Nowe interfejsy dysków twardych

Trzy typy interfejsów sprzęgających dyski twarde z komputerami stopniowo stają się wiodącymi standardami - każdy w swoim obszarze zastosowań. Są to interfejsy: FAST ATA-2, Ultra SCSI-3 oraz FC-AL.

Trzy typy interfejsów sprzęgających dyski twarde z komputerami stopniowo stają się wiodącymi standardami - każdy w swoim obszarze zastosowań. Są to interfejsy: FAST ATA-2, Ultra SCSI-3 oraz FC-AL.

Niech żyje ATA-2

Stosowane dotychczas łącza typu IDE pozwalają na korzystanie najwyżej z dwóch dysków twardych o pojemności do 528 MB każdy.

Dzięki wprowadzonemu dwa lata temu standardowi Enhanced IDE (lub Enhanced AT) ograniczenie do 528 MB przesunięto do 8,4 GB, tempo przesyłania danych uległo zwiększeniu do 13,3 MB/s zaś liczba urządzeń peryferyjnych wzrosła z dwóch do czterech. Jest to obecnie dość powszechnie używany standard interfejsu w komputerach osobistych (patrz CW nr 23 z br., str 21).

Tymczasem firma Seagate promuje łącze Fast ATA, które poprawia znacznie szybkość transferu danych. Zaletą korzystania z Fast ATA są minimalne zmiany sprzętowe i programistyczne przy implementacji napędów dyskowych.

Fast ATA-2 to obiecujące rozwinięcie specyfikacji Fast ATA. Większość produkowanych obecnie układów logicznych wspomagających działanie nowych konstrukcji komputerów (tzw. chipsets) oraz pamięci ROM z zapisanymi procedurami BIOS współpracują z tą specyfikacją.

Fast ATA-2 obsługuje pojemności dysków do 8,4 MB/s i pozwala na przesyłanie danych (zależnie od używanego trybu pracy) z szybkością 11,1 MB/s (Programmed I/O Mode 3), 16,7 MB/s (PIO Mode 4), 13,3 MB/s (Multiword DMA Mode 1) lub 20 MB/s (DMA Mode 2).

Popularny zestaw układów Triton 82430FX (dla Pentium) potrafi obsłużyć przesyłanie danych z szybkością 22 MB/s w trybie pracy bus-mastering turbo IDE DMA. Tryb ten wykorzystuje zaledwie 1% czasu pracy procesora głównego podczas gdy klasyczny transfer DMA ok. 20%.

Najnowsze konstrukcje dysków Fart ATA-2 obsługują standardy przesyłania danych PIO Mode 4 lub DMA Mode 1. Warto dodać, że przy takich szybkościach muszą dobrze współpracować procedury BIOS, adapter Fast ATA-2 oraz system operacyjny. Dopiero najnowsze wersje Windows NT, OS/2 oraz Windows 95 pozwolą na obsługę tych trybów pracy.

Do interfejsu Fast ATA-2 można dołączyć do 4 urządzeń peryferyjnych, np dwa dyski twarde, napęd magneto-optyczny i czytnik CD-ROM. Napęd CD-ROM powinien być zgodny ze specyfikacją ATAPI (AT Attachment Packet Interface).

Wielu producentów sprzętu zgodnego z Fast ATA-2 implementuje specyfikację Enhanced IDE jako podzbiór.

Szybszy Ultra SCSI-3

Łącze SCSI ma oczywistą zaletę w stosunku do klasycznego interfejsu IDE. Do sterownika SCSI można podłączyć w tzw. łańcuch (daisy chain) do siedmiu urządzeń. Sterownik główny, łączący urządzenia ze światem PC jest w tym wypadku określany mianem "host adapter". Wszystkie peryferia, wyposażone we własne sterowniki SCSI, połączone są szeregowo z szyną SCSI-Bus.

Kolejna zaleta dysków SCSI to nielimitowana pojemność.

