Echipamente periferice cu î nregistrare magnetică Hard disc

Echipamente periferice cu înregistrare magnetică

Hard disc

Petre Ogruţan, decembrie 2012

Istoric

Unitatea de hard disc a fost realizată pentru prima dată în 1956 de IBM. Unitatea IBM Ramac 350 avea dimensiunea a 2 combine frigorifice.

În 1973 IBM introduce hard discul Winchester la care discurile puteau fi scoase din unitate şi înlocuite cu alt set.

În 1980 apar hard discurile de 5,25” iar în 1983 hard discul de 10M intră în componenţa calculatorului IBM PC XT. Un hard disc Seagate de 5,25” de 20M arată ca în fotografie.

Colecţia Petre Ogruţan

Caracteristici. Dimensiunea

8” Primul standard de dimensiune apărut în anii 1970, introdus de Shugart Associates.

5,25” a fost introdus de Seagate în 1980, aceeaşi dimensiune cu a unităţilor de floppy

3,5” a apărut în 1983 datorită firmei Rodime şi este o dimensiune întâlnită şi în prezent, chiar dacă înălţimea este mai mică acum decât în prima variantă

2,5” a apărut în 1988 la firma PrairieTek şi s-a dezvoltat mai ales pentru calculatoarele portabile.

1,8” a apărut în 1993 (Integral Peripherals) şi a avut o răspândire limitată

1” a fost lansat de IBM cu denumirea IBM's Microdrive în 1999

0,85” creat de Toshiba în 2004 pentru telefoane mobile şi camere video

În 2009 producătorii de HDD au renunţat la producerea HDD mici (1,8”, 1” şi 0,8”) datorită apariţiei şi răspândirii SSD (Solid State Disk).

Caracteristici. VitezaTimpul de acces este timpul care trece de la o comandă de acces a sistemului electronic până datele

solicitate sunt accesibile. Timpul de acces apare ca urmare a naturii mecanice a braţului care poartă capetele şi a sistemului de rotaţie a discurilor.

Timpul de poziţionare este timpul necesar poziţionării capetelor pe cilindrul dorit. La primele hard discuri la care poziţionarea se făcea cu motoare pas cu pas timpul era de ordinul 500ms. Timpul mediu de poziţionare la acţionările actuale cu motor de curent continuu electrodinamic este de 3-20ms.

Timpul (viteza) de transfer poate fi dată pentru viteza datelor seriale preluate de pe disc odată ce capetele au fost poziţionate şi evident depinde de viteza de rotaţie. La un HDD de 7200rpm viteza tipică este 1Gbps. Viteza de transfer poate fi dată şi pentru transferul datelor din buffer-ul HDD în calculatorul gazdă, interfaţa SATA permite 3Gbps.

Timpul de latenţă este timpul necesar ca sistemul de rotaţie să aducă sectorul solicitat în dreptul capetelor. Acest timp depinde de viteza de rotaţie a discurilor, conform tabelului următor.

StructuraMotor liniar electrodinamic cu magneţi permanenţi în

stator şi bobină parcursă de curent ca rotor (voice coil)

Braţul port capete Discuri de aluminiu acoperite cu o peliculă

feromagnetică

Filtru pentru curăţirea aerului antrenat de

discuri

Placa electronică (nu se vede din acest punct de vedere)

Carcasă antivibraţii

Axul motorului care antrenează discurile în rotaţie prin CAV (Constant Angular Velocity)Cablu panglică flexibil pentru

transmiterea datelor citite de la capete la placa electronică. O

primă prelucrare analogică se face chiar pe panglică.

Principiul înregistrării magnetice Capul de scriere citire este un inel cu un întrefier şi o înfăşurare cu n spire străbătută de curentul i care

crează un flux magnetic în vecinătatea spaţiului interpolar şi care determină o magnetizare a stratului magnetic al mediului de stocare. Scrierea este realizată prin fluxul de dispersie şi nu de fluxul prin întrefier. Cu cât întrefierul g este mai mic cu atât densitatea de scriere poate fi mai mare.

i

ng

Hz

Hx

h

x

uCâmpul de dispersie trebuie să fie

mai mare decât câmpul coercitiv al suportului de înregistrare dar câmpul în întrefier trebuie să fie mai mic decât câmpul de saturaţie. Influenţa fluxului de dispersie asupra suportului poate fi mărită prin micşorarea distanţei între cap şi mediu h.

