Tong quan ve O Cung

Nguyên tắc hoạt động của bộ đệm khá đơn giản: những dữ liệu thường xuyên được truy nhập sẽ được lưu trữ trong RAM khi đó nếu có ứng dụng yêu cầu truy cập những dữ liệu này thì những dữ l[r]

Tổng quan Ổ cứng - Hard Disk Drive (HDD) Welcome to my “Just about Hard Disk Drive” Tutorial ! Tôi đã tốn khá nhiều thời gian cho việc chỉnh sửa tutor này đồng thời định bỏ 150.000 đ để mua cái ổ cứng 2.1GB Seagate chụp hình minh hoạ (chụp webcam tiệm nên chất lượng kém) cho các bạn dễ hiểu Đồng thời tutor này tôi cùng số bạn nhóm đã cố gắng “dùng gì gần gũi và đơn giản đời thường để mô tả và minh họa thay cho các từ ngữ chuyên môn khó hiểu, phức tạp” Mặc dù đã kiểm tra kỹ tất nhiên nó còn nhiều thiếu sót mong các lão cùng đọc và góp ý để tôi sớm khắc phục 1/ Cơ ổ cứng (HDD): Trên thị trường ổ cứng xuất nhiều và có nhiều chuẩn giao tiếp IDE, SCSI, SATA… Trong Tutorial này tôi lấy chuẩn ổ cứng IDE (Intergrate Drive Electronics) để phân tích và minh họa A Cấu trúc vật lý ổ cứng: Ổ cứng (Harddisk driver) là kiểu thiết bị lưu trữ liệu (storage device) Mục đích chính các nhà sản xuất việc chế tạo thiết bị này đó chính là lưu trữ liệu Mục đích chính các nhà sản xuất việc chế tạo thiết bị này đó chính là lưu trữ liệu và để thay đĩa mềm (tại thời điểm HDD đời chưa có các loại ổ đĩa quang CD-ROM hay ZIP) Có số nhược điểm làm hạn chế tiện ích và độ tin cậy đĩa mềm Ngay các ổ đĩa mềm tốt quá chậm đọc/ghi liệu, lại tiêu thụ điện nhiều so với các thiết bị khác máy tính Ổ đĩa mềm còn bị hạn chế dung lượng lưu trữ, việc chuyển đỗi nhiều đĩa là cách làm bất tiện và không tin cậy Nhu cầu thiết bị lưu trữ lớn và cố định đã làm nảy sinh ổ đĩa cứng (ổ cứng) vào năm đầu thập kỷ 80 Đương nhiên khả lưu trữ lớn lại đẩy mạnh phát triển máy tính Hiện ổ cứng là thiết bị chuẩn các loại máy tính Cấu tạo ổ cứng: Bộ khung Đĩa từ Các đầu đọc/ghi Bộ dích chuyển đầu từ: Mô tơ trục quay Các loại mạch điện ổ cứng Bộ khung: Bộ khung khí quan trọng hoạt động chính xác ổ đĩa cứng, ảnh hưởng đến hợp cấu trúc, nhiệt và điện ổ đĩa Khung cần phải cứng và tạo nên cái vững để lắp ráp các phận khác Các ổ đĩa cứng thường dùng khung nhôm đúc, các ổ cứng loại nhỏ máy tính xách tay thường dùng vo plastic Vật liệu vỏ cụ thể phụ thuộc vào yếu tố [I]hình dạng (form factor) tức là kích thước ổ cứng.[/I] Đĩa từ Đĩa từ ổ cứng là các đĩa nhôm, thuỷ tinh, sứ có chế độ hoạt động tương đối Đĩa chế tạo đặc biệt giúp cho nó có khả lưu trữ tốt, an toàn và không bị “nhão” (nhả từ) các thiết bị đọc ghi từ tính khác (tuy nhiên có số loại đĩa từ sản xuất không đạt tiêu chuẩn qua thời gian có tượng bị “nhão”) Đĩa phủ vật liệu từ hai mặt (môi trường lưu trữ thực) và bao bọc lớp vỏ bảo vệ Sau đã hoàn tất và đánh bóng, các đĩa này xếp chồng lên và ghép nối với môtơ quay; có số loại đĩa cứng có đĩa từ Trước chồng đĩa lắp cố định vào khung, cấu các đầu từ ghép vào các đĩa Các đầu đọc ghi Trước các đầu đọc/ghi ổ đĩa cứng thường chế rao ổ đĩa mềm, lõi sắt mềm cộng với đến 34 (hoặc hơn) vòng dây đồng mảnh Các đầu từ này có kích thước lứon và tương đối làm hạn chế số rãnh có thể có trên mặt đĩa mà hệ thống chuyển dịch đầu từ phải khắc phục Hiện nay, các thiết kế đầu từ đã loại bỏ các kiểu quấn dây cổ điển mà dùng loại đầu từ màng mỏng Nó chế tạo giống vi mạch dùng công nghệ quang hóa Do kích thước nhỏ và nhẹ nên độ rộng rãnh ghi nhỏ và thời gian dịch chuyển đầu tư nhanh Trong cấu trúc tổng thể, các đầu đọc/ghi này gắn vào các cánh tay kim loại dài điều khiển các môtơ Các vi mạch tiền khuếch đại đầu từ thường gắn trên vi mạch in nhỏ nằm dịch chuyển đầu từ Toàn cấu trúc này bọc kín hộp đĩa Hộp đậy kín nắp kim loại có gioăng lót Bộ dịch chuyển đầu từ: Nhiều loại đĩa cứng sử dụng môtơ [I]cuộn dây di động (voice coil motor) còn gọi là môtơ cuộn dây quay (rotary coil) servo để điều khiển chuyển động đầu từ Các môtơ servo có kích thước nhỏ, nhẹ thích hợp với ổ cứng nhỏ gọn và có thời gian truy cập nhanh Thách thức lớn việc điều khiển đầu tư là giữ cho nó đúng tâm rãnh mong muốn Nói cách khác là các nhiễu loại khí động học, các hiệu ứng nhiệt trên đĩa từ và các biến thiên dòng điều khiển môtơ servo có thể gây nên sai số việc điều định vịi đầu từ Vị trí đầu từ phải luôn luôn kiểm tra và điều chỉnh kịp thời để đảm bảo vị trí rãnh thật chính xác Quá trình hiệu chỉnh đầu từ theo rãnh gọi là phương pháp servo đầu tư Cần có thông tin để so sánh vị trí thực và vị trí mong muốn đầu tư Thông tin servo dành riêng (Dedicated servo information) ghi trên mặt đĩa từ dự trữ Thông tin servo nhúng (Embedded servo information) lại mã hoá thành các chùm liệu ngắn đặt trên sector Hệ thống servo sử dụng lệch pha các xuung tín hiệu các rãnh kế cận để xác định đầu từ có đặt đúng rãnh hay không.[/I] Môtơ trục quay Một yếu tố xác định chất lượng ổ cứng là tốc độ mà đĩa từ lướt qua đầu đọc/ghi Đĩa từ lướt qua đầu từ với tốc độ khá cao (ít là 3600 vòng/phút) Môtơ trục (spindle môtơ) có chức làm quay các đĩa từ Môtơ trục là loại môtơ không có chỗi quét, chiều cao thấp, dùng điện chiều, tương tự môtơ ổ đĩa mềm Khi môtơ cấp điện, từ trường tạo các dây môtơ Khi điện cắt, lượng từ trường lưu trữ các cuộn dây môtơ giải phóng dạng xung điện ngược [I]Kỹ thuật Hãm động (dynamic braking) sử dụng lượng xung điện ngược đó để làm dừng đĩa lại.