Меню

Режимы интерфейса жестких дисков



Блог Евгения Крыжановского

Я научу вас ремонтировать свой компьютер!

Режимы работы жестких дисков: AHCI против IDE

Каждый владелец портативного или стационарного компьютера всячески старается повысить производительность своей машины. Добиться прироста мощности комплектующих можно путем разгона железа при помощи специального программного обеспечения или путем оптимизации системных настроек, предусмотренных самим производителем.

Однако независимо от метода повышения уровня производительности, которому отдают предпочтение юзеры, необходимо иметь подробное представление о том, как работает тот или иной девайс, а также учитывать все возможные нюансы, которые могут возникнуть в процессе оверклокинга. В нашей сегодняшней статье речь пойдет о жестких дисках компьютера, в частности, об увеличении их производительности.

Классификация жестких дисков

Современные HDD разделяются на несколько видов, которые отличаются между собой принципом устройства. Одним из наиболее распространенных типов жестких дисков является стандартный 3,5-дюймовый HDD, созданный на базе устаревшей шпиндельной системы. Свою востребованность они заслужили благодаря дешевизне производства, однако, они работают значительно медленнее своих более дорогих аналогов — твердотельных накопителей.
Поэтому в большинстве лаптопов и настольных систем установлены именно стандартные винчестеры.

Таким образом, получается существенная потеря скорости, ведь оперативная память способна передавать около 20 тысяч мегабит в секунду, пропускная способность процессорной шины еще выше, а винчестеры едва передают до 100 Мб/с. Именно из-за этого большинство производителей ноутбуков используют в своих девайсах два типа HDD, один из которых является твердотельным накопителем и предназначен для установки операционной системы. Однако стоит отметить, что жесткие диски могут работать в двух режимах — AHCI и IDE, которые влияют на скорость работы устройства хранения данных. Так какой же режим лучше?

Стандарты

Совместная работа винчестера и других устройств осуществляется благодаря специальному контроллеру, который выступает своеобразным командным преобразователем. Предыдущие модели жестких дисков поддерживали работу только по IDE-протоколу, который появился на свет одновременно с первым HDD, работающим на IDE интерфейсе. Однако с изобретением более скоростного порта Sata был разработан более современный режим AHCI, способный работать в более скоростном режиме, поддерживающий аппаратную установку очередности команд и обладающий функцией мгновенного отключения. Таким образом, режим работы винчестера AHCI является усовершенствованной версией своего предшественника, в котором реализованы более современные технологии и новые возможности.

Возможности и перспективы

Оба стандарта являются взаимозаменяемыми и современные модели жестких дисков с Sata-интерфейсом поддерживают оба режима работы, поэтому в системных настройках BIOS реализована возможность переключения между ними.

Таким образом, регулируя режим работы винчестера можно управлять скоростью его работы. Однако сразу необходимо отметить, что оба режима поддерживаются только теми версиями BIOS, которые установлены на материнские платы с разъемами Sata на борту. Все современные материнки обладают этим интерфейсом, поэтому особых проблем при переключении режима не возникнет. Тем не менее к этой категории можно отнести и те системные платы, в которых реализованы и Pata и Sata.

Чтобы понять, какой из двух режимов работы жестких дисков лучше использовать необходимо иметь представление о принципиальной разнице между ними. Если провести сравнение между IDE и AHCI, то второй обладает:

1. Более высокую скорость обмена данными между винчестером и другими устройствами. Например, последние версии HDD, поддерживающие режим AHCI, способны передавать до 6 тысяч мегабит в секунду в зависимости от версии интерфейса, против 100 Мб/с, которые присущи первым поколениям жестких дисков.

2. Интегрированная технология аппаратной установки очередности команд, благодаря которой устройство хранения данных может самостоятельно управлять потоком обработки и выполнения команд с целью повышения эффективности и скорости работы.

3. Возможность замены комплектующего без предварительного выключения компьютера.

4. Одновременная работа нескольких винчестеров в параллельном режиме.

Учитывая все вышеперечисленные достоинства, которыми обладает AHCI, все сомнения по поводу того, какой из двух режимов лучше просто отпадают. Однако в наши дни еще есть те немногочисленные пользователи, которые выключают систему для замены винчестера.

Теория и практика

Соответствует ли заявленная скорость передачи данных таковой на практике? Несмотря на наличие некоторых инновационных технологий в современных жестких дисках, а также более инновационной технологии производства, в действительности же заметить большого прироста в скорости работы заметить вряд ли получится. Все дело в том, что несмотря на более высокую пропускную способность, скорость вращения магнитных накопителей в различных винчестерах одинакова и составляет 7200 оборотов в минуту.

