Як ви вже здогадалися, мова піде про новий задум Intel - послідовний інтерфейс (Serial ATA) - кому це треба, кому не треба, і чому. Відразу хочеться відзначити, що реальної видимої необхідності в появі нового інтерфейсу ще немає, адже рідкісний вінчестер підбирається до бар'єру Ultra ATA/66, а інші і до UDMA/33 не дісталися. Але про все по порядку...
Трохи історії...
Почнемо з витоків зародження, яке для інтерфейсу Parallel ATA почалося в далекому 1984 році, коли Western Digital і Compaq загорілися ідеєю вбудувати АТ-контролер в електроніку жорсткого диска. Як не дивно, але невелике збільшення ціни носія інформації істотно знижувало загальну вартість дискової підсистеми в цілому. Уже 1989 року все та ж «трійця» Compaq, Western Digital і Control Data Corporation запропонували новий інтерфейс. Прототип не залежався в столах важливих президентів фірм і в 1994 році вийшов у світ. Був прийнятий перший стандарт АТА, що поєднує в собі специфікації IDE. АТА взагалі розшифровується, як AT Attachment, додаток до АТ, тобто контролера. Необхідно зазначити, що контролер мав 16-розрядну шину, і був націлений на приєднання до ISA. Пропускна здатність PATA тоді становила менше 3 Мбайт/с. До речі, до виходу стандарту ANSI в 1994 році, дуже часто з'являлися диски, не сумісні між собою, при підключенні яких до одного порту не працював жоден. Саме такий стан справ змусив індустрію створити ініціативну групу T13 при National Committee for Informational Technology Standards (NCITS) для подальшого розвитку і стандартизації інтерфейсу АТА. Що стосується технічних подробиць контролерної новинки, то вона підтримувала два канали, які ділилися в собі на master/slave, забезпечувала PIO аж до mode 2, а також включала підтримку прямого доступу до пам'яті single word DMA modes 0,1 і 2 і multiword DMA mode 0.
Швидкісні показники жорстких дисків не стояли на місці, і тому в 1996 році АТА був розширений і знову стандартизований в ANSI. Новий ATA-2 був назад сумісний з попередником. Новий інтерфейс отримав більш швидкісні режими програмного введення/виводу (PIO modes 3 і 4) і multiword DMA modes 1 і 2. Підвищення продуктивності досягалося в основному введенням block transfer - блочної переадресації даних і логічною адресацією блоків (LBA). Команда Identify Drive була вдосконалена, і диск ідентифікувався набагато краще.
Такий бурхливий розвиток не забарився позначитися на популярності ATA-2. Як гриби після дощу посипали псевдонові стандарти і розширення. Так Fast ATA від Seagate з'явився лише маркетинговим ходом, так як замість очікуваного від приставки Fast приросту продуктивності означав скоріше зворотне - відсутність підтримки найшвидших PIO mode 4 і DMA mode 2. Аналогічно вчинив Quantum, перейменувавши ATA-2 в Fast ATA-2, абсолютно нічого не змінивши.
Ще одне доповнення, але вже більш істотне, вводить Western Digital. Воно отримало назву Enhanced IDE (EIDE), і полягало в розширенні максимального обсягу дисків до 8,4 Гбайт, плюс збільшення швидкості порту до 16 Мбайт/с.
Вихід у 1997 році нового ATA-3 (до речі, не затвердженого ANSI новим стандартом через відсутність нових режимів передачі даних) був вимушеним кроком, через низьку надійність сімейства АТА. Оскільки кабель IDE/ATA залишився тим же, що і при народженні стандарту, потрібно було багато чого переосмислити. І в цей час на арену комп'ютерних технологій виходить технологія S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology), необхідність якої складно переоцінити. У стандарт, як вже було сказано, вона не увійшла, проте підтримали нову технологію всі без винятку виробники. Отже, є особливий сенс у запобіганні збоям у дисковій підсистемі. Поширення IDE пристроїв набагато перевершує аналоги для SCSI. Хоча обидва стандарти підтримують створення RAID-масивів, однак це не вихід із ситуації, що склалася. Дані можуть роками накопичуватися не тільки на серверах, а, наприклад, на бухгалтерських робочих конячках, де збереження звітів протягом фінансового року також архіважливе. Все ж RAID-масиви або дорожчі SCSI-пристрої для цього типу комп'ютерів поки рідкість. Саме з цього S.M.A.R.T. в індустрії пішов на ура.
