Поддерживаемые контроллером или винчестером режимы определяют лишь максимально возможную скорость обмена по интеpфейсу — реальная скорость обмена определяется частотой вращения дисков, скоростью работы логики винчестера, скоростью работы процессора/памяти и еще множеством других причин.
Block Mode
Режим блочного обмена с IDE–винчестеpом. Обычно обмен делается посектоpно: например, при чтении пяти секторов запрашивается чтение первого, винчестер считывает его во внутренний буфер, процессор забирает данные в свою память, запрашивается чтение следующего сектора и т.д. При этом накладные расходы, особенно при неоптимальною сделанном драйвере в BIOS, могут стать заметны на фоне всей операции. При блочном чтении винчестеру вначале сообщается количество секторов, обрабатываемых за одну операцию, он считывает их все во внутренний буфер, и затем процессор забирает все секторы сразу. Различные винчестеры имеют разный размер внутреннего буфера и разное максимальное количество секторов на операцию.
Hаибольший выигрыш от блочного режима получается тогда, когда основная работа идет с фрагментами данных, не меньшими, чем Blocking Factor (количество секторов на операцию), и наименьший, или совсем никакого — при преобладании работы с мелкими фрагментами, когда обмен идет одиночными секторами.
Для работы в блочном режиме необходим винчестер, поддерживающий этот режим, и BIOS или драйвер, умеющий им управлять. Hикакой поддержки со стороны системной платы или внешнего контроллера не требуется.
Режимы LBA и Large
Logical Block Addressing — адресация логических блоков в EIDE–винчестерах. В стандарте ATA был предусмотрен только классический способ адресации секторов — по номеру цилиндра, головки и сектора. Под номер цилиндра было отведено 16 разрядов, под номер головки — 4 и сектора — 8, что давало максимальную емкость винчестера в 128 Гб, однако BIOS с самого начала ограничивал количество секторов до 63, а цилиндров — до 1024, этому же примеру последовал и DOS, что в итоге дало максимальный поддерживаемый объем в 504 Мб. Метод, использованный для передачи BIOS'у адреса сектора, оставляет свободными 4 старших разряда в регистре с номером головки, что позволило увеличить поддерживаемую DOS емкость еще в 16 раз — до 8 Гб. Для стандартизации метода передачи адреса сектора винчестеру был введен режим LBA, в котором адрес передается в виде линейного 28–pазpядного абсолютного номера сектора (для DOS по–пpежнему остается ограничение в 8 Гб), преобразуемого винчестером в нужные номера цилиндра/головки/сектора.
Для работы в режиме LBA необходима поддержка как винчестера, так и его драйвера (или BIOS). При работе через BIOS винчестер представляется имеющим 63 сектора, число головок, равное степени двойки (до 256) и необходимое число цилиндров. BIOS преобразует эти адреса в линейные, а винчестер — в адреса собственной геометрии.
Award BIOS, кроме режима LBA, поддерживает также режим Large, предназначенный для винчестеров емкостью до 1 Гб, не поддерживающих режима LBA. В режиме Large количество логических головок увеличивается до 32, а количество логических цилиндров уменьшается вдвое. При этом обращения к логическим головкам 0..F транслируются в четные физические цилиндры, а обращения к головкам 10..1F — в нечётные. Винчестер, размеченный в режиме LBA, несовместим с режимом Large, и наоборот. Кроме этого, версии 4.50 и 4.51 AWARD BIOS не проверяют объём винчестера в режиме Large — установка в этот режим винчестера объемом более 1 Гб (число логических головок > 32) рано или поздно неминуемо приведет к порче данных из–за наложения разных логических секторов в результате неправильной трансляции адресов.
MRH и PRML
MRH (Magneto–Resistive Heads) — магниторезистивная головка. По традиции для записи/считывания информации с поверхности диска использовались индуктивные головки. Основной недостаток индуктивной головки считывания — сильная зависимость амплитуды сигнала от скорости перемещения магнитного покрытия и высокий уровень шумов, затрудняющий верное распознавание слабых сигналов. Магниторезистивная головка считывания представляет собой резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от напряженности магнитного поля, причем амплитуда уже практически не зависит от скорости изменения поля. Это позволяет намного более надежно считывать информацию и диска и, как следствие, значительно повысить предельную плотность записи. MR–головки используются только для считывания; запись по–пpеждему выполняется индуктивными головками.
PRML (Partial Response Maximum Likelihood — максимальное правдоподобие при неполном отклике) — метод считывания информации, основанный на ряде положений теории распознавания образов. По традиции декодирование выполнялось путем непосредственного слежения за амплитудой, частотой или фазой считанного сигнала, и для надежного декодирования эти параметры должны были изменяться достаточно сильно от бита к биту. Для этого, в частности, при записи подряд двух и более совпадающих битов их приходилось специальным образом кодировать, что снижало плотность записываемой информации. В методе PRML для декодирования применяется набор образцов, с которыми сравнивается считанный сигнал, и за результат принимается наиболее похожий. Таким образом создается еще одна возможность повышения плотности записи (30–40%).
Master, Slave, Conner Present и Cable Select
Это режимы работы IDE–устpойств. Hа одном IDE–кабеле могут работать до двух устройств: Master (MA) — основной, или первый, и Slave (SL) — дополнительный, или второй. Если устройство на кабеле одно, оно обычно может работать в режиме Master, однако у некоторых для этого есть отдельный режим Single.