Таким образом, технология считывания данных осталась без каких-либо изменений и усовершенствований. Это подтверждают и результаты многочисленных тестов, во время которых не было зафиксировано даже 200 мегабит в секунду, а о 6 тысячах никакой и речи быть не может. Таким образом, реальный прирост производительности может быть достигнут исключительно при использовании SSD-накопителей. И если таковые установлены в портативном или стационарном компьютере, то в этом случае можно сразу устанавливать в настройках системы режим работы AHCI.

Читайте также:  Программа для тестирования жестких дисков с флешки

На многих тематических компьютерных форумах очень часто можно встретить аргументы в пользу более современного режима из-за его поддержки протокола NCQ. На практике он действительно полезен, поскольку при работе одновременно с большим количеством программ, жесткий диск выстраивает очередь таким образом, чтобы наиболее эффективно расходовались ресурсы аппаратного обеспечения. Однако в нашей повседневной жизни пользователи очень редко работают сразу с большим количеством утилит, поэтому говорить о значительном увеличении скорости работы говорить также не имеет особого смысла. Помимо этого, весь потенциал этой технологии раскрывается только при использовании в компьютере нескольких устройств хранения данных, которые работают в параллельном режиме.

Седьмая версия ОС Windows и выше, при активированном режиме AHCI, позволяет подключать и отключать жесткие диски с интерфейсом подключения Sata без выключения компьютера. Однако эта функция имеет смысл для серверных систем, а в случае с домашними и офисными машинами не представляет особого интереса, поскольку внутрь системного блока среднестатистический юзер заглядывает не так часто.

Таким образом, на практике использование более современного режима AHCI не имеет практически никакого смысла, поскольку на скорость работы компьютера он никак не повлияет, а добиться реального увеличения скорости обмена данными, который действительно будет заметен в процессе работы, можно будет только при использовании твердотельных накопителей.

Возможные проблемы при переключении режимов работы HDD

Если вы все-таки решили поменять протокола работы винчестера в системных настройках BIOS, то необходимо учитывать некоторые нюансы, с которыми может столкнуться пользователь. Например, если в процессе установки Windows был активирован режим AHCI, то при активации протокола IDE операционная система может перестать загружаться. Подобная ситуация возникает не всегда, однако, в редких случаях случаются прецеденты. Поэтому при инсталляции ОС необходимо заранее установить необходимый протокол, с которым планируется дальнейшая работа компьютера.

Помимо этого, предыдущие версии ОС Windows не имеют интегрированных пакетов драйверов, поэтому пользователю придется дополнительно искать совместимые драйвера к некоторым устройствам. А вот семерка и более поздние версии Windows превосходно адаптированы для работы с протоколом AHCI, а его активация происходит всего за несколько секунд через BIOS.

Запись опубликована 14.02.2016 автором katrinas11 в рубрике Моя жизнь. Отблагодари меня, поделись ссылкой с друзьями в социальных сетях:

Источник

Интерфейсы подключения жестких дисков — IDE, SATA и другие

Здравствуйте! В прошлой статье мы с вами в подробностях рассмотрели устройство жесткого диска, но я специально ничего не сказал про интерфейсы — то есть способы взаимодействия жесткого диска и остальных устройств компьютера, или если еще конкретней, способы взаимодействия (соединения) жесткого диска и материнской платы компьютера.

А почему не сказал? А потому что эта тема — достойна объема никак не меньшего целой статьи. Поэтому сегодня разберем во всех подробностях наиболее популярные на данный момент интерфейсы жесткого диска. Сразу оговорюсь, что статья или пост (кому как удобнее) в этот раз будет иметь внушительные размеры, но куда деваться, без этого к сожалению никак, потому как если написать кратко, получится совсем уж непонятно.

Понятие интерфейса жесткого диска компьютера

Для начала давайте дадим определение понятию «интерфейс». Говоря простым языком (а именно им я и буду по-возможности выражаться, ибо блог то на обычных людей рассчитан, таких как мы с Вами), интерфейс — способ взаимодействия устройств друг с другом и не только устройств. Например, многие из вас наверняка слышали про так называемый «дружественный» интерфейс какой-либо программы. Что это значит? Это значит, что взаимодействие человека и программы более легкое, не требующее со стороны пользователя большИх усилий, по сравнению с интерфейсом «не дружественным». В нашем же случае, интерфейс — это просто способ взаимодействия конкретно жесткого диска и материнской платы компьютера. Он представляет собой набор специальных линий и специального протокола (набора правил передачи данных). То есть чисто физически — это шлейф (кабель, провод), с двух сторон которого находятся входы, а на жестком диске и материнской плате есть специальные порты (места, куда присоединяется кабель). Таким образом, понятие интерфейс — включает в себя соединительный кабель и порты, находящиеся на соединяемых им устройствах.

