Echipamente periferice cu nregistrare magnetic Hard disc Petre

  • Slides: 43
Download presentation
Echipamente periferice cu înregistrare magnetică Hard disc Petre Ogruţan, iulie 2016

Echipamente periferice cu înregistrare magnetică Hard disc Petre Ogruţan, iulie 2016

Istoric Unitatea de hard disc a fost realizată pentru prima dată în 1956 de

Istoric Unitatea de hard disc a fost realizată pentru prima dată în 1956 de IBM. Unitatea IBM Ramac 350 avea dimensiunea a 2 combine frigorifice. În 1973 IBM introduce hard discul Winchester la care discurile puteau fi scoase din unitate şi înlocuite cu alt set. În 1980 apar hard discurile de 5, 25” iar în 1983 hard discul de 10 M intră în componenţa calculatorului IBM PC XT. Un hard disc Seagate de 5, 25” de 20 M arată ca în fotografie. Colecţia Petre Ogruţan

Caracteristici. Dimensiunea 8” Primul standard de dimensiune apărut în anii 1970, introdus de Shugart

Caracteristici. Dimensiunea 8” Primul standard de dimensiune apărut în anii 1970, introdus de Shugart Associates. 5, 25” a fost introdus de Seagate în 1980, aceeaşi dimensiune cu a unităţilor de floppy 3, 5” a apărut în 1983 datorită firmei Rodime şi este o dimensiune întâlnită şi în prezent, chiar dacă înălţimea este mai mică acum decât în prima variantă 2, 5” a apărut în 1988 la firma Prairie. Tek şi s-a dezvoltat mai ales pentru calculatoarele portabile. 1, 8” a apărut în 1993 (Integral Peripherals) şi a avut o răspândire limitată 1” a fost lansat de IBM cu denumirea IBM's Microdrive în 1999 0, 85” creat de Toshiba în 2004 pentru telefoane mobile şi camere video În 2009 producătorii de HDD au renunţat la producerea HDD mici (1, 8”, 1” şi 0, 8”) datorită apariţiei şi răspândirii SSD (Solid State Disk).

Caracteristici. Viteza Timpul de acces este timpul care trece de la o comandă de

Caracteristici. Viteza Timpul de acces este timpul care trece de la o comandă de acces a sistemului electronic până datele solicitate sunt accesibile. Timpul de acces apare ca urmare a naturii mecanice a braţului care poartă capetele şi a sistemului de rotaţie a discurilor. Timpul de poziţionare este timpul necesar poziţionării capetelor pe cilindrul dorit. La primele hard discuri la care poziţionarea se făcea cu motoare pas cu pas timpul era de ordinul 500 ms. Timpul mediu de poziţionare la acţionările actuale cu motor de curent continuu electrodinamic este de 320 ms. Timpul (viteza) de transfer poate fi dată pentru viteza datelor seriale preluate de pe disc odată ce capetele au fost poziţionate şi evident depinde de viteza de rotaţie. La un HDD de 7200 rpm viteza tipică este 1 Gbps. Viteza de transfer poate fi dată şi pentru transferul datelor din buffer-ul HDD în calculatorul gazdă, interfaţa SATA permite 3 Gbps. Timpul de latenţă este timpul necesar ca sistemul de rotaţie să aducă sectorul solicitat în dreptul capetelor. Acest timp depinde de viteza de rotaţie a discurilor, conform tabelului următor.

Structura Motor liniar electrodinamic cu magneţi permanenţi în stator şi bobină parcursă de curent

Structura Motor liniar electrodinamic cu magneţi permanenţi în stator şi bobină parcursă de curent ca rotor (voice coil) Braţul port capete Discuri de aluminiu acoperite cu o peliculă feromagnetică Filtru pentru curăţirea aerului antrenat de discuri Carcasă antivibraţii Cablu panglică flexibil pentru transmiterea datelor citite de la capete la placa electronică. O primă prelucrare analogică se face chiar pe panglică. Axul motorului care antrenează discurile în rotaţie prin CAV (Constant Angular Velocity) Placa electronică (nu se vede din acest punct de vedere)

Principiul înregistrării magnetice Capul de scriere citire este un inel cu un întrefier şi