Capete de scriere citire HDDLa capetele plutitoare stratul de aer antrenat de discul rigid în rotaţie care se scurge pe profilul de

plutire al capului crează o forţă aerodinamică care îndepărtează capul de disc. Forţa elastică a braţului capului apasă capul spre disc şi astfel, în echilibru se obţine o distanţă constantă între disc şi cap.

Capetele pot fi:

• În contact, la viteza între 0,5-3,5m/s

• Plutire, viteza mai mare de 3,5m/s, se asigură distanţe între cap şi suport mai mari de 0,2m.

Carduri magnetice Ca şi paranteză se poate menţiona că aplicaţii ale înregistrării magnetice sunt şi cititoarele /

inscriptoarele de carduri magnetice. În imagini se vede în stânga un cap de scriere citire simultană a 3 piste magnetice, în mijloc un mecanism pentru automatele bancare care trece cardul prin faţa cititorului cu un motor şi în dreapta un dispozitiv de citire cu trecerea manuală a cardului.

Codarea datelor 1.Codare FM (Modulaţie în Frecvenţă), fiecare bit este

precedat de un impuls de tact. În acest exemplu se obţine un număr de 3 tranziţii pentru 2 biţi, deci 1,5 tranziţii pe bit.

2.Codare MFM (Modified FM). Impulsurile de tact se elimină dacă în celula precedentă sau în cea curentă există un bit de date 1. În acest exemplu sunt 4 biţi şi 3 tranziţii, deci 0,75 tranziţii pe bit.

3.Codarea RLL (Run-length limited). Codarea iniţială RLL realizată de IBM este o codare de grup care admite maxim două valori de zero consecutive conform tabelului alăturat. Se codifică astfel 4 biţi cu 5 biţi, aproximativ 3,5 tranziţii în fiecare grupă de 5 biţi, deci 0,7 tranziţii pe bit.

4.Codarea RLL 1,7 codează 2 biţi în grupe de 3 biţi. Anumite combinaţii ale celor 2 biţi se codează ţinând cont de combinaţia anterioară, conform tabelului alăturat (dreapta). 2 biţi se codifică în medie cu 1,5 tranziţii deci 0,75 tranziţii pe bit. În exemplul următor sunt 7 tranziţii şi 14 biţi, ceea ce înseamnă 0,5 tranziţii pe bit.

Date: 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0Cod: 101 001 010 100 100 000 001

0 1

t

1 1 0 0

t

RLL RLL 1,7

Structura datelor pe hard disc

Datele sunt aranjate în cilindri, feţe (capete de citire) şi sectoare, aranjarea fiind numită CHS (Cylinder-Head-Sector).

Cilindrul este ansamblul pistelor cu acelaşi număr de pe toate feţele discurilor.

Structura unui sector depinde de tipul şi fabricantul hard discului.

Structura unui sectorCâmpul de sincronizare este necesar pentru ca bucla PLL de refacere a tactului din datele citite la

receptor să se poată sincroniza.

Marca de identificare are o structură specială care nu respectă regula de codare, de exemplu are o succesiune de nivele de zero sau de unu mai lungă decât cea maxim admisă de codarea de grup. Informaţia utilă este formată din numărul cilindrului, al capului şi a sectorului curent, precum şi marcări speciale cum ar fi Bad Block. Un sector marcat cu Bad Block de o acţiune de formatare nu este citit sau scris.

Interval

Câmp sincro Marcă identificare Cilindru-Cap-Sector Bad Block CRC

Câmp de identificare sector

Câmp sincro Marcă identificare Date 256, 512, 1024 octeţi CRC

Câmp de date

Schema bloc a HDDCitirea şi scrierea datelor

Date scrise

Date citite

Hard disk drive

Cap de scriere citire

Controller R/WTact PLL

Memorie RAM internăCacheInterfaţă

SATA

Controller motor acţionare capete

Bobina motor capete

(voice coil)

MController motor acţionare

discuri

Motor acţionare discuri cu traductor

de viteză

Calea de citire

Funcţiuni:1.Amplificarea şi filtrarea

semnalului analogic furnizat de capul de citire

2.Transformarea semnalului analogic în semnal digital.

