Как подключить IDE жесткий диск к новой материнской плате? Провод для подключения жесткого диска. Какие бывают разъемы жестких дисков

Все проблемы с жесткими дисками (винтами) можно разделить на две группы: неправильное подключение (что, понятно, не является неисправностью) и неисправность самого устройства (отказ электроники и/или самих дисков).

Часто бывает так, что все прекрасно работает, пока вы не подключите второй жесткий диск . После этого система «не видит» оба диска или же «не видит» второй диск.

Или же вы отправились к товарищу со своим жестким диском (винтом), у него все прекрасно работало, а когда вы пришли домой, то обнаружили, что ваш диск система «не видит».

Это был системный блок так называемой белой сборки. Когда я его открыл, был приятно удивлен – длина всех проводов была подогнана до миллиметра. Был воздухозаборник от вентилятора до процессора, второй вентилятор был направлен на IDE-устройства – для оптимального охлаждения.

Наши же компьютеры – так называемой желтой сборки. Их хоть и собирают у нас, но все комплектующие, в том числе и корпуса, производятся в Тайване (отсюда и название сборки – желтая).

А с тайваньскими корпусами ситуация такова, что жесткие диски приходится располагать не там, где хочется или нужно с точки зрения охлаждения, а там, куда поместятся. Я уже не говорю о подгонке длины проводов. Я об этом молчу…

Подключение винчестера SATA-диска

Теперь поговорим о SATA-дисках. Подключить SATA-диск проще простого. Но на борту вашей материнской платы должен быть SATA-разъем (см. рис. 4.4). На всех современных материнских платах он есть. Не бойтесь, вы не перепутаете: SATA-кабель нельзя подключить к какому-либо другому разъему материнской платы.

Подключить SATA-диск проще, чем IDE:

SATA-кабель имеет два одинаковых разъема – на концах. Один конец подключается к материнской плате, второй – к жесткому диску. Подключить разъем SATA неправильно невозможно – не позволит ключ;

У SATA-диска нет перемычек (джамперов), поэтому вам не нужно выбирать режим работы устройства;

К одному SATA-разъему можно подключить только один диск;

Перемычки на имеющихся IDE-устройствах никак не влияют на SATA-диски;

После подключения SATA-кабеля не забудьте подключить питание к SATA-диску. Обратите внимание: вам нужен специальный кабель питания (3,3 В), который поставляется вместе с жестким диском.

Иногда поставляется переходник, позволяющий подключить обычный кабель питания к SATA-диску (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Кабель питания SATA с переходником (слева) и интерфейсный кабель SATA (справа)

Как видите, физическое подключение SATA-диска простое. Если вы хотите установить Windows на SATA-диск, то его нужно сделать загрузочным.

Как? При загрузке компьютера, когда увидите надпись, нажмите DEL для входа в SETUP , затем среди настроек программы SETUP найдите одну с названием Boot Sequence или Boot Device Priority.

Ее найти поможет руководство по материнской плате, в котором все описано. Цель этой опции – выбрать загрузочное устройство, с которого будет загружаться операционная система.

Но и это еще не все. При установке Windows нужно предоставить программе установки драйверы для SATA-диска (они поставляются вместе с ним).

Приветствую Вас на своем блоге! Жесткий диск является важным элементом домашнего компьютера , без которого он не может нормально функционировать и для стабильной его работы, его нужно правильно подключить к компьютеру. Очень часто начинающие пользователи не знают, как подключить жесткий диск к компьютеру или как правильно подключить второй диск и эта статья вам поможет разобраться в этом вопросе.

Введение.

Жесткий диск или HDD – это устройство для хранения данных на компьютере и вся информация,которую использует компьютер при работе, хранится именно на нем, если не считать оперативную память, на которой информация хранится только временно. Жесткий диск еще называют, и если вы услышите такое название, то знайте, речь идет именно о HDD для компьютера.

Сначала рассмотрим, что нужно знать пользователю о жестких дисках перед их приобретением и подключением, чтобы не выкидывать деньги на ветер и не покупать лишние комплектующие для их подключения.

Для домашнего компьютера используется два интерфейса для подключения HDD к материнской плате, это IDE интерфейс и SATA интерфейс. Это два разных интерфейса, которые имеют разные разъемы и разные шлейфы(кабели) для подключения.

IDE интерфейс.

IDE – интерфейс подключения жестких дисков, при котором информация передается параллельными потоками. Был разработан фирмой Western Digital в 1986 году и уже морально устарел.
Еще его называют EIDE, ATA и с появлением нового интерфейса SATA, его стали называть PATA.

Если вы собираетесь подключать к системной плате HDD с интерфейсом IDE, тогда вам нужно уточнить, есть ли разъем для такого подключения на самой плате, так как новые модели уже отказались от разъемов IDE. Если его нет, тогда придется приобрести для такого подключения.

Также, если у вас вышел из строя IDE-жесткий диск, нет смысла искать такой же, лучше купить новый накопитель с интерфейсом SATA и подключить его через переходник, это будет более разумная покупка с заделом на будущее, чем брать HDD, который уже не поддерживается производителями.

SATA интерфейс.

SATA – интерфейс для подключения жестких дисков, при котором данные передаются последовательно, при этом скорость передачи данных значительно быстрее, чем при параллельной передачи.
Технология SATA постоянно развивается, появляются более быстрые версии, последняя актуальная версия SATA3, со скоростью передачи данных 6Гб/с.
Разъемы SATA взаимозаменяемые, так что не имеет значения, какая версия у вашей материнской платы и какую версию поддерживает HDD, все будет работать, только не на максимальной скорости.

При выборе жесткого диска нужно знать, какой интерфейс вам нужен, нужно ли приобретать переходники или дополнительные кабели для его подключения к системной плате.

Для того, чтобы подключить накопитель к компьютеру, нужно снять одну или две боковые крышки корпуса системного блока. Для подключения HDD в корпусе системного блока отведено специальное пространство, в которое вставляется накопитель и закрепляется винтами по одному-два с каждой стороны или специальными защелками, что даже удобней, если нужно будет часто вытаскивать накопители из корпуса.

Это пространство у всех корпусов разное по размерам и если вы хотите подключить несколько накопителей, то нужно убедиться, что для этого есть место в корпусе и не будут ли мешать другие комплектующие, например.

Есть корпуса, в которых, чтобы закрепить HDD, нужно салазки вытащить наружу, установить диск и закрепить их обратно. Это удобный способ, нужно снимать только одну боковую крышку, но у него есть недостаток, ограниченное количество мест для жестких дисков, но для двух накопителей место всегда будет.

Если вы подключаете к компьютеру новый жесткий диск, то даже если он у вас будет отформатирован, система его не увидит, если у него не будет буквы диска.
В таком случае нужно открыть специальную программу для работы с дисками и назначить новому устройству букву.

Как подключить IDE диск к компьютеру.

Для правильного подключения HDD с интерфейсом IDE, нужно знать некоторые тонкости, чтобы все правильно работало.

На задней панели такого накопителя находятся разъем для подключения шлейфа для передачи данных, разъем для перемычки(джампера) и разъем для подключения питания к диску.
Разъем для подключения шлейфа сверху имеет разрез, который при подключении нужно совместить с выступом на шлейфе, для правильного их соединения.
Разъем для подключения блока питания сверху имеет скошенные края, такие же края есть и на разъеме у блока питания, так что подсоединить его не правильно к винчестеру не получится.
Перемычки нужно установить согласно, которая у каждого винчестера своя, ее можно найти на корпусе накопителя. Если вы подключаете только один диск, то установите перемычку в режиме “Мастер”.

Для подключения жесткого диска используется 80-ти жильный 40-контактный шлейф. Тот разъем, который находиться отдельно, нужно подключить к материнской плате, а два других, к накопителю.

Из них самый крайний разъем(черный на картинке) нужно подключить к первому жесткому диску, а второй(серый), который находится как бы посередине, подключите ко второму накопителю, если он у вас будет.
Если у вас будет подключен всего один жесткий диск, то второй разъем оставьте свободным. Таким шлейфом еще можно подключать привод CD-ROM к компьютеру, но для этого нужно использовать отдельный шлейф и не подключать к одному сразу HDD и CD-ROM.

Когда винчестер установлен в корпус системного блока и вам нужно быстро подключить к нему шлейф и кабель питания, то не обязательно смотреть, с какой стороны там разрез или где скошены края у разъема питания, тем более, что со временем это забываешь и все равно хочешь посмотреть.

Все шлейфы для IDE интерфейса имеют с одной стороны красную кромку и чтобы быстро все подключить, достаточно всегда соблюдать одно правило, красная сторона шлейфа должна смотреть на разъем питания, а красный провод разъема питания должен смотреть на шлейф.

