Контроль и управление работой жёсткого диска
|
|
Управление работой жёсткого диска осуществляется платой, прикреплённой к гермоблоку. |
|
Управляющая электроника в современных винчестерах сложнее, чем первые персональные компьютеры. |
|
Контролировать работу винчестера пользователь может при помощи светодиода, выводимого на переднюю панель системного блока. |
|
Светодиод |
|
Жёсткие диски используют светодиод, чтобы показывать свою активность. |
|
Этот очень полезный индикатор показывает пользователю персонального компьютера, есть ли обращение к винчестеру или, говоря по-другому, происходит ли в данный момент активная работа винчестера. |
|
Первые жёсткие диски для ПК производились с лицевой панелью и встраивались на специальные места, предназначенные в настоящее время для дисководов и приводов на компакт-дисках. |
|
На эту лицевую панель был вынесен светодиод, и пользователь без труда, только взглянув на неё, мог узнать, есть ли обращение к жёсткому диску. |
|
Производители винчестеров со временем пришли к выводу, что иметь жёсткие диски, встраиваемые внутри системного блока более разумно, чем винчестеры, у которых лицевая панель выходит наружу системного блока. |
|
Для того чтобы пользователь и в этом случае мог увидеть работу накопителя, на управляющей плате винчестера был сделан разъём для подключения светодиода, который уже монтировался на лицевой панели компьютера и соединялся с жёстким диском с помощью пары проводов. |
|
Такая система работала хорошо до того времени, когда появилась необходимость использовать более одного накопителя. |
|
Выход из этой ситуации - подключение светодиода к контроллеру жёстких дисков. |
|
Таким образом можно было увидеть работу всех винчестеров, подключенных к контроллеру. |
|
Современные ПК имеют интегрированные в материнскую плату IDE/ATA или AID/SATA контроллеры. |
|
Светодиод теперь подключается к специальному разъёму на материнской плате. |
|
В системах, которые используют отдельные контроллеры, светодиод подключается к разъему на контроллере. |
|
С течением времени,производители IDE/ATA винчестеров перестали делать разъём для светодиода на управляющей плате, т.к. интегрированные в материнскую плату контроллеры стали стандартом де-факто. |
|
Тем не менее, многие самые современные SCSI винчестеры до сих пор имеют выход на светодиод. |
|
Это сделано потому, что существует очень малое количество материнских плат, в которых интегрированы SCSI контроллеры. |
|
Управляющая плата жесткого диска |
|
Все современные жесткие диски изготавливаются с достаточно сложной платой управления, прикрепленной к гермоблоку. |
|
Первые жесткие диски для ПК были достаточно несовершенны, в плане управляющей логики. |
|
Вся управляющая логика была размещена на контроллере, вставляемом в компьютер. |
|
Контроллер выдавал точные и простые команды жёсткому диску, описывающие как произвести то или иное действие. |
|
Данный вариант стыковки винчестера с ПК имел один очень большой минус: такой контроллер должен был выдавать команды, общие для разных накопителей разных производителей, то есть не было никакой привязки контроллера к конкретному накопителю. |
|
Таким образом, не было точной настройки контроллера под данный накопитель. |
|
С развитием технологий, электронные микросхемы стали уменьшаться в размерах, что дало возможность переноса большей части управляющей электроники на накопитель. |
|
Наиболее часто встречаемый тип интерфейса жестких дисков для ПК это IDE (Integrated Drive Electronics - накопитель с интегрированной электроникой). |
|
Сейчас такое название выглядит смешным, но в своё время это был большой шаг вперед. |
|
Более правильное имя для этого интерфейса IDE это ATA - AT attachment или подключение к АТ. |
|
Термином IBM "АТ" назывались компьютеры конца 80-ых годов, отсюда пошло и название. |
|
Современные накопители имеют платы управления даже более сложные, чем первые компьютеры! |
|
Большинство из них превосходят персональные компьютеры начала девяностых по количеству памяти и скорости управляющих микропроцессоров. |
|
Современные управляющие платы выполняют множество вспомогательных функций, включающих в себя мониторинг состояния накопителя, буферизацию процессов чтения-записи, управление шпиндельным двигателем, управление головками, контроль правильности считываемой информации, поддержка современных высокоскоростных интерфейсов и многое, многое другое. |
|
Управляющая электроника |
|
Схема управляющей платы жёсткого диска состоит из микропроцессора, внутренней памяти, а также различных электронных устройств, которые управляют и контролируют все процессы, происходящие в винчестере. |
|
Можно сказать, что в винчестере есть свой маленький встроенный ПК, который отвечает за следующие функции: |
|
Управление шпиндельным двигателем, включая постоянную проверку скорости вращения и корректировку. |
|
Управление передвижением магнитных головок. |
|
Управление и контроль над процессами чтения-записи. |
|
Предоставление возможности энергосбережения. |
|
Обеспечение процесса трансляции из физических адресов в логические и обратно. |
|
Управление и контроль над процессами кэширования, включая упреждающее чтение данных. |
|
Выполнение других функций, не упомянутые выше, включая весь процесс движения данных от интерфейса к магнитной поверхности и обратно, оптимизируя множественные запросы и т.д. |
|
Управляющая электроника выполняет много различных функций, и даже очень продвинутые пользователи редко представляют себе, что и как происходит в накопителе. |
|
Взяв, например, два винчестера, по взгляду на управляющую плату накопителя нельзя сказать какой из них будет работать лучше. |
|
Очень большое значение для производительности двух аналогичных винчестеров с одинаковой физической организацией гермоблока, но с разными управляющими платами, будет иметь качественно написанное внутреннее программное обеспечение, выполняющееся в микропроцессоре накопителя. |
|
Если взять одну и туже модель накопителя, но произведенного в разное время, например, с разницей в полгода, то можно обнаружить, что микропрограммы у них разные. |
|
Многие производители все время корректируют микропрограмму, улучшая её функциональные параметры. |
|
Этот процесс непрерывен, и происходит в течение всего времени, пока выпускается определенная модель накопителя. |
|
Очень часто встречается ситуация, когда два разных накопителя, имеющие немного разные скорости чтения, разные времена среднего доступа и т.д., для пользователя работают одинаково быстро. |
|
И, даже накопитель с худшими параметрами, в реальной работе обгоняет накопитель, имеющий лучшие параметры. |
|
Это происходит из-за более качественного программного обеспечения, выполняющегося в микропроцессоре жесткого диска. |