Читайте также:  Лог всего жесткого диска

Ну а теперь самый «сок» сегодняшней статьи, поехали!

Виды взаимодействия жестких дисков и материнской платы компьютера (виды интерфейсов)

Итак, первым на очереди у нас будет самый «древний» (80-е года) из всех, в современных HDD его уже не встретить, это интерфейс IDE (он же ATA, PATA).

IDE — в переводе с английского «Integrated Drive Electronics», что буквально означает — «встроенный контроллер». Это уже потом IDE стали называть интерфейсом для передачи данных, поскольку контроллер (находящийся в устройстве, обычно в жестких дисках и оптических приводах) и материнскую плату нужно было чем-то соединять. Его (IDE) еще называют ATA (Advanced Technology Attachment), получается что то вроде «Усовершенствованная технология подсоединения». Дело в том, что ATA — параллельный интерфейс передачи данных, за что вскоре (буквально сразу после выхода SATA, о котором речь пойдет чуть ниже) он был переименован в PATA (Parallel ATA).

Что тут сказать, IDE хоть и был очень медленный (пропускная способность канала передачи данных составляла от 100 до 133 мегабайта в секунду в разных версиях IDE — и то чисто теоретически, на практике гораздо меньше), однако позволял присоединять одновременно сразу два устройства к материнской плате, используя при этом один шлейф.

Причем в случае подключения сразу двух устройств, пропускная способность линии делилась пополам. Однако, это далеко не единственный недостаток IDE. Сам провод, как видно из рисунка, достаточно широкий и при подключении займет львиную долю свободного пространства в системном блоке, что негативно скажется на охлаждении всей системы в целом. В общем IDE уже устарел морально и физически, по этой причине разъем IDE уже не встретить на многих современных материнских платах, хотя до недавнего времени их еще ставили (в количестве 1 шт.) на бюджетные платы и на некоторые платы среднего ценового сегмента.

Следующим, не менее популярным, чем IDE в свое время, интерфейсом является SATA (Serial ATA), характерной особенностью которого является последовательная передача данных. Стоит отметить, что на момент написания статьи — является самым массовым для применения в ПК.

Существуют 3 основных варианта (ревизии) SATA, отличающиеся друг от друга пропускной способностью: rev. 1 (SATA I) — 150 Мб/с, rev. 2 (SATA II) — 300 Мб/с, rev. 3 (SATA III) — 600 Мб/с. Но это только в теории. На практике же, скорость записи/чтения жестких дисков обычно не превышает 100-150 Мб/с, а оставшаяся скорость пока не востребована и влияет разве что на скорость взаимодействия контроллера и кэш-памяти HDD (повышает скорость доступа к диску).

Из нововведений можно отметить — обратную совместимость всех версий SATA (диск с разъемом SATA rev. 2 можно подключить к мат. плате с разъемом SATA rev. 3 и т.п.), улучшенный внешний вид и удобство подключения/отключения кабеля, увеличенная по сравнению с IDE длина кабеля (1 метр максимально, против 46 см на IDE интерфейсе), поддержка функции NCQ начиная уже с первой ревизии. Спешу обрадовать обладателей старых устройств, не поддерживающих SATA — существуют переходники с PATA на SATA, это реальный выход из ситуации, позволяющий избежать траты денег на покупку новой материнской платы или нового жесткого диска.

Так же, в отличии от PATA, интерфейсом SATA предусмотрена «горячая замена» жестких дисков, это значит, что при включенном питании системного блока компьютера, можно присоединять/отсоединять жесткие диски. Правда для ее реализации необходимо будет немного покопаться в настройках BIOS и включить режим AHCI.

Следующий на очереди — eSATA (External SATA) — был создан в 2004 году, слово «external» говорит о том, что он используется для подключения внешних жестких дисков. Поддерживает «горячую замену» дисков. Длина интерфейсного кабеля увеличена по сравнению с SATA — максимальная длина составляет теперь аж два метра. eSATA физически не совместим с SATA, но обладает той же пропускной способностью.

Но eSATA — далеко не единственный способ подключить внешние устройства к компьютеру. Например FireWire — последовательный высокоскоростной интерфейс для подключения внешних устройств, в том числе HDD.

Поддерживает «горячу замену» винчестеров. По пропускной способности сравним с USB 2.0, а с появлением USB 3.0 — даже проигрывает в скорости. Однако у него все же есть преимущество — FireWire способен обеспечить изохронную передачу данных, что способствует его применению в цифровом видео, так как он позволяет передавать данные в режиме реального времени. Несомненно, FireWire популярен, но не настолько, как например USB или eSATA. Для подключения жестких дисков он используется довольно редко, в большинстве случаев с помощью FireWire подключают различные мультимедийные устройства.

