معرفی انواع رابط هارد دیسک : از دیدگاه کلی، رابطهای هارد دیسک به پنج نوع تقسیم می شوند: ATA موازی (PATA، که IDE یا EIDE نیز نامیده میشود)، SATA، SCSI، کانال فیبر، IDE و SAS.
IDE بیشتر در محصولات خانگی و برخی از سرورهای وبسایت استفاده میشود.
SCSI عمدتا در بازار سرور استفاده میشود.
Fiber Channel فقط در سرورهای پیشرفته استفاده می شود و از نظر قیمت، گران است.
SATA اکنون هارد دیسک اصلی است. اکثر رایانه های نوت بوک و رایانه های رومیزی از آن استفاده می کنند و هارد دیسک های حالت جامد نیز از آن استفاده می کنند.
SAS به طور کلی در سرورها استفاده می شود , سرعت انتقال سریع و قابلیت اطمینان قوی دارد.
در دستههای گسترده IDE و SCSI، انواع مختلفی از رابطهای خاص وجود دارد که میتوان آنها را بر اساس مشخصات فنی مختلف و سرعت انتقال تقسیم کرد.
IDE مخفف عبارت « Integrated Drive Electronics» است و معنای اصلی آن به درایو دیسک سختی اشاره دارد که “کنترل کننده هارد دیسک” و “بدنه دیسک” را ادغام میکند. این رویکرد تعداد و طول کابلها را برای رابط هارد دیسک کاهش میدهد. همچنین قابلیت اطمینان انتقال دادهها را افزایش داده و ساخت هارد دیسک را آسان تر میکند. در گذشته بسیاری از هارد دیسکها دارای رابطهای IDE بودند، اما اکنون تقریباً همه رابطهای هارد دیسک استاندارد با SATA هستند.
IDE نشان دهنده یک نوع رابط هارد دیسک است. این نوع رابط با پیشرفت تکنولوژی حذف شده است. با گذشت زمان، انواع بیشتری از رابطهای هارد دیسک توسعه مییابند، مانند ATA، Ultra ATA، DMA، Ultra DMA و سایر رابطها همگی رابطهای هارد دیسک IDE هستند.
سه حالت انتقال برای IDE وجود دارد: PIO (I/O برنامه ریزی شده)، DMA (دسترسی مستقیم به حافظه)، و Ultra DMA (UDMA).
رابط IDE که در حالت PIO اجرا میشود دارای سرعت انتقال داده از 3.3 مگابایت بر ثانیه (حالت PIO 0) تا 16.6 مگابایت بر ثانیه (حالت PIO 4) است. دو نوع حالت DMA وجود دارد: DMA تک کلمهای و DMA چند کلمهای. بالاترین سرعت انتقال حالت DMA تک کلمهای 8.33 مگابایت بر ثانیه است و DMA چند کلمهای (دو کلمه) میتواند به 16.66 مگابایت بر ثانیه برسد. بزرگترین تفاوت بین DMA و PIO این است که حالت DMA برای اجرا به دستورالعملهای CPU چندان متکی نیست، که میتواند کد عملیاتی پردازنده را ذخیره کند.
با توجه به ظهور و محبوبیت سریع حالت UDMA، PIO و DMA بلافاصله با UDMA جایگزین میشوند. UDMA یک پروتکل استاندارد تحت سیستم Ultra ATA است که بر اساس حالت 16 بیتی چند کلمهای DMA است. یکی از مزایای UDMA این است که علاوه بر مزایای حالت DMA، از فناوری CRC (Cyclic Redundancy Check) نیز برای بهبود عملکرد تشخیص خطا و اشکال زدایی در حین انتقال داده استفاده میکند. از زمان معرفی استاندارد Ultra ATA، رابط آن از فناوری DDR (Double Data Rate) برای دو برابر کردن سرعت انتقال، با سرعت انتقال تا 100 مگابایت بر ثانیه استفاده کرده است.
سازگار و مقرون به صرفه.
سرعت پایین انتقال داده.
طول کابل کوتاه.
دستگاههای متصل کمتر.
توانایی ضعیف ارتقاء سرعت رابط.
SCSI مخفف عبارت Small Computer System Interface است که یک رابط کاملاً متفاوت از IDE است. SCSI به طور خاص برای هارد دیسک طراحی نشده است، بلکه یک فناوری انتقال داده با سرعت بالا است که به طور گسترده در کامپیوترهای کوچک استفاده میشود. دارای مزایای دامنه وسیع برنامه، چند کار، پهنای باند زیاد و نرخ اشغال کم CPU است. بنابراین SCSI عمدتاً در سرورهای متوسط و بالا و ایستگاههای کاری سطح بالا استفاده میشود. اما به دلیل قیمت بالاتر، به اندازه IDE محبوبیت ندارد. SCSI نیز مشکلات مختص خود را دارد. دارای پشتیبانی محدود بایوس سیستم است و باید برای هر کامپیوتر تنظیم شود. همچنین هیچ رابط نرم افزار SCSI مشترکی وجود ندارد.