Як, напевно, пам'ятає читач, ми підійшли до часу бурхливого зростання популярності лазерних носіїв інформації CD-ROM, дисководи яких, на жаль, не могли бути підключені до контролерів ATA-3. Вирішити цю проблему був покликаний новий стандарт ATA Packet Interface або ATAPI. Можна довго дискутувати на тему його привабливості та досконалості, однак з боку користувачів такий розвиток подій був логічним. Досі на ISA звукових картах можна спостерігати порт для підключення CDROM-дисковода. І справді, шлейф на жорсткому диску і лазерному програвачі був однаковий, але не сумісний апаратно! Зрештою, виграли всі. Отже, під час підключення CDROM-а більше не треба було використовувати дорогий інтерфейс, достатньо було завантажити особливий драйвер новому пристрою. Тепер майже всі материнські плати мають можливість завантаження з ATAPI-пристроїв. Ще разом з ATAPI був розроблений Multiword DMA3 (UDMA), який піднімав планку швидкості АТА до 33 Мбайт/с, за допомогою CRC по старому 40-житловому кабелю.
Хочеться також роз'яснити ситуацію з EIDE (Enhanced IDE). Як вже було зазначено, це розширення доповнювало специфікації IDE. Однак коли воно розроблялося, то орієнтувалося не тільки на контролер, але також на чіпсет і BIOS, яка не підтримувала в той час диски понад 530 Мбайт. Таким чином, існує поширена помилка, що для функціонування жорсткого диска понад 530 Мбайт необхідна підтримка не Enhanced BIOS, а Enhanced IDE в першу чергу. Бачимо, що EIDE від Western Digital, незабаром стає маркетинговим хитрощем, до речі, підігрітим тоді виробниками карт з Enhanced BIOS, які спритно видаються за enhanced IDE cards.
Багато хто пам'ятає інновацію Quantum, до того ж підтриману Intel, щодо розширення пропускної здатності каналу до 66 Мбайт/с - UDMA/66. Але це ще додало проблем збирачам систем - тепер для забезпечення стабільності знадобилося додати 40 ліній заземлення на шлейф.
Трохи пізніше T13 випускає стандарт UDMA/100, який забезпечує стабільну передачу даних по 80-житловому кабелю зі швидкістю 100 Мбайт/с. Розширено до 64 біт LBA. Чіпсети з підтримкою ATA/100 сьогодні найбільш поширені. Також очікується в недалекому майбутньому вихід UDMA/133. Однак поки тільки в продуктах всюдисущої VIA, Intel відмовляється від подальшого розширення цього стандарту в своїх чіпсетах, і обіцяє в нових платах реалізувати лише SATA-роз'єми для вінчестерів. Мабуть, прокладаючи дорогу Serial ATA. Що ж, подивимося, c RDRAM вже вийшов один провал...
Однак буквально днями фірма Maxtor представила специфікацію на нове покоління жорстких дисків Ultra ATA/133. Сам розробник називає новинку Fast Drives, видно за маркетинговою традицією, що давно склалася. Планка пропускної здатності повинна зрости на третину і скласти 133 Мбайт/с. Компанія представляє ліцензію на цю технологію на умовах нерозголошення. Як наголошується в прес-релізі, специфікація спрямована на стандартизацію і затвердження в групу T13 вже згадуваного інституту національних стандартів ANSI. Просуванням новинки на ринок зацікавилися такі компанії, як VIA Technologies, Silicon Integrated Systems (SiS), Promise Technology, і Silicon Image. Очікується, що найближчим часом до них приєднаються ACARD Technology, Acer Laboratories (ALi), Adaptec, Agere Systems, HighPoint Technologies і Pacific Digital.