Se defineşte indicele de rezoluţie al capului ca măsură a capacităţii capului şi a mediului de transmisie de a furniza un semnal cât mai uşor de transformat în semnal digital:

IR= amplitudinea semnalului la frecvenţa cea mai mare / amplitudinea semnalului la frecvenţa cea mai mică

Date digitale


Amplificator şi filtru

d/dtDetector de zero

Filtru de eliminare a impulsurilor scurte

Monostabil

Zone magnetizate

Semnal citit de la cap

După derivare

După detectorul de zero

Date digitale

Filtrul din calea de citire Prin analiză armonică s-a pus în evidenţă faptul că

un şir de impulsuri poate fi considerat ca fiind compus din o componentă corespunzătoare duratei între impulsuri şi o serie de armonici până la aproximativ 3f. (Draper şi Rundle, 1970).

AO1 şi AO2 sunt amplificatoare diferenţiale. Filtrul poate fi privit ca o cascadă de diporţi echilibraţi, un diport în T, apoi un diport în PI format cu impedanţa de intrare în AO2. Se pot scrie matricile generale ale diporţilor şi prin înmulţire se obţine matricea generală a filtrului. Mai simplu, se pot transforma diporţii echilibraţi în diporţi neechilibraţi (structura cunoscută de filtru). Dacă nu se ţine cont de interacţiunile între celulele simple astfel obţinute se obţine o cascadă de filtre în L din care se pot calcula aproximativ frecvenţele de tăiere ale filtrului.

AO1 AO2

Frecvenţă

AmplificareCaracteristica rezultantă

Caracteristica capului

Caracteristica filtrului

Asimetria la citire

Citirea se execută cu 2 înfăşurări identice, apoi se folosesc 2 căi de amplificare şi filtrare. Diferenţele constructive dintre cele 2 căi duc la o asimetrie a semnalului citit. La limită asimetria poate fi atât de mare încât detectprul de zero să dea un impuls parazit, foarte scurt. Filtrul de eliminare a impulsurilor parazite elimină impulsurile cu o durată mai mică decât o anumită limită.

Date digitale


Amplificator şi filtru

d/dtDetector de zero

Filtru de eliminare a impulsurilor scurte

Monostabil

Semnal analogic

După detectorul de zero

t

t

Corect Eronat

Calea de scriere

Semnalul de date scrise este validat de permisiunea de scriere de la controllerul de scriere citire. Semnalul este prelucrat pentru a putea ataca etajul diferential care are sarcina de a genera curentul de scriere în înfăşurările capului.

Cantitatea de informaţie este aceeaşi pe fiecare pistă dar lungimea pistelor este diferită, cea din interior fiind cea mai scurtă. La pistele din interior unde densitatea este mai mare se reduce curentul de înregistrare prin intrarea în conducţie a tranzistorului de jos care pune în paralel două rezistenţe.

Semnalul RWC (Reduced Write Current) este generat de controllerul de scriere citire.

Write Protect

Date digitale


Reducerea curentului de înregistrare

Verificarea condiţiilor de scriere

RWC

Ştergerea informaţiei după Delete File

Nu se şterge nimic. Se scrie peste informaţia existentă. Ca fişierul să dispară din director se rescrie un sector din FAT şi fişierul primeşte un atribut de “Delete”.

Zone Bit Recording

Pentru a mări cantitatea de informaţie care se poate stoca suprafaţa platanului se împarte în 3 (sau mai multe zone) cu număr diferit de sectoare, mai multe înspre exterior. Acest mod de împărţire pe zone se mai numeşte şi Zone Constant Angular Velocity (Zone CAV, Z-CAV sau ZCAV). Pentru ca datele să fie scrise sau citite corect trebuie ca viteza de rotaţie (unghiulară) să fie variabilă funcţie de zona în care sunt datele accesate.

Pentru prima oară acest concept a fost aplicat de Seagate.

