Жесткий диск представляет собой простую небольшую с виду «коробочку», в которой хранится огромное количество информации на любом компьютере современного пользователя.
Именно так это выглядит снаружи — вещь довольно простая. Редко при записи, удалении, копировании и других действиях с файлами разной важности возникает мысль о принципе взаимодействия жесткого диска и компьютера. А если быть точнее, непосредственно самой материнской платой.
Как эти компоненты соединяются за одну бесперебойную работу, как устроен сам жесткий диск, какие соединительные разъемы у него есть и для чего каждый из них предназначен — это ключевая информация об устройстве хранения, которая знакома каждому.
Интерфейс HDD
именно этим термином можно правильно обозначить взаимодействие жесткого диска с материнской платой. Само слово имеет гораздо более широкое значение. Например, интерфейс программы. В данном случае мы имеем в виду ту часть, которая позволяет человеку взаимодействовать с программой (удобный «дружественный» дизайн).
Однако интерфейс интерфейса отличается. В случае с жестким диском и материнской платой он представляет собой не приятный для пользователя графический дизайн, а набор специальных линий и протоколов передачи данных. Эти компоненты соединены друг с другом кольцом, кабелем с входами на обоих концах. Они предназначены для подключения к портам жесткого диска и материнской платы.
Другими словами, весь интерфейс на этих устройствах состоит из двух кабелей. Один из них подключается к разъему питания жесткого диска одним концом, а блок питания компьютера — другим. А второй из кабелей соединяет HDD с материнской платой.
Как в былые времена подключали жёсткий диск – разъем IDE и другие пережитки прошлого
В самом начале, после чего появляются более продвинутые интерфейсы HDD. Интегрированная приводная электроника, древняя по сегодняшним меркам, появилась на рынке примерно в 1980-х годах. IDE буквально означает «интегрированный контроллер».
Являясь параллельным интерфейсом данных, он также называется ATA — Advanced Technology Attachment. Однако с появлением новой технологии SATA, которая приобрела огромную популярность на рынке, стандарт ATA был переименован в PATA (Parallel ATA), чтобы избежать путаницы.
Чрезвычайно медленный и очень грубый по своим техническим возможностям, этот интерфейс за годы своей популярности мог развивать скорость от 100 до 133 мегабайт в секунду. И то только в теории, так как на практике эти показатели были еще скромнее. Конечно, новые интерфейсы и разъемы жестких дисков будут показывать заметное отставание по сравнению с современными разработками IDE.
Считаете ли вы, что не стоит недооценивать привлекательные стороны? Старшие поколения, вероятно, помнят, что технические возможности PATA позволяли поддерживать два жестких диска одновременно, используя только один кабель, подключенный к материнской плате. Но пропускная способность линии в этом случае также была разделена пополам. И это даже не говоря о ширине провода, который с его размерами каким-то образом препятствует поступлению свежего воздуха от вентиляторов в системный блок.
В наше время IDE уже естественно устарела как физически, так и морально. И если до недавнего времени этот разъем встречался на платах среднего и низкого ценового сегмента, то сейчас сами производители не видят в нем перспектив.
Всеобщий любимец SATA
IDE давно стал самым популярным интерфейсом для работы с устройствами хранения информации. Но технологии передачи и обработки данных недолго застопорились, и вскоре было предложено принципиально новое решение. Теперь его можно найти практически у любого владельца персонального компьютера. И имя ему — SATA (Serial ATA).
Отличительные особенности этого интерфейса — параллельная передача данных, низкое энергопотребление (по сравнению с IDE), меньший нагрев компонентов. На протяжении своей истории популярности SATA претерпела три стадии капитального ремонта:
- SATA I — 150 мбит / с.
- SATA II — 300 мбит / с.
- SATA III — 600 мбит / с.
Также было разработано несколько обновлений для третьей ревизии:
- 3.2 со спецификацией SATA Express — успешно реализовано объединение устройств SATA и PCI-Express, что позволило увеличить скорость чтения / записи интерфейса до 1969 мб / с. Проще говоря, технология представляет собой «адаптер», который переводит обычный режим SATA в более быстрый, который есть в линиях слотов PCI.
- 3.1 — более продвинутая полоса пропускания, но все еще ограниченная 600 МБ / с.
Реальные показатели, конечно, явно отличались от официально заявленных. Прежде всего, это вызывает чрезмерную пропускную способность интерфейса — многим современным дискам не нужны те же 600 МБ / с, поскольку они изначально не были предназначены для работы с такой скоростью чтения / записи. Только по прошествии времени, когда рынок постепенно наполняется высокоскоростными дисками с невероятными на сегодняшний день показателями производительности, технический потенциал SATA будет полностью использован.
Наконец, были уточнены многие физические аспекты. SATA разработан для использования более длинных кабелей (1 метр против 46 сантиметров, которые соединяли жесткие диски с разъемом IDE), с очень компактными размерами и красивым внешним видом. Предусмотрена поддержка «горячей замены» жестких дисков: их можно подключать / отключать, не выключая питание компьютера (однако сначала необходимо включить режим AHCI в BIOS).