[/I] Các mạch điện tử ổ cứng Nhìn thẳng vào ổ cứng phận đầu tiên mà chúng ta thấy chính là bo mạch điều khiển Ổ đĩa cứng điều khiển các mạch điẹn tử tương đối phức tạp Mạch điện tử gắn khung và chứa hoàn toàn các mạch cần thiết để truyền tải các tín hiệu điều khiển và liệu với giao diện vật lý riêng, điều khiển đầu đọc/ghi, thực đọc/ghi theo yêu cầu và để quay các đĩa từ Mỗi chức kể trên phải thực hoàn hảo với độ chính xác cao Bo mạch điều khiển này bao gồm chip controller, chip input/output IO, nhớ đệm cho ổ cứng (HDD cache), ổ cắm nguồn 5+ 5- 12- 12+, và chân cắm chuẩn IDE 39/40 chân Đối với các hệ ổ cứng trước đây nhớ đệm thấp có từ 512kb trở xuống còn với các hệ ổ cứng đại sau này thì số lượng cache cao từ 1Mb trở lên Trong bo mạch ổ cứng thì motor , chip controller và nhớ đệm đóng vai trò quan trọng Bộ nhớ đệm càng cao thì tốc độ truy xuất liệu trên ổ cứng nhanh nhiều và vấn đề sai sót liệu thấp Tương tự , tốc độ quay motor và khả điều khiển controller không kém phần quan trọng, tốc độ ổ cứng (rpm - revolution per minute - số vòng trên phút) càng cao thì tốc độ truy xuất liệu càng nhanh Các khái niệm ổ cứng: Rãnh (track) Cung từ (Sector) Xi lanh (Cylinder) -Track (rãnh) : Có thể coi mặt đĩa cứng là trường hai chiều: cao và rộng Theo kiểu hình học này thì liệu ghi vào các vòng tròn đồng tâm, phân bố từ trục quay tới rìa đĩa Mỗi vòng đồng tâm trên đĩa gọi là track Thông thường,mỗi đĩa có từ 312 đến 2048 rãnh Track là tập hợp bao gồm số sector định dung lượng track khác có độ lớn từ ngoài (Track 0>track >track >… >track N>track N+1) Sector (cung từ): Mỗi track là vòng tròn liệu có tâm là tâm trục quay đĩa từ Một track chia thành nhiều cung, người ta gọi các cung này là sector (cung từ) Sector là vùng vật lý chứa liệu nhỏ ổ cứng kể đọc và ghi Thông thường thì sector chứa 512 byte liệu (US Windows) Mỗi track chia thành lượng sector định Tuy nhiên, vì các track bên ngoài lớn các track phía (gần trục) cho nên càng vào sâu các track phía thì dung lượng mà sector có thể chứa càng thấp Cấu trúc sector : -Sector header (thông tin bản) : lưu trữ các thông tin vị trí đầu đọc , cylinder, và số thứ tự vật lý sector Nó đảm nhận luôn nhiệm vụ xác định sector có sử dụng hay không sector nào lưu liệu thay cho sector này Thông tin cuối cùng mà sector header cung cấp chính là giá trị việc kiểm tra lỗi liệu tuần hoàn (hay còn gọi là lỗi chẵn lẽ CRC), giá trị này giúp cho các chương trình xác định sector header có chính xác hay không -Góc rỗng (GAP) : sector có mặt góc rỗng là cần thiết Góc rỗng cung cấp cho đầu đọc/ghi khoảng thời gian định để nó có thể chuyển từ việc đọc liệu trên sector sang ghi liệu Khi đọc liệu, đầu từ bỏ qua góc rỗng -Dữ liệu: Thông thường ta format đĩa cứng duới Windows DOS thì sector có thể chứa 512 byte liệu Phần cuối cùng vùng liệu này chứa thông tin mã sửa lỗi (ECCs), dùng cho việc phát và sửa lỗi - Góc rỗng mở rộng (Inter-GAP): Có gì khác “Góc rỗng” và “Góc rỗng mở rộng” (GAP và Inter-GAP) ? Góc rỗng cung cấp cho đầu từ khoảng thời gian định đễ đầu từ chuyển đổi từ việc “đọc liệu ” sang “ghi liệu” trên cùng sector Còn Góc rỗng mở rộng thì cung cấp cho đầu đọc khoản thời gian định để đầu đọc có thể chuyển từ việc “ghi trên sector này” sang “đọc sang sector kết tiếp” Tương tự Gócrỗng, đọc liệu đầu đọc bỏ qua Góc rỗng mở rộng -Cylinder bao gồm track có chung tâm và đồng trục nằm trên mặt đĩa từ -Số sector trên track: sản xuất đĩa cứng nhà sản xuất luôn ghi rõ ràng thông số liên quan đến ổ cứng đó có phần số sector trên track (sector per track) Những ổ cứng đại ngày sử dụng nhiều kích cỡ khác trên track Ổ cứng ghi và đọc theo nguyên tắc từ ngoài vào trên mặt đĩa từ Các track nằm ngoài cùng thì có nhiều không gian cho sector là các track nằm sâu bên (gần tâm đĩa từ) Do đó phần liệu nằm trên sector và track đầu tiên ổ cứng truy xuất nhanh Đầu đọc (head) và motor trợ động (servo-motor): Trên mặt đĩa từ ổ cứng thì có đầu đọc (head) riêng biệt đầu đọc này có vai trò đọc/ghi liệu lên bề mặt đĩa từ Trước đây loại ổ cứng cũ sử dụng loại motor dịch chuyển (step-motor) để di chuyển đầu đọc Loại motor này làm tốn nhiều thời gian và mau hư vì ngày người ta không còn sản xuất loại ổ cứng mà thay vào đó là loại ổ cứng thiết kế “motor trợ động” (servomotor) có cấu trúc đơn giản motor dịch chuyển nhiều và thời gian dịch chuyển nhanh đồng thời ít bị hư hại Motor trợ động đóng vai trò quan trọng việc đọc ghi đầu đọc Tốc độ motor trợ động phải đồng với tốc độ motor chính (motor quay đĩa từ) không không thể đọc chính xác liệu Cấu trúc motor trợ động khá đơn giản nó không motor thông thường mà đơn là phận chuyển động có giới hạn góc quay định Motor trợ động là khung có quấn cuộn cảm phát sinh lực từ để chuyển động và nam châm có lực hút mạnh gắn vào khung điều khiển đầu đọc Ở trạng thái binh thường không hoạt động motor trợ động tự động đưa đầu đọc vào khoang trống, khoảng không trống có khung bảo vệ bên ngoài các đĩa từ, để tránh rủi ro tối đa cho các đầu đọc cực nhỏ gắn trên cần đọc Bên ổ cứng là môi trường chân không hoàn toàn và chống ẩm Giữa đầu đọc và mặt đĩa từ có khoảng không gian cực nhỏ có thể nói là siêu nhỏ Ở đây tôi xin khẳng định lại là “ở mặt đĩa từ và đầu đọc là khoảng không gian siêu nhỏ môi trường chân không bên ổ cứng” không phải là “giữa ổ cứng và đầu đọc có lớp đệm