Тепер поговоримо про історію винуватця обговорення Serial ATA. Отже, його історія починається з освітою Serial ATA Working Group, творцями якої є: Intel, APTechnologies, Dell, IBM, Maxtor, Quantum (тоді ще незалежно від Maxtor) і Seagate. І вже в 2000 році на черговому Intel Developers Forum - серйозному форумі для розробників, анонсується попередня специфікація нового стандарту SATA. Крім того, як тоді планувалося, новий інтерфейс увійде в чіпсет під Willamette. Далі - більше, і на серпневому форумі з'являється перша новинка - жорсткий диск, створений під керівництвом Seagate, APTechnologies і Vitesse Semiconductor. Наприкінці того ж року Serial ATA Working Group завершила Draft Specification 1.0, за яким SATA отримав пропускну здатність в 1,5 Гбіт/с. Які з цього всього можна зробити висновки? Все дуже просто, застарілий стандарт Parallel ATA повинен зійти зі сцени, поступившись місцем своєму молодшому приймачеві Serial ATA. Intel з сотоварищами підвели риску під довгою історією інтерфейсу, можливості якого аж ніяк не вичерпані. І остання графа історії - що проходив днями Intel Developer Forum дав крім інших новинок і нову фінальну специфікацію Serial-ATA 1.0, яка дозволить в майбутньому проводити обмін даними зі швидкістю до 3 Гбіт/с, а потім і 6 Гбіт/с, і вимагатиме застосування спеціального кабелю і роз'єму на підключуване Seagate вже через рік планує налагодити масовий випуск пристроїв з цим інтерфейсом.
Як показала історія Parallel ATA, його довге існування визначено вдалим рішенням проблем і обмежень, що з'явилися на тих чи інших етапах. Саме час підсумувати сказане, і виявити справжні причини заміни стандарту.
Як відомо, жорсткі диски характеризуються двома основними параметрами. По-перше, внутрішньою швидкістю зчитування даних з пластин в буфер HDD (internal transfer rate), а по-друге, швидкістю передачі з буфера в контролер. Перший залежить від щільності запису, швидкістю обертання тощо. Ці параметри залежать не від типу інтерфейсу, а від конструкції диска. Друга - саме від використовуваного інтерфейсу, і розрядності його шини, до речі, цей показник абсолютно не змінився з часу проектування АТА (досі 16 біт, хоча, перейшовши на PCI «» вхід «» у хост контролери став 32 біт). Спочатку загальновживаним способом передачі даних через інтерфейс IDE/ATA був протокол PIO. Останній mode 4 (але п'ятий за рахунком) мав пропускну здатність 16,6 Мбайт/с. Відмінною стороною, і безумовно негативною, було те, що ці режими передачі даних серйозно завантажували центральний процесор, і, звичайно ж, були кращим вибором в однозадачних DOS - операційних системах. Однак не вимагали жодних драйверів.
Direct Memory Access (DMA) - прямий доступ до пам'яті - назва протоколів, що дозволяють пристрою передавати інформацію безпосередньо в системну пам'ять без будь-якої участі центрального процесора. Сьогодні цей спосіб дає можливість в перспективі збільшити швидкість передачі даних до 133 Мбайт/с - межа того, що здатний витримати 80-житловий кабель.
З вищесказаного випливає, що основними шляхами вдосконалення PATA є два способи. Перший, і найбільш логічний, - це збільшення швидкості передачі інформації в буфер пристрою. Але тут ми підходимо до дилеми: збільшення швидкості передачі інформації в буфер вимагає збільшення розміру останнього (зараз найбільш продуктивний, на думку виробників, розмір буфера близько 2 Мбайт). Нескладно здогадатися, що ідеальна рівновага такої системи буде при рівності можливих швидкостей на розділі пластину - буфер і жорсткий диск - чіпсет. Інакше дані просто на просто будуть переповнювати буфер диска.
