Реферат на тему: «Serial ATA» по дисциплине «Периферийные устройства» (стр. 4 )

В некоторый момент, southbridge включит Serial ATA технологию как замену для параллельного ATA. Есть два возможных подхода для этой интеграции. Полная интеграция Serial ATA, связь и phy уровни допустили бы прямому последовательному подключению от southbridge. Вызов с полной интеграцией находится во включении высокоскоростных аналоговых блоков phy уровня с обширной цифровой логикой в southbridge. Для многих других высокоскоростных последовательных интерфейсов, соглашение состояло в том, чтобы сохранить эти чипы, типа сетевых интерфейсов, как дискретные чипы. Подобное соглашение найдено с высокоскоростными цифровыми интерфейсами дисплея, используемыми с внешними phy чипами, а не интеграцией в northbridge графический блок.

Альтернативный путь интеграции: цифровые блоки транспортировки и уровней связи включены в southbridge, при поддержке внешнего phy уровня, более совместим с архитектурой, используемой сегодня. Этот альтернативный путь показан на Рисунке 5, он позволяет формировать контроллер, который мог MUX PATA порт со связью SATA к интерфейсу phy, обеспечивая гибкость в выполнении, не увеличивая количество пинов на шлейфе. Использование внешнего phy чипа также обеспечивает более простой путь к скоростям второго поколения 3.0 Gbps.

Рисунок 4.5 – Подключение чипа конвертирования PATA команд в SATA команды к разъему PATA

Ожидается, что большинство контроллеров сначала преобразуют только один из их портов от параллельного до Serial ATA, оставляя унаследованный параллельный порт для подключения с оптическими дисками. Через какое-то время, поскольку оптические устройства также развиваются, ожидается полное преобразование параллельных интерфейсов в Serial ATA.

5 Вторая скорость Serial ATA

5.1 Предпосылка SATA II

В самом начале жизненного пути стандарта SerialATA подразумевалось как минимум три поколения этого интерфейса, основные различия между которыми лежали не только в области скоростных характеристик. И сегодня уже можно утверждать, что фаза "SerialATA I" успешно подходит к своему логическому завершению, а следующая ступень развития, SerialATA II, только набирает обороты. Термин "SerialATA II", или "SATA II", возник в первую очередь как "прозвище" для обозначения интерфейса SerialATA, достигшего пропускной способности 3 Гбит/с. В этом кроется причина настоящей неразберихи, возникшей среди пользователей. Во-первых, официально SerialATA II не является обозначением для интерфейса SerialATA, обеспечивающего пропускную способность 3 Гбит/c. Данная величина лишь одна из многих способностей, задекларированных комитетом стандарта SATA II, но поскольку именно она наиболее заметна, то стала синонимом для SerialATA II. На самом же деле SATA II - более глубокое усовершенствование SATA и требует детального рассмотрения.

Группа разработчиков SATA II[2] сегодня переименована в SATA-IO (SATA International Organization) - как раз с целью уменьшения путаницы. Как известно, интерфейс SerialATA был создан и позиционировался в качестве замены параллельному ATA-интерфейсу, распространенному на рынке офисных и домашних компьютеров. Диски и контроллеры SerialATA в настоящее время доступны во множестве новых систем, но основные усилия разработчиков и маркетологов направлены на внедрение следующей версии последовательного интерфейса, которая откроет стандарту дверь в мир систем корпоративного уровня.

В чем самые существенные различия между SerialATA и SerialATA II? SerialATA II выглядит более приспособленным для корпоративного применения в силу трех нововведений: мультипликаторов портов, селекторов портов и NCQ (Native Command Queuing, упорядоченная очередь команд). Рассмотрим их подробнее.

5.2 Мультипликаторы портов

Классическое подключение дисков по схеме master-slave в случае с SerialATA II уже неактуально. Спецификация от рабочей группы разработчиков SerialATA II предусматривает подключение к контроллеру SerialATA до 15 жестких дисков при помощи мультипликатора портов. Хотя это намного меньше, чем число соответствующих дисков, которые можно подключить к контроллерам Fibre Channel или Serial Attached SCSI. Но в любом случае такая возможность - дополнительный козырь для вывода технологии SerialATA II на корпоративный рынок.

5.3 Селекторы портов

Селекторы портов позволяют подключать два хоста к одному жесткому диску. Это свойство полезно, так как допускает создание "избыточного" соединения с жестким диском. В случае если с одним из хостов произошел сбой, второй ("запасной") перехватывает доступ и управление. Такой тип избыточности играет важную роль - ведь SATA II нацелен на применение в корпоративных системах.

5.4 Native Command Queuing

Технология NCQ призвана увеличить производительность и эффективность жестких дисков SATA II. В обычной ситуации команды чтения и записи поступают с контроллера на диск последовательно, что практически всегда вызывает необходимость чтения и записи в самых разнообразных участках диска. Если команды выполняются строго по мере их поступления, получается большая механическая нагрузка на диск: головке чтения/записи приходится непрерывно перемещаться для доступа к нужным секторам, а шпинделю двигателя - практически постоянно вращаться. Диски SerialATA II используют механизм оптимизации очереди команд, который перестраивает последние таким образом, чтобы минимизировать движения головки и по возможности сократить время вращения шпинделя.