không khí lớp đệm từ trường” số bài báo và sách đã đề cập đến Tốc độ motor quay đĩa từ cao quay tạo gió ta mở nắp đậy ổ cứng ra, có không khí bên ổ cứng thì đĩa từ quay với tốc độ cao tạo gió làm rung và có thể thổi bay luôn đầu đọc đồng thời không khí có nhiều bụi bẩn đó mặt đĩa từ phải luôn luôn bóng Do đó bên ổ cứng phải là môi trường chân không Ổ cứng là thiết bị lưu trữ liệu từ tính, đầu từ đọc và ghi từ tính và mặt đĩa từ có độ nhạy từ cao thì không thể nào đầu đọc và đĩa từ lại có thêm lớp đệm từ trường là “xe lửa cao tốc” Tốc độ quay motor chính (motor quay đĩa từ) : Thông thường thì các loại đĩa cứng có tốc độ quay từ 5200rpm đến 7200rpm Không có trên thị trường đã có loại ổ cứng chuyên dụng “đụng nóc” với khả có tốc độ đến 10000rpm Tốc độ quay giữ vai trò thiết yếu đến tốc độ truy xuất liệu ổ cứng, quay càng nhanh thì đọc và ghi càng nhanh đồng nghĩa là ổ cứng kêu to và mau nóng Khi ổ cứng nóng lên (có nghĩa là đĩa từ nóng lên theo) làm cho lực từ bị hao hụt và “nhiễu” lúc đó liệu đọc và ghi có nhiều vấn đề Với loại ỗ cứng có tốc độ cao này thì các nhà sản xuất luôn khuyến cáo người tiêu dùng nên trang bị thêm quạt giải nhiệt để kéo dài tuổi thọ và liệu ổ cứng Nhờ có tốc độ cao mà các ổ cứng hệ sau này có khả đọc hết tất sector trên cùng track vòng quay Tốc độ motor quay đĩa từ luôn luôn là số , nó bị thay đổi có nghĩa là ổ cứng đó không thể sử Thời gian tìm, thời gian chuyển đầu đọc và thời gian chuyển cylinder: Cách tổ chức liệu trên ổ cứng là cách tổ chức liệu có tính liên tục đó controller phát lệnh seek (tìm kiếm) thì controller chờ đầu đọc khoảng thời gian định để đầu đọc tìm đúng track,sector Thời gian đó gọi là thời gian dùng để xác định vị trí (tìm kiếm sector,track) Tuy nhiên số ổ cứng (đặc biệt là chuẩn SCSI ) đôi thực thi lệnh seek không chính xác Bộ controller ỗ đĩa này đưa đầu đọc đến sector track gần đến vị trí xác định không di chuyển đầu đọc mà để yên đó Vì “cách lưu trữ liệu ổ cứng có tính liên tục” nên thời gian để đầu đọc chuyển từ sector này sang sector từ track này sang track kết tiếp nhanh và ngược lại đọc sector track sang sector 13 track thì nhiều thời gian ! Chính vì điều này mà thời gian tìm file trên ổ cứng có dung lượng càng nhỏ thì càng nhanh và ngược lại Thời gian chuyển cylinder là thời gian để đầu đọc chuyển từ track này sang track khác Thời gian tính theo đơn vị mili-giây (ms) Thời gian tìm sector trên track xác định (Rotational latency) hay còn gọi là “góc trễ quay”: đầu đọc đã tìm track xác định, controller tiếp tục thực việc tìm sector trên track này Lúc này đầu đọc không di chuyển mà đứng yên lúc đó đĩa từ quay liên tục nào đầu đọc xác định vị trí sector mà nó cần tìm Thời gian để làm công vịêc này gọi là “Thời gian tìm sector trên track xác định“ - Rotational latency Tốc độ ổ cứng càng nhanh thì thời gian tìm sector trên track càng ít Thời gian trung bình mà đầu đọc tìm sector chính xác trên track là 4ms(7200rpm) đến 6ms(5400rpm) Thời gian truy cập liệu (Data Access time) : Thời gian truy cập liệu là tổng thời gian tìm kiếm, chuyển đầu đọc và tìm sector trên track xác định Nói là vì đầu tiên controller phải xác định vị trí để đưa đầu đọc đến vị trí trên cylinder cần tìm Sau đó liệu đã đọc ghi thì cần thêm thời gian để chuyển đầu đọc để tìm track và cuối cùng sau xác định track thì phải tốn thêm ít thời gian cho việc tìm đúng sector trên track đó Đây chì là phần nhỏ "cấu trúc vật lý HDD" tôi post tiếp sau các lão thông cảm cho tôi tí This post has been edited by DuongMedia: Feb 2004, 02:35 AM Feb 13 2004, 01:58 PM Post #3 littlefox Cluster (chỉ dành riêng cho FATx File System): là đơn vị lưu trữ định đĩa từ Cluster bao gồm nhiều sector Không gian lưu trữ ổ cứng xác định dựa trên cluster, cho dù đó là file (hoặc phần file) chiếm dụng phần toàn không gian cluster thì điều đó coi là đã sử dụng phần không gian ổ cứng Hiếm nào dung lượng file vừa tổng dung lượng số cluster Nói là vì thông thường cluster cuối cùng lưu trữ phần liệu file thường chứa luôn không gian trống không dùng đến mà người ta thường gọi là “không gian rỗng” phần cuối cluster Ta thử làm phép tính đơn giản để minh hoạ vấn đề này: Group: HVA Moderator Cho cluster = KB; ta có file test.txt dung lượng 14 KB ta Posts: 783 lưu file test.txt xuống đĩa cứng file này tách thành cluster Joined: 2January 04 Member No.: 56098 là : Cluster -> 4KB đầu tiên Cluster -> 4KB Cluster -> 4KB Cluster (cluster cuối cùng) ->lưu trữ 2KB còn lại và 2KB bị bỏ trống 2KB bỏ trống này không thuộc file nào, không lưu liệu nào vì cluster đã định thuộc file test.txt đó đây là khoảng không gian rỗng hay nói khác “chúng ta đã phí phạm khoảng không gian trên ổ cứng” - đây chính là điểm khác và tiến các hệ FAT File System mà chúng tôi nói đến phần hệ thống file OS phần sau Mặc dù rõ ràng cái mà người ta nhận từ cluster là đáng kể, nó làm tăng hiệu làm việc ổ cứng và giúp hệ điều hành quản lý file tốt nhiều so với việc bắt hệ điều hành và ổ cứng phải làm việc cấp độ sector Lost cluster: thông thường các bạn dùng các chương trình sửa ổ cứng là scandisk/ndd (chạy trên FATx File System) đôi bạn nhận thông báo “Lost cluster found! Fix it ?” Thật quá ổ cứng đọc và ghi liệu, hệ điều hành có vai trò mở file/tạo file (open/assign file) sau đó tiếp tục phát lệnh để ổ cứng ghi phần liệu