Principiul înregistrării magnetice Capul de scriere citire este un inel cu un întrefier şi o înfăşurare cu n spire străbătută de curentul i care crează un flux magnetic în vecinătatea spaţiului interpolar şi care determină o magnetizare a stratului magnetic al mediului de stocare. Scrierea este realizată prin fluxul de dispersie şi nu de fluxul prin întrefier. Cu cât întrefierul g este mai mic cu atât densitatea de scriere poate fi mare. Câmpul de dispersie trebuie să fie mai mare decât câmpul coercitiv al suportului de înregistrare dar câmpul în întrefier trebuie să fie mai mic decât câmpul de saturaţie. Influenţa fluxului de dispersie asupra suportului poate fi mărită prin micşorarea distanţei între cap şi mediu h. u i n g x Hx h Hz

Capete de scriere citire HDD La capetele plutitoare stratul de aer antrenat de discul

Capete de scriere citire HDD La capetele plutitoare stratul de aer antrenat de discul rigid în rotaţie care se scurge pe profilul de plutire al capului crează o forţă aerodinamică care îndepărtează capul de disc. Forţa elastică a braţului capului apasă capul spre disc şi astfel, în echilibru se obţine o distanţă constantă între disc şi cap. Capetele pot fi: • În contact, la viteza între 0, 5 -3, 5 m/s • Plutire, viteza mai mare de 3, 5 m/s, se asigură distanţe între cap şi suport mai mari de 0, 2 m.

Carduri magnetice Ca şi paranteză se poate menţiona că aplicaţii ale înregistrării magnetice sunt

Carduri magnetice Ca şi paranteză se poate menţiona că aplicaţii ale înregistrării magnetice sunt şi cititoarele / inscriptoarele de carduri magnetice. În imagini se vede în stânga un cap de scriere citire simultană a 3 piste magnetice, în mijloc un mecanism pentru automatele bancare trece cardul prin faţa cititorului cu un motor şi în dreapta un dispozitiv de citire cu trecerea manuală a cardului.

Codarea datelor 1. Codare FM (Modulaţie în Frecvenţă), fiecare bit este precedat de un

Codarea datelor 1. Codare FM (Modulaţie în Frecvenţă), fiecare bit este precedat de un impuls de tact. În acest exemplu se obţine un număr de 3 tranziţii pentru 2 biţi, deci 1, 5 tranziţii pe bit. 2. Codare MFM (Modified FM). Impulsurile de tact se elimină dacă în celula precedentă sau în cea curentă există un bit de date 1. În acest exemplu sunt 4 biţi şi 3 tranziţii, deci 0, 75 tranziţii pe bit. 3. Codarea RLL (Run-length limited). Codarea iniţială RLL realizată de IBM este o codare de grup care admite maxim două valori de zero consecutive conform tabelului alăturat. Se codifică astfel 4 biţi cu 5 biţi, aproximativ 3, 5 tranziţii în fiecare grupă de 5 biţi, deci 0, 7 tranziţii pe bit. 4. Codarea RLL 1, 7 codează 2 biţi în grupe de 3 biţi. Anumite combinaţii ale celor 2 biţi se codează ţinând cont de combinaţia anterioară, conform tabelului alăturat (dreapta). 2 biţi se codifică în medie cu 1, 5 tranziţii deci 0, 75 tranziţii pe bit. În exemplul următor sunt 7 tranziţii şi 14 biţi, ceea ce înseamnă 0, 5 tranziţii pe bit. Date: 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 Cod: 101 010 100 001 0 1 t 1 0 0 t RLL 1, 7

Structura datelor pe hard disc Datele sunt aranjate în cilindri, feţe (capete de citire)

Structura datelor pe hard disc Datele sunt aranjate în cilindri, feţe (capete de citire) şi sectoare, aranjarea fiind numită CHS (Cylinder-Head-Sector). Cilindrul este ansamblul pistelor cu acelaşi număr de pe toate feţele discurilor. Structura unui sector depinde de tipul şi fabricantul hard discului.

