Interfejsy pamięci masowej
Pamięć masowa
Pamięć masowa jest to pamięć umożliwiająca trwałe przechowywanie dużych ilości danych (w przeciwieństwie do ulotnej i mało pojemnej pamięci RAM). Rodzaje pamięci masowej:
• magnetyczne (dyski twarde, dyskietki, taśmy magnetyczne)
• optyczne (płyty CD, DVD)
• półprzewodnikowe (karty pamięci, pendrive'y)
Dysk twardy HDD Płyta CD Karta M.2
Interfejs ATA
ATA (ang. Advanced Technology Attachment) zwany również IDE (ang. Integrated Drive Electronics) jest to interfejs równoległej magistrali przeznaczony do komunikacji z dyskami twardymi. Od 2003 r.
standard ten określany jest jako Parallel ATA (PATA).
• Do podłączenia dysków o wielkości 3,5 cala stosowane są 40- lub 80-żyłowy przewody (tzw.
taśmy) o maksymalnej długości 457 mm.
• Dyski twarde o wielkości 2,5 cala wyposażone są w złącze 44 pinowe
• Do pojedynczego złącza (kanału) można podłączyć dwa urządzenia
• Każde urządzenie należy skonfigurować za pomocą tzw. zworki w jeden z następujących sposobów:
• master (nadrzędy), device 0 - ustawienie dla napędu, który ma być pierwszy w danym kanale
• slave (podporządkowany), device 1 - tak skonfigurowany napęd będzie traktowany jako drugi w kanale
• cable select (wybór kabla) - umożliwia samoczynne skonfigurowanie napędu w zależności od pozycji na taśmie sygnałowej
Wersje interfejsu ATA
Wersja interfejsu Maks. Rok Uwagi
przepustowość wprowadzenia
ATA-1 (IDE) 8,3 MB/s 1990 Obsługa dwóch dysków (jeden kanał) skonfigurowanych jako master i slave, 40-żyłowe przewody, tryb pracy PIO 0,1,2 oraz DMA 0, 1 , 2 (single-word), obsługa dysków do 2 GB
ATA-2 (EIDE) 16,6 MB/s 1994 Rozszerzenie polecenia Identify Drive, nowe tryby pracy: PIO 2,3, DMA 1, 2 (multi-word), obsługa dysków do 128 GB
ATA-3 (EIDE) 16,6 MB/s 1997 Wprowadzenie technologii S.M.A.R.T. oraz 44-pinowego złącza dla dysków 2,5 cala
ATA-4 (Ultra-ATA/33) 33,3 MB/s 1998 Wprowadzenie ATAPI (obsługa napędów optycznych i taśmowych) ATA-5 (Ultra-ATA/66) 66,7 MB/s 2000 Obowiązek stosowania przewodu 80-żyłowego
ATA-6 (Ultra-ATA/100) 100 MB/s 2002 Obsługa dysków o pojemności do 128 PB ATA-7 (Ultra-ATA/133) 133 MB/s 2004
Technologie związane z interfejsem ATA
PIO - (ang. Programmed Input/Output) - metoda wymiany danych z dyskiem twardym (powoduje znaczne obciążenie procesora)
DMA - (ang. Direct Memory Access) - umożliwia dyskom bezpośredni dostęp do pamięci RAM bez udziału procesora
Ultra DMA - ulepszony tryb DMA, pozwala na transfer od 33,3 MB/s do 133 MB/s
ATAPI - (ang. AT Attachment Packet Interface) - jest to rozszerzony interfejs umożliwiający obsługę urządzeń typu CD-ROM, napędy dyskietek, itp..
Identify Drive - umożliwia BIOS-owi identyfikacje napędów
S.M.A.R.T - (ang. Self-monitoring, Analysis and Reporting Technology) - umożliwia wykrywanie awarii dysku
Przewody i złącza ATA
Złącza ATA na płycie głównej
80-żyłowa taśma
Do płyty głównej
Wtyczka slave
Wtyczka master Złącze sygnałowe ATA Piny Złącze zasilające
konfiguracyjne MOLEX
40-żyłowa taśma
Interfejs SATA
SATA (ang. Serial Advanced Technology Attachment) jest to szeregowy punkt - punkt, następca równoległej magistrali ATA.
• Wykorzystuje 7-żyłowe przewody o maksymalnej
długości 1 m (cienkie i elastyczne kable ułatwią instalację i prowadzenie ich w obudowie, zapewniają lepsze
warunki chłodzenia w porównaniu do taśm PATA).
• Do zasilania urządzeń używane są 15-żyłowe przewody
• Do jednego złącza może być podłączone tylko jedne urządzenie, który nie wymaga konfiguracji za
pomocą zworek.
interfejs dla połączeń typu Przewód sygnałowy SATA
Przewód zasilający SATA
Wersje SATA
Wersja interfejsu Maks. Rok Uwagi
przepustowość wprowadzenia
SATA 1.0 1,5 Gb/s 2003 Hot plugging, tryby pracy: IDE lub AHCI
SATA 2.0 3 Gb/s 2004 Obsługa kolejkowania poleceń NCQ, złącze zewnętrzne eSATA, powielacz portów (ang. port multipiliers)
SATA 2.6 3 Gb/s 2007 złącze Micro SATA dla dysków 1,8''
SATA 3.0 6 Gb/s 2008/2009
SATA 3.1 6 Gb/s 2011 Złącze mSATA dla dysków SSD (złącze PCIe Mini - elektrycznie zgodne z interfejsem SATA)
SATA 3.2 6 Gb/s 2013 SATA Express, SATA M.2
Technologie związane z interfejsem SATA
NCQ- (ang. Native Command Queuing) - sposób optymalizacji polegający na zmianie kolejności zapisu i odczytu danych z dysku twardego, tak aby zadania były wykonywane przy minimalnej liczbie skoków głowicy dysku
AHCI - (ang. Advanced Host Controller Interface) - specyfikacja określająca sposób komunikacji z
kontrolerami SATA, opisuje przepływ danych miedzy pamięcią systemową a przyłączonymi urządzeniami SATA
Powielacz portów (ang. port multipilers) - urządzenie umożliwiające przyłączenie do jednego złącza SATA do 16 różnych urządzeń
eSATA - (ang. external SATA) - zewnętrzny port SATA 3 Gb/s, przeznaczony do podłączania zewnętrznych pamięci masowych (nie zapewnia zasilania)
mSATA - (ang. minil SATA) - bazujący na mini PCIExpress konektor umożliwiający podłączenie niewielkich dysków SSD
Złącza SATA
Złącza SATA na płycie głównej Złącze sygnałowe Złącze zasilające SATA
Złącza interfejsu SATA
Karta ze złączem mSata Dysk ze złączem micro SATA Złącze eSATA
SATA Express M.2 (SATA AHCI)
Zestawienie urządzeń SATA
Interfejs NVMe
NVMexpress (ang. Non-Volatile Memory Host Controller Interface) - otwarta specyfikacja logicznego interfejsu urządzenia, która umożliwia dostęp do pamięci trwałej poprzez interfejs PCI Express.
Pamięć półprzewodnikowa ze złączem M.2 (NVM)
Pamięć półprzewodnikowa ze złączem PCI Express (NVM)
Złącze PCI Express
Złącze i przewód SATA Express Urządzenie i przewód SATA Express