vào cluster định cuối cùng lệnh đóng file (close file) Tuy nhiên đôi có số trường hợp ổ cứng ghi liệu vào các cluster đã định bất ngờ bị điện kết thúc quá trình ghi liệu lại không thực quá trình đóng file, cho nên cluster này công nhận là “đã sử dụng” lại không thuộc file nào Trong trường hợp này các chương trình sửa đĩa ghi các thông tin mà các các cluster này lưu trữ file để backup lại các liệu có giá trị bị Chain (chỉ dành riêng cho FATx File System): không phải lúc nào liệu file ghi trên cluster liên tiếp (1,2,3,4…n) Do đó cluster đã định là đã sử dụng thì OS cố gắng tìm đến cluster kế tiếp tìm cluster trống để ghi liệu vào Việc liệu file (hoặc phần) ghi rải rác mà không có liên tục trên cluster thì gọi là “một chuỗi các cluster” (chain) và việc OS dịnh dạng trên bảng FAT gọi là “định dạng chuỗi FAT” Lost chain tương tự lost cluster khác là nguyên chuỗi cluster bị khai báo nhầm là đã sử dụng Bộ đệm ổ cứng (HDD Cache): Hiện các nhà sản xuất ngày càng nâng cao tốc độ ổ cứng chắn là tốc độ truy xuất liệu ổ cứng không có thể nhanh RAM (Random Access Memory - nhớ truy xuất ngẫu nhiên) Để giảm bớt phần nào khoảng cách đó, các nhà sản xuất phần cứng và phần mềm đã tạo đệm ổ cứng (disk cache) Bộ đệm ổ cứng sử dụng phần RAM để lưu trữ thông tin thường xuyên các ứng dụng truy nhập Chính việc lưu trữ thông tin này trên RAM, đệm đã giúp tốc độ truy xuất liệu nhanh và giúp kéo dài tuổi thọ ổ cứng Nguyên tắc hoạt động đệm khá đơn giản: liệu thường xuyên truy nhập lưu trữ RAM đó có ứng dụng yêu cầu truy cập liệu này thì liệu này lấy trực tiếp từ RAM không cần ổ cứng phải làm công vịêc như: quay đĩa, xác định vị trí đầu đọc, tìm kiếm… Có kiểu đệm ổ cứng chính: -Bộ đệm “mềm” (Software disk caches): sử dụng phần nhớ chính máy (PC RAM – main memory) để truy xuất và lưu trữ tạm thời phần liệu ổ cứng Loại đệm này chương trình tao và quản lý cho nên không cần đế phần cứng hỗ trợ đặc biệt VCACHE chính là ví dụ thực tế đệm mềm -Bộ đệm “cứng” (on-board disk caches): sử dụng nhớ và điều khiển cache thiết kế trên board mạch ổ cứng Mặc dù nó không sử dụng phần RAM nào nhớ chính (computer RAM) để làm công việc lưu trữ tạm thời chúng có dung lượng thấp (128KB>2MB cá biệt có thể lên đến 4MB) và đắt tiền -Bộ đệm “riêng” (disk caching controllers): tương tự đệm cứng, đệm riêng sử dụng nhớ riêng (có cấu trúc khác RAM) nhớ và điều khiển mà đệm này sử dụng là nhớ và chíp điều khiển gắn riêng rẽ trên card điều khiển không phải là trên board mạch ổ cứng và lẽ dĩ nhiên giá thành chúng cực kì đắt Tuy nhiên, đệm riêng lại hoạt động tốt và nhanh nhiều so với đệm cứng vì nó vượt qua số giới hạn phần ổ cứng mà đệm cứng luôn bị ảnh hưởng -Buffers : đây chúng tôi không dịch hẳn từ buffer mà để nguyên vì buffers và cache có điểm giống Có nhiều tài liệu biên dịch nguyên hoàn toàn không phân biệt khái niệm “cache” và “buffers” mà lại để nguyên là “bộ đệm” – là không chính xác! Vậy cache và buffers có gì khác và giống ? Có điểm giống cache và buffers chính là “chúng là nhớ đệm có tác dụng lưu trữ tạm thời số liệu trên ổ cứng nhằm tăng tốc tốc độ truy xuất liệu và tăng tuổi thọ cho ổ cứng” và điểm khác chúng là : Cache có tốc độ cao nhiều so với buffers Cache phải cần đến điều khiển cache - là “cứng” thì cần phài có chíp điều khiển, còn “mềm” thì phải cần phần mềm điều khiển – đó buffers là chíp nhớ đơn giản không cần điều khiển riêng Buffers gặp nhiều giới hạn các quá trình giao tiếp và chuyển đổi liệu vì khả quản lý liệu nó kém Khi lưu trữ liệu tạm thời, buffer lưu trữ lúc track vì muốn tìm sector nào trên track này thì hệ điều hành lại phải tiếp tục tìm kiếm trên track mà buffer cung cấp - chậm hẳn so với cache Những điều cần chú ý đến Cache : có thể bạn ngạc nhiên chúng tôi nói là “ổ cứng có cache lớn không có nghĩa là truy xuất liệu nhanh ổ cứng có cache nhỏ (hai cái cùng loại có cùng tốc độ và dung lượng)” Nói điều này thì cũngkhông có gì là bất thường lắm, cache là nhớ đó tốc độ truy xuất nhớ làm cache càng nhanh thì càng tốt , tuỳ thuộc vào mức độ thôn minh và khả quản lý “chíp điều khiển” (cache controllers chip) và cuối cùng là tổ chức nhớ làm cache (cho phép đọc/ghi liệu tuỳ ý có thể đọc ghi từ đầu đến cuối) Tuy nhiên tác dụng cache giảm nhiều ổ cứng đã defragment (phần này chúng tôi nói kỹ phần Cấu trúc File System) Ở đây chúng tôi xin nói thêm chút VCACHE : Windows có driver ảo gọi là VCACHE có nhiệm vụ quản trị nhớ đệm cho ổ cứng VCACHE chính là thay cho “bộ đệm mềm” DOS và các version Windows trước đó (thường gọi là SmartDrive) VCACHE có khả thay đổi nhanh dung lượng nhớ mà nó sử dụng, điều mà các trình quản lý đệm DOS không thể làm Khi đĩa cứng hoạt động liên tục (chép file đọc file lớn) đó việc truy cập nhớ lại thấp thì nó tự động điều chỉnh kích thước đệm (tăng lên) cho phù hợp để RAM có thể chia sẻ bớt phần công việc đĩa cứng Nguợc lại, ổ cứng ít hoạt động (ít truy xuất liệu) RAM lại liên tục có lệnh truy xuất (khi chạy các ứng dụng tính toán cao cấp) thì nó tự động điều chỉnh kích thước đệm ( giảm xuống) để có dung lượng RAM tối đa cho các ứng dụng tính toán VCACHE hoàn toàn có khả tạo file cache (còn gọi là swap file) trên ổ cứng mạng (98,Me) Nó sử dụng quá trình “đọc trước – ghi từ cache xuống” (read-ahead and write-behind caching) VCACHE là ví dụ điển hình “bộ đệm