نسخه SCSI | توضیحات | |
SCSI-1 | در سال 1986 توسعه یافته است
(منسوخ شده) |
در سال 1979 معرفی شد و از تجهیزات جانبی SCSI همزمان و ناهمزمان پشتیبانی می کرد. |
SCSI-2 | در سال 1994 عرضه شد | معرفی شده در سال 1992، همچنین به عنوان سریع SCSI شناخته می شود، از هر دستگاه SCSI پشتیبانی می کند. |
SCSI-3 | اولین بار در سال 1995 | این استانداردی است که در حال حاضر استفاده می شود. |
کانال فیبر همان SCSI است. کانال فیبر یک فناوری رابط توسعه یافته برای طراحی و توسعه هارد دیسک نیست، بلکه به طور خاص برای سیستمهای شبکه طراحی شده است. با این حال، با توسعه سیستمهای ذخیره سازی، آنها به تدریج در سیستمهای دیسک سخت اعمال میشوند. کانال فیبر برای بهبود سرعت و انعطاف پذیری سیستمهای ذخیره سازی چند دیسکی توسعه یافته است. و سرعت ارتباط سیستمهای چند دیسکی را تا حد زیادی بهبود میبخشد. ویژگیهای اصلی کانال فیبر عبارتند از: تبادل سریع، پهنای باند پرسرعت، اتصال از راه دور، تعداد زیاد دستگاههای متصل، و…
پروتکل کانال فیبر | توضیحات |
FC-0 | لایه فیزیکی، رسانههای مختلف را سفارشی میکند، استانداردهای فاصله انتقال و مکانیسم سیگنال را تنظیم میکند. فیبر نوری، رابط های مسی و نشانگرهای کابل را تعریف می کند. |
FC-1 | رمزگذاری / رمزگشایی |
FC-2 | پروتکل قاب بندی / کنترل جریان |
FC-3 | خدمات رایج مانند رمزگذاری و فشرده سازی داده ها |
FC-4 | لایه نقشه برداری پروتکل، که رابط بین کانال فیبر و پروتکل لایه بالایی را تعریف می کند. برنامه های لایه بالایی مانند پروتکل SCSI، عملکردهای رابط HBA FC-4. FC-4 از چندین پروتکل مانند FCP-SCSI، FC-IP و FC-VI پشتیبانی می کند. |
SATA مخفف عبارت “Serial Advanced Technology Attachment” یا “Serial ATA” است. ساتا یک رابط است که برای اتصال هارد دیسکهای ATA به مادربرد کامپیوتر استفاده میشود. SATA حالت اتصال سریال را اتخاذ میکند. باس سریال ATA از سیگنال ساعت تعبیه شده استفاده میکند که توانایی تصحیح خطای قوی تری دارد. در مقایسه با گذشته، بزرگترین تفاوت آن این است که میتواند دستورالعملهای انتقال را بررسی کند. خطاها به طور خودکار تصحیح میشوند، که تا حد زیادی قابلیت اطمینان انتقال دادهها را بهبود میبخشد.
اکنون رابط عمومی رابطهای SATA است. دلیل اینکه میتواند جایگزین IDE شود این است که عملکرد SATA بسیار بهتر از IDE است. سرعت SATA نیز بسیار بالاتر از IDE بوده و از Hot swap/hot-plugging نیز پشتیبانی میکند.
اکثر رایانههایی که استفاده میکنیم نیز رابط SATA هستند. رابط SATA فعلی دارای سه نسخه 1.0، 2.0 و 3.0 است. هرچه شماره نسخه بزرگتر باشد، عملکرد بهتری دارد. که عمدتاً به دلیل سرعت انتقال داده سریعتر است. SATA 3.0 رایج ترین رابط کاربری است که امروزه مورد استفاده قرار میگیرد. اگرچه از زمان معرفی آن چهار ویرایش وجود داشته است. یعنی 3.1 تا 3.4. نسخه رابط SATA با نسخه قبلی سازگار است. و نسخه بالاتر با نسخه پایینتر سازگار است. برخی از هارد دیسکهای SATA جامپرها را ارائه میدهند. با توجه به متفاوت بودن تنظیمات جامپر، شماره نسخه رابط SATA همان هارد دیسک متفاوت است. علاوه بر این، نرخ انتقال واقعی رابط نیاز به پشتیبانی از مادربرد SATA دارد.
رابط SATA از استاندارد 3.0 در سال 2009 وارد عصر 6 گیگابیت بر ثانیه شد. در سال 2011، SATA 3.1 به روز شد. SATA 3.2 در سال 2013 به روز شد و سپس SATA 3.3 در سال 2016 به روز شد.