Интерфейс жесткого диска

Для подключения накопителя в систему используется либо интерфейс IDE, либо ATA, либо SCSI.

Интерфейс SCSI

Интерфейс SCSI (Small Computer System Interface, читается "scuzzy")

    Стандартизован и используется с 1986 г. как промышленный стандарт для подключения периферийных устройств. Контроллеры SCSI применяются в различных компьютерных системах.

• Подключаемые к шине SCSI устройства обрабатываются как Initiator (ведущий) и Target (ведомый). Одно и то же устройство может быть как ведущим, так и ведомым. Принято 4 схемы подключения устройств: "один ведущий–один ведомый", "один ведущий–несколько ведомых", "несколько ведущих–один ведомый", "несколько ведущих–несколько ведомых".
• К шине подключается до 8 устройств, одно из которых — основной адаптер SCSI (хост-адаптер). Возможно использовать до 4 хост-адаптеров, соответственно до 28 периферийных устройств. Хост- адаптер имеет собственную BIOS размером 16 Кбайт. Каждое устройство имеет свой адрес (идентификатор) SCSI ID. Для хост-адаптера используется SCSI ID=7. У загрузочного диска ID=0, для второго диска ID=1.
• Используемые системные ресурсы — порты ввода-вывода, прерывания IRQ, каналы DMA. Иногда используются регистры верхней области памяти UMB (Upper Memory Blocks).
• Физически шина SCSI представляет собой плоский кабель с 50-контактными разъемами.
• Характеристики шины: 8 линий данных, синхронный и асинхронный (с сигналами передачи и приема) режимы передачи данных, скорость передачи данных 1,5 Мбайта/с (асинхронный режим) и 3–4 Мбайт/с (синхронный режим).

Стандарт SCSI-2

     Окончательная редакция стандарта SCSI-2 принята в 1994 г.

• Включены команды поддержки CD-ROM, сканера, коммуникационных устройств, оптических накопителей.
• Введен широкий вариант шины данных (Wide SCSI-2), предусматривающий наличие дополнительных 24 информационных линий. Для устройств с разрядностью более 8 используется дополнительный 68-проводный кабель.
• Совместное использование Fast и Wide SCSI-2 позводяет достичь быстродействия до 40 Мбайт/с.
• Введен скоростной вариант шины (Fast SCSI-2) путем удвоения частоты обмена за счет применения новых микросхем, кабелей, активного согласования линий. Производительность возросла до 10 Мбайт/с.
• Производители адаптеров SCSI — Adaptec, Future Domain, DPT, NCR и др.

Интерфейс ATA

     Интерфейс АТА (AT Attachment) предложен в 1988 г. фирмой Conner и стандартизован в 1990 г.

• Основное интерфейса от SCSI — реализация функций контроллера в самом накопителе. Накопитель АТА имеет дополнительно сепаратор данных и однокристальный микроконтроллер. Сепаратор данных выделяет из входного считываемого сигнала сигналы синхронизации и данных. Микроконтроллер обрабатывает команды и управляет работой накопителя.
• АТА-накопители поддерживают программный ввод-вывод по 8- или 16-разрядной шине данных. Современные модели имеют возможность обмена по DMA.
• Для присоединения устройства используется 40-контактный плоский кабель длиной не более 50 см.
• Скорость обмена данными — до 10 Мбайт/с — обеспечена за счет использования аппаратной кэш-памяти, трансляции физических параметров диска в логические.
• К одному разъему АТА можно подключить два жестких диска — Master (управляющий) и Slave (управляемый).
• Серьезным ограничением АТА является предел емкости жесткого диска: общая емкость не может превышать 1 Гбайта (т.е. 2 жестких диска по 504 Мбайт).

Интерфейс EIDE

    Интерфейс EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) разработан компанией Western Digital с целью исключения ограничений по емкости жесткого диска. Компания Seagate Technology использует для подобного интерфейса собственные названия: Fast ATA, ATA-2, ATA-3, ATAPI.

Особенности интерфейса:

• использование накопителей емкостью более 504 Мбайт. На уровне BIOS поддерживаются накопители емкостью до 8,4 Гбайт. IDE распознает устройства емкостью до 136,9 Гбайт.
• повышение производительности обмена данными. Скорость обмена в разных режимах достигает 11...20 Мбайт/с.
• расширение количества подключаемых устройств. За счет использования вторичного контроллера дисков к одному адаптеру можно подключить до 4 устройств со спецификациями Primary Master ("первичный управляющий"), Primary Slave ("первичный управляемый"), Secondary Master ("вторичный управляющий"), Secondary Slave ("вторичный управляемый").
• поддержка новых типов периферийных устройств. Интерфейс поддерживает CD-ROM, стример.

Сравнение SCSI и IDE

• Все системные платы на базе процессоров Pentium имеют встроенный интерфейс IDE, не уступающий по скорости SCSI.
• АТА использует в основном программный ввод-вывод, SCSI передает данные по DMA. В однопользовательских системах программный ввод-вывод эффективнее, в многозадачных и многопользовательских системах преимущество за SCSI.
• SCSI-устройства разных производителей "не знают друг друга", имеют разный набор команд, несовместимы или плохо совместимы.
• Установка нового АТА-устройства проста, используется принцип PnP. SCSI при установке требует квалифицированной настройки, использует специальные драйверы адаптера и устройств.
• SCSI обеспечивает подключение до 7 устройств, АТА — до 4.
• С учетом стоимости для бытовых компьютеров выбирается EIDE, для более производительных, серверов и т. п. — преимущественно SCSI.