На старых материнских плат ах всегда было два IDE-разъема для подключения разных устройств , чаще всего это были HDD и CD-ROM. Связано это было с тем, что по спецификации EIDE на материнскую плату устанавливали два канала IDE, первичный(primary) и вторичный(secondary). На системной плате они обозначены, как IDE1 и IDE2 и часто окрашены в разный цвет. На более новых платах стали устанавливать только один разъем IDE, так как он уже не актуален, а на самых новых его вообще нет.
К каждому такому разъему можно подключить по два устройства, одно из которых будет работать как master, а другое, как slave.

А какое устройство будет работать основным, а какое ведомым, нужно указать перемычками на накопителе. На каждом винчестере должна быть схема, которая показывает, как нужно установить перемычку, чтобы устройство работало в одном из режимов. Если установить два накопителя на одном канале в режиме master, то система не загрузится.

Если установить перемычку в положение cable select, то для работы накопителя нужен специальный Y-образный шлейф у которого центральный разъем подключается к системной плате, а два крайних к накопителю. Но крайние разъемы у такого шлейфа не равнозначны и подключенный к одному разъему привод будет автоматически считаться, как master, а подключенный к другому, как slave.

Жесткий диск нужно подключать к первичному каналу, то есть к IDE1, а привод CD-ROM ко вторичному, к IDE2. Конечно можно и винчестер подключить ко вторичному каналу и все будет работать, но так делать не рекомендуется.
Если подключить к одному шлейфу HDD и CD-ROM, то процессор не будет работать с жестким диском, пока не закончит свою работу CD привод, поэтому без большой необходимости не подключайте медленное устройство на одном шлейфе с быстрым.
Если вы подключили несколько устройств и вам нужно изменить их очередность загрузки, то это можно сделать в настройках BIOS вашей материнской платы.

На смену интерфейсу IDE пришел интерфейс SATA, более быстрый по скорости и у него уже нет таких ограничений на количество подключаемых устройств, как было у IDE.

Внешне винчестер с интерфейсом SATA такой же, как и его предшественник, отличие есть только у разъемов подключения. Это два Г-образных разъема, один из которых для подключения data-шлейфа, другой для подключения провода питания.

К самому широкому разъему нужно подключить штекер от блока питания компьютера, а к тому, что меньше, нужно подключить шлейф для передачи данных.
Так как эти разъемы имеют Г-образную форму, подключить к ним кабель неправильно не получится, так как у кабеля разъемы тоже такой же формы и по другому их не соединить.

SATA кабель уже не такой широкий, как IDE и имеет всего по одному разъему с каждой стороны, это значит, что для каждого устройства нужен свой кабель. Нужно знать несколько моментов, которые касаются этого кабеля, чтобы правильно его подключать и отключать от устройства.

Первый момент – это их длина. SATA кабели имеют разную длину от 30см до 90см и это нужно учитывать при их покупке. Если у вас большой корпус системного блока, возможно вам нужен кабель большей длины, а в маленьком корпусе такой кабель будет только мешаться.

Второй момент – это защелки на разъемах. Некоторые модели SATA кабеля имеют на своих разъемах защелки, которые позволяют крепче держаться разъемам, но при отключении такого кабеля нужно не забывать нажимать на такую защелку, иначе есть опасность, повредить разъем на устройстве.

Современные системные платы имеют несколько слотов для подключения SATA устройств и различаться они могут только версией, SATA2 или SATA3Gb/s и SATA3 или SATA6Gb/s.
На новых моделях системных плат можно встретить все слоты стандарта SATA3.

Если есть оба варианта, то такие слоты имеют разный цвет и маркировку о своей версии. Новые диски, которые поддерживают стандарт SATA3 нужно подключать к быстрому слоту, чтобы использовать его скоростные возможности по максимуму, а старые и привод CD-ROM, можно подключить к слоту SATA2.

Подключать устройства лучше всего с самого первого слота, например SATA0, чтобы не было путаницы и все устройства были подключены по порядку. Если вы подключите несколько накопителей SATA, то очередность их загрузки нужно будет выставить в BIOS .

Если у вашего блока питания не хватает разъемов для подключения SATA устройств, то для этой цели можно использовать специальный переходник с разъема molex на SATA.

Перед тем, как подключить жесткий диск к ноутбуку, отключите его от дополнительного питания и извлеките аккумуляторную батарею . Как правило все ноутбуки продаются с жестким диском и установка нового нужна только в случае замены старого на новый или если вы хотите установить дополнительный накопитель.

Как правило у ноутбука места, где установлены модуль оперативной памяти и жесткий диск закрыты специальными крышками, чтобы можно было быстро получить к ним доступ. Открутите винты и снимите такую крышку.

Жесткий диск в ноутбуке закреплен в специальной рамке, которая дополнительно прикручена к корпусу устройства, открутите ее и извлеките старый накопитель из ноутбука, для чего продвиньте его немного вперед, чтобы снять его с разъемов питания и передачи данных. Затем открутите его от рамки и прикрутите на его место новый накопитель.

Затем накопитель нужно сначала подключить к разъемам в обратном порядке, а уже потом зафиксировать его винтом к корпусу устройства. После чего установите обратно защитную крышку.

Если вы хотите подключить к ноутбуку второй накопитель, то это можно сделать с помощью специального слота, который нужно установить вместо привода CD-ROM. Если учесть, что сейчас компакт-дисками пользователи пользуются редко, то лишний терабайт для записи файлов, лишним не будет.

Процесс подключения жесткого диска кажется сложным для тех, кто этого никогда не делал. В действительности же подключить жесткий диск к компьютеру совсем несложно в случае наличия интерфейса SATA и IDE. Рассмотрим оба варианта подключения.

Чтобы подключить к материнской плате жесткий диск с разъемом IDE, нужен специальный широкий кабель. При этом обратите внимание, что кабели IDE серого цвета менее производительны, чем шлейфы желтого цвета. С последним ваш винчестер будет работать намного быстрее. Теперь подключаем один конец IDE-шлейфа к материнке (обычно он цветной), выбрав соответствующий разъем на ней.

Переходим к подсоединению жесткого диска. И вот здесь вам нужно будет определиться с приоритетами, поскольку кабель IDE может взять на себя подключение не одного, а сразу двух устройств. К примеру – винчестера и CD/DVD привода или сразу двух винчестеров. Но при этом сохраняется главенство одного из них, а второе подключенное устройство будет в роли подчиненного. Соответственно на IDE-шлейфе выделены режим Master (для приоритетного устройства) и Slave (для подчиненного).

Если устанавливаемый вами жесткий диск содержит операционную систему и другие важные утилиты, выбирайте для его подключения штекер Master, который обычно находится ближе к штекеру, подключаемому к системной плате. Если же вы хотите подключить второй (дополнительный) винчестер, присоединяйте его к штекеру Slave, расположенному на противоположном от материнской платы конце шлейфа.

Иногда режимы Master и Slave нужно выставлять при помощи специальной перемычки (джампера), распложенной на самом жестком диске в районе разъема для подключения IDE кабеля.

С подключением винчестера с интерфейсом SATA все проще. Здесь вам нужно просто один штекер кабеля SATA подключить к соответствующему разъему на жестком диске, а второй – на системной плате. На этом кабеле оба штекера одинаковы, поэтому какой куда подключать – нет никакой разницы. Для большего удобства подключения можно взять SATA-кабель со штекерами в виде уголков.

При этом для подключения на системной плате лучше выбирать первые разъемы - SATA 0, SATA 1, SATA 2.

Подключая жесткий диск к материнской плате, не переживайте за правильность соединения штекеров и разъемов. И в случае интерфейса SATA, и в случае интерфейса IDE производители устройств предусмотрели специальные замки на штекерах и выемки на разъемах, которые не позволят вам воткнуть конец кабеля в разъем неправильно.

Вы купили новенький жесткий диск для компьютера и не знаете, как его подключить?! В этой статье я постараюсь рассказать об этом подробно и доступно.

Для начала нужно отметить, что жесткий диск подключается к материнской плате или через интерфейс IDE, или через интерфейс SATA. Интерфейс IDE на данный момент считается устаревшим, так как был популярен еще в 90-е годы прошлого века, и новые жесткие диски им уже не оснащаются. Интерфейс SATA встречается во всех компьютерах, которые выпускались примерно с 2009 года. Мы будем рассматривать подключение жесткого диска и с тем, и с тем интерфейсом.

Подключение жесткого диска через SATA-интерфейс

Отключаем системный блок из сети и снимаем боковую панель. В передней части системного блока имеются отсеки для устройств. В верхние отсеки обычно устанавливаются оптические приводы CD/DVD, Blu-Ray, а в нижние предназначены для установки жестких дисков. Если в Вашем системном блоке нет отсеков, какие показаны на рисунке, можете установить жесткий диск в верхний отсек.

