Содержание
Накопитель на жёстких магнитных дисках и твердотельный накопитель 3
1.1 Жесткий диск 3
2.1 Принципы хранения информации на HDD 4
3.1 Режимы адресации 5
3.2 CHS 5
3.3 LBA 5
4.1 Магнитные головки 7
5.1 Технологии записи данных на жесткие диски 8
5.2 Метод параллельной записи 8
5.3 Метод перпендикулярной записи 8
6.1 Преимущества жестких дисков в разных форм-факторах. 9
6.2 Формат 3.5" 9
6.3 Формат 2.5" 9
7.1 Твердотельный накопитель 11
8.1 Контроллеры SSD накопителей 12
8.2 Контроллеры SandForce 12
8.3 Контроллеры Marvell 12
8.4 Контроллеры LAMD (Hynix) 12
9.1 Преимущества и недостатки SSD-дисков 13
10.1 Пропускная способность шины 14
Список использованных источников 15
Накопитель на жёстких магнитных дисках и твердотельный накопитель
1.1 Жесткий диск
Жесткий диск, он же Hard Disk Drive, HDD — запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.
Принципиально HDD состоит из следующих основных блоков:
Блок электроники включает в себя контакты и микросхему, на которой расположены: контроллер управления HDD, разъемы питания, блок перемычек, разъем для шлейфов (интерфейс подключения).
Механический блок состоит из магнитных пластин, шпинделя, коромысла, осей вращения коромысла, сервопривода коромысла, головок чтения и записи.
Корпус – это конструкция, в которой расположены все элементы HDD.
Рисунок 1— Конструкция жесткого диска
2.1 Принципы хранения информации на hdd
Информация в НЖМД записывается на жёсткие пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала (оксид железа), чаще всего двуокиси хрома. В НЖМД используется от одной до нескольких пластин на одной оси.
Данные хранятся на пластинах в виде концентрических дорожек, каждая из которых разделена на секторы по 512 байт.
Дорожки – концентрические кольцевые области. Каждая дорожка делится на равные отрезки – секторы.
Цилиндр – совокупность дорожек, равноотстоящих от центра, на всех рабочих поверхностях пластин жёсткого диска. Номер головки задает используемую рабочую поверхность (то есть конкретную дорожку из цилиндра), а номер сектора – конкретный сектор на дорожке.
Винчестер содержит один или несколько дисков (platters), то есть это носитель, который смонтирован на оси-шпинделе, приводимом в движение специальным двигателем (часть привода).
Скорость вращения современных винчестеров может быть 5400, 7200, 10000 об/мин. Достигнуты скорости вплоть до 15 000 об/мин., чем больше скорость вращения винчестера, тем дороже выходит сам диск.
Рисунок 1— Механизмы чтения жесткого диска
3.1 Режимы адресации
Существует 2 основных способа адресации секторов на диске:
3.2 CHS
При этом способе сектор адресуется по его физическому положению на диске 3 координатами номером цилиндра, номером головки и номером сектора. В современных дисках со встроенными контроллерами эти координаты уже не соответствуют физическому положению сектора на диске и являются логическими координатами. Адресация CHS предполагает, что все дорожки в заданной зоне диска имеют одинаковое число секторов.
3.3 LBA
При этом способе адрес блоков данных на носителе задаётся с помощью логического линейного адреса.
Для адресации регистров НЖМД IDE AT используются сигналы:
Таблица 1 – Программно-доступные регистры НЖМД IDE AT
Адрес (HEX) |
Чтение |
Запись |
1F0 |
Регистр данных |
Регистр данных |
1F1 |
Регистр ошибок |
Регистр пред компенсации |
1F2 |
Регистр счетчика секторов |
Регистр счетчика секторов |
1F3 |
Регистр номера сектора |
Регистр номера сектора |
1F4 |
Регистр номера цилиндра мл. |
Регистр номера цилиндра мл. |
1F5 |
Регистр номера цилиндра ст. |
Регистр номера цилиндра ст. |
1F6 |
Регистр накопителя/головки |
Регистр накопителя/головки |
Окончание таблицы 1
1F7 |
Регистр состояния |
Регистр команд |
1F6 |
Регистр альтернативного сост. |
Состояние накопителя |
1F7 |
Регистр адреса накопителя |
Не используется |
Таблица 2 - Адресация регистров НЖМД IDE AT
/CS0 |
/CS1 |
HA0 |
HA1 |
HA2 |
Чтение регистров по стробу /IOW |
Запись в регистры по стробу /IOR |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1F0 |
1F0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1F1 |
1F1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1F2 |
1F2 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1F3 |
1F3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1F4 |
1F4 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1F5 |
1F5 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1F6 |
1F6 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1F7 |
1F7 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1F6 |
1F6 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1F7 |
1F7 |