Structura unui sector Câmpul de sincronizare este necesar pentru ca bucla PLL de refacere

Structura unui sector Câmpul de sincronizare este necesar pentru ca bucla PLL de refacere a tactului din datele citite la receptor să se poată sincroniza. Marca de identificare o structură specială care nu respectă regula de codare, de exemplu are o succesiune de nivele de zero sau de unu mai lungă decât cea maxim admisă de codarea de grup. Informaţia utilă este formată din numărul cilindrului, al capului şi a sectorului curent, precum şi marcări speciale cum ar fi Bad Block. Un sector marcat cu Bad Block de o acţiune de formatare nu este citit sau scris. Câmp de date Interval Câmp de identificare sector Câmp sincro Marcă identificare Cilindru-Cap-Sector Bad Block CRC Câmp sincro Marcă identificare Date 256, 512, 1024 octeţi CRC

Schema bloc a HDD Citirea şi scrierea datelor Hard disk drive Interfaţă SATA Memorie

Schema bloc a HDD Citirea şi scrierea datelor Hard disk drive Interfaţă SATA Memorie RAM internă Cache Controller R/W Tact PLL Date citite Cap de scriere citire Date scrise Controller motor acţionare capete Controller motor acţionare discuri Bobina motor capete (voice coil) M Motor acţionare discuri cu traductor de viteză

Calea de citire Date digitale Monostabil Funcţiuni: 1. Amplificarea şi filtrarea semnalului analogic furnizat

Calea de citire Date digitale Monostabil Funcţiuni: 1. Amplificarea şi filtrarea semnalului analogic furnizat de capul de citire 2. Transformarea semnalului analogic în semnal digital. Se defineşte indicele de rezoluţie al capului ca măsură a capacităţii capului şi a mediului de transmisie de a furniza un semnal cât mai uşor de transformat în semnal digital: IR= amplitudinea semnalului la frecvenţa cea mai mare / amplitudinea semnalului la frecvenţa cea mai mică Filtru de eliminare a impulsurilor scurte Detector de zero d/dt Amplificator şi filtru Cap de scriere citire Zone magnetizate Semnal citit de la cap După derivare După detectorul de zero Date digitale

Filtrul din calea de citire Prin analiză armonică s-a pus în evidenţă faptul că

Filtrul din calea de citire Prin analiză armonică s-a pus în evidenţă faptul că un şir de impulsuri poate fi considerat ca fiind compus din o componentă corespunzătoare duratei între impulsuri şi o serie de armonici până la aproximativ 3 f. (Draper şi Rundle, 1970). AO 1 şi AO 2 sunt amplificatoare diferenţiale. Filtrul poate fi privit ca o cascadă de diporţi echilibraţi, un diport în T, apoi un diport în PI format cu impedanţa de intrare în AO 2. Se pot scrie matricile generale diporţilor şi prin înmulţire se obţine matricea generală a filtrului. Mai simplu, se pot transforma diporţii echilibraţi în diporţi neechilibraţi (structura cunoscută de filtru). Dacă nu se ţine cont de interacţiunile între celulele simple astfel obţinute se obţine o cascadă de filtre în L din care se pot calcula aproximativ frecvenţele de tăiere ale filtrului. AO 1 Amplificare AO 2 Caracteristica rezultantă Caracteristica capului Caracteristica filtrului Frecvenţă

Asimetria la citire Citirea se execută cu 2 înfăşurări identice, apoi se folosesc 2

Asimetria la citire Citirea se execută cu 2 înfăşurări identice, apoi se folosesc 2 căi de amplificare şi filtrare. Diferenţele constructive dintre cele 2 căi duc la o asimetrie a semnalului citit. La limită asimetria poate fi atât de mare încât detectprul de zero să dea un impuls parazit, foarte scurt. Filtrul de eliminare a impulsurilor parazite elimină impulsurile cu o durată mai mică decât o anumită limită. Date digitale Monostabil Filtru de eliminare a impulsurilor scurte Semnal analogic t După detectorul de zero t Corect Eronat Detector de zero d/dt Amplificator şi filtru Cap de scriere citire

Calea de scriere Date digitale Semnalul de date scrise este validat de permisiunea de

Calea de scriere Date digitale Semnalul de date scrise este validat de permisiunea de scriere de la controllerul de scriere citire. Semnalul este prelucrat pentru a putea ataca etajul diferential care sarcina de a genera curentul de scriere în înfăşurările capului. Cantitatea de informaţie este aceeaşi pe fiecare pistă dar lungimea pistelor este diferită, cea din interior fiind cea mai scurtă. La pistele din interior unde densitatea este mai mare se reduce curentul de înregistrare prin intrarea în conducţie a tranzistorului de jos care pune în paralel două rezistenţe. Semnalul RWC (Reduced Write Current) este generat de controllerul de scriere citire. Verificarea condiţiilor de scriere Cap de scriere citire Write Protect Reducerea curentului de înregistrare RWC

Ştergerea informaţiei după Delete File Nu se şterge nimic. Se scrie peste informaţia existentă.