mềm” (software disk cache) Đọc trước (read-ahead) : là phương pháp xem xét thử phần liệu nào ứng dụng yêu cầu truy xuất đọc nó vào nhớ, nó luôn luôn kích hoạt máy vi tính trạng thái nghỉ ngơi (Standby) ít hoạt động (Idle) Kết phương pháp này là giảm nhiều chuyển động đầu đọc và đĩa cứng hoạt động êm (không đọc nhiều nên không gây tiếng ồn) Ghi từ cache xúông (write-behind caching): cho kết tuơng tự nó còn bao gồm luôn công việc giữ phần liệu cache để chúng đuợc ghi xuống đĩa cứng hoàn toàn máy vi tính nghỉ ngơi (shutdown) Một vấn đề với phương pháp này là “nếu máy tính điện đột ngột thì phần liệu chưa ghi từ cache xuống ổ cứng trắng không tìm lại vì cache là dạng nhớ cần nguồn nuôi” B.Tổ chức liệu đĩa cứng : Ở đây chúng tôi xin khẳng định rõ quan điểm mình là “tổ chức liệu (hay còn gọi là tổ chức liệu cấp thấp)” đĩa cứng để phân biệt rõ ràng với “tổ chức liệu cấp cao” ổ cứng hệ thống file (file system) OS cài đặt trên ổ cứng tổ chức mà số tài liệu đã nói chung chung là “tổ chức liệu ổ cứng” Tổ chức liệu đĩa cứng là cách xếp phần tử/đơn vị lưu trữ liệu mức thấp mà nhà sản xuất đã quy định đồng thời các giá trị đo lường ổ cứng tuân thủ theo nguyên tắc riêng Các đơn vị đo lường ổ cứng tính theo nguyên tắc sau : Bit là đơn vị lưu trữ liệu nhỏ và có thể lưu trữ hai giá trị byte = bit; Kbyte = 1024 byte; Mbyte = 1.000.000 byte; Gbyte = 1000 Mbyte = 1.000.000.000 byte; Tbyte = 1000 Gbyte=1.000.000 Mbyte=1.000.000.000 byte; Cách thức tổ chức liệu cấp thấp ổ cứng: đã trình bày phần trên byte thì gồm nhiều bit và sector thì bao gồm nhiều byte, track thì bao gồm nhiều sector và cylinder thì bao gồm nhiều track đồng trục và Ngoài chúng tôi có nhắc đến vấn đề “tổ chức liệu kiểu liên tục” phần trên, thật các đơn vị lưu trữ liệu trên ổ cứng (tính từ đơn vị lưu trữ liệu nhỏ nhất) chính là chuỗi dài các đơn vị bit từ chỗ đầu đọc bắt đầu đọc và ghi điểm cuối cùng mà đầu đọc có thể đọc/ghi Cả chuỗi liệu bao gồm các giá trị và (tính theo đơn vị lưu trữ bit) này chính là cách tổ chức đơn giản hay nói cho có tính khoa học là tổ chức liệu cấp thấp ổ cứng Để vấn đề trở nên mạch lạc và dễ hiểu chúng tôi xin minh hoạ đĩa cứng với “cái thước dây thợ may” Bây bạn đã bắt đầu liên tưởng rồi, thay vì trên thước dây có đơn vị nhỏ là 1mm thì bạn hãy cho nó là bit Bây bạn hãy lấy khúc gỗ tròn để đại diện cho trục ổ cứng từ từ quấn cái thước dây này quanh trục hết Lúc này bạn thấy sợi dây dài đã quấn thành nhiều vòng quanh trục, vòng tròn lớn nằm ngoài cùng và nhỏ là nằm cùng Bạn gọi vòng là track, gọi cung vòng này là sector và đếm số mm trên vòng bạn biết vòng nào dài bao nhiêu mm từ đó biết số bit trên vòng và nhận là các vòng ngoài càng lớn thì độ dài (dung lượng) càng cao các vòng Và chúng tôi đã nói là bạn phải liên tưởng , qua ví dụ thực tế cái thước dây bạn hiểu tỗ chức liệu cấp thấp trên ổ cứng là ! PS: Tiếp theo : Phương pháp truy xuất liệu, thông tin controller, nào là chuẩn giao tiếp, nói ATAPI,SCSI,IDE,Serial ATA , so sánh hiệu Hình ảnh tôi post lên sau !Xin thông cảm Mar 23 2004, 04:02 AM Post #4 littlefox Tổ chức luận lý PC: Hệ điều hành luôn luôn phải làm công việc quan trọng đó chính là tổ chức và tìm kiếm liệu trên đĩa cứng Đối việc việc tổ chức và tìm kiếm trên đĩa từ thì độ tương tác hệ điều hành và đĩa cứng lại càng phải thật mật thiết ! Khác với việc đọc đĩa CD (chỉ cho phép đọc) , hệ điều hành quan tâm gì đến việc xem lại tổ chức liệu CD bị thay đổi hay không Để tăng tốc và tính hiệu cho việc truy xuất byte liệu đặc thù trên đĩa từ, hệ điều hành phải xây dựng cấu trúc thư mục và mục diễn giải gì mà nó chiếm dụng, phần free và phần Group: HVA Moderator Posts: 783 Joined: 2- không nên sử dụng nhằm tránh lỗi vật lý cho đĩa từ Kiểu thông tin ổ đĩa thì gọi là “định dạng luận lý” (ở đây tôi sử dụng từ “ổ đĩa” để minh họa khác biệt “nguyên cái ổ cứng” và partition trên ổ cứng đó nhằm tránh lầm lẫn khái niệm dễ lẫn lộn) January 04 Member No.: 56098 Để lấy vị trí vùng nào đó trên đĩa cứng, điều khiển ổ cứng sử dụng các đầu đọc mặt đĩa khác , vị trí track, và vị trí sector PC phải định vị trí “ổ đĩa” theo cách tương tự Tuy nhiện đó chính là điều bất tiện cho hệ điều hành giao tiếp với đĩa cứng ngôn ngữ mà điều khiển có thể hiểu Ví dụ đơn giản đó là số sector, số track và số mặt từ đĩa cứng đề khác (khác loại) Chính vì lẽ đó mà hệ điều hành phải xác định liệu dựa trên dãy số liên tục có hệ thống cho phép nó có thể lưu trữ thông tin các phần ổ cứng Để giảm tải cho đầu đọc hệ điều hành phải giám sát ổ cứng cấp độ sector, lớp cao mà hệ điều hành phải làm việc cần chính là chuỗi nhiều sector gọi là clusters Số lượng sector cluster phục thuộc vào dung lượng ổ cứng và xác định ổ đĩa định dạng Hệ điều hành tổ chức thành “ổ đĩa luận lý” thành vùng chính: vùng hệ thống và vùng liệu Vùng hệ thống bao gồm các sector để boot (boot sector), bảng hệ thống thông tin file (FAT) và thư mục gốc Vùng liệu thì dùng để chứa file và folder Boot-sector: nơi lưu trữ boot record Nó chính là sector vật lý đầu tiên trên đĩa mềm (sector 0) sector khởi đầu ổ đĩa luận lý (một phân vùng trên đĩa cứng đã định dạng) Boot sector xác định cấu trúc ổ đĩa (sector size , cluster size…) Nếu là ổ đĩa boot , nó chứa theo chương trình khởi động hệ điều hành C.Disk controller , phương pháp truy xuất liệu và chuẩn giao tiếp