Stachyris striolata)

Send

Rozmowy o nowym interfejsie Serial ATA, ewolucyjnie zastępującym obecne, wszechobecne interfejsy Parallel ATA (UltraATA / 100, / 133 itd.), Trwają od dawna. Dość powiedzieć, że szczegółowo o tym pisaliśmy ponad dwa lata temu (patrz www.computerra.ru/offline/2000/354/3815) przyjęto ostateczną specyfikację pierwszej wersji tego interfejsu Serial ATA 1.0 29 sierpnia 2001 (patrz www.serialata.org/collateral/index.shtml), a szczegółowy przewodnik projektowania urządzeń Serial ATA 1.0 (patrz www.serialata.org/collateral/zipdownloads/10Gold _ Supp.zip) został wydany 5 kwietnia br. - niemal natychmiast po wiosennym Intel Developer Forum. W międzyczasie wcielenie Serial ATA w nowych urządzeniach - głównie dyskach twardych i kontrolerach dysków na płytach głównych - powoli docierało do konsumentów. Dopiero tego lata firma Seagate ogłosiła nowe dyski Barracuda ATA V, z których niektóre mają ten nowy interfejs. Jednak na te płyty czekamy do dziś. Inni producenci dysków (Maxtor, IBM, Western Digital) również dają nadzieję.

Producenci chipsetów płyt głównych nie kłopoczą się, by spieszyć się z wypuszczeniem kontrolerów: wielu z nich ma nowe chipsety ze zintegrowanym Serial ATA, które mają zostać wydane dopiero pod koniec tego roku (na przykład południowy koncentrator I / O ICH5 Intela w chipsetach serii Springdale i mostek południowy SiS965 firmy SiS). Oznacza to, że w tej chwili tylko producenci dyskretnych układów dla kontrolerów ATA mogą zgłaszać swoje produkty do Serial ATA do sądu - są to Promise, High Point, Marvell i kilka innych. Jednak Promise i High Point, zgodnie ze swoją wieloletnią tradycją, zawsze jako pierwsi wypuszczali kontrolery dla kolejnych nowych wersji interfejsów ATA (UltraATA / 66, / 100, / 133), więc chipy Serial ATA nie były wyjątkiem. .

W tym artykule przyjrzymy się pierwszym próbkom produkcyjnym kontrolerów Serial ATA na popularnych płytach głównych. Podziękowanie za inicjatywę powinno złożyć firma ASUSTeK, która niedawno wypuściła kilka płyt głównych nowej generacji, na przykład P4B533-VT na chipsecie i845G i P4S8X na chipsecie SiS648 (szczegółowo omawialiśmy te płyty we wcześniejszym artykule na www.ferra .ru / online / system / 19470), którego charakterystyczną cechą jest w szczególności obecność kontrolera płyty nowego interfejsu ATA (wraz ze starym Parallel ATA). Ponieważ obecne chipsety nie są wyposażone w Serial ATA, inżynierowie firmy ASUS użyli oddzielnych układów kontrolera dla tego interfejsu i innych. To da nam możliwość spojrzenia na Serial ATA z różnych perspektyw. Zanim jednak przejdziemy bezpośrednio do rozważania nowych kawałków żelaza, przypomnijmy pokrótce główne cechy nowego interfejsu, z którym będziemy musieli pracować przez następne 10 lat, a może dłużej.

Wymagania wstępne i prehistoria interfejsu Serial ATA, a także jego podstawowe cechy zostały szczegółowo omówione wcześniej, dlatego aby się nie powtarzać, odsyłamy do artykułu na www.ferra.ru/online/storage/6926 . Każdy może zapoznać się ze szczegółowymi specyfikacjami wersji 1.0 tego interfejsu, na przykład na oficjalnej stronie internetowej www.serialata.org w 307-stronicowym dokumencie pod linkiem www.serialata.org/collateral/zipdownloads/SerialATA10Gold.zip, a także jak na stronie developer.intel.com ... Tutaj po prostu wymienimy główne różnice między nowym interfejsem szeregowym a starym interfejsem równoległym i poruszymy podstawowe zasady i sposoby jego implementacji w sprzęcie.