Ştergerea informaţiei după Delete File Nu se şterge nimic. Se scrie peste informaţia existentă. Ca fişierul să dispară din director se rescrie un sector din FAT şi fişierul primeşte un atribut de “Delete”.

Zone Bit Recording Pentru a mări cantitatea de informaţie care se poate stoca suprafaţa

Zone Bit Recording Pentru a mări cantitatea de informaţie care se poate stoca suprafaţa platanului se împarte în 3 (sau mai multe zone) cu număr diferit de sectoare, mai multe înspre exterior. Acest mod de împărţire pe zone se mai numeşte şi Zone Constant Angular Velocity (Zone CAV, ZCAV sau ZCAV). Pentru ca datele să fie scrise sau citite corect trebuie ca viteza de rotaţie (unghiulară) să fie variabilă funcţie de zona în care sunt datele accesate. Pentru prima oară acest concept a fost aplicat de Seagate.

Poziţionarea capetelor. Traductoare de poziţie Hard disk drive Interfaţă SATA Memorie RAM internă Cache

Poziţionarea capetelor. Traductoare de poziţie Hard disk drive Interfaţă SATA Memorie RAM internă Cache Controller R/W Tact PLL Date citite Cap de scriere citire Date scrise Controller motor acţionare capete Controller motor acţionare discuri Bobina motor capete (voice coil) M Motor acţionare discuri cu traductor de viteză

Poziţionarea capetelor Capetele sunt deplasate radial pentru poziţionarea pe pista dorită. Motorul de deplasare

Poziţionarea capetelor Capetele sunt deplasate radial pentru poziţionarea pe pista dorită. Motorul de deplasare este un motor de curent continuu electrodinamic comandat întro buclă pentru a realiza o servopoziţionare aleatoare. Servopoziţionarea aleatoare este caracterizată prin: • Posibilitatea deplasării de la orice pistă; • Posibilitatea deplasării după un profil optim de viteză; • Sarcină preponderent inerţială. Primele traductoare de poziţie au fost optice, figura de jos. Pentru deplasarea de la pista actuală la pista finală valorile digitale pistelor sunt introduse în registre şi se calculează diferenţa. Semnul diferenţei indică sensul deplasării. Registrul diferenţă este decrementat la fiecare pistă parcursă Motor electrodinamic Traductor optic de poziţie Braţ oscilant Convertor Digital Analogic Registru poziţie dorită Cilindru destinaţie > Registru diferenţă discuri Magnet permanent Bobina mobilă Registru poziţie actuală

Traductoare cu înregistrare magnetică Traductoarele au două funcţiuni: • Sesizarea parcurgerii succesive a pistelor

Traductoare cu înregistrare magnetică Traductoarele au două funcţiuni: • Sesizarea parcurgerii succesive a pistelor şi furnizarea impulsurilor pentru actualizarea registrului diferenţă; • Furnizarea semnalului analogic de poziţie fină care va constitui referinţa pentru schema de comandă pe ultima porţiune a traiectoriei. Semnalul analogic este un semnal proporţional cu eroarea de poziţie faţă de centrul pistei. Traductorul este format din capul de citire şi semnale speciale înregistrate pe disc. Capul şi sectoarele utilizate se numesc cap şi sectoare servo. Trecerea capului în deplasarea lui aproape perpendiculară pe pistă produce impulsuri la trecerea peste fiecare pistă. Impulsurile sunt folosite pentru actualizarea registrului diferenţă.

