится все более актуальной — как для информационных центров, которые оснащаются мощными дисковыми фермами, так и для ноутбуков с ограниченными по емкости источниками питания [82].

<< | >>
Источник: Таненбаум Э.. Архитектура компьютера. 5-е изд. 2007

Еще по теме ЮЕ-диски:

  1. СМЕЩЕНИЕ ДИСКА
  2. 9.3.1. Жизнь не стоит на месте
  3. Походы в кино
  4. 5.5. Административная ответственность за нарушение авторских и смежных прав
  5. Есть вызов – есть чудеса.
  6. От чего вы отказываетесь?
  7. Осмотр средств вычислительной техники
  8. Навыки, хитрости, производительность
  9. Полторы дыры из записей Д.С.
  10. 5.3. Ответственность за нарушение исключительного права на произведение и исключительного права на объект смежных прав
  11. 4.3. Право на фонограмму
  12. Практическое применение
  13. 2. Специфика и алгоритмы работы с источниками.
  14. КАК РАЗДАЧА ДЕНЕГ ПРИВЕЛА К 1,5 МИЛЛИОНАМ ДОЛЛАРОВ