Устанавливаем жесткий диск в свободную ячейку таким образом, чтобы разъемы смотрели внутрь системного блока, и крепим его к корпусу винтами: два винта с одной стороны и два с другой.

На этом установка жесткого диска завершена, проверьте, чтоб он не болтался в ячейке.

Теперь можно подключать жесткий диск к материнской плате.

Если Вы приобрели жесткий диск с SATA-интерфейсом, то на самом диске имеется два разъема: тот, что короче, отвечает за передачу данных с материнской платы, тот, что длиннее – за питание. Дополнительно на жестком диске может быть еще один разъем, он пригодиться для подачи питания через IDE-интерфейс.

Шлейф для передачи данных имеет одинаковые штекера на обеих концах.

Подсоединяем один конец шлейфа к разъему SATA-данные на жестком диске.

Штекер шлейфа данных может быть как прямой, так и Г-образный. Можете не бояться за правильность подключения, воткнуть кабель не в тот разъем или не той стороной у Вас просто не получится.

Другой конец шлейфа подключаем в разъем на материнской плате, обычно они яркого цвета.

Если на материнской плате нет SATA-разъема – необходимо купить SATA-контроллер. Он имеет вид платы и устанавливается в системный блок в слот PCI.

Закончили с подключением информационного кабеля. Теперь подключаем кабель питания в соответствующий разъем жесткого диска.

Если у Вашего блока питания нет разъемов для SATA-устройств, и на жестком диске нет дополнительного разъема питания для интерфейса IDE – воспользуйтесь переходником питания IDE/SATA. IDE-штекер подключаете к блоку питания, SATA-штекер к жесткому диску.

На этом все, жесткий диск с SATA-интерфейсом мы подключили.

Подключение жесткого диска через IDE-интерфейс

Устанавливаем жесткий диск в системный блок так же, как было описано в пункте выше.

Теперь необходимо установить режим работы жесткого диска: Master или Slave. Если Вы устанавливаете один жесткий диск, выбираем режим Master. Для этого необходимо поставить перемычку в нужное положение.

Разъемы IDE на материнской плате выглядят следующим образом. Возле каждого из них есть обозначение: или IDE 0 – первичный, или IDE 1 – вторичный. Так как мы подключаем один жесткий диск, то использовать будем первичный разъем.

IDE-шлейф имеет вид, как на картинке ниже. На нем есть три штекера разного цвета: штекер черного цвета используется для подключения как Master, белого – как Slave, синий – к материнской плате.

Подключаем штекер синего цвета к материнской плате.

Затем подключаем штекер черного цвета к жесткому диску.

Подключаем кабель с блока питания к жесткому диску.

На этом все жесткий диск теперь подключен.

Думаю теперь, используя информацию из данной статьи, Вы сможете подключить жесткий диск к компьютеру .

А также смотрим видео

Как подключить sata hdd к ide
На всякий случай сразу укажем на внешние различия. IDE – также известный как ATA - Advanced Technology Attachment (усовершенствованная технология подсоединения) а позже – PATA – стандартный интерфейс подключения винчестеров и приводов к ПК, был популярен в 90х и начале 2000х. Представляет из себя широкий, 40-контактый шлейф. SATA (Serial ATA)– позже вытеснивший его стандарт, стал популярен к середине 2000х и является актуальным и по сей день, намного миниатюрней – 7 контактов против 40.
С течением времени и эволюцией прогресса на рынке новые, высокоскоростные интерфейсы вытесняют старые, при этом неизбежно появляется проблема совместимости – стоит ли нести на помойку HDD, по умолчанию несовместимый с современной системой? Или наоборот – если на устаревшей материнской плате нет SATA контроллера (данный интерфейс является стандартом на текущий момент), а видавший виды сорокагиговый винт с 80-пиновым шлейфом приказал долго жить – вы с удивлением обнаружите, что в ближайшем компьютерном магазине такого раритета уже не найти, а машина всё-ещё должна работать… Только как её подружить с относительно новым sata hdd к ide? На эти вопросы мы и попытаемся ответить.
Как подключить SATA HDD к IDE?
Решение обоих проблем лежит на поверхности – HDD со старым интерфейсом в магазине найти очень непросто, а вот контролер, позволяющий легко заставить работать почти любой новенький жёсткий диск на старой системе – вполне! Как правилом, это небольшая микросхема, с одной стороны которой располагается выход для IDE шлейфа (сам 40-контактный провод втыкается в соответствующий выход на материнской плате и в контролер), а с другой – SATA (подключается непосредственно к винчестеру) и 4х пиновое питание (идёт от блока питания ПК).
Нюансы и недостатки
Стоит учитывать, что если компьютер у вас видавший виды, то с большой долей вероятности и блок питания у него старый – а у жёсткого диска SATA питание в некоторых случаях отличается от того, что у IDE (т.е. не МОLEX) – нужен либо новый блок, либо ещё один переходник (найти такой нетрудно, а цена у него копеечная).

Есть ещё и один очевидный минус у данного подхода – если жёсткий диск рассчитан на SATA и использует преимущество этого интерфейса – то при подключении по старой шине скорость будет заметно ограничена: даже самая первая ревизия Serial ATA даёт в теории от 150 мб/с против 133 у IDE, а в пропускной способности разница в несколько раз не в пользу устаревшего порта. А так можно подключить хоть SSD к старой системе, но чем выше скоростные показатели у подключаемого носителя – тем заметнее будет проигрыш в скорости.
Также не стоит забывать, что на старом железе зачастую стоит устаревшая операционная система, которая может не поддерживать разделы больше 2 ТБ или даже файловую систему NTFS. Для решения большинства подобных проблем понадобится программа для работы с разделами HDD – потребуется правильно разбить и отформатировать тома для того, чтобы ОС их увидела и установилась на них. В некоторых случаях (например, в случае с чрезмерно большими томами на 32х разрядных системах и Windows XP) ничего не поделать, и придётся мириться с ограничением.
Как подключить IDE HDD к SATA?

Примерно такая же история и в обратном случае, с той лишь разницей, что проблема с питанием для носителя возникнет с меньшей вероятностью и ограничений скорости работы не будет, только вот нужно иметь ввиду, что IDE винчестер, подключённый к современному ПК, может стать в некоторых задачах “бутылочным горлышком” – даже у новых HDD с высокой скоростью вращения шпинделя и с SATA интерфейсом последней версии далеко не заоблачное быстродействие – от того же SSD выигрыш более, чем заметный, поэтому, как минимум, не рекомендуем устанавливать на устаревший винт операционную систему. Также учитывайте, что IDE устройства, в отличии от SATA, не поддерживают “горячую замену” – т.е. их нельзя подключать или отключать во время работающего компьютера – существует немаленькая вероятность выхода из строя либо самого устройства, либо контроллера, который отвечает за его функционирование!
ISA/PCI/PCIexpress контроллеры
Также имеются карты расширения под PCI разъём – если таковой имеется на плате, то можно организовать подключение накопителей при помощи него. На подобных платах может располагаться 2 или больше SATA – разъёмов и один IDE – не стоит забывать, что к нему возможно подключение одновременно двух устройств. Минус данного подхода заключается в том, что по умолчанию ОС или её установщиком он (PCI-контроллер) с немаленькой вероятностью может не поддерживаться, а это приведёт к дополнительной головной боли с созданием загрузочных носителей с драйверами. Плюс контролеры на некоторых чипах бывают плохо совместимы с определёнными системами – либо не обнаружатся вообще, либо нельзя будет в BIOS выбрать подобный HDD загрузочным (в основном, на таких PCi-платах есть свой “мини-Bios” и своё древо дисков), либо компьютер с ним вообще откажется включаться. Зачастую эти проблемы не решаемы, если с ними не может помочь обновление прошивки материнской платы.

Также есть ещё один нюанс – у стандарта PCI было много ревизий, а старые поддерживают куда меньшую скорость передачи данных, что также может накладывать некоторые ограничения. На совсем древних персональных компьютерах, появившихся до широкого распространения PCI, в распоряжении имеется шина ISA – под неё есть IDE-контроллеры. Но из-за технических ограничений при подключении к ним более-менее нормального по характеристикам накопителя, устаревшая шина станет серьёзным ограничителем, а так с помощью сложной схемы (ISA IDE->SATA) можно подключить практически любой винчестер. Для современных материнских плат без PCI разъёма (а таких всё больше и больше) имеются комбинированные решение под PCIexress/miniPCiexpress, где есть сразу и IDE, и SATA. С их поддержкой бывает куда меньше проблем, хотя и преимущество в скорости нового стандарта express над старым PCI сильно не даст прибавки в производительности накопителя (если речь идёт о IDE).