Читайте также:  Создание разделов на жестких usb дисков

USB (Universal Serial Bus), пожалуй самый распространенный интерфейс, используемый для подключения внешних жестких дисков, флешек и твердотельных накопителей (SSD). Как и в предыдущем случае — есть поддержка «горячей замены», довольно большая максимальная длина соединительного кабеля — до 5 метров в случае использования USB 2.0, и до 3 метров — если используется USB 3.0. Наверное можно сделать и бОльшую длину кабеля, но в этом случае стабильная работа устройств будет под вопросом.

Скорость передачи данных USB 2.0 составляет порядка 40 Мб/с, что в общем-то является низким показателем. Да, конечно, для обыкновенной повседневной работы с файлами пропускной способности канала в 40 Мб/с хватит за глаза, но как только речь пойдет о работе с большими файлами, поневоле начнешь смотреть в сторону чего-то более скоростного. Но оказывается выход есть, и имя ему — USB 3.0, пропускная способность которого, по сравнению с предшественником, возросла в 10 раз и составляет порядка 380 Мб/с, то есть практически как у SATA II, даже чуть больше.

Есть две разновидности контактов кабеля USB, это тип «A» и тип «B», расположенные на противоположных концах кабеля. Тип «A» — контроллер (материнская плата), тип «B» — подключаемое устройство.

USB 3.0 (тип «A») совместим с USB 2.0 (тип «A»). Типы «B» не совместимы между собой, как видно из рисунка.

Thunderbolt (Light Peak). В 2010 году компанией Intel был продемонстрирован первый компьютер с данным интерфейсом, а чуть позже в поддержку Thunderbolt к Intel присоединилась не менее известная компания Apple. Thunderbolt достаточно крут (ну а как иначе то, Apple знает во что стоит вкладывать деньги), стоит ли говорить о поддержке им таких фич, как: пресловутая «горячая замена», одновременное соединение сразу с несколькими устройствами, действительно «огромная» скорость передачи данных (в 20 раз быстрее USB 2.0).

Максимальная длина кабеля составляет только 3 метра (видимо больше и не надо). Тем не менее, несмотря на все перечисленные преимущества, Thunderbolt пока что не является «массовым» и применяется преимущественно в дорогих устройствах.

Идем дальше. На очереди у нас пара из очень похожих друг на друга интерфейсов — это SAS и SCSI. Похожесть их заключается в том, что они оба применяются преимущественно в серверах, где требуется высокая производительность и как можно меньшее время доступа к жесткому диску. Однако, существует и обратная сторона медали — все преимущества данных интерфейсов компенсируются ценой устройств, поддерживающих их. Жесткие диски, поддерживающие SCSI или SAS стоят на порядок дороже.

SCSI (Small Computer System Interface) — параллельный интерфейс для подключения различных внешних устройств (не только жестких дисков).

Был разработан и стандартизирован даже несколько раньше, чем первая версия SATA. В свежих версия SCSI есть поддержка «горячей замены».

SAS (Serial Attached SCSI) пришедший на смену SCSI, должен был решить ряд недостатков последнего. И надо сказать — ему это удалось. Дело в том, что из-за своей «параллельности» SCSI использовал общую шину, поэтому с контроллером одновременно могло работать только лишь одно из устройств, SAS — лишен этого недостатка.

Кроме того, он обратно совместим с SATA, что несомненно является большим плюсом. К сожалению стоимость винчестеров с интерфейсом SAS близка к стоимости SCSI-винчестеров, но от этого никак не избавиться, за скорость приходится платить.

Если вы еще не устали, предлагаю рассмотреть еще один интересный способ подключения HDD — NAS (Network Attached Storage). В настоящее время сетевые системы хранения данных (NAS) имеют большую популярность. По сути, это отдельный компьютер, этакий мини-сервер, отвечающий за хранение данных. Он подключается к другому компьютеру через сетевой кабель и управляется с другого компьютера через обычный браузер. Это все нужно в тех случаях, когда требуется большое дисковое пространство, которым пользуются сразу несколько людей (в семье, на работе). Данные от сетевого хранилища передаются к компьютерам пользователей либо по обычному кабелю (Ethernet), либо при помощи Wi-Fi. На мой взгляд, очень удобная штука.

Думаю, это все на сегодня. Надеюсь вам понравился материал, предлагаю подписаться на обновления блога, чтобы ничего не пропустить (форма в верхнем правом углу) и встретимся с вами уже в следующих статьях блога.

Источник