Как правило, не допускается работа устройства в режиме Slave при отсутствии Master–устpойства, однако многие новые устройства могут работать в этом режиме. При этом требуется поддержка со стороны BIOS или драйвера: многие драйверы, обнаружив отсутствие Master–устpойства, прекращают дальнейший опрос данного контроллера.
Conner Present (CP) — имеющийся на некоторых моделях режим поддержки винчестеров Conner в режиме Slave; введен из–за несовместимостей в диаграммах обмена по интерфейсу.
Cable Select (CS, CSel) — выбор по разъему кабеля — режим, в котором устройство само устанавливается в режим Master/Slave в зависимости от типа разъема на интерфейсном кабеле. Для этого должен быть выполнен ряд условий:
– оба устройства должны быть установлены в режим Cable Select;
– контакт 28 со стороны контроллера должен быть либо заземлен, либо на нем должен поддерживаться низкий уровень;
– на одном из разъемов кабеля контакт 28 должен быть удален, либо отключен подходящий к нему провод кабеля.
Таким образом, на одном из устройств контакт 28 оказывается заземленным (этот винчестер настраивается на режим Master), а на другом — свободным (Slave).
Все перечисленные режимы устанавливаются перемычками или переключателями на плате устройства. Положения перемычек обычно описаны на корпусе или в инструкции.
RAID
Redundant Array of Inexpensive Disks (избыточный набор недорогих дисков) — способ организации больших хранилищ информации, увеличения скорости обмена или надежности хранения данных. RAID–система представляет собой группу из нескольких обычных недорогих винчестеров, работающих под управлением простого контроллера, и видимую извне, как одно устройство большой емкости, высокой скорости или надежности. Различается несколько уровней (levels) RAID-систем:
уровень 0 параллельное включение с целью одновременного увеличения емкости и скорости обмена. Записываемый блок данных разделяется на блоки меньшего размера, которые затем параллельно записываются на все накопители набора; при считывании происходит объединение подблоков в один полный блок.
уровень 1 зеpкализация (mirroring) — параллельное включение с целью увеличения надежности хранения данных. Один и тот же блок данных параллельно записывается на все накопители набора, а при считывании выбирается наиболее достоверная копия.
уровень 3 вариант уровня 0 с ECC (Extended Correction Code — расширенный исправляющий код). Для каждого блока данных на основных накопителях вычисляется ECC, который записывается на дополнительный накопитель. Это позволяет исправлять большую часть ошибок и получить хорошую надежность при более низкой стоимости, чем в случае уровня 1.
уровень 5 комбинация уровней 0 и 3. Данные распределяются по всем накопителям набора, и точно так же распределяется вычисленный ECC. Это уменьшает вероятность одновременной порчи и блока данных, и его ECC, за счет небольшого увеличения стоимости и накладных расходов по сравнению с уровнем 0.
Наиболее распространенные проблемы с винчестерами?
– Подключение интерфейсного кабеля IDE «задом наперед». При этом линия «Reset» оказывается замкнутой на землю, отчего большинство винчестеров даже не раскручиваются, а системная плата обычно не запускается. кратковременное включение в таком состоянии чаще всего неопасно, однако при длительном могут выйти из строя передающие буферы винчестера или контроллера.
– Hепpавильная установка режимов IDE «Master/Slave». При этом может не быть отклика ни от одного устройства на кабеле, либо одно устройство может «забивать» другое, что выражается в неправильном определении параметров, ошибках передачи, зависаниях и т.п.
– Hепpавильная конфигурация шины SCSI. Каждое SCSI–устpойство (контроллер тоже считается устройством) должно иметь уникальный номер. Устройства, подключенные к концам SCSI–шины, должны иметь терминаторы, а устройства внутри шины их иметь не должны. Если устройство настроено на удаленный запуск (по команде от контроллера), то контроллер должен выдавать эту команду при обращении к устройству. Скорость обмена и наличие контроля по четности должны быть установлены в соответствии с возможностями устройств.
– Hепpавильное задание параметров геометрии IDE. Hапpимеp, при завышении максимального номера цилиндра большинство BIOS'ов выдает ошибку во время тестирования. Даже если тест прошел успешно, то нужные сектора чаще всего оказываются на других адресах, что приводит к отказу при загрузке системы или, что еще хуже — к разрушению системных областей диска. То же относится и к режимам адресации (Normal/LBA/Large) — после изменения режима требуется полная переустановка винчестера, начиная с создания разделов. При возможности рекомендуется установить в Standard BIOS Setup пункт Auto вместо ручного ввода параметров или определения через меню Auto Detect — это гарантирует установку правильной геометрии для большинства типов и форматов дисков.
– Порча таблицы разделов или загрузчика в Master Boot Record (MBR), в результате чего не загружается система или пропадают логические диски. Таблицу разделов можно исправить программой FDISK или дисковыми утилитами, для исправления загрузчика можно использовать FDISK с ключом /MBR (работает только для первого (Primary Master) физического диска). В DOS 7.0 введен неявный ключ /CMBR, параметр которого задает физический номер диска.
– Прилипание головок к поверхностям дисков, из-за чего не запускается шпиндельный двигатель (не слышно характерного звука разгона). В этом случае можно снять винчестер и несколько раз резко кpутнуть его в руке в плоскости вращения дисков.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35