Poziţionarea capetelor. Traductoare de poziţie

Date scrise

Date citite

Hard disk drive




SATA


Bobina motor capete

(voice coil)


discuri


de viteză

Poziţionarea capetelorCapetele sunt deplasate radial pentru

poziţionarea pe pista dorită. Motorul de deplasare este un motor de curent continuu electrodinamic comandat într-o buclă pentru a realiza o servopoziţionare aleatoare. Servopoziţionarea aleatoare este caracterizată prin:

• Posibilitatea deplasării de la orice pistă la orice pistă;

• Posibilitatea deplasării după un profil optim de viteză;

• Sarcină preponderent inerţială.Primele traductoare de poziţie au fost

optice, figura de jos.Pentru deplasarea de la pista actuală la pista

finală valorile digitale ale pistelor sunt introduse în registre şi se calculează diferenţa. Semnul diferenţei indică sensul deplasării. Registrul diferenţă este decrementat la fiecare pistă parcursă

Magnet permanentBobina mobilă

discuriBraţ oscilant

Motor electrodinamic

>Convertor Digital Analogic

Registru poziţie dorită

Registru diferenţă

Registru poziţie actuală

Cilindru destinaţie

Traductor optic de poziţie

Traductoare cu înregistrare magnetică

Traductoarele au două funcţiuni:• Sesizarea parcurgerii succesive a pistelor

şi furnizarea impulsurilor pentru actualizarea registrului diferenţă;

• Furnizarea semnalului analogic de poziţie fină care va constitui referinţa pentru schema de comandă pe ultima porţiune a traiectoriei. Semnalul analogic este un semnal proporţional cu eroarea de poziţie faţă de centrul pistei.

Traductorul este format din capul de citire şi semnale speciale înregistrate pe disc. Capul şi sectoarele utilizate se numesc cap şi sectoare servo. Trecerea capului în deplasarea lui aproape perpendiculară pe pistă produce impulsuri la trecerea peste fiecare pistă. Impulsurile sunt folosite pentru actualizarea registrului diferenţă.

Traductoare cu înregistrare magnetică – poziţionarea precisă

Sectoarele servo au informaţii înregistrate şi pe piste alăturate celor din sectoarele de date, figura din stânga. De exemplu dacă pe pistele servo #0 şi #2 se înregistrează semnale defazate (figura din dreapta), la mijlocul distanţei între ele, pe pista #1 identică cu o pistă de date se obţine la citire un semnal combinat din cele 2 laterale. Orice inegalitate a vârfurilor arată că ansamblul de capete nu este perfect poziţionat pe pista de date. Semnalul de diferenţă a vârfurilor este semnalul analogic de poziţionare fină.

Servo Tk#0

Servo Tk#2

Servo Tk#1

t

t

t

Controller

Date scrise

Date citite

Hard disk drive




SATA


Bobina motor capete

(voice coil)


discuri


de viteză

Controller- citirea datelor

Marca de identificare cu o succesiune de nivele de zero mai mare decât permite regula de codare este detectată de un monostabil redeclanşabil şi controllerul este anunţat prin DRUN că poate citi un bloc de identificare sau un bloc de date. RDGATE devine activ la detectarea unui bloc, fiind activat de DRUN. Tactul de citire RDCLOCK este format din datele citite cu o buclă PLL care conţine un comparator de fază, un filtru şi un oscilator comandat în tensiune. Pentru a uşura sincronizarea buclei PLL, în timpul în care nu se citesc date, bucla PLL are la intrare un tact apropiat de frecvenţa datelor citite (WRCLOCK) . Comutarea datelor citite sau a tactului este comandată de RDGATE. În controller datele citite amestecate cu tact RD sunt eşantionate cu semnalul de tact RDCLOCK.