С тех пор как мир стал свидетелем стремительной эволюции персонального компьютера, и ЭВМ превратилась из очень дорогой и большой вычислительной машины, использующейся редкими компаниями и корпорациями, в предмет повседневного использования для сотен миллионов людей, произошла смена не одного десятка технологий. В том числе технологий, касающихся применения тех или иных шин, разъемов, периферийных устройств. Не стали исключением стандарты подключения, использующиеся для подсоединения к компьютеру , такие как SCSI, SATA и IDE.

SCSI

История
Примерно в 70-х годах, возникла потребность в физических и логических интерфейсах между периферийными устройствами и компьютерами. Человеку по имени Алан Ф. Шугарт, кстати, в честь которого впоследствии и назвали интерфейс, (Shugart Computer Systems Interface) пришла в голову идея, использовать устройство, которое выступает в качестве моста между жестким диском и компьютером. Был разработан 50-контактный плоский разъем, известный и продаваемый под коммерческим названием SCSI-I. Вот так выглядит этот стандарт.

Этот стандарт был поддержан многими производителями и лидерами отрасли того времени. С тех пор было выпущено несколько версий такого интерфейса, и хотя он считается более или менее устаревшим в наше время, некоторые старые ПК, все еще используют его.
Самая первая версия использовала 50-контактный плоский разъем. В то время как первые разъемы SCSI использовали параллельные интерфейсы, более современные SCSI работают через последовательный интерфейс. Последовательный интерфейс SCSI, по сравнению с параллельным, обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
SCSI может быть либо установлен на материнской плате физически, либо может быть реализован с помощью адаптеров.
Хранение
SCSI позволяет использовать до 7 — 15 (в зависимости от ширины шины) подключаемых устройств. Благодаря этому можно подключить все устройства к одной плате, а не покупать различные платы для различных устройств, что неизбежно увеличит расходы.
Скорость
Современные версии могут передавать данные до 80 мегабайт / сек. Современные устройства SCSI имеют обратную совместимость, т.е. если подключено устройство старшей версии, то шина SCSI будет по-прежнему поддерживать его, хотя скорость передачи данных может быть сниженной.

Цена
SCSI всегда была дорогим решением. Новые версии не сделали ее ниже. Учитывая, что существует, по крайней мере, 10 различных (3 нового поколения) видов, в ближайшее время не планируется полный уход с рынка интерфейса этого типа. Преимуществом SCSI является поддержка различных устройств, от матричных принтеров, сканеров, плоттеров, до современной клавиатуры и мыши и быстродействие.

IDE

История
Интерфейс IDE (англ. Integrated Drive Electronics - «интегрированная в устройство электроника») был разработан компанией Western Digital Electronics в сотрудничестве с Control Data Corporation и Compaq Computers, и был запущен в 1986 году. К середине 90-х годов, технология IDE-ATA уже поддерживалась повсеместно и практически полностью вытеснила шину SCSI. Для обозначения IDE в настоящее время широко используется аббревиатура PATA (Parallel ATA), которая подчеркивает, что для передачи данных используется параллельный интерфейс. В отличие от SCSI, в IDE, контроллер располагается в самом устройстве, а не в виде отдельной платы.
IDE изначально имел 40-жильный шлейф, в дальнейшем ему на смену пришел 80-жильный кабель. Вот пример жесткого диска с интерфейсом IDE.

Подключение
PATA позволяет подключать два устройства на канал.
Скорость
Самые последние версии могут иметь поддержку скорости передачи данных до 133 МБ/с.
Цена
PATA являясь преемником SCSI, была чрезвычайно успешной, благодаря своей низкой цене и лучшему соотношению цены и качества. PATA интерфейсы по-прежнему используются в крупных промышленных установках, но в пользовательских системах, уже практически вытеснены технологией SATA.

SATA

История
Технология Serial ATA была создана на рубеже веков и пришла на смену PATA (IDE). В 2003 году SATA была запущена с большой помпой, и за каких-то десять лет, захватила 98% доли на рынке персональных компьютеров. SATA была первоначально запущена с интерфейсом, поддерживающим скорость в 1,5 Гбит /сек, современная версия (SATA Revision 3.0) может передавать данные со скоростью до 6 Гбит / сек.

Пример соединеиия жесткого диска с .

Подключение
SATA использует последовательный порт и поддерживает технологию «горячего» подключения. С помощью технологии Plug and Play, компьютерные компоненты могут быть заменены без выключения системы.
Кабель данных имеет 9 контактов и длину не более метра. Кабель SATA имеет гораздо меньше жил, чем кабель PATA, и как следствие он значительно уже. Благодаря этому в системах с такими разъемами обеспечивается лучшее охлаждение. К самому разъему значительно проще и удобнее подключать устройства. К тому же с появлением SATA, можно забыть про разграничение устройств на Master и Slave. К каждому устройству подключается отдельный кабель. SATA имеет несколько разновидностей, в том числе разъем мини-SATA для небольших накопителей и разъем E-SATA, который используется для подключения внешних устройств.
Скорость
Первые SATA поддерживали скорость в 1.5 Гбит/с. Современные версии поддерживают скорость передачи данных в 3 Гбит / с и до 6 Гбит / сек.

Цена
SATA устройства являются наиболее дешевыми по сравнению с другими аналогичными интерфейсами.
Сравнение трех вышеперечисленных интерфейсов дает нам представление о том, почему большинство современных персональных компьютеров используют SATA. IDE оказался менее удобным и дорогим и поэтому был успешно заменен именно на SATA. SCSI интерфейс практически устарел и в настоящее время используется лишь на некоторых серверах. Пока не видно достойных альтернатив SATA интерфейсу, которые были бы быстрее, дешевле и удобнее. Вероятнее всего, в ближайшие годы именно интерфейс SATA будет доминировать на рынке ПК.

ATA (англ. Advanced Technology Attachment , Присоединение по продвинутой технологии) - параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких дисков и оптических приводов) к компьютеру. В 90-е годы XX века был стандартом на платформе IBM PC; в настоящее время вытеснен своим последователем - SATA. Разные версии ATA известны под синонимами IDE , EIDE , UDMA , ATAPI ; с появлением SATA также получил название PATA (Parallel ATA) .

шлейфы ATA с кабельной выборкой: 40-проводной сверху, 80-проводной снизу

Предварительное название интерфейса было PC/AT Attachment («Соединение с PC/AT»), так как он предназначался для подсоединения к 16-битной шине ISA, известной тогда как шина AT . В окончательной версии название переделали в «AT Attachment» для избежания проблем с торговыми марками.

Первоначальная версия стандарта была разработана в 1986 году фирмой Western Digital и по маркетинговым соображениям получила название IDE (Integrated Drive Electronics , «Электроника, встроенная в привод» ). Оно подчеркивало важное нововведение: контроллер привода располагается в нём самом, а не в виде отдельной платы расширения, как в предшествующем стандарте ST-506 и существовавших тогда интерфейсах SCSI и ST412. Это позволило улучшить характеристики накопителей (за счёт меньшего расстояния до контроллера), упростить управление им (так как контроллер канала IDE абстрагировался от деталей работы привода) и удешевить производство (контроллер привода мог быть рассчитан только на «свой» привод, а не на все возможные; контроллер канала же вообще становился стандартным). Следует отметить, что контроллер канала IDE правильнее называть хост-адаптером , поскольку он перешёл от прямого управления приводом к обмену данными с ним по протоколу.

В стандарте АТА определён интерфейс между контроллером и накопителем, а также передаваемые по нему команды.

Интерфейс имеет 8 регистров, занимающих 8 адресов в пространстве ввода-вывода. Ширина шины данных составляет 16 бит. Количество каналов, присутствующих в системе, может быть больше 2. Главное, чтобы адреса каналов не пересекались с адресами других устройств ввода-вывода. К каждому каналу можно подключить 2 устройства (master и slave), но в каждый момент времени может работать лишь одно устройство. Принцип адресации CHS заложен в названии. Сперва блок головок устанавливается позиционером на требуемую дорожку (Cylinder), после этого выбирается требуемая головка (Head), а затем считывается информация из требуемого сектора (Sector).

Стандарт EIDE (Enhanced IDE , т. е. «расширенный IDE» ), появившийся вслед за IDE, позволял использование приводов ёмкостью, превышающей 528 МБ (504 МиБ), вплоть до 8,4 ГБ. Хотя эти аббревиатуры возникли как торговые, а не официальные названия стандарта, термины IDE и EIDE часто употребляются вместо термина ATA . После введения в 2003 году стандарта Serial ATA («Последовательный ATA» ), традиционный ATA стали именовать Parallel ATA , имея в виду способ передачи данных по 40-жильному кабелю.