Traductoare cu înregistrare magnetică – poziţionarea precisă Servo Tk#0 t Servo Tk#2 t Servo

Traductoare cu înregistrare magnetică – poziţionarea precisă Servo Tk#0 t Servo Tk#2 t Servo Tk#1 t Sectoarele servo au informaţii înregistrate şi pe piste alăturate celor din sectoarele de date, figura din stânga. De exemplu dacă pe pistele servo #0 şi #2 se înregistrează semnale defazate (figura din dreapta), la mijlocul distanţei între ele, pe pista #1 identică cu o pistă de date se obţine la citire un semnal combinat din cele 2 laterale. Orice inegalitate a vârfurilor arată că ansamblul de capete nu este perfect poziţionat pe pista de date. Semnalul de diferenţă a vârfurilor este semnalul analogic de poziţionare fină.

Controller Hard disk drive Interfaţă SATA Memorie RAM internă Cache Controller R/W Tact PLL

Controller Hard disk drive Interfaţă SATA Memorie RAM internă Cache Controller R/W Tact PLL Date citite Cap de scriere citire Date scrise Controller motor acţionare capete Controller motor acţionare discuri Bobina motor capete (voice coil) M Motor acţionare discuri cu traductor de viteză

Controller- citirea datelor Controller R/W BLOC CITIRE RD DRUN RDCLOCK Detecţie început de sector

Controller- citirea datelor Controller R/W BLOC CITIRE RD DRUN RDCLOCK Detecţie început de sector Monostabil redeclanşabil PLL Date digitale citite, seriale, amestecate cu tact MUX RDGATE WRCLOCK Marca de identificare cu o succesiune de nivele de zero mai mare decât permite regula de codare este detectată de un monostabil redeclanşabil şi controllerul este anunţat prin DRUN că poate citi un bloc de identificare sau un bloc de date. RDGATE devine activ la detectarea unui bloc, fiind activat de DRUN. Tactul de citire RDCLOCK este format din datele citite cu o buclă PLL care conţine un comparator de fază, un filtru şi un oscilator comandat în tensiune. Pentru a uşura sincronizarea buclei PLL, în timpul în care nu se citesc date, bucla PLL are la intrare un tact apropiat de frecvenţa datelor citite (WRCLOCK). Comutarea datelor citite sau a tactului este comandată de RDGATE. În controller datele citite amestecate cu tact RD sunt eşantionate cu semnalul de tact RDCLOCK.

Controller- scrierea datelor Controller R/W BLOC SCRIERE WD EARLY LATE RWC WRCLOCK Codificare RLL

Controller- scrierea datelor Controller R/W BLOC SCRIERE WD EARLY LATE RWC WRCLOCK Codificare RLL Scriere cu precompensare Date digitale scrise, seriale, amestecate cu tact În funcţie de densitatea de scriere care este mai mare pe pistele interioare decât pe cele exterioare semnalul RWC (Reduced Write Current) comandă scrierea cu valori diferite ale curenţilor prin înfăşurarea de scriere. Mai mult, în funcţie de densitatea datelor la scriere diferă şi intervalul de timp între impulsul de tact şi cel de date. Sunt posibile 4 valori de întârziere, comandate cu semnalele EARLY şi LATE, create cu linii digitale de întârziere. Timpii de întârziere au valori de ordinul nanosecundelor. La unităţile vechi precompensarea putea fi programată în BIOS. La unităţile noi aceasta este gestionată de electronica din unitate. Scrierea la o unitate ZBR implică mai multe valori posibile ale întârzierii.

Controller- comenzi macro Controllerul de scriere citire execută macro comenzi. Acestea se trimit către

Controller- comenzi macro Controllerul de scriere citire execută macro comenzi. Acestea se trimit către circuit sub forma codului comenzii şi parametri. Un exemplu de macro comenzi (Intel 82062) este: RESTORE- capetele se retrag pe cilindrul zero. Se verifică poziţia curentă şi se înscrie registrul de poziţie dorită cu cilindrul zero. Dacă comanda nu are rezultat se poziţionează un bit din registrul de erori. SEEK- capetele se deplasează pe cilindrul specificat ca parametru. Se verifică poziţia curentă ţi se înscrie registrul de poziţie dorită cu numărul cilindrului destinaţie. READ SECTOR- Comanda citeşte datele de pe un sector (sau mai multe sectoare) şi le stochează în memoria cache. Comanda verifică poziţia actuală şi dacă este nevoie se face deplasarea capetelor la cilindrul dorit. WRITE SECTOR- Comanda scrie datele pe disc, asemănător cu citirea. WRITE FORMAT- Formatează o pistă (cilindru). Comanda execută şi deplasare. Informaţia de format include şi scrierea atributului de Bad Block SCAN ID- Comanda este folosită pentru a găsi informaţia Sector/Drive/Cap/Numar sector/Numar cilindru. Datele găsite se încarcă în regiştrii interni ai circuitului şi nu are ca efect poziţionarea cu datele respective.