Controller R/WBLOC CITIRE

RD

DRUN

RDCLOCK

RDGATE

WRCLOCK

Date digitale citite, seriale, amestecate cu tactDetecţie început de sector

Monostabil redeclanşabil

PLL MUX

Controller- scrierea datelor

În funcţie de densitatea de scriere care este mai mare pe pistele interioare decât pe cele exterioare semnalul RWC (Reduced Write Current) comandă scrierea cu valori diferite ale curenţilor prin înfăşurarea de scriere. Mai mult, în funcţie de densitatea datelor la scriere diferă şi intervalul de timp între impulsul de tact şi cel de date. Sunt posibile 4 valori de întârziere, comandate cu semnalele EARLY şi LATE, create cu linii digitale de întârziere. Timpii de întârziere au valori de ordinul nanosecundelor.

La unităţile vechi precompensarea putea fi programată în BIOS. La unităţile noi aceasta este gestionată de electronica din unitate. Scrierea la o unitate ZBR implică mai multe valori posibile ale întârzierii.

Controller R/WBLOC SCRIERE

WDEARLY

LATERWC

WRCLOCK

Date digitale scrise, seriale, amestecate cu tact

Codificare RLL

Scriere cu precompensare

Controller- comenzi macroControllerul de scriere citire execută macro comenzi. Acestea se trimit către circuit sub forma codului

comenzii şi parametri. Un exemplu de macro comenzi (Intel 82062) este:

RESTORE- capetele se retrag pe cilindrul zero. Se verifică poziţia curentă şi se înscrie registrul de poziţie dorită cu cilindrul zero. Dacă comanda nu are rezultat se poziţionează un bit din registrul de erori.

SEEK- capetele se deplasează pe cilindrul specificat ca parametru. Se verifică poziţia curentă ţi se înscrie registrul de poziţie dorită cu numărul cilindrului destinaţie.

READ SECTOR- Comanda citeşte datele de pe un sector (sau mai multe sectoare) şi le stochează în memoria cache. Comanda verifică poziţia actuală şi dacă este nevoie se face deplasarea capetelor la cilindrul dorit.

WRITE SECTOR- Comanda scrie datele pe disc, asemănător cu citirea.

WRITE FORMAT- Formatează o pistă (cilindru). Comanda execută şi deplasare. Informaţia de format include şi scrierea atributului de Bad Block

SCAN ID- Comanda este folosită pentru a găsi informaţia Sector/Drive/Cap/Numar sector/Numar cilindru. Datele găsite se încarcă în regiştrii interni ai circuitului şi nu are ca efect poziţionarea cu datele respective.

Controller- funcţiiControllerul de citire scriere

comandă şi deplasarea. Citeşte informaţia din sectoarele servo şi comandă acţionarea capetelor pentru poziţionarea dorită. Controllerul conţine regiştri pentru poziţia actuală şi primeşte date de poziţie dorită prin macro comenzi. Trimite controllerului de motor sensul şi numărul pistelor care trebuie parcurse până la destinaţie. Controllerul de motor realizează traiectoria optimă de viteză şi poziţionarea precisă.

Interfaţă SATA

Date scrise

Date citite

Hard disk drive


Controller R/WAdrese Tact

Date

PLLMemorie

RAM internăCache


Bobina motor capete

(voice coil)

Comanda deplasării Informaţia

citită din sectoarele servo

Controllerul de scriere citire citeşte date din memoria locală pe care le scrie pe disc sau scrie datele citite de pe disc în memoria locală. În acest scop controllerul pune adrese şi date de acces la memorie. Principiul memoriei este de a stoca şi datele din sectoarele adiacente pentru că este probabil că va fi nevoie de informaţia din aceste sectoare (cache).

Controller- funcţionareTransferul de date cu HDD se face în mai multe faze:În Faza de comandă (FC) comanda operaţiunii dorite se trimite de la calculatorul gazdă la HDD,

cu o structură de genul:

În Faza de execuţie (FE) HDD execută comanda (citirea) independent de calculatorul gazdă.În Faza de rezultat (FR) datele se transferă între HDD şi calculatorul gazdă prin DMA.

Codul comenzii Numărător de sectoare Numărul sectorului Numărul cilindrului

0 01 0 I M 0 T

Codul comenzii de citire sector:I validare întreruperi la scrierea in cacheM validare operare multisector, în numărătorul de sectoare se comandă numărul de sectoare care se citesc T validare reîncercări. O operaţie care se termină cu eroare poate fi repetată de un număr de ori.Un hard disc cu probleme de citire, înainte de a se defecta poate avea ca simptom încetinirea funcţionării din cauza reîncercărilor.

