Интерфейс ATA/ATAPI.
Интерфейс ATA/ATAPI.
Часть рынка жестких дисков и оптических накопителей принадлежит интерфейсу ATA/ATAPI (он же IDE), часть — SCSI.
Последние ревизии ATA-стандарта показывают, что по своим функциональным возможностям он вплотную приближается к SCSI.
SCSI, изначально создававшийся в соответствии с правилом «правой руки».
ATA, напротив, задумывался как максимально дешевое решение для однопользовательских маломощных машин.
Попробуем разобратся.
SCSI
SCSI-устройства имеют единую схему логической адресации, независящую от физической геометрии устройства, и высокоуровневую систему команд (прочитать сектор или группу секторов, начать воспроизведение аудиодиска и т.п.).
Получив команду, устройство ставит ее в очередь и освобождает шину, а инициатор запроса (которым может быть как центральный процессор, так и другое SCSI-устройство) переключается на решение другой задачи. Обработав запрос, устройство вновь повторяет захват шины и пересылает данные инициатору, уведомляя его об этом через механизм прерываний.
Таким образом, шина эффективно используется несколькими устройствами и время простоя центрального процессора сводится к минимуму.
Электрически SCSI-интерфейс представляет собой либо обыкновенный многожильный кабель, либо оптоволокно. Существует множество конкурирующих стандартов, рассматривать которые не имеет смысла. Достаточно сказать, что физическая скорость передачи в последних версиях SCSI-стандарта полностью удовлетворяет потребности реально существующих устройств, оставляя солидный задел на будущее. Некоторые из электрических интерфейсов поддерживают длину кабеля до 25 метров и горячую замену устройств без выключения питания. Но утверждение, что все SCSI-диски можно перетыкать «на лету», неверно и чревато смертельными (для дисков) последствиями. Максимальное количество устройств на шине также различно и варьируется от одного электрического интерфейса к другому. В среднем на шину можно повестить 7 или 15 устройств, не сильно теряя в скорости передачи данных.
Для подключения SCSI-устройства к центральному процессору необходимо установить достаточно сложный (и поэтому весьма дорогостоящий) SCSI-контроллер, что несколько ограничивает сферу его применения.
ATA
Много общего со SCSI. Это и интегрированный контроллер, и унифицированный набор команд (не такой богатый, как в SCSI), и возможность совместной работы нескольких устройств на шине. Но здесь нет «прозрачной» схемы адресации, механизма отложенного выполнения команд, ни очереди запросов. Максимальное количество устройств на шине равняется всего двум, причем в каждый момент времени может работать только одно устройство, а другое вынуждено простаивать, ожидая завершения цикла обмена.
Передав команду на чтение сектора, процессор непрерывно опрашивает специальный порт, в котором устройство выставляет флаг готовности данных, пословно (!) считываемых процессором через порт ввода/вывода.
Аппаратные мощности процессоров возросли.
На IBM PC начали возникать первые многозадачные системы. Как следствие, во второй ревизии стандарта, получившей кодовое наименование ATA-2, появилась поддержка режима DMA. Теперь, передав команду на чтение сектора, процессор мог спокойно переключаться на другую задачу, перекладывая заботу о дисковой подсистеме на ATA-контроллер. В последующих ревизиях скорость передачи по физическому интерфейсу увеличилась до 100 Мб/с, появилась прозрачная логическая адресация (а вместе с ней и поддержка жестких дисков большого объема) и расширение ATA, названное ATAPI (ATA Packed Interface – пакетный интерфейс ATA, реализующий ту же самую схему обмена командными пакетами, что и SCSI).
Последние версии ATA обеспечивают контроль целостности передачи по интерфейсному кабелю, значительно увеличивая его пропускную способность, и включают в себя планировщик. Однако воспользоваться им все равно не удается, поскольку наличие второго устройства на шине многократно уменьшает скорость передачи данных, и для достижения адекватной производительности каждое устройство должно быть подключено к своему контроллеру, а таких контроллеров на подавляющем большинстве материнских плат всего два.