Поначалу этот интерфейс использовался с жёсткими дисками, но затем стандарт был расширен для работы и с другими устройствами, в основном - использующими сменные носители. К числу таких устройств относятся приводы CD-ROM и DVD-ROM, ленточные накопители, а также дискеты большой ёмкости, такие, как ZIP и магнитооптические диски (LS-120/240). Кроме того, из файла конфигурации ядра FreeBSD можно сделать вывод, что на шину ATAPI подключали даже FDD. Этот расширенный стандарт получил название Advanced Technology Attachment Packet Interface (ATAPI), в связи с чем полное наименование стандарта выглядит как ATA/ATAPI .

Первоначальные расширения ATA для работы с приводами CD-ROM не обладали полной совместимостью и являлись фирменными. В результате, для подключения CD-ROM было необходимо устанавливать отдельную плату расширения, специфичную для конкретного производителя, например для Panasonic (существовало не менее 5 специфичных вариантов ATA, предназначенных для подключения CD-ROM). Некоторые варианты звуковых карт, например Sound Blaster, оснащались именно такими портами.

Другим важным этапом в развитии ATA стал переход от PIO (Programmed input/output , Программный ввод/вывод ) к DMA (Direct memory access , Прямой доступ к памяти ). При использовании PIO считыванием данных с диска управлял центральный процессор компьютера (CPU), что приводило к повышенной нагрузке на процессор и замедлению работы в целом. По причине этого компьютеры, использующие интерфейс ATA, обычно выполняли операции, связанные с диском, медленнее, чем компьютеры, использующие SCSI и другие интерфейсы. Введение DMA существенно снизило затраты процессорного времени на операции с диском. В данной технологии потоком данных управляет сам накопитель, считывая данные в память или из памяти почти без участия CPU, который выдаёт лишь команды на выполнение того или иного действия. При этом жёсткий диск выдаёт сигнал запроса DMARQ на операцию DMA контроллеру. Если операция DMA возможна, контроллер выдаёт сигнал DMACK и жёсткий диск начинает выдавать данные в 1-й регистр (DATA), с которого контроллер считывает данные в память без участия процессора. Операция DMA возможна, если режим поддерживается одновременно BIOS, контроллером и операционной системой, в противном случае возможен лишь режим PIO.

В дальнейшем развитии стандарта (АТА-3) был введён дополнительный режим UltraDMA 2 (UDMA 33 ). Этот режим имеет временные характеристики DMA Mode 2, однако данные передаются и по переднему, и по заднему фронту сигнала DIOR/DIOW. Это вдвое увеличивает скорость передачи данных по интерфейсу. Также введена проверка на чётность CRC, что повышает надёжность передачи информации.

В истории развития ATA был ряд барьеров, связанных с организацией доступа к данным. Большинство из этих барьеров, благодаря современным системам адресации и технике программирования, были преодолены. К их числу относятся ограничения на максимальным размер диска в 504 МиБ, ~8 ГиБ, ~32 ГиБ, и 128 ГиБ. Существовали и другие барьеры, в основном связанные с драйверами устройств, и организацией ввода/вывода в операционных системах, не соответствующих стандартам ATA.

Оригинальная спецификация АТА предусматривала 28-битный режим адресации. Это позволяло адресовать 2 28 (268 435 456) секторов по 512 байт каждый, что давало максимальную ёмкость в 137 ГБ (128 ГиБ). В стандартных PC BIOS поддерживал до 7,88 ГиБ (8,46 ГБ), допуская максимум 1024 цилиндра, 256 головок и 63 сектора. Это ограничение на число цилиндров/головок/секторов CHS (Cyllinder-Head-Sector) в сочетании со стандартом IDE привело к ограничению адресуемого пространства в 504 МиБ (528 МБ). Для преодоления этого ограничения была введена схема адресации LBA (Logical Block Address), что позволило адресовать до 7,88 ГиБ. Со временем и это ограничение было снято, что позволило адресовать сначала 32 ГиБ, а затем и все 128 ГиБ, используя все 28 разрядов (в АТА-4) для адресации сектора. Запись 28-битного числа организована путём записи его частей в соответствующие регистры накопителя (с 1 по 8 бит в 4-й регистр, 9-16 в 5-й, 17-24 в 6-й и 25-28 в 7-й).

Адресация регистров организована при помощи трёх адресных линий DA0-DA2. 1-й регистр с адресом 0 является 16-разрядный, и используется для передачи данных между диском и контроллером. Остальные регистры 8-битные и используются для управления.

Новейшие спецификации ATA предполагают 48-битную адресацию, расширяя таким образом возможный предел до 128 ПтБ (144 петабайт).

Эти ограничения на размер могут проявляться в том, что система думает, что объём диска меньше его реального значения, или вовсе отказывается загружаться и виснет на стадии инициализации жёстких дисков. В некоторых случаях проблему удаётся решить обновлением BIOS. Другим возможным решением является использование специальных программ, таких, как Ontrack DiskManager, загружающих в память свой драйвер до загрузки операционной системы. Недостатком таких решений является то, что используется нестандартная разбивка диска, при которой разделы диска оказываются недоступны, в случае загрузки, например, с обычной DOS-овской загрузочной дискеты. Впрочем, многие современные операционные системы могут работать с дисками большего размера, даже если BIOS компьютера этот размер корректно не определяет.

Для подключения жёстких дисков с интерфейсом PATA обычно используется 40-проводный кабель (именуемый также шлейфом). Каждый шлейф обычно имеет два или три разъёма, один из которых подключается к разъёму контроллера на материнской плате (в более старых компьютерах этот контроллер размещался на отдельной плате расширения), а один или два других подключаются к дискам. В один момент времени шлейф P-ATA передаёт 16 бит данных. Иногда встречаются шлейфы IDE, позволяющие подключение трёх дисков к одному IDE каналу, но в этом случае один из дисков работает в режиме read-only.

Долгое время шлейф ATA содержал 40 проводников, но с введением режима Ultra DMA/66 (UDMA4 ) появилась его 80-проводная версия. Все дополнительные проводники - это проводники заземления, чередующиеся с информационными проводниками. Такое чередование проводников уменьшает ёмкостную связь между ними, тем самым сокращая взаимные наводки. Ёмкостная связь является проблемой при высоких скоростях передачи, поэтому данное нововведение было необходимо для обеспечения нормальной работы установленной спецификацией UDMA4 скорости передачи 66 МБ/с (мегабайт в секунду). Более быстрые режимы UDMA5 и UDMA6 также требуют 80-проводного кабеля.

Хотя число проводников удвоилось, число контактов осталось прежним, как и внешний вид разъёмов. Внутренняя же разводка, конечно, другая. Разъёмы для 80-проводного кабеля должны присоединять большое число проводников заземления к небольшому числу контактов заземления, в то время, как в 40-проводном кабеле проводники присоединяются каждый к своему контакту. У 80-проводных кабелей разъёмы обычно имеют различную расцветку (синий, серый и чёрный), в отличие от 40-проводных, где обычно все разъёмы одного цвета (чаще чёрные).

Стандарт ATA всегда устанавливал максимальную длину кабеля равной 46 см. Это ограничение затрудняет присоединение устройств в больших корпусах, или подключение нескольких приводов к одному компьютеру, и почти полностью уничтожает возможность использования дисков PATA в качестве внешних дисков. Хотя в продаже широко распространены кабели большей длины, следует иметь в виду, что они не соответствуют стандарту. То же самое можно сказать и по поводу «круглых» кабелей, которые также широко распространены. Стандарт ATA описывает только плоские кабели с конкретными характеристиками полного и ёмкостного сопротивлений. Это, конечно, не означает, что другие кабели не будут работать, но, в любом случае, к использованию нестандартных кабелей следует относиться с осторожностью.

Если к одному шлейфу подключены два устройства, одно из них обычно называется ведущим (англ. master ), а другое ведомым (англ. slave ). Обычно ведущее устройство идёт перед ведомым в списке дисков, перечисляемых BIOS’ом компьютера или операционной системы. В старых BIOS’ах (486 и раньше) диски часто неверно обозначались буквами: «C» для ведущего диска и «D» для ведомого.

Если на шлейфе только один привод, он в большинстве случаев должен быть сконфигурирован как ведущий. Некоторые диски (в частности, производства Western Digital) имеют специальную настройку, именуемую single (т. е. «один диск на кабеле»). Впрочем, в большинстве случаев единственный привод на кабеле может работать и как ведомый (такое часто встречается при подключении CD-ROM’а на отдельный канал).

Настройка, именуемая cable select (т. е., «выбор, определяемый кабелем» , кабельная выборка ), была описана как опциональная в спецификации ATA-1 и стала широко распространена начиная с ATA-5, поскольку исключает необходимость переставлять перемычки на дисках при любых переподключениях. Если привод установлен в режим cable select , он автоматически устанавливается как ведущий или ведомый в зависимости от своего местоположения на шлейфе. Для обеспечения возможности определения этого местоположения шлейф должен быть с кабельной выборкой . У такого шлейфа контакт 28 (CSEL) не подключен к одному из разъёмов (серого цвета, обычно средний). Контроллер заземляет этот контакт. Если привод видит, что контакт заземлён (то есть на нём логический 0), он устанавливается как ведущий, в противном случае (высокоимпедансное состояние) - как ведомый.