Interfaţa SATA- caracteristiciInterfaţa serială SATA este formată din 2 perechi de fire cu transmisie LVDS (Low Voltage

Differential Signaling, 250mV), o pereche pentru date emise, una pentru date recepţionate, transmisia fiind diferenţială. Datele sunt codificate 8B/10B ca şi Ethernet Gigabit, PCIe sau Fibre Channel. Legătura SATA este o legătură punct la punct, fiecare drive este conectat printr-un cablu serial la placa de bază. SATA a înlocuit interfaţa paralelă ATA (numită şi PATA) (Advanced Technology Attachment).

Prima generaţie SATA (SATA 150) comunică cu viteza de 1,5Gbps, ceea ce înseamnă circa 1,2Gbps informaţie utilă, adică 150Mocteţi/s, ceva mai mult decât ATA133. SATA 300 (SATA 2) asigură o viteză de 3Gbps şi are compatibilitate în jos la SATA 150 în urma unei negocieri la iniţializare. Acest protocol nu este implementat în toate dispozitivele gazdă, aşa încât pe unele hard discuri există un jumper pentru selecţia SATA 150 sau SATA 300.

Avantajele SATA sunt:• Viteza de transfer ridicată• Posibilitatea implementării Hot Plug In• Posibilitatea unor porturi externe SATA (eSATA)• Cablul de date este mai mic deci mai ieftin şi asigură o circulaţie mai bună a aerului în carcasă.Cablul de alimentare SATA trasmite tensiuni de 3,3V, 5V şi 12V. Adaptorul de la sursa ATX nu are

3,3V ceea ce împiedică hard discurile astfel alimentate să aibă capacitatea de Hot Plug In.

Interfaţa SATA- protocolInterfaţa SATA este o interfaţă serială sincronă cu refacerea tactului din datele citite,

codificarea fiind cu adăugare de biţi, transmisia fiind realizată cu cadre (blocuri) de date. Sunt definite secvenţe de date numite primitive SATA utilizate pentru comenzi / stări.

ALIGN – Sent to align activities between hosts and devices. Must be sent every 256 DWORDsSYNC – SynchronizeX_RDY – Product is ready to start transmitting a frameR_RDY – Product is ready to start receiving a frameR_IP – Product is receiving the frameWTRM – Product has finished sending the frame and is waiting to terminate the connectionR_OK – Product has received the frame and it’s CRC is goodR_ERR – Product has received the frame and it’s CRC is badSOF – Start of FrameEOF – End of Frame. DWORD previous to EOF is the CRC valueHOLD – Product not ready to send/receive additional dataHOLDA – Product acknowledges that other product needs time to “catch up”CONT – “Continues” previous primitive until a different one is sent. Used to reduce EMI.PMREQ_S – Interface Power Management Request for SlumberPMREQ_P – Interface Power Management Request for PartialPMACK – Power Management Request Acknowledged (approved)MNAK – Power Management Request Not Acknowledged (denied)DMAT – Sent to terminate a DMA transmission

Interfaţa SATA- negocierea vitezei

Primitive de negociere a vitezei (Out Of Band Singaling (OOB) / Speed Negotiation)

OOB, Out of Band, is a signaling pattern used to initialize the SATA interface. There are three kinds of OOB signals used in SATA:

COMINIT – Used by the device to request a communication initializationCOMRESET – Used by the host to force a hardware reset on the deviceCOMWAKE – Used by either the host or device to signal the PHY layer to wake up.

Gazda trimite un COMRESET care resetează drive-ul. Drive-ul solicită cu COMINIT iniţializarea comunicaţiei. Gazda trimite COMWAKE care scoate drive-ul din modul adormit. Drive-ul trimite ca răspuns COMWAKE şi ALIGN la frecvenţa cea mai mare de comunicaţie. Secveţele SYNC se trimit pentru a permite sincronizarea buclei PLL din receptor atât de la gazdă la drive cât şi invers.

www.serialtek.com/sata_protocol_overview.asp

Interfaţa SATA- comunicaţiaCadrul de date SATA are forma din figura alăturată. Cadrul este format din primitivele Start of

Frame şi End Of Frame şi utilizează verificarea corectitudinii transmisiei cu CRC.