đĩa cứng: Bộ điều khiển ổ cứng (disk-controller) nắm giữ toàn quyền điều khiển ổ cứng Nó cho phép CPU và ổ cứng có thể làm việc tốt với Có nhiều chuẩn giao tiếp đã đời và phát triển để xác định nguyên tắc làm việc ổ cứng và CPU Những chuẩn đây đại diện cho chuẩn thông dụng thường sử dụng điều khiển và ổ cứng: -ST-506/412 : tiêu chuẩn giao tiếp phát triển hãng Seagate và sử dụng vào thời kì máy IBM sơ khai Chuẩn này ngày đã hoàn toàn thay các chuẩn nhanh IDE,EIDE và SCSI -Enhanced Small Device Interface (ESDI): giao diện điều khiển ổ cứng phải cần thiết bị trợ giúp riêng biệt Là chuẩn thay cho ST506/412 nhiên nó đã lỗi thời và đã bị các đàn em IDE,EIDE và SCSI thay -Small Computer System Interface (SCSI): thường gọi vui là “skuzzy” (từ chữ SCSI mà ra) Là loại chuẩn giao tiếp thường dùng để kết nối PC đến thiết bị khác là ổ cứng, máy in, scanner và CD-ROM Hầu hết các card SCSI không cần phải biết kiểu thiết bị mà nó liên kết mà cần biết điều “thiết bị đó làm việc với SCSI” Ta có thể kết nối lên đến thiết bị SCSI chung với và kết nối chúng đế cổng (port) SCSI trên máy vi tính, là cấu hình thường gọi là “dây chuyền bậc nhất” (daisy chain) -Intergrated Drive Electronics (IDE): giao diện điều khiển ổ cứng kết hợp với điều khiển điện tử trên board ổ cứng Giao tiếp EIDE là phát triển gần IDE IDE kết hợp chặt chẽ hoạt động trước thuộc quyền của card điều khiển riêng bây đã tích hợp trực tiếp vào bên ổ cứng (nằm trên board) Kết là ổ cứng IDE có thể sử dụng kết nối IDE trên bo mạch chủ mà không cần đến bus slot Máy vi tính cần IDE card và trên bo mạch chủ không tích hợp kết nối IDE Card IDE cung cấp kết nối vật lý thông qua bus slot và có thể cung cấp thêm các chức điều khiển Một ổ cứng IDE có thể chứa cao là 528 MB liệu Với chuẩn giao tiếp hơn, Enhanced IDE (EIDE), ổ cứng có thể chứa đến 8.4 GB Những ổ cứng IDE có dung lượng vượt quá 504MB đôi lúc phải cần đến phần mềm chuyên biệt là Ontrack’s Disk Manager là Micro House’s EZ-Drive, vì có nhiều máy vi tính không có BIOS controller hỗ trợ ổ cứng IDE dung lượng lớn -Extended Intergrated Drive Electronics (EIDE): chuẩn này còn gọi là “Enhance IDE”, là chuẩn giao tiếp gíup cho điều khiển ổ cứng có thể kết nối khá nhiều thiết bị lưu trữ ( ổ cứng dung lượng lớn, CD-ROM và băng từ) với máy tính EIDE là bước phát triển chuẩn IDE Trong các chuẩn trên thì có ST-506/412 và ESDI là khó chịu với ổ cứng và phải cần điều khiển riêng biệt Những chuẩn trên không đơn khác biệt chỗ dung lượng mà nó có thể truy xuất mà còn là tốc độ chúng Ví dụ ST-506/412 có thể truyền khoảng 5-7.5 megabit/giây đó EIDE có thể truyền đến 16.6 megabit/giây Ổ cứng SCSI là ổ cứng có tốc độ nhanh các chuẩn ổ cứng vì điều khiển SCSI (hoặc host adapter) có CPU riêng để quản lý việc truyền nhận liệu và công việc các thiết bị liên quan mà không cần giúp đỡ CPU chính hệ thống Hệ thống bạn chạy nhanh nhiều CPU chính không cần phải quan tâm đến việc truyền tải mà dành sức cho các công việc khác (đây lý chính khíên cho các thiết bị chuẩn SCSI luôn luôn mắc tiền các chuẩn khác) Thêm là ổ cứng SCSI không cần phần bảo vệ và không mắc phải lỗi dịch sector (điều bây mắc phải trên ổ cứng EIDE) Ổ mềm sử dụng giao tiếp điều khiển chậm từ lúc mà chúng xuất Ổ mềm có thể truyển nhận đựơc cao là 500 kbit/giây thông thường là 350kbit/giây Ổ CD-ROM có thể sử dụng chuẩn EIDE,SCSI và số chuẩn khác Những card adapter (tiếp hợp - điều phối) dành cho nhiều ổ CD-ROM sử dụng tập hợp chuẩn SCSI cho thuộc thiết bị Đâu là chỗ khác biệt SCSI và EIDE ? Ngoài điểm khác biệt khá rõ đã trình bày phần trên còn điểm sau: -SCSI thể sức mạnh qua việc cho phép loạt thiết bị có thể khai thác đường bus cùng thời điểm và không cần sử dụng bus thiết bị không yêu cầu Đây là điểm lợi SCSI ! Trái lại so với SCSI thì EIDE chia thành kênh bao gồm Primary và Secondary và hai kênh này sử dụng hai đường bus khác Tuy nhiên kênh EIDE lại chia thành cấp Master và Slaver cho thiết bị gắn cùng cáp trên kênh Vì thiết bị phép sử dụng đường bus mà EIDE lại không có khả cho phép nhiều thiết bị cùng sử dụng đường bus cùng lúc nên các thiết bị này cấp phép sử dụng bus Đây là điểm hạn chế EIDE đặc biệt bạn gắn ổ cứng chung với CD-ROM trên cùng kênh thì tốc độ giảm nhiều lý sau : ổ CD-ROM có tốc độ chậm thời gian mà CD_ROM sử dụng đường bus lâu từ đó việc cấp quyền sử dụng cho ổ cứng bị hạn chế dẫn đến tốc độ máy châm hẳn Đây là lý giải thích việc người ta khuyên bạn nên gắn ổ cứng mình và kênh Primary ổ CD-ROM vào kênh Secondary và có từ cổ cứng trở lên thì tốt là nên gắn các ổ cứng có tốc độ tương đương với trên cùng kênh Ngoài chuẩn SCSI còn có nhiều kiểu khác nhau: loại 8bit thì cần cáp 50 sợi, loại 16 bit thì cần cáp 68 sợi (SCSI mở rộng) Nhịp (clock) có thể là MHz (SCSI 1) , 10MHz (FAST SCSI) , 20 MHz (Fast20 – ultra SCSI) , 40 MHz (Ultra 2-SCSI) 80Mhz (Ultra 3-SCSI) Sau đây là bảng thống kê khả truyền dẫn liệu chuẩn SCSI: -SCSI Bus Clock | bit 50 sợi -| -16 bit 68 sợi-(mở rộng)— MHz (SCSI 1) Mgbyte/s Không hỗ trợ 10MHz (Fast SCSI) 10 Mgbyte/s 20 Mgbyte/s 20MHz(Ultra SCSI) 20 Mgbyte/s 40 Mgbtye/s 40Mhz (ultra2 SCSI) 40 Mgbyte/s 80 Mgbyte/s 80MHz(ultrả SCSI) 80 Mgbyte/s 160 Mgbyte/s Trong tutorial này tôi đề cập vắn tắt các công nghệ Ultra DMA/ATA/ATAPI/PIO đồng thời so sánh hiệu chúng không phân tích sâu Riêng