Controller- funcţii Controllerul de citire scriere comandă şi deplasarea. Citeşte informaţia din sectoarele servo

Controller- funcţii Controllerul de citire scriere comandă şi deplasarea. Citeşte informaţia din sectoarele servo şi comandă acţionarea capetelor pentru poziţionarea dorită. Controllerul conţine regiştri pentru poziţia actuală şi primeşte date de poziţie dorită prin macro comenzi. Trimite controllerului de motor sensul şi numărul pistelor care trebuie parcurse până la destinaţie. Controllerul de motor realizează traiectoria optimă de viteză şi poziţionarea precisă. Hard disk drive Interfaţă SATA Memorie RAM internă Cache Controller R/W Adrese Tact PLL Date citite Date scrise Comanda deplasării Cap de scriere citire Informaţia citită din sectoarele servo Controller motor acţionare capete Bobina motor capete (voice coil) Controllerul de scriere citire citeşte date din memoria locală pe care le scrie pe disc sau scrie datele citite de pe disc în memoria locală. În acest scop controllerul pune adrese şi date de acces la memorie. Principiul memoriei este de a stoca şi datele din sectoarele adiacente pentru că este probabil că va fi nevoie de informaţia din aceste sectoare (cache).

Controller- funcţionare Transferul de date cu HDD se face în mai multe faze: În

Controller- funcţionare Transferul de date cu HDD se face în mai multe faze: În Faza de comandă (FC) comanda operaţiunii dorite se trimite de la calculatorul gazdă la HDD, cu o structură de genul: Codul comenzii 0 01 0 I M 0 T Numărător de sectoare Numărul sectorului Numărul cilindrului Codul comenzii de citire sector: ·I validare întreruperi la scrierea in cache ·M validare operare multisector, în numărătorul de sectoare se comandă numărul de sectoare care se citesc ·T validare reîncercări. O operaţie care se termină cu eroare poate fi repetată de un număr de ori. Un hard disc cu probleme de citire, înainte de a se defecta poate avea ca simptom încetinirea funcţionării din cauza reîncercărilor. În Faza de execuţie (FE) HDD execută comanda (citirea) independent de calculatorul gazdă. În Faza de rezultat (FR) datele se transferă între HDD şi calculatorul gazdă prin DMA.

Interfaţa SATA- caracteristici Interfaţa serială SATA este formată din 2 perechi de fire cu

Interfaţa SATA- caracteristici Interfaţa serială SATA este formată din 2 perechi de fire cu transmisie LVDS (Low Voltage Differential Signaling, 250 m. V), o pereche pentru date emise, una pentru date recepţionate, transmisia fiind diferenţială. Datele sunt codificate 8 B/10 B ca şi Ethernet Gigabit, PCIe sau Fibre Channel. Legătura SATA este o legătură punct la punct, fiecare drive este conectat printrun cablu serial la placa de bază. SATA a înlocuit interfaţa paralelă ATA (numită şi PATA) (Advanced Technology Attachment). Prima generaţie SATA (SATA 150) comunică cu viteza de 1, 5 Gbps, ceea ce înseamnă circa 1, 2 Gbps informaţie utilă, adică 150 Mocteţi/s, ceva mai mult decât ATA 133. SATA 300 (SATA 2) asigură o viteză de 3 Gbps şi are compatibilitate în jos la SATA 150 în urma unei negocieri la iniţializare. Acest protocol nu este implementat în toate dispozitivele gazdă, aşa încât pe unele hard discuri există un jumper pentru selecţia SATA 150 sau SATA 300. Avantajele SATA sunt: • Viteza de transfer ridicată • Posibilitatea implementării Hot Plug In • Posibilitatea unor porturi externe SATA (e. SATA) • Cablul de date este mai mic deci mai ieftin şi asigură o circulaţie mai bună a aerului în carcasă. Cablul de alimentare SATA trasmite tensiuni de 3, 3 V, 5 V şi 12 V. Adaptorul de la sursa ATX nu are 3, 3 V ceea ce împiedică hard discurile astfel alimentate să aibă capacitatea de Hot Plug In.