Во времена использования 40-проводных кабелей, широко распространилась практика осуществлять установку cable select путём простого перерезания проводника 28 между двумя разъёмами, подключаемыми к диску. При этом ведомый привод оказывался на конце кабеля, а ведущий в середине. Такое размещение в поздних версиях спецификации было даже стандартизировано. К сожалению, когда на кабеле размещается только одно устройство, такое размещение приводит к появлению ненужного куска кабеля на конце, что нежелательно - как из соображений удобства, так и по физическим параметрам: этот кусок приводит к отражению сигнала, особенно на высоких частотах.

80-проводные кабели, введённые для UDMA4, лишены указанных недостатков. Теперь ведущее устройство всегда находится в конце шлейфа, так что, если подключено только одно устройство, не получается этого ненужного куска кабеля. Кабельная выборка же у них «заводская» - сделанная в самом разъёме просто путём исключения данного контакта. Поскольку для 80-проводных шлейфов в любом случае требовались собственные разъёмы, повсеместное внедрение этого не составило больших проблем. Стандарт также требует использования разъёмов разных цветов, для более простой идентификации их как производителем, так и сборщиком. Синий разъём предназначен для подключения к контроллеру, чёрный - к ведущему устройству, серый - к ведомому.

Термины «ведущий» и «ведомый» были заимствованы из промышленной электроники (где указанный принцип широко используется при взаимодействии узлов и устройств), но в данном случае являются некорректными, и потому не используются в текущей версии стандарта ATA. Более правильно называть ведущий и ведомый диски соответственно device 0 (устройство 0 ) и device 1 (устройство 1 ). Существует распространённый миф, что ведущий диск руководит доступом дисков к каналу. На самом деле управление доступом дисков и очерёдностью выполнения команд осуществляют контроллер (которым, в свою очередь, управляет драйвер операционной системы). То есть фактически оба устройства являются ведомыми по отношению к контроллеру.

Существует два принци­пиально разных интерфейса - IDE (он же АТА) и SCSI (Small Computer System Interface, системный интерфейс малых компьютеров).

Интерфейс IDE (ATA)

Основной интерфейс, используемый для подключения жесткого диска к современному PC, называется IDE (IntegratedDrive Electronics). Фактически он представляет собой связь между системной платой и электроникой или контроллером, встроенными в накопитель. Этот интерфейс постоянно развивается - в настоящее время существует несколько его модификаций.

Интерфейс IDE, широко используемый в запоминающих устройствах современных компьютеров, разрабатывался как интерфейс жесткого диска. Однако сейчас он использу­ется для поддержки не только жестких дисков, но и многих других устройств, например накопителей на магнитной ленте, CD/DVD-ROM

На данный момент утверждены следующие стандарты ATA:

РIO (Programmed Input/Output) - наиболее "старый" способ передачи данных по интерфейсу АТА. Программированием работы в этом случае занимается центральный процессор. Существует несколько режимов РIO, различающихся макси­мальной скоростью пакетной передачи данных: Mode 0 = 3,3; Mode 1 = 5,2; Mode 2 = 8,3; Mode 3 = 11,11 и Mode 4 = 16,67 Мбайт/с.

DMA (Direct Memory Access) - прямой доступ к памяти. Это специальный протокол, который позволяет устройству копировать данные в оперативную память без участия ЦП. Существует несколько режимов: DMA Mode 0 = 4,17; DMA Mode 1 = 13,33 и DMA Mode 2 = 16,63 Мбайт/с.

Ultra DMA поддерживается всеми современными жесткими дисками. Имеются следующие режимы: UDMA0=16.67, UDMA1=25, UDMA2=33.33, UDMA3=44.44, UDMA4=66.67, UDMA5=100, UDMA0=133 Мбайт/с,

Block mode - блочный метод передачи данных. Позволяет за один тактирующий импульс передать блок данных (адресов), что уменьшает нагрузку на центральный процессор и увеличивает быстродействие интерфейса.

Bus-Mastering - режим работы, при котором устройство способно "захватывать" управление шиной. В момент захвата всем остальным устройствам приходится ожидать, пока операция чтения/записи, инициированная контроллером винчестера, не закончится.

S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) - технология заключается в создании механизма предсказания возможного выхода из строя жесткою диска, благодаря чему предотвращается потеря данных. При этом часть электронной схемы контроллера постоянно занята ведением ста­тистики рабочих параметров. Вся информация со­храняется в микросхеме Flash-памяти и в любой момент может быть ис­пользована программами анализа.

ИНТЕРФЕЙС ATAPI (ATA PACKET INTERFACE)

ATAPI (АТА Packet Interface) -модификация интерфейса АТА, позволяющая кроме жесткого диска подключить к компьютеру любое другое устройство, имеющее интерфейс программно совместимый с IDE (EIDE). Представляет собой программную надстройку над одной из модификаций АТА, позволяющей ввести новые команды для организации работы, например, привода CD-ROM или Iomega Zip.

Интерфейс SATA (Serial ATA)

Serial ATA - стандарт поддерживает практически все накопители (винчестеры, приводы CD-ROM и DVD, флоппи-дисководы и т.д.). Serial АТА предусматривает работу при более низких напряжениях - 250 мВ (у обыч­ного канала IDE сигналы имеют напряжение 5 В), максимальная пропуск­ная способность увеличена до 1200 Мбит/с, количество проводов кабеля сокращено до семи и до метра увеличена его допустимая длина. Интерфейс допускает "горячее подключение" устройств.

В интерфейсе используется узкий 7-жильный кабель с ключевы­ми разъемами шириной не более 14 мм (0,55 дюйма) на каждом конце. Подобная конструк­ция позволяет избежать проблем с циркуляцией воздуха, возникающих при использовании более широких кабелей стандарта ATA. Разъемы находятся только на концах кабелей. Кабели, в свою очередь, используются для соединения устрой­ства непосредственно с контроллером (обычно на системной плате). В последовательном интерфейсе перемычки главный/подчиненный не используются, так как каждый кабель поддерживает только одно устройство.

Очевидно, что через некоторое время Serial ATA (SATA), как фактический стандарт внутренних накопителей, полностью заменит параллельный интерфейс АТА.

Интерфейс ATA RAID

Избыточный массив независимых (или недорогих) дисковых накопителей (Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks - RAID) разрабатывался в целях повышения отка­зоустойчивости и эффективности систем компьютерных запоминающих устройств. Тех­нология RAID была разработана в Калифорнийском университете в 1987 году. В ее основу был положен принцип использования нескольких дисков небольшого объема, взаимодей­ствующих друг с другом посредством специального программного и аппаратного обеспе­чения, в качестве одного диска большой емкости.

Избыточный массив независимых дисковых накопителей (RAID) обыч­но выполняется посредством платы контроллера RAID. Кроме того, реализация RAID может быть обеспечена с помощью соответствующего программного обеспечения (что, правда, не рекомендуется). Существуют следующие уровни RAID.

■ Уровень RAID 0 - расслоение. Содержимое файла записывается одновременно на несколько дисков матрицы, которая работает как один дисковод большой емкости. Этот уровень обеспечивает высокую скорость выполнения операций чтения/записи, но очень низкую надежность. Для реализации уровня необходимы, как минимум, два дисковода.

■ Уровень RAID 1 - зеркальное отражение. Данные, записанные на одном диске, дублируются на другом, что обеспечивает превосходную отказоустойчивость (при повреждении одного диска происходит считывание данных с другого диска). При этом заметного повышения эффективности матрицы по сравнению с отдельным дисководом не происходит. Для реализации уровня необходимы, как минимум, два дисковода.

■ Уровень RAID 2 -разрядный код коррекции ошибок. Одновременно происходит побитовое дробление данных и запись кода коррекции ошибок (ЕСС) на нескольких дисках. Этот уровень предназначен для запоминающих устройств, не поддерживающих ЕСС (все дисководы SCSI и ATA имеют встроенный внутренний код коррекции ошибок). Обеспечивает высокую скорость передачи данных и достаточную надежность матрицы. Для реализации этого уровня требуется несколько дисководов.