với chuẩn giao tiếp Serial ATA , tôi sâu vào các khía cạnh kỹ thuật vì chuẩn Serial ATA đánh giá là “chuẩn tương lai” Bản thân ATA/Ultra DMA/PIO không gọi là “chuẩn” mà là công nghệ giao diện truy xuất liệu Khi ổ cứng làm các công nghệ này (tuỳ theo hệ) thì khả truy xuất chúng khác (tương tự chuẩn SCSI chia thành nhiều loại) Công nghệ ATA chính là tiền thân công nghệ Ultra ATA / Ultra DMA ngày ATA đời từ lúc chuẩn IDE bắt đầu lộ diện chinh phục thị trường sản phẩm lưu trữ ATA là từ viết tắt Address Transfer Area - Định vị vùng truyền dẫn và Ultra DMA – Ultra Direct Memory Access – Định hướng truy xuất nhớ cao cấp ATA chậm nhiều so với Ultra ATA Ultra ATA phát triển dựa trên tảng công nghệ Ultra DMA/33 đời nỗ lực kết hợp thiết kế Intel , Quantum , Seagate nhằm cung cấp hệ giao tiếp cho các hệ thống máy tính để bàn (desktop PCs) Direct Memory Access (DMA): cho phép định hướng truyền nhận liệu trực tiếp đến nhớ hệ thống mà không cần thông qua CPU hệ thống DMA gia tăng tốc độ truyền tải cách sử dụng điều khiển DMA để quản lý liệu truyền nhận nhanh nhiều so với việc điều khiển thông qua CPU Hệ điều hành cần phải cài đặt các driver tương thích DMA trước sử dụng chức DMA Bus Mastering DMA: cho phép card giao diện ,hoặc điều khiển ổ cứng, quản lý truyền nhận liệu từ ổ cứng trực tiếp đến nhớ chính hệ thống Những nhà sản xuất bo mạch chủ cung cấp các driver bus mastering hỗ trợ điều khiển DMA các card giao diện (bộ điêu khiển) tương thích với bus mastering Ultra DMA (UDMA): là phiên cuối cùng giao thức ATA Bus Mastering DMA Nó nâng tốc độ truyền tải ATA bus từ 16.6 Mgbyte/s lên 33 Mgbyte/s Công nghệ ATA/ATAPI có khả kiểm tra lỗi nhằm đảm bảo tính toàn vẹn cho liệu tốc độ cao Cần phải lưu ý là chuẩn giao thức SCSI Ultra sử dụng giao thức bus Mastering DMA cho nên đôi người ta quy nó vào là Ultra DMA Điểm khác biệt Ultra DMA/ATA và ATA không hẳn tốc độ và việc Ultra DMA phải có driver tương thích mà còn thể sợi cáp loại này khác Về mặt kích thước và hình dáng thì cáp ATA và Ultra ATA giống y hệt (tuy nhiên có số mainboard - là các hệ sau này - thường làm đầu connector cáp Ultra ATA là màu xanh da trời) cấu trúc lại khác Từ ATA Ultra ATA sử dụng cáp 40 sợi , sợi có lõi và nối với pin; cáp Ultra DMA có 40 sợi (vì tương thích chuẩn EIDE/IDE) khác chỗ sợi lại có đến lõi và bện chặt vào nối vào pin Nếu cáp ATA->Ultra ATA gồm 40 lõi và lõi có nhiệm vụ truyền dẫn liệu riêng thì với cable Ultra DMA có đến 80 lõi đó 40 lõi làm chức truyền liệu 40 lõi còn lại nằm các lõi truyền liệu làm nhiệm vụ “dây đất” và tránh lỗi toàn vẹn liệu tín hiệu nhiễu gây tần số quá cao Trong quá trình truyền nhận không phải lúc nào ổ cứng đạt hết công suất truyền nhận vì tín hiệu nhiễu luôn là trở ngại lớn ảnh hưởng đến quá trình truyền liệu trên cáp chuẩn Những điểm sau đây khiến ổ cứng không thể phát huy mạnh nó: -Cáp quá cũ , là dạng cáp chất lượng kém tháo ráp quá nhìêu dẫn đến cáp bị rách ngầm -Công suất máy quá thừa (công suất nguồn) tạo từ trường gây nhiễu tín hiệu Những hệ thống có quá nhiều ổ cứng gắn chồng lên nhau, có từ nguồn cấp điện trở lên là điện trường từ màn hình CRT -Hệ thống bị over-clock vượt quá mức độ cho phép nhà sản xuất gây lỗi truyền nhận liệu Sau đây là bảng thống kê tốc độ số công nghệ gần đây: tốc độ truyền tải lý thuyết IDE bus (ATA) DMA 16bit đơn (single word) 2.1 Mgbyte/s PIO Mode 3.3 Mgbye/s DMA (SWord) – DMA (MWord) 4.2 MgByte/s PIO mode 5.2Mgbyte/s PIO mode 2, Sword DMA 8.3 MgByte/s tốc độ truyền tải lý thuyết EIDE bus (ATA 2) PIO mode 11.1 Mgbyte/s MWord DMA 13.3Mgbyte/s PIO Mode 4, MWord DMA 16.6mgbyte/s tốc độ truyền tải lý thuyết Ultra ATA (Ultra DMA) MWord DMA 3/ Ultra ATA 33 33mgbyte/s Ultra DMA 44Mbbyte/s Ultra DMA / Ultra ATA 66 66Mgbyte/s Ultra DMA / Ultra ATA 100 100Mgbyte/s Giới thiệu Serial ATA: Serial ATA là bước phát triển giao diện lưu trữ vật lý song song ATA, thay cáp chuẩn 40 sợi và đầu kết nối IDE thành cáp sợi và đầu kết nối SATA Công nghệ ATA song song đã đến đỉnh điểm nó, tiếp tục phát triển tiếp công nghệ này thì số tiền chi lớn đó hiệu lại không cao đồng thời gặp nhiều khó khăn vì các giới hạn từ thởu khai sinh Parallel ATA Điều này đã thúc đẩy nhà nghiên cứu tìm đến giao diện hơn, cho hiệu tốt và tin cậy Serial ATA hứa hẹn khả mở rộng công nghệ tảng ATA tối thiểu 10 năm Vậy thì đâu là lợi ích Serial ATA ? Tính tương thích phần mềm : các phần mềm hệ thống, thiết bị Serial ATA chẳng khác chút gì sơ với các thiết bị xưa cũ UDMA/ATA Với các phần mềm ngày nay, không tương thích là với các thiết bị cũ , Serial ATA hứa hẹn chuyển đổi không liền mạch và chấp thuận nhanh chóng Cáp serial : Các thiết bị Serial ATA kết nối đến hệ thống thông qua sợi cáp không đắt (khá rẻ) cung cấp đầu nối nhỏ thích hợp cho môi trường tiết kiệm không gian tối đa server Điều này cho phép Serial ATA giảm số lượng tín hiệu từ 26 tín hiệu Parallel ATA thành tín hiệu Cáp Serial ATA còn có thể cung cấp điện cho thiết bị (tuỳ chọn không phải là mặc định) Duy thiết bị trên cáp: Khác xa với Parallel ATA, Serial ATA bỏ hẳn việc phân chia Master và Slave thay vào đó là thiết bị trên cáp hệ thống công nhận là thiết bị Master ATA Công nghệ truyền chuỗi liệu: Serial ATA sử dụng công nghệ truyền chuỗi 8B/10B để truyền nhận liệu thông qua serial cáp Sơ đồ bảo toàn liệu cao