Як бачимо, перспектив розвитку у Parallel ATA було не так вже й мало: збільшуй число Гб на пластину, нарощуй буфер диска, розширюй пропускну здатність шини тощо. Особливо якщо врахувати, що сучасні диски не дотягують до межі UDMA/66. Що стосується інших причин, то це, в першу чергу, невигідна пересічному користувачеві заміна великої кількості компонентів системного блоку, від HDD до материнської плати! Зате подивіться, як зручно... по-моєму, не дуже переконлива причина замінити все разом. Вгадайте кому це вигідно. Ви маєте рацію на початку статті сімки розробників стандарту SATA. Схоже, економному користувачеві слова про "дворазовий" "приріст продуктивності перестали бути командою до чергового upgrade.
Однак у прихильників Serial ATA є і незаперечні доводи на користь останнього. Серед них в першу чергу відсутність перешкоджаючих вентиляції всередині корпусу широких шлейфів. Хоча збирачі комп'ютерів класу brand-name використовують напрямні для повітряних потоків, але все ж це не вирішує проблему. По-друге, це знижена напруга - 3,3 В замість 5. Внаслідок зниження напруги, а також зменшення кількості провідників всього до двох (плюс шість на нитання і заземлення), можливе подовження сигнального кабелю до 1 метра, що більше стандарту для паралельного інтерфейсу в два рази. Також канет у льоту і послідовний спосіб підключення пристроїв, при якому кожен або Master, або Slave. Програмне забезпечення вважатиме обидва пристрої головними, «такими, що» сидять «» на різних портах. Пропускна здатність інтерфейсу складе 1,5 Гбіт/с.
Але все ж засмучуватися не варто, оскільки для початкового використання пристроїв SATA в старих системах передбачені спеціальні адаптери (Don^ adaptor). Ви запитаєте: "Як це можливо" "? Все дуже просто і продумано до дрібниць, так як на рівні BIOS, а значить і операційної системи, новий інтерфейс повністю сумісний зі старим. Простіше кажучи, змінилася тільки начинка, програмне забезпечення переписувати не доведеться.
Хочу під кінець міркувань згадати про альтернативні інтерфейси. В першу чергу, це новомодний USB. У своїй версії 1.1, він підтримує швидкості передачі даних 1,5 і 12 Мбіт/с, чого явно недостатньо. Версія 2.0 забезпечує швидкість до 480 Мбіт/с, чого цілком вистачить для зовнішніх пристроїв зберігання даних, на які стандарт в основному і розрахований.
Перспективною заміною паралельному інтерфейсу також розглядався FireWire (IEEE 1394) від Apple, який в силах забезпечити пропускну здатність від 100 до 400 Мбіт/с. Надалі цю планку планується підняти до 3,2 Гбіт/с. Хоча сама Apple, судячи з ліцензійної політики на інтерфейс, бачить його швидкою як заміну все для того ж SCSI. До незаперечних достоїнств стандарту необхідно віднести зручність конфігурування, високу пропускну здатність і прекрасну передбачуваність. Гарантований час затримки у інтерфейсу відкриває широкі можливості для нього в системах оперуючих потоковим аудіо і відео. Але індустрія, в пошуках заміни, обійшла стороною обидва цих стандарти, в основному через погане поєднання вартості, перспектив розвитку і спадковості в програмному плані. Послідовний інтерфейс (Serial ATA), судячи з Roadmap, зійде на арену високих технологій років на десять, і вже зараз йому готується два розширення до 3 Гбіт/с і пізніше 6 Гбіт/с. Значить, на думку виробників жорстких дисків, межа їх продуктивності ще далеко не досягнута, а значить «» спокій Нам тільки сниться «...» (с).
Коментувати ()
Якщо Ви помітили помилку - виділіть її мишею і натисніть CTRL + ENTER.
Матеріали за темою
Однодисковий NAS Synology DS120j - коли ціна має значення
Огляд жорсткого диска WD Gold 4 Тбайт (WD4003FRYZ): для ЦОДу і для дому
Огляд NVMe-накопичувача Silicon Power P34A80: еталонний Phison E12 і нова прошивка
Чи дійсно PCI Express 4.0 - важлива перевага Ryzen 3000? Перевіряємо на NVMe SSD
NIMBUSTOR AS5202T - NAS від ASUSTOR для геймерів і техногиків
Підсумки 2019 року: жорсткі диски
"