Interfaţa SATA- protocol Interfaţa SATA este o interfaţă serială sincronă cu refacerea tactului din

Interfaţa SATA- protocol Interfaţa SATA este o interfaţă serială sincronă cu refacerea tactului din datele citite, codificarea fiind cu adăugare de biţi, transmisia fiind realizată cu cadre (blocuri) de date. Sunt definite secvenţe de date numite primitive SATA utilizate pentru comenzi / stări. ALIGN – Sent to align activities between hosts and devices. Must be sent every 256 DWORDs SYNC – Synchronize X_RDY – Product is ready to start transmitting a frame R_RDY – Product is ready to start receiving a frame R_IP – Product is receiving the frame WTRM – Product has finished sending the frame and is waiting to terminate the connection R_OK – Product has received the frame and it’s CRC is good R_ERR – Product has received the frame and it’s CRC is bad SOF – Start of Frame EOF – End of Frame. DWORD previous to EOF is the CRC value HOLD – Product not ready to send/receive additional data HOLDA – Product acknowledges that other product needs time to “catch up” CONT – “Continues” previous primitive until a different one is sent. Used to reduce EMI. PMREQ_S – Interface Power Management Request for Slumber PMREQ_P – Interface Power Management Request for Partial PMACK – Power Management Request Acknowledged (approved) MNAK – Power Management Request Not Acknowledged (denied) DMAT – Sent to terminate a DMA transmission

Interfaţa SATA- negocierea vitezei Primitive de negociere a vitezei (Out Of Band Singaling (OOB)

Interfaţa SATA- negocierea vitezei Primitive de negociere a vitezei (Out Of Band Singaling (OOB) / Speed Negotiation) OOB, Out of Band, is a signaling pattern used to initialize the SATA interface. There are three kinds of OOB signals used in SATA: COMINIT – Used by the device to request a communication initialization COMRESET – Used by the host to force a hardware reset on the device COMWAKE – Used by either the host or device to signal the PHY layer to wake up. Gazda trimite un COMRESET care resetează drive-ul. Drive-ul solicită cu COMINIT iniţializarea comunicaţiei. Gazda trimite COMWAKE care scoate drive-ul din modul adormit. Drive-ul trimite ca răspuns COMWAKE şi ALIGN la frecvenţa cea mai mare de comunicaţie. Secveţele SYNC se trimit pentru a permite sincronizarea buclei PLL din receptor atât de la gazdă la drive cât şi invers. www. serialtek. com/sata_protocol_overview. asp

Interfaţa SATA- comunicaţia Cadrul de date SATA are forma din figura alăturată. Cadrul este

Interfaţa SATA- comunicaţia Cadrul de date SATA are forma din figura alăturată. Cadrul este format din primitivele Start of Frame şi End Of Frame şi utilizează verificarea corectitudinii transmisiei cu CRC. SOF Payload Data CRC EOF După negocierea vitezei se transmit primitive de sincronizare pentru a permite sincronizarea buclei PLL din receptor atât de la gazdă la drive cât şi invers. Chris Erickson Department of Electrical and Computer Engineering Auburn University, Auburn, AL 36849 Chris. [email protected] edu

Interfaţa SATA- comunicaţia Cu primitiva X_RDY gazda comunică că este gata să transmită date.

Interfaţa SATA- comunicaţia Cu primitiva X_RDY gazda comunică că este gata să transmită date. Cu primitiva R_RDY drive-ul comunică că este gata să recepţioneze date.

Interfaţa SATA- comunicaţia Gazda începe să transmită date, precedate de primitiva SOF. Cu primitiva

Interfaţa SATA- comunicaţia Gazda începe să transmită date, precedate de primitiva SOF. Cu primitiva R_IP drive-ul anunţă că primeşte date.