SATA
Самый главный недостаток ATA/SATA-интерфейсов – ограниченное количество подключаемых устройств. До тех пор пока ты имееш один жесткий диск и один приводом CD/DVD-ROM, никаких проблем не возникает. Но если воткнуть два винчестера, один CD-ROM, один CD-RW и один DVD-ROM, остается развести руками.
Дисковые массивы, состоящие из нескольких винчестеров, на ATA-контроллерах нереализуемы в принципе, так как каждое устройство требует своего контроллера, а каждый контроллер своего канала DMA и IRQ.
К тому же, отсутствие нормального планировщика отрицательно сказывается на производительности дисковой подсистемы (особенно на беспорядочных запросах) и усложняет ее программирование — при возникновении какой бы то ни было ошибки вся очередь сбрасывается, это значит, что инициатору запросов требуется хранить ее копию, тщательно отслеживания все изменения.
Вывод
Нормальных RAID-контроллеров ни под ATA-, ни под SATA-накопители нет и, когда будет неизвестно. Модели, представленные на рынке, сильно смахивают на разработки не доучек и содержат большое количество фатальных ошибок, часто приводящих к необратимой порче данных. Пользоваться ими, даже в домашних условиях, категорически не рекомендуется. Разумеется, никакие физические законы не препятствуют созданию правильного RAID-контроллера с поддержкой ATA/SATA, но фирмы-производители просто не хотят вкладывать в это деньги, пока в ATA/SATA не появится полноценный планировщик очереди запросов.
Для подключения SCSI-устройств требуется приобрести весьма дорогостоящий контроллер (от 100$). Интегрированые в материнские платы, в большинстве своем оставляют желание иметь лучшее. Причем различных электрических интерфейсов у SCSI намного больше, чем у ATA, и они плохо совместимы. Процедура подключения устройства тоже не из легких, и перемычек на плате контроллера гораздо больше одной. Неправильно же выставленные перемычки могут стоить и устройству, и контроллеру жизни. Установка SCSI-драйверов практически никогда не обходится без проблем, и многие из этих драйверов содержат ошибки, приводящие к порче всех хранящихся данных. Не надо пытаться настроить SCSI-устройство без надлежащей подготовки.
Выбор
Для домашнего использования (если количество подключенных устройств не очень велико) лучше всего использовать ATA/SATA-накопители. То же самое относится и к серверам, обслуживающим локальные сети небольших организаций. Высокопроизводительные рабочие станции и сервера с внушительными дисковыми массивами однозначно выбирают SCSI.
SCSI
SCSI расшифровывается как Small Computer System Interface (Системный Интерфейс Малых Компьютеров). Конструктивно представляет собой интеллектуальный контроллер, интегрированный непосредственно в само периферийное устройство. Поддерживает унифицированный набор управляющих команд, общий для всех устройств данного типа. Фактически SCSI-контроллер — это миникомпьютер, по мощности сопоставимый с Intel 80486.
ATA
ATA расшифровывается как Advanced Technology Attachment (соединение для AT-машин). История его возникновения тесно связна с фирмой IBM и компьютерами типа AT. Интеграцией стандартного контроллера жесткого диска непосредственно с самим устройством, соединенным параллельным шлейфом с не менее стандартной ISA шиной.
Фактически они включают в себя микросхему буферной памяти и дешифратор адреса.
SATA
SATA (Serial ATA – последовательный ATA) представляет собой новый электрический интерфейс на базе старого ATA. Вместо широкого шлейфа используется тонкий шнурок, соединяющий одно-единственное устройство со своим портом. Максимальная длина шнурка и скорость передачи существенно увеличены.
Количество подключаемых устройств невелико (один SATA-порт – одно SATA-устройство.
IDE
IDE расшифровывается как Integrated Device Electronic (Интегрированное Электронное Устройство) и является синонимом ATA.
Мой блог находят по следующим фразам