Также увеличено удобство подключения кабеля к разъемам. При этом все версии интерфейса обратно совместимы друг с другом (жесткий диск SATA III легко подключается к разъемам SATA II на материнской плате, от SATA I к SATA II и т.д.). Единственное предостережение — максимальная скорость обработки данных будет ограничена «самым старым» звеном.
Не будут исключены и владельцы старых устройств: существующие адаптеры PATA-SATA в качестве альтернативы сэкономят деньги на более дорогой покупке современного жесткого диска или новой материнской платы.
External SATA
Но стандартный жесткий диск не всегда подходит для задач пользователя. Возникает необходимость хранить большие объемы данных, которые требуют использования в разных местах и, как следствие, транспорта. Для таких случаев, когда с диском приходится работать не только дома, были разработаны внешние жесткие диски. Из-за специфики своего устройства им требуется совершенно другой интерфейс подключения.
Это еще один тип SATA, созданный для разъемов внешних жестких дисков, с внешним префиксом. Физически этот интерфейс несовместим со стандартными портами SATA, но имеет ту же полосу пропускания.
доступна поддержка «горячей замены» HDD, а длина самого кабеля увеличена до двух метров.
В исходной версии eSATA позволяет только обмениваться информацией, без подачи необходимого питания на соответствующий разъем внешнего жесткого диска. Этот недостаток, устраняющий необходимость использовать два кабеля для одновременного подключения, был исправлен с появлением модификации Power eSATA, сочетающей технологии eSATA (отвечающие за передачу данных) с USB (отвечающие за питание).
Универсальная последовательная шина
Фактически, ставшая наиболее распространенным стандартом последовательного интерфейса для подключения цифрового оборудования, универсальная последовательная шина в наши дни известна всем.
Несущий долгую историю постоянных больших изменений, USB — это высокая скорость передачи данных, питание беспрецедентного диапазона периферийных устройств, а также простота и удобство в повседневном использовании.
Интерфейс, разработанный такими компаниями, как Intel, Microsoft, Phillips и US Robotics, воплощает в себе несколько технических устремлений:
- Изобретение удобного принципа «подключи и работай», подходящего для «горячего подключения».
- Обеспечить подключение мобильных телефонов к компьютерам. Тенденция к переходу мобильных сетей на цифровую передачу голоса, которая распространялась в те годы, показала, что ни один из интерфейсов, разработанных в то время, не был способен обеспечивать передачу данных и голоса с телефона.
- Расширение функциональных возможностей компьютеров. До появления USB количество стандартных периферийных устройств было весьма ограниченным, и для каждого типа требовался отдельный порт (PS / 2, порт джойстика, SCSI и т.д.). С появлением USB считалось, что он станет единой универсальной заменой, значительно упростив взаимодействие устройств с компьютером. Кроме того, эта новинка того времени должна была стимулировать появление нетрадиционных периферийных устройств.
Как и в случае с подавляющим большинством цифровых технологий, разъем USB для жесткого диска нам уже давно стал полностью знаком. Однако за несколько лет своего развития этот интерфейс всегда демонстрировал новые высоты показателей скорости чтения / записи информации.
|
Версия USB |
Описание |
Пропускная способность |
|
USB 1.0 |
Первая релизная версия интерфейса после нескольких предварительных версий. Выпущен 15 января 1996 г. |
|
|
USB 1.1 |
Улучшение версии 1.0, решение многих ее проблем и ошибок. Выпущенный в сентябре 1998 года, он впервые приобрел огромную популярность. |
|
|
USB 2.0 |
Выпущенная в апреле 2000 года, вторая версия интерфейса имеет новый, более быстрый высокоскоростной режим. |
|
|
USB 3.0 |
Последнее поколение USB, которое не только получило обновленные индикаторы пропускной способности, но и доступно в синем / красном цвете. Дата появления — 2008 год. |
До 600 МБ в секунду |
|
USB 3.1 |
Дальнейшее развитие третьей ревизии, опубликованной 31 июля 2013 года. Она разделена на две модификации, которые могут обеспечить любой жесткий диск с разъемом USB с максимальной скоростью до 10 Гбит / с. |
|
Помимо этой спецификации, для разных типов устройств реализованы разные версии USB. Среди разновидностей кабелей и разъемов этого интерфейса можно выделить:
| USB 2.0 |
Стандарт |
Мини |
Микро |
|
Введите |
 |
 |
 |
|
Тип B |
 |
 |
 |
USB 3.0 может уже предлагать другой новый тип: C. Кабели этого типа симметричны и вставляются в соответствующее устройство с обеих сторон.
Третья редакция, однако, больше не предусматривает «подвидов» кабелей типа A Mini и Micro.
Альтернативный FireWire
Несмотря на всю свою популярность, eSATA и USB