■ Уровень RAID 3 - расслоение с контролем четности. Объединение уровня RAID 0 с дополнительным дисководом, используемым для обработки информации контроля четности. Этот уровень фактически представляет собой видоизмененный уровень RAID 0, для которого характерно уменьшение общей полезной емкости матрицы при сохранении числа дисководов. Однако при этом достигается высокий уровень целостности данных и отказоустойчивости, так как в случае повреждения одного из дисков, данные могут быть восстановлены. Для реализации этого уровня необходи­ мы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

■ Уровень RAID 4 - cблокированные данные с контролем четности. Этот уровень подобен уровню RAID 3 и отличается только тем, что запись информации осуществляется на независимые дисководы в виде больших блоков данных, что приводит к увеличению скорости чтения больших файлов. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

■ Уровень RAID 5 - сблокированные данные с распределенным контролем четности. Этот уровень подобен RAID 4, но предполагает более высокую производительность, которая достигается за счет распределения системы контроля четности по категориям жестких дисков. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

■ Уровень RAID 6 - сблокированные данные с двойным распределенным контролем четности. Подобен уровню RAID 5 и отличается тем, что данные контроля четности записываются дважды, за счет использования двух различных схем контроля четности. Это обеспечивает более высокую надежность матрицы в случае множественных отказов дисковода. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, четыре дисковода (два или более для данных и два для контроля четности).

Например, опера­ционные системы Windows NT/2000 и XP Server поддерживают реализацию RAID на программном уровне, используя при этом как расслоение, так и зеркальное отображение данных. Для установки параметров и управления функциями RAID, а также восстановле­ния поврежденных данных в этих операционных системах используется программа Disk Administrator. Тем не менее при организации сервера, который должен сочетать в себе эф­фективность и надежность, лучше воспользоваться контроллерами ATA или SCSI RAID, аппаратно поддерживающими уровни RAID 3 или 5.

Интерфейс SCSI

Интерфейс является универсальным, т. е. подходит для под­ключения практически всех классов устройств: накопителей, сканеров и т. п.

1) Базовый интерфейс SCSI-1, представляет собой универсальный интерфейс для подключения внешних или внутренних устройств. Имея 8-разрядную шину данных, максимальная ско­рость которой достигает 5 Мбит/с, он способен практически одновременно работать с 7-ю устройствами. Используется 50-ти контактный кабель.

2) SCSI-2 - возможность расширения шины данных до 16 разрядов, что позволило увеличить пропускную способность до 10 Мбайт/с. Используются дополнительные расширения SCSI-2: Wide SCSI-2 (широкий SCSI), Fast SCSI-2 (быст­рый SCSI).

У Fast SCSI-2 за счет уменьшения различных временных задержек увеличена скорость передачи данных до 10 Мбайт/с (частота шины 10 МГц).

У Wide SCSI-2 добавлены новые команды, а поддержка контроля четности сделана обязательной. Скорость передачи данных до 20 Мбайт/с (частота шины 10 МГц). Разъем 68 контактов. Поддерживает 15 устройств.

3) SCSI-3 (Ultra Wide SCSI) - продолжение развития шины, которое позволило еще вдвое увеличить пропускную способность интерфейса (частота шины 20 МГц). При 8-битной организации скорость обмена составляет до 20 Мбит/с, а при 16-битной - до 40 Мбит/с.

4) SCSI-4 (Ultra 320) - скорость передачи данных до 320 Мбайт/с (частота шины 80 МГц). Разъем 68 контактов. Поддерживает 15 устройств.

5) SCSI-5 (Ultra 640) - скорость передачи данных до 640 Мбайт/с (частота шины 160 МГц). Разъем 68 контактов. Поддерживает 15 устройств.

На уровне электрических соединений интерфейс может выполняться в двух видах:

Линейный (Single Ended) - позволяет передавать сигналы относительно общего провода (с общим или раздельными обратными линиями).;

Каждое устройство на шине SCSI имеет свой идентификационный номер, который называется SCSI ID. Для подключения устройств необходим так называемый хост-адаптер (Host Adapter) - выполняет роль связу­ющего звена между шиной SCSI и системной шиной персонального компьютера. Шина SCSI взаимодействует не с самими устройствами (например, с жесткими дисками), а со встроенными в них контроллерами.

В этой статье речь пойдет о том, что позволяет подключить жесткий диск к компьютеру, а именно, об интерфейсе жесткого диска. Точнее говорить, об интерфейсах жестких дисков, потому что технологий для подключения этих устройств за все время их существования было изобретено великое множество, и обилие стандартов в данной области может привести в замешательство неискушенного пользователя. Впрочем, обо все по порядку.

Интерфейсы жестких дисков (или строго говоря, интерфейсы внешних накопителей, поскольку в их качестве могут выступать не только , но и другие типы накопителей, например, приводы для оптических дисков) предназначены для обмена информацией между этими устройствами внешней памяти и материнской платой. Интерфейсы жестких дисков, не в меньшей степени, чем физические параметры накопителей, влияют на многие рабочие характеристики накопителей и на их производительность. В частности, интерфейсы накопителей определяют такие их параметры, как скорость обмена данными между жестким диском и материнской платой, количество устройств, которые можно подключить к компьютеру, возможность создания дисковых массивов, возможность горячего подключения, поддержка технологий NCQ и AHCI, и.т.д. Также от интерфейса жесткого диска зависит, какой кабель, шнур или переходник для его подключения к материнской плате вам потребуется.

SCSI - Small Computer System Interface

Интерфейс SCSI является одним из самых старых интерфейсов, разработанных для подключения накопителей в персональных компьютерах. Появился данный стандарт еще в начале 1980-х гг. Одним из его разработчиков был Алан Шугарт, также известный, как изобретатель дисководов для гибких дисков.

Внешний вид интерфейса SCSI на плате и кабеля подключения к нему

Стандарт SCSI (традиционно данная аббревиатура читается в русской транскрипции как «скази») первоначально предназначался для использования в персональных компьютерах, о чем свидетельствует даже само название формата – Small Computer System Interface, или системный интерфейс для небольших компьютеров. Однако так получилось, что накопители данного типа применялись в основном в персональных компьютерах топ-класса, а впоследствии и в серверах. Связано это было с тем, что, несмотря на удачную архитектуру и широкий набор команд, техническая реализация интерфейса была довольно сложна, и не подходила по стоимости для массовых ПК.

Тем не менее, данный стандарт обладал рядом возможностей, недоступных для прочих типов интерфейсов. Например, шнур для подключения устройств Small Computer System Interface может иметь максимальную длину в 12 м, а скорость передачи данных – 640 МБ/c.

Как и появившийся несколько позже интерфейс IDE, интерфейс SCSI является параллельным. Это означает, что в интерфейсе применяются шины, передающие информацию по нескольким проводникам. Данная особенность являлась одним из сдерживающих факторов для развития стандарта, и поэтому в качестве его замены был разработан более совершенный, последовательный стандарт SAS (от Serial Attached SCSI).

SAS - Serial Attached SCSI

Так выглядит интерфейс SAS серверного диска

Serial Attached SCSI разрабатывался в усовершенствования достаточно старого интерфейса подключения жестких дисков Small Computers System Interface. Несмотря на то, что Serial Attached SCSI использует основные достоинства своего предшественника, тем не менее, у него есть немало преимуществ. Среди них стоит отметить следующие:

• Использование общей шины всеми устройствами.
• Последовательный протокол передачи данных, используемый SAS, позволяет задействовать меньшее количество сигнальных линий.
• Отсутствует необходимость в терминации шины.
• Практически неограниченное число подключаемых устройств.
• Более высокая пропускная способность (до 12 Гбит/c). В будущих реализациях протокола SAS предполагается поддерживать скорость обмена данными до 24 Гбит/c.
• Возможность подключения к контроллеру SAS накопителей с интерфейсом Serial ATA.

Как правило, системы Serial Attached SCSI строятся на основе нескольких компонентов. В число основных компонентов входят:

• Целевые устройства. В эту категорию включают собственно накопители или дисковые массивы.
• Инициаторы – микросхемы, предназначенные для генерации запросов к целевым устройствам.
• Система доставки данных – кабели, соединяющие целевые устройства и инициаторы

Разъемы Serial Attached SCSI могут иметь различную форму и размер, в зависимости от типа (внешний или внутренний) и от версий SAS. Ниже представлены внутренний разъем SFF-8482 и внешний разъем SFF-8644, разработанный для SAS-3:

Слева - внутренний разъём SAS SFF-8482; Справа - внешний разъём SAS SFF-8644 с кабелем.

Несколько примеров внешнего вида шнуров и переходников SAS: шнур HD-Mini SAS и шнур-переходник SAS-Serial ATA.

Слева - шнур HD Mini SAS; Справа - переходной шнур с SAS на Serial ATA

Firewire - IEEE 1394

Сегодня достаточно часто можно встретить жесткие диски с интерфейсом Firewire. Хотя через интерфейс Firewire к компьютеру можно подключить любые типы периферийных устройств, и его нельзя назвать специализированным интерфейсом, предназначенным для подключения исключительно жестких дисков, тем не менее, Firewire имеет ряд особенностей, которые делают его чрезвычайно удобным для этой цели.