Przede wszystkim kabel do nowego interfejsu zasadniczo różni się od poprzedniego płaskownika o szerokości 40 lub 80 żył: liczba żył sygnałowych kabla została zmniejszona do czterech (jest też masa), a jego dopuszczalna długość została zwiększona do jednego metra. Przyczynia się to do bardziej zwartej obudowy i lepszych warunków chłodzenia wewnątrz obudowy komputera, dzięki czemu projekt jest tańszy. Tutaj kompaktowe siedmiostykowe złącza są połączone wąskim spłaszczonym kablem o szerokości około 8 mm i grubości około 2 mm (patrz zdjęcie). W kablu Serial ATA znajdują się 2 pary przewodów sygnałowych (jedna para do odbioru i jedna do transmisji), oddzielone trzema przewodami wspólnego przewodu („masa”). Na złączu umieszczonym na dyskach i płytach głównych trzy piny „uziemienia” wystają nieco poza wyprowadzenia sygnałowe, aby ułatwić podłączanie na gorąco (jest „podłączanie na gorąco” dysków przez Serial ATA bez specjalnych adapterów).

Kable Serial ATA i Parallel ATA.

Kolejną zaletą Serial ATA jest większa przepustowość niż Parallel ATA. Pierwsza wersja interfejsu Serial ATA ma przepustowość do 1,5 Gb / s (to jest około 150 MB / s dla ładunku w porównaniu do 100-130 MB / s dla interfejsu równoległego). Jednak w przyszłości druga i trzecia generacja Serial ATA (po około 3 i 6 latach) zwiększy prędkość odpowiednio do 3 i 6 Gb / s.

Ponadto, ponieważ do każdego kabla Serial ATA można podłączyć tylko jeden napęd (dwa napędy można podłączyć do napędów równoległych w tym samym czasie), margines szybkości interfejsu wydaje się być teraz bardzo duży. Rzeczywiście, jeśli obecne dyski twarde IDE z prędkością odczytu użytecznych danych z talerzy do 50 MB / s praktycznie nasyciły interfejs UltraATA / 100 (dwa takie dyski na jednym kablu IDE nie mogą już współistnieć bez teoretycznej utraty szybkości, ponieważ w rzeczywistości UltraATA / 100 daje około 90 MB / s przepustowości przesyłania strumieniowego) i zbliżył się do limitu interfejsu UltraATA / 133, wtedy osiągnięcie przez pojedyncze dyski 150 MB / s będzie trwać bardzo długo (według szacunków ok. 5 lat, a nawet więcej), czyli nawet pierwsza wersja Serial ATA zapewnia długą żywotność. Dodatkowo bliskość na tym samym kablu nie będzie już kolidować z dyskami ze względu na eliminację opóźnień magistrali IDE przy przełączaniu między sąsiednimi urządzeniami, co powinno również zwiększyć prędkość pracy dysków w komputerach z kompetentną implementacją kontrolerów na płytach głównych.

Ulepszono również ramy elektryczne interfejsu: teraz zamiast ponad 20 linii pięciowoltowych (a sygnały pięciowoltowe w nowoczesnych systemach często wymagają większej złożoności i droższych obwodów, ponieważ większość obecnych mikroukładów cyfrowych działa już przy niższe napięcia zasilania), stosowane są tylko dwie linie różnicowe o różnicy poziomów tylko 0, 5 woltów, co jest doskonale kompatybilne z nowoczesnymi zintegrowanymi rozwiązaniami.

Inną ważną cechą Serial ATA jest to, że zmienia się architektura interfejsu tylko w zakresie interfejsu fizycznego oraz w rejestrach i oprogramowaniu będzie w pełni kompatybilny z obecnym równoległym ATA. Dlatego nie będzie potrzeby radykalnej zmiany sterowników. Co więcej, w niektórych przypadkach nowe sterowniki dla Serial ATA nie są w ogóle wymagane (!): Architektura Serial ATA jest przezroczysta dla BIOS-u i systemu operacyjnego. Ponadto Serial ATA (w przeciwieństwie do równoległego ATA) ma korekcję błędów (ECC), a integralność danych przesyłanych kablem będzie gwarantowana.

Wsteczna kompatybilność szeregowego ATA z równoległym zostanie zaimplementowana na dwa sposoby: łącząc chipsety obsługujące równoległy interfejs ATA z dyskretnymi komponentami, które fizycznie implementują Serial ATA oraz używając adapterów (kluczy sprzętowych), które konwertują równoległą magistralę ATA na szeregową i imadło versa (patrz schemat blokowy).

4 główne opcje implementacji interfejsu Serial ATA.