Каждое из этих дополнений к стандарту SerialATA II делает интерфейс намного более приспособленным к работе в корпоративных центрах данных. Однако улучшения, наблюдающиеся в SerialATA II, вовсе не означают, что крупные компании забудут о Fibre Channel и SCSI и моментально обратят свои взгляды на подсистемы, базирующиеся на SerialATA II. Как и ранее, высокопроизводительные интерфейсы, в ближайшее время дополненные и Serial Attached SCSI, будут доминировать на корпоративном рынке, а стандарт SATA II позиционируется лишь в виде вспомогательного или аварийного средства. Не стоит питать иллюзий по поводу революции в корпоративном секторе - сами разработчики стандарта подчеркивают, что хотели бы видеть Serial ATA II в компьютерных инфраструктурах крупных компаний, но в то же время прекрасно отдают себе отчет о гораздо большей привлекательности рынка домашних и офисных систем. Приведем следующий пример. Часто, по прошествии некоторого времени, данные теряют свою актуальность. Чем дольше такой период, тем реже эти данные требуются - например, если файл создан вчера, гораздо вероятнее, что сегодня потребуется именно он, нежели файл, созданный полгода назад. Таким образом, "пожилые" данные гораздо разумнее размещать не на дорогих высокопроизводительных дисках, а на гораздо более дешевых накопителях SerialATA (в данном случае, SATA II), а затем и на архивных магнитных лентах. Разработчики стандарта SATA II акцентируют внимание именно на этом обстоятельстве, отводя дискам SATA второстепенную роль.

Новые SATA II-накопители выглядят гораздо более надежными, нежели их предшественники, и рассчитаны на работу в режиме 24/7 с большим средним временем наработки на отказ. Они не столь "прочны", как диски SCSI или Fibre Channel, которые не только обладают высокой надежностью, но и работают в условиях сильной загрузки. Диски SATA II обязаны быть достаточно надежными для исполнения "второй роли", при условии не слишком экстремального применения. В этом причина меньшей стоимости дисков SerialATA II по сравнению с дорогими накопителями Fibre Channel и SCSI. На рынке имеется несколько продуктов, относительно которых производители заявили о пропускной способности 3 Гбит/с. Это, например, жесткие диски от Samsung, Hitachi и Western Digital. Вообще же ситуация такова, что еще не все производители представили полный спектр накопителей, "доросших" до уровня 3 Гбит/с, поэтому мы постараемся сравнить общие свойства доступных на рынке дисков.

Итак, даже SATA II предполагает лишь транспортировку данных по шине, начиная с буфера накопителя, а сам накопитель внутри может быть хоть 3-дюймовой дискетой. Необходим качественный скачок вперед - все замерли в ожидании новинок, в которых реализована технология перпендикулярной записи.

5.5 Краткий обзор Samsung HD160JJ

Новые винчестеры Samsung предлагаются в модификациях емкостью 80 Гбайт (модель HD080HJ), 120 Гбайт (модель HD120IJ) и 160 Гбайт (модель HD160JJ). Оборудованы буфером традиционной емкостью 8 Мбайт и имеют скорость вращения шпинделя 7200 об/мин. Среднее время поиска составляет 8,9 мс, минимальное время наработки на отказ достигает 600 тыс. часов.

Рисунок 5.1 - Samsung SpinPoint HD160JJ

Емкость 160 Гбайт Скорость вращения шпинделя 7200 об/мин Буфер 8 Мбайт Среднее время поиска 8,9 мс

В винчестерах реализована NCQ, кроме того, накопители поддерживают фирменные технологии NoiseGuard и SilentSeek, предназначенные для снижения уровня производимого при работе шума (3,1 Б в режиме произвольного чтения/записи). Накопители способны выдерживать нагрузки до 350g в течение 2 мс в отключенном состоянии и до 63g в течение 2 мс - в рабочем.

6 Внешний SATA (eSATA)

Первоначально SATA был разработан как внутренний, принося улучшенную работу и новые особенности на внутренних носителях для PC. Творческие проектировщики быстро поняли, что инновационный интерфейс мог надежно быть расширен вне PC, принося ту же самую работу и особенности к внешним потребностям памяти вместо того, чтобы положиться на USB или 1394 интерфейса. Названный внешним SATA или eSATA, клиенты могут теперь использовать экранированные кабели длиной до 2 метров вне PC, чтобы использовать в своих интересах выгоды. SATA - теперь вне поля как внешний стандарт, с определенными кабелями, соединителями, и требованиями к сигналу, выпущенными как новые стандарты в середине 2004. eSATA обеспечивает большую производительность чем существующие решения и Hot Plug.

·  ключевые выгоды от eSATA в 6 раз быстрее чем существующие внешние решения хранения: USB 2.0, и 1394