Niestety, nie ma róży bez kolców - instalowanie dysków SCSI nie było do niedawna sprawą łatwą. Wynika to stąd, że standard ten, pochodzący ze świata minikomputerów, ma mało wspólnego z systemem operacyjnym DOS. Pomiędzy SCSI a resztą systemu komputerowego musi być zainstalowana "warstwa" tłumacząca polecenia - sterowniki, wyposażone we własny BIOS. Aby sytucję jeszcze bardziej skomplikować, adaptery SCSI pochodzące od różnych producentów używały różnych translatorów co czasem uniemożliwia współpracę interfejsu z dołączanym urządzeniem peryferyjnym.

Tę zawikłaną sytuację wyprostował ustalony w 1992 r. standard - SCSI-2. Każdy adapter i urządzenie zgodne ze SCSI-2 powinno współpracować niezależnie od producenta.

Standard SCSI-2 i jego pochodne pozwala na przesyłanie danych z szybkością 10 MB/s (8-bitowy Fast SCSI-2) lub 20 MB/s (16-bitowe Fast Wide SCSI-2). Nowa specyfikacja Ultra SCSI-3 poprzez podwojenie częstotliwości zegara taktującego z 10 do 20 MHz pozwala na podwojenie szybkości transmisji danych. Łącze 8-bit Ultra SCSI-3 przesyła informacje z szybkością 20 MB/s za pośrednictwem tego samego połączenia co Fast SCSI. Dla 16-bitowego Ultra SCSI-3 szybkość przesyłu wynosi 40 MB/s.

Dzięki tak dużym szybkościom przesyłania danych możliwe jest efektywne korzystanie z kilku dysków twardych podłączonych do jednej szyny danych - co stosowane jest np. w przypadku tablic dyskowych typu RAID. Nowe napędy Ultra SCSI-3 są zgodne wstecz, tzn. do adaptera Fast lub Wide SCSI można podłączyć napęd Ultra SCSI-3. Napędy takie można łączyć w łańcuch do 7 urządzeń (dla wersji 16-bitowej aż do 15 urządzeń) - mogą to być dyski twarde, napędy taśmowe, magnetooptyczne, skanery, czytniki CD-ROM czy nawet szybkie drukarki. Jest to idealny standard dla bardziej rozbudowanych komputerów klasy desktop czy serwerów.

FC-AL - świetlisty szlak informacji

Przyszłość przesyłania danych należy jednak, jak się wydaje, do nowej, rewolucyjnej wręcz technologii FC-AL (Fiber Channel Arbitrated Loop) opartej na transmisji za pośrednictwem światłowodów. Ten nowy typ interfejsu pozwala na bezpośrednie podłączenie urządzeń pamięci masowej, komputerów, drukarek itp. do sieci i przesyłania danych na kilometrowe odległości.

Przy pomocy specyfikacji FC-AL można będzie połączyć do 128 urządzeń na odległości do 10 km (za pośrednictwem kabla światłowodowego) przy szybkości transmisji danych do 100 MB/s (a nawet 200 MB/s przy wykorzystaniu dwóch kanałów transmisji).

Aby ułatwić przejście z obecnie stosowanych platform, FC-AL "potrafi" obsługiwać protokół SCSI-2 - niezależnie od tego standard ten obsługuje protokoły ATM i TCP/IP korzystając z okablowania do połączeń międzysystemowych.

Pierwsze konstrukcje FC-AL są opracowywane - m.in. w laboratoriach Seagate, Quantum i HP. O pierwszym sterowniku FC - Tachonym pisaliśmy w CW nr 23.

Prawdopodobnie w niezbyt odległej przyszłości pojęcie urządzeń peryferyjnych może stracić swój pierwotny sens - mogą to być peryferia rozproszone na dużym (w sensie geograficznym) obszarze. Poczciwy serwer plików zostanie zastąpiony osobnym, ultraszybkim urządzeniem pamięci masowej wyposażonym w łącze FC-AL i podłączonym bezpośrednio do sieci FC-AL!

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200