Diagram przedstawia 4 główne opcje implementacji interfejsu Serial ATA. Pierwsza jest klasyczna. Kontroler Serial ATA jest bezpośrednio podłączony do napędu Serial ATA. Druga opcja jest przeznaczona głównie na bardzo początkowy etap wprowadzania nowego interfejsu, gdy są zdebugowane kontrolery UltraATA / 100 (i podobne) oraz dyski z tym samym interfejsem i można je podłączyć poprzez Serial ATA, jeśli odpowiednie chipy translatora są zainstalowane na obu końcach. (klucze sprzętowe, te chipy NIE wymagają specjalnych sterowników). Pozostałe dwie opcje to późniejsze okresy adaptacji (przejścia) do Serial ATA z Parallel ATA, gdy jedno z urządzeń jest już Serial ATA, a drugie jeszcze nie. W tym przypadku jeden tłumacz interfejsu wykonuje zadanie. Obecnie jesteśmy najbliżej opcji „2” i „4” (rozważymy je w tym artykule), chociaż wraz z pojawieniem się dysków Serial ATA wrócimy do pozostałych opcji.

Zobaczmy teraz, jak kontrolery Serial ATA są zaimplementowane na płytach głównych ASUS P4B533-VT i P4S8X.

Ta płyta implementuje klasyczną wersję zewnętrznego translatora z równoległego na szeregowy ATA (opcje 2 i 3 na powyższym schemacie blokowym). Przedsprzedażowa próbka płyty P4B533-VT zawierała dwukanałowy kontroler IDE-RAID UltraATA / 133 oparty na układzie Promise PDC20276 - dwa dwukanałowe porty równoległe ATA. Pierwszy port ATA tego kontrolera (niebieskie złącze IDE) jest podłączony do dwóch mostków-translatorów z równoległego interfejsu ATA do interfejsu Serial ATA, wykonanych na układach 88i8030 firmy Marvell (na zdjęciu). A obok nich dwa 7-pinowe porty Serial ATA (złącza). Dzięki temu płyta zyskała dodatkową elastyczność w użytkowaniu, gdyż możliwe jest podłączenie do kontrolera RAID do 4 dysków UltraATA / 133 (dla dwóch równoległych pętli) lub wykorzystanie kanału podstawowego dla dwóch dysków Serial ATA, a kanał dodatkowy w tym samym czasie dla starych dysków.

Serial ATA na płycie głównej ASUS P4B533-VT.

Jednocześnie w ten sam sposób możesz organizować macierze RAID (wariant takiego połączenia pokazano na poniższym zdjęciu).

Serial ATA i Promise IDE RAID na ASUS P4B533-VT.

Oczywiście w tym przykładzie wykonania podstawowy port IDE kontrolera RAID może być używany albo do połączeń równoległych (niebieskie złącze na płycie), albo do połączeń szeregowych (nie można ich łączyć). Tymczasem w komunikacie prasowym dotyczącym wydania tej płyty wskazano układ Promise PDC20376, który łączy jeden równoległy kanał ATA z dwoma portami Serial ATA. To jest opcja, która jest używana na następnej płycie głównej ASUS - P4S8X.

Oprócz dwóch standardowych portów "chipset" UltraATA / 133/100/66/33, płyta jest wyposażona w najnowszy chip Promise PDC20376 obsługujący jeden dwukanałowy port równoległy UltraATA / 133 (na zdjęciu niebieski port "z boku" po prawej) i dwa porty Serial ATA (SATA 150, po bokach układu Promise na tym samym zdjęciu), a dla wszystkich (porty Promis) możliwe są funkcje IDE RAID 0 i 1 (w tym dyski SATA). Oznacza to, że w tej płycie głównej programiści zrezygnowali z koncentratorów-tłumaczy w układach 88i8030 firmy Marvell, używając od razu świeżego zintegrowanego rozwiązania.

Informacje o użytkowaniu

Zdjęcie "Spotted-necked bird (Stachyris striolata)" może być wykorzystywane do celów osobistych i komercyjnych zgodnie z warunkami zakupionej licencji Royalty-free. Obraz jest dostępny do pobrania w jakości wysokiej jakości w rozdzielczości do 5184x3456.

Kraj: Tajlandia
Lokalizacja: Na zewnątrz
Orientacja obrazu: Poziomo
Pora roku: Lato
Pory dnia: Dzień