cấp này nhanh chóng chấp nhận trên diện rộng là sơ đồ truyền chuỗi thực tế và thường dùng nhiều công nghệ GigabitEthernet và Fibre Channel Đây thực là giai đoạn chuyển tiếp Serial ATA thành phần việc phát triển iSCSI tương lai Điện thấp phân biệt tín hiệu: Serial ATA sử dụng điện thấp nhằm phân biệt tín hiệu (LVD) nguồn điện 250mV Nó còn bao gồm nguồn điện nuôi thấp và cần giải nhiệt Con đường phát triển còn dài (10 năm nữa): Serial ATA dự định đưa hệ có khả chuyển nhận liệu lên đến 1.5Gbit/sec, 3.0Gbit/s, và 6.0Gbit/s tức là cho phép tốc độ truyền cho hệ lên đến 150Mbyte/s,300 Mbyte/s và 600 Mbyte/s (Còn tiếp) Aug 16 2004, 10:03 AM Post #5 littlefox Những lợi SerialATA: Hiệu suất cao hôm và tương lai : từ hệ đầu tiên SerialATA đã đạt đến tốc độ 150Mbyte/s so với tốc độ tối đa mà Parallel ATA (giao diện ATA song song) đạt là 133Mbyte/s SerialATA còn dự định tiếp tục cho đời hệ với tốc độ cực cao 300Mbyte/s và 600Mbyte/s cho cùng loại cáp (loại 150Mbyte/s) và đầu nối Hiệu kinh tế cao: với người sử dụng máy vi tính gia (Desktop PC) vấn đề nâng cấp phần cứng luôn là vấn đề lớn Tuy nhiên các nhà sản xuất đã dự tính ổ đĩa SerialATA có Group: HVA Moderator Posts: 783 giá thành tương đương với các ổ đĩa Parallel ATA lại lại có tốc độ cao và dung lượng cao Joined: 2-January 04 Member No.: 56098 Tháo ráp “nóng” và hữu dụng : các thiết bị SerialATA có them chức tháo ráp nóng (hot swapable), điều mà với các ổ cứng Parallel ATA ta không làm Điểm mạnh này làm cho SerialATA trở thành giải pháp có thể tồn và tương lai thay cho giải pháp RAID vốn rườm rà Cáp kết nối trực tiếp (Point-to-point cabling) : SerialATA cho phép kết nối port cho ổ cứng và chính vì đã nâng cao khả cô lập lỗi đồng thời tăng hiệu cho thiết bị Không , vì SerialATA không phải chia bus nên ỗ đĩa có thể hoàn toàn đạt đến tốc độc 150Mbyte/s Dễ lắp đặt (cáp) và có lợi cho việc lưu chuyển không khí: SerialATA sử dụng cáp dài, mỏng , mềm dẽo dễ uốn (không cứng và dễ nát Parallel ATA) đồng thời truyền dẫn và lắp đặt đơn giản , tính trên giúp tăng cường việc lưu chuyển không khí cho hệ thống và tăng hiệu giải nhiệt cho quạt Điểm đặc trưng và ích lợi SerialATA Đặc trưng : -Được thiết kế có tốc độ cao cho tương lai -Giao diện tốc độ truyền tải liệu lên đến 150Mbyte/s (và còn cao hơn) -Chi phí thấp -Chuyển từ việc thiêt bị lưu trữ thànhthiết bị lưu trữ ngoài tương lai -Kết nối trực tiếp từ máy đến thiết bị -Điện thấp -Sử dụng ít pin ASIC -Giao tiếp điều khiển điên -Driver và phần mềm khác biệt hoàn toàn so với Parallel ATA -Lệnh điều chỉnh -DMA nhóm đầu tiên -Cáp và đầu kết nối khác hẳn so với Parallel Ích lợi: -Con đường phát triển còn dài (10năm nữa) làm giảm thiểu lại vấn đế “đa chuẩn giao tiếp thiết bị” ngành công nghiệp máy tính -Được giới thiệu lần đầu với tốc độ 150Mbyte/s dẫn đầu tốc độ truyền tải liệu trên ổ cứng và đã tránh lỗi “thắt cổ chai” có thể xảy với ổ đĩa 133Mbyte/s Parallel ATA -Chi phí thấp tương đương với Parallel ATA -Được thiết kế cho việc lưu trữ bên Dự định SerialATA phát triển có thêm tính đặc biệt là “lưu trữ bên ngoài” (external storage) -Lắp đặt và cấu hình dễ dàng Không cần phải chỉnh jumper termination bên ngoài, giảm thời gian tích hợp và thoả mãn yêu cầu dịch vụ ngừoi dung cuối (end-user) SerialATA đã đặt dấu chấm hết cho vấn đề kiểm tra Master/slave bị lỗi và tăng cường cô lập vùng lỗi Cả thiết bị có thể truyền tải liệu song song -Kết thúc việc sử dụng nguồn 5V cho tín hiệu I/O nhằm đơn giản thiết kế phần cứng ,giàm giá và ít tốn điện -Cho phép ASIC pin thành dạng “pin co chết” (die-shrink, dễ cắm và không bị cong quẹo pin thông thường) nhằm nâng cao hiệu chi phí cho thiết bị lẫn máy -Sử dụng lại driver Parallel ATA làm đơn giản quá trình chuyển đổi -Giảm tổng chi phí , tăng hiệu Cho phép mơ rộng thị trường tới các server tiếp nhận (entry-level) và các hệ thống RAID -Quản lý điện và tiêu thụ điện thích hợp cho thiết bị di động -Cho phép thiết bị truy cập trực tiếp đến nhớ máy , giảm thiểu tổng lệnh và tình trang cần xử lý cho vi xử lý -SerialATA sử dụng lại cáp mới, dài , mỏng cùng loại đầu nối Với ích lợi mà SerialATA mang lại, người ta không thể không đặt vấn đề “liệu SerialATA có đẩy Parallel ATA đến chỗ không còn xuất trên thị trường vòng năm tới không?” Câu trả lời lúc này là “chưa xác định được” ! Tuy nhiên điều rõ ràng mà ta có thể nhận thấy là người sử dụng chuyển sang SerialATA , lựa chọn thị trường tương tự quá trình chuyển tiếp từ Parallel ATA sang SerialATA Chính vì lẽ đó Serial ATA và Parallel ATA còn chung sống với nhiều năm Parallel ATA “chỉ hỗ trợ và lót đường cho phát triển SerialATA” Cũng công nghệ sáng tạo khác, lựa chọn luôn kèm theo vấn đề giá và chất lượng Hiện các thiết bị SerialATA đã xuất nhiều trên thị trường và càng ngày càng có nhiều dấu cho thấy thị trường tiềm mà SerialATA mang lại SerialATA còn tiếp tục giảm giá - đòn ăn mòn thị trường Parallel ATA cách từ tốn ! SerialATA, đã bàn đến mặt thiết kế trên, có thể là giải pháp dành cho các thiết bị lắp (inside-a-box solution) cho nên SerialATA không thể kết nối với các thiết bị ngoài USB là cách tối ưu để kết nối thiết bị ngoài Những thiết bị SerialATA hỗ trợ : chuẩn giao tiếp ATA , ATAPI CDs, DVDs, băng từ, các loại đĩa dung lượng lớn tháo lắp ,ZIP, CDRW’s (Các thông số kỹ thuật tham khảo từ 3ware)