SOFSOF CRCCRC EOFEOFPayload DataPayload Data

După negocierea vitezei se transmit primitive de sincronizare pentru a permite sincronizarea buclei PLL din receptor atât de la gazdă la drive cât şi invers.

Chris EricksonChris EricksonDepartment of Electrical and Department of Electrical and Computer EngineeringComputer EngineeringAuburn University, Auburn, AL Auburn University, Auburn, AL [email protected]@auburn.edu

Interfaţa SATA- comunicaţia

Cu primitiva X_RDY gazda comunică că este gata să transmită date.

Cu primitiva R_RDY drive-ul comunică că este gata să recepţioneze date.


Gazda începe să transmită date, precedate de primitiva SOF.

Cu primitiva R_IP drive-ul anunţă că primeşte date.

Interfaţa SATA- comunicaţiaDupă terminarea cadrului de date

gazda inserează CRC şi primitiva EOF. Transmite apoi primitiva WTRM aşteptând închiderea conexiunii.

Drive-ul anunţă recepţia completă a datelor şi cu primitiva R_OK acomunică un CRC corect.


După terminarea transmisiei de date atât gazda cât şi drive-ul transmit primitiva SYNC.

NCQ Native Command QueuingHard discurile SATA 2 conţin NCQ,

metodă care permite unităţii să optimizeze accesul la informaţie, mărind astfel viteza globală. Metoda constă în memorarea unei cozi de comenzi şi efectuarea comenzilor într-o astfel de ordine încât să se minimizeze distanţa parcursă.

Unitatea de hard disc trebuie să aibă implementat mecanismul NCQ iar calculatorul gazdă trebuie să aibă un driver Advanced Host Controller Interface (AHCI).

HDD. Perspective

R. Freitas, L. Chiu, Solid-State Storage: Technology, Design and Applications, IBM Almaden Research Center, 2010http://static.usenix.org/event/fast10/tutorials/T2.pdf

HDD. Perspective

Solid State Drive SSD

SSD este un dispozitiv de stocare nevolatilă a informaţiei construit cu memorii semiconductoare. Pentru a putea fi utilizat în loc de HDD dimensiunile carcasei şi interfaţa sunt standard. SSD este mai silenţios şi mai fiabil decât un HDD datorită faptului că nu are piese în mişcare. La nivelul anului 2012 preţul unui SSD era de circa 10 ori mai mare decât a unui HDD (pe unitatea de informaţie).

SSD a apărut pentru prima oară în structura modernă cu memorii flash în 1995, fiind introduse de firma M-Systems. În 1999 BitMicro anunţă primul SSD de 3,5” cu capacitatea de 18G.

Cea mai nouă realizare este seria Intel SSD DC S3700 cu următoarele preţuri:$235 - 100 GB SSD, $470 - 200GB, $940 - 400GB, $1,880 - 800GB Intel oferă o garanţie de 5 ani.

Solid State Drive SSD- structuraExistă mai multe variante constructive de implementare pentru SSD. De exemplu sunt

variante care folosesc memorii DRAM alimentate de la o baterie, care lucrează cu moduri de economie de energie.

O variantă este cu memorii Flash, varianta NAND Flash fiind prezentată în figură.

Scrierea şi citirea unui cuvânt poate fi realizată atât serial cât şi paralel. Scrierea şi citirea serială sunt apropiate de modul de scriere citire la HDD. Ştergerea se face prin scrierea tuturor biţilor cu 1 şi se poate face doar pe blocuri.

Analiza comparativă

R. Freitas, L. Chiu, Solid-State Storage: Technology, Design and Applications, IBM Almaden Research Center, 2010

http://static.usenix.org/event/fast10/tutorials/T2.pdf

Această analiză comparativă arată unitatea modurilor de stocare a informaţiei. Principiile de stocare cu semiconductori, optice şi magnetice pot fi comparate prin

densitate şi preţ.

Documents

Echipamente periferice cu î nregistrare magnetică Hard disc