15) Интерфейс sas. Характеристики, особенности, физическая реализация.

После выхода стандартов Ultra320 и Ultra640, а так же начала развития интерфейса SATA, стало очевидно, что последовательные версии интерфейсов перспективнее параллельных. Поэтому начиная с апреля 2002 года комитет приступил к работе над будущим последовательным интерфейсом SCSI. Для экономии времени и ресурсов, было принято решение использовать те же схемы, кабели и разъёмы, которые уже определены стандартом SATA. При этом команды SCSI используются вместе с частично модифицированным физическим слоем SATA. В результате 30 октября 2003 года был опубликован стандарт SAS. Стандарт разработан таким образом, чтобы совместить экономическое преимущество от использования физического интерфейса, кабелей и разъёмов SATA с программным обеспечением и надёжностью SCSI.

Основные характеристики SAS:

- Соединение «точка-точка» со скоростью 300 Мбайт/сек и с обеспечением обратной совместимости. В параллельных версиях интерфейса полоса пропускания делилась между всеми подключёнными устройствами.

- Использование надёжного и проверенного протокола SCSI.

- Расширяемость. Позволят подключать к шине большое количество устройств.

- Наличие широкопортовых (Wide-Port) устройств, допускающих несколько параллельных подключений.

- Поддержка устройств SAS со скоростью передачи данных 300 Мбайт/сек., а так же устройств SATA, со скоростью 150 Мбайт/сек., что позволяет оснастить системную плату одним хост-адаптером SAS, и обеспечить поддержку накопителей SAS и SATA.

К разъёму SAS можно подключать устройства SAS и SATA, однако к интерфейсу SATA невозможно подключить устройство SAS. Для этого разъёмы устройств SAS, имеют специальные ключи, чтобы их нельзя было подключить к хост-адаптеру SATA.

Поддержка интерфейсом устройств обоих типов, является наиболее важной составляющей стандарта SAS. В конце 2003 года ассоциация занимающаяся продвижением стандарта SCSI и рабочая группа SATA объявили о совместной работе над обеспечением максимальной совместимости обоих стандартов.

Интерфейс SAS базируется на трёх протоколах:

- SSP (протокол последовательного SCSI) – передаёт команды SCSI устройствам SAS;

- SMP (протокол управления SCSI) – передаёт управляющие команды;

- STP (протокол туннелирования SATA) – передаёт команды SATA устройствам SATA.

Благодаря поддержке трёх протоколов SAS обеспечивает полную совместимость с существующими устройствами и программным обеспечением SCSI, а так же устройствами и программным обеспечением SATA.

Для внутриблочных соединений можно использовать кабели длиной до 1 м, которые внешне похожи на кабели SATA, и отличаются лишь ключом. Для внешних подключений используются специальные кабели типа Infiniband.

В дисковых массивах в серверных системах наибольшее распространение получили версии Ultra160 и Ultra320.

16) Спецификация Fiber Channel.

Стандарт Fiber Channel SCSI представляет собой спецификацию последовательного интерфейса, использующего физические и протокольные характеристики волоконно-оптического канала и набор команд SCSI. Скорость передачи данных по стекловолоконному или медному коаксиальному кабелю длиной до нескольких километров составляет 200 – 400 Мб/сек. Технология FC предназначена для обеспечения взаимодействия компонентов, расположенных в нескольких километрах друг от друга, и соединения различных систем, поэтому считается одним из оптимальных вариантов для создания выделенных каналов связи.

17) Появление устройств магнитного хранения данных, принцип использования магнитного хранения данных.

21 мая 1952 года IBM официально анонсировала модуль ленточного накопителя IBM 726, для вычислительной машины IBM 701. Накопитель имел скорость чтения/записи 12,5 Кбайт/сек. и ёмкость чуть более 2 Мбайт. Лента накопителя была примерно 1,27 см. (пол дюйма) в ширину. Информация записывалась на 6 дорожек идущих параллельно. Седьмая дорожка использовалась для контроля правильности чтения/записи остальных дорожек с помощью проверки чётности. Плотность записи составляла 100 бит на 2,54 см. (100 бит на 1 линейный дюйм).

Четыре года спустя, 13 сентября 1956 года, IBM объявила о создании первой дисковой системы хранения данных – 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Эта система могла хранить 5 Мбайт информации на 50 магнитных дисках, диаметром около 61 см. В отличии от ленточных накопителей, эта система отличалась произвольным доступом к данным. Такой способ позволил значительно повысить производительность компьютера, поскольку данные записывались и извлекались значительно быстрее чем в ленточных накопителях с последовательным доступом.

18) Конструкция головок чтения/записи, их особенности.

Существуют следующие типы головок:

- Ферритовые;

- С металлом в зазоре;

- Тонкоплёночные;

- Магниторезистивные;

- Гигантские магниторезистивные;

- Перпендикулярной магнитной записи.

Ферритовые головки

Использовались в 80-х годах. Впервые были использованы в жёстком диске IBM Winchester 30-30. Их сердечники производятся на основе феррита (оксид железа). Головка выполняет как чтение, так и запись. Применялись в основном в накопителях объёмом до 50 Мбайт.

Головки с металлом в зазоре

Появились в результате усовершенствования ферритовых головок. В них магнитный зазор, расположенный в задней части сердечника, заполнен металлом. Это позволяет уменьшить склонность материала сердечника к магнитному насыщению, в результате чего можно повысить плотность записи на диск, за счёт увеличения коэрцитивной силы. Применялись в середине 80-х годов и использовались в накопителях объомом 50-100 Мб.

Тонкоплёночные головки

Сердечник в этих головках производится по той же технологии что и интегральные микросхемы и состоит из сплава железа и никеля. Это позволяет значительно уменьшить размер сердечника и увеличить плотность записи на диск, за счёт того, что участки намагниченности на диске имеют чётко выраженные границы. Активно использовались с конца 80-х до середины 90-х годов и применялись в накопителях объёмом от 100 Мб до 2-3 Гб.

Магниторезистивные головки

Их особенность в том, что для чтения и записи используются разные части головки. Тонкоплёночная головка для записи, и резистивная головка для чтения. Обе части размещены в одном корпусе. Применяются с начала 90-х годов и используются в накопителях от 1 до 30-40 Гб.

Гигантские магниторезистивные головки

Названы так из-за гигантского магниторезистивного эффекта, применяемого в них. Используются с конца 90-х годов и устанавливаются в накопители объёмом от нескольких десятков, до 100 Гб и более.

Перпендикулярная магнитная запись

Впервые появилась в готовых продуктах в 2005 году. Применяется в накопителях объёмом от 150 Гб.