FireWire - IEEE 1394 - вид на ноутбуке

Интерфейс Firewire был разработан в середине 1990-х гг. Начало разработке положила небезызвестная фирма Apple, нуждавшаяся в собственной, отличной от USB, шине для подключения периферийного оборудования, прежде всего мультимедийного. Спецификация, описывающая работу шины Firewire, получила название IEEE 1394.

На сегодняшний день Firewire представляет собой один из наиболее часто используемых форматов высокоскоростной последовательной внешней шины. К основным особенностям стандарта можно отнести:

• Возможность горячего подключения устройств.
• Открытая архитектура шины.
• Гибкая топология подключения устройств.
• Меняющаяся в широких пределах скорость передачи данных – от 100 до 3200 Мбит/c.
• Возможность передачи данных между устройствами без участия компьютера.
• Возможность организации локальных сетей при помощи шины.
• Передача питания по шине.
• Большое количество подключаемых устройств (до 63).

Для подключения винчестеров (обычно посредством внешних корпусов для жестких дисков) через шину Firewire, как правило, используется специальный стандарт SBP-2, использующий набор команд протокола Small Computers System Interface. Существует возможность подключения устройств Firewire к обычному разъему USB, но для этого требуется специальный переходник.

IDE - Integrated Drive Electronics

Аббревиатура IDE, несомненно, известна большинству пользователей персональных компьютеров. Стандарт интерфейса для подключения жестких дисков IDE был разработан известной фирмой, производящей жесткие диски – Western Digital. Преимуществом IDE по сравнению с другими существовавшими в то время интерфейсами, в частности, интерфейсом Small Computers System Interface, а также стандартом ST-506, было отсутствие необходимости устанавливать контроллер жесткого диска на материнскую плату. Стандарт IDE подразумевал установку контроллера привода на корпус самого накопителя, а на материнской плате оставался лишь хост-адаптер интерфейса для подключения приводов IDE.

Интерфейс IDE на материнской плате

Данное нововведение позволило улучшить параметры работы накопителя IDE благодаря тому, что сократилось расстояние между контроллером и самим накопителем. Кроме того, установка контроллера IDE внутрь корпуса жесткого диска позволила несколько упростить как материнские платы, так и производство самих винчестеров, поскольку технология давала свободу производителям в плане оптимальной организации логики работы накопителя.

Новая технология первоначально получила название Integrated Drive Electronics (Встроенная в накопитель электроника). Впоследствии был разработан описывающий ее стандарт, названный ATA. Это название происходит от последней части названия семейства компьютеров PC/AT посредством добавления слова Attachment.

Для подключения жесткого диска или другого устройства, например, накопителя для оптических дисков, поддерживающего технологию Integrated Drive Electronics, к материнской плате, используется специальный кабель IDE. Поскольку ATA относится к параллельным интерфейсам (поэтому его также называют Parallel ATA или PATA), то есть, интерфейсам, предусматривающим одновременную передачу данных по нескольким линиям, то его кабель данных имеет большое количество проводников (обычно 40, а в последних версиях протокола имелась возможность использовать 80-жильный кабель). Обычный кабель данных для данного стандарта имеет плоский и широкий вид, но встречаются и кабели круглого сечения. Кабель питания для накопителей Parallel ATA имеет 4-контактный разъем и подсоединен к блоку питания компьютера.

Ниже приведены примеры кабеля IDE и круглого шнура данных PATA:

Внешний вид интерфейсного кабеля: cлева - плоский, справа в круглой оплетке - PATA или IDE.

Благодаря сравнительной дешевизне накопителей Parallel ATA, простоте реализации интерфейса на материнской плате, а также простоте установки и конфигурации устройств PATA для пользователя, накопители типа Integrated Drive Electronics на длительное время вытеснили с рынка винчестеров для персональных компьютеров бюджетного уровня устройства других типов интерфейса.

Однако стандарт PATA имеет и ряд недостатков. Прежде всего, это ограничение по длине, которую может иметь кабель данных Parallel ATA – не более 0,5 м. Кроме того, параллельная организация интерфейса накладывает ряд ограничений на максимальную скорость передачи данных. Не поддерживает стандарт PATA и многие расширенные возможности, которые имеются у других типов интерфейсов, например, горячее подключение устройств.

SATA - Serial ATA

Вид интерфейса SATA на материнской плате

Интерфейс SATA (Serial ATA), как можно догадаться из названия, является усовершенствованием ATA. Заключается это усовершенствование, прежде всего, в переделке традиционного параллельного ATA (Parallel ATA) в последовательный интерфейс. Однако этим отличия стандарта Serial ATA от традиционного не ограничиваются. Помимо изменения типа передачи данных с параллельного на последовательный, изменились также разъемы для передачи данных и электропитания.

Ниже приведен шнур данных SATA:

Шнур передачи данных для SATA интерфейса

Это позволило использовать шнур значительно большей длины и увеличить скорость передачи данных. Однако минусом стало то обстоятельство, что устройства PATA, которые до появления SATA присутствовали на рынке в огромных количествах, стало невозможно напрямую подключить в новые разъемы. Правда, большинство новых материнских плат все же имеют старые разъемы и поддерживают подключение старых устройств. Однако обратная операция – подключение накопителя нового типа к старой материнской плате обычно вызывает куда больше проблем. Для этой операции пользователю обычно требуется переходник Serial ATA to PATA. Переходник для кабеля питания обычно имеет сравнительно простую конструкцию.

Переходник питания Serial ATA to PATA:

Слева общий вид кабеля; Cправа укрупнено внешний вид коннекторов PATA и Serial ATA

Сложнее, однако, дело обстоит с таким устройством, как переходник для подключения устройства последовательного интерфейса в разъем для параллельного интерфейса. Обычно переходник такого типа выполнен в виде небольшой микросхемы.

Внешний вид универсального двунаправленного переходника между интерфейсами SATA - IDE

В настоящее время интерфейс Serial ATA практически вытеснил Parallel ATA, и накопители PATA можно встретить теперь в основном лишь в достаточно старых компьютерах. Еще одной особенностью нового стандарта, обеспечившей его широкую популярность, стала поддержка .

Вид переходника с IDE на SATA

О технологии NCQ можно рассказать чуть подробнее. Основное преимущество NCQ состоит в том, что она позволяет использовать идеи, которые давно были реализованы в протоколе SCSI. В частности, NCQ поддерживает систему упорядочивания операций чтения/записи, поступающих к нескольким накопителям, установленным в системе. Таким образом, NCQ способна значительно повысить производительность работы накопителей, в особенности массивов жестких дисков.

Вид переходника с SATA на IDE

Для использования NCQ необходима поддержка технологии со стороны жесткого диска, а также хост-адаптера материнской платы. Практически все адаптеры, поддерживающие AHCI, поддерживают и NCQ. Кроме того, NCQ поддерживают и некоторые старые проприетарные адаптеры. Также для работы NCQ требуется ее поддержка со стороны операционной системы.

eSATA - External SATA

Отдельно стоит упомянуть о казавшемся многообещающим в свое время, но так и не получившем широкого распространения формате eSATA (External SATA). Как можно догадаться из названия, eSATA представляет собой разновидность Serial ATA, предназначенную для подключения исключительно внешних накопителей. Стандарт eSATA предлагает для внешних устройств большую часть возможностей стандартного, т.е. внутреннего Serial ATA, в частности, одинаковую систему сигналов и команд и столь же высокую скорость.

Разъем eSATA на ноутбуке

Тем не менее, у eSATA есть и некоторые отличия от породившего его стандарта внутренней шины. В частности, eSATA поддерживает более длинный кабель данных (до 2 м), а также имеет более высокие требования к питанию накопителей. Кроме того, разъемы eSATA несколько отличаются от стандартных разъемов Serial ATA.

По сравнению с другими внешними шинами, такими, как USB и Firewire, eSATA, однако, имеет один существенный недостаток. Если эти шины позволяют осуществлять электропитание устройства через сам кабель шины, то накопитель eSATA требует специальные разъемы для питания. Поэтому, несмотря на сравнительно высокую скорость передачи данных, eSATA в настоящее время не пользуется большой популярностью в качестве интерфейса для подключения внешних накопителей.

Заключение

Информация, хранящаяся на жестком диске, не может стать полезной для пользователя и доступной для прикладных программ до тех пор, пока к ней не получит доступ центральный процессор компьютера. Интерфейсы жестких дисков представляют собой средство для связи между этими накопителями и материнской платой. На сегодняшний день существует немало различных типов интерфейсов жестких дисков, каждый из которых имеет свои достоинства, недостатки и характерные особенности. Надеемся, что приведенная в данной статье информация во многом окажется полезной для читателя, ведь выбор современного жесткого диска во многом определяются не только его внутренними характеристиками, такими, как емкость, объем кэш-памяти, скорость доступа и вращения, но и тем интерфейсом, для которого он был разработан.