Interfaţa SATA- comunicaţia După terminarea cadrului de date gazda inserează CRC şi primitiva EOF.

Interfaţa SATA- comunicaţia După terminarea cadrului de date gazda inserează CRC şi primitiva EOF. Transmite apoi primitiva WTRM aşteptând închiderea conexiunii. Drive-ul anunţă recepţia completă a datelor şi cu primitiva R_OK acomunică un CRC corect.

Interfaţa SATA- comunicaţia După terminarea transmisiei de date atât gazda cât şi drive-ul transmit

Interfaţa SATA- comunicaţia După terminarea transmisiei de date atât gazda cât şi drive-ul transmit primitiva SYNC.

Parcarea capetelor Electromagnet care atrage braţul Piesă de plastic mişcată de aerul antrenat de

Parcarea capetelor Electromagnet care atrage braţul Piesă de plastic mişcată de aerul antrenat de discuri

NCQ Native Command Queuing Hard discurile SATA 2 conţin NCQ, metodă care permite unităţii

NCQ Native Command Queuing Hard discurile SATA 2 conţin NCQ, metodă care permite unităţii să optimizeze accesul la informaţie, mărind astfel viteza globală. Metoda constă în memorarea unei cozi de comenzi şi efectuarea comenzilor într-o astfel de ordine încât să se minimizeze distanţa parcursă. Unitatea de hard disc trebuie să aibă implementat mecanismul NCQ iar calculatorul gazdă trebuie să aibă un driver Advanced Host Controller Interface (AHCI).

HDD. Perspective R. Freitas, L. Chiu, Solid-State Storage: Technology, Design and Applications, IBM Almaden

HDD. Perspective R. Freitas, L. Chiu, Solid-State Storage: Technology, Design and Applications, IBM Almaden Research Center, 2010 http: //static. usenix. org/event/fast 10/tutorials/T 2. pdf

HDD. Perspective

HDD. Perspective

Solid State Drive SSD este un dispozitiv de stocare nevolatilă a informaţiei construit cu

Solid State Drive SSD este un dispozitiv de stocare nevolatilă a informaţiei construit cu memorii semiconductoare. Pentru a putea fi utilizat în loc de HDD dimensiunile carcasei şi interfaţa sunt standard. SSD este mai silenţios şi mai fiabil decât un HDD datorită faptului că nu are piese în mişcare. La nivelul anului 2012 preţul unui SSD era de circa 10 ori mare decât a unui HDD (pe unitatea de informaţie). SSD a apărut pentru prima oară în structura modernă cu memorii flash în 1995, fiind introduse de firma M-Systems. În 1999 Bit. Micro anunţă primul SSD de 3, 5” cu capacitatea de 18 G. Cea mai nouă realizare este seria Intel SSD DC S 3700 cu următoarele preţuri: $235 - 100 GB SSD, $470 - 200 GB, $940 - 400 GB, $1, 880 - 800 GB Intel oferă o garanţie de 5 ani.

Solid State Drive SSD- structura Există mai multe variante constructive de implementare pentru SSD.

Solid State Drive SSD- structura Există mai multe variante constructive de implementare pentru SSD. De exemplu sunt variante care folosesc memorii DRAM alimentate de la o baterie, care lucrează cu moduri de economie de energie. O variantă este cu memorii Flash, varianta NAND Flash fiind prezentată în figură. Scrierea şi citirea unui cuvânt poate fi realizată atât serial cât şi paralel. Scrierea şi citirea serială sunt apropiate de modul de scriere citire la HDD. Ştergerea se face prin scrierea tuturor biţilor cu 1 şi se poate face doar pe blocuri.

Analiza comparativă Această analiză comparativă arată unitatea modurilor de stocare a informaţiei. Principiile de

Analiza comparativă Această analiză comparativă arată unitatea modurilor de stocare a informaţiei. Principiile de stocare cu semiconductori, optice şi magnetice pot fi comparate prin densitate şi preţ. R. Freitas, L. Chiu, Solid-State Storage: Technology, Design and Applications, IBM Almaden Research Center, 2010 http: //static. usenix. org/event/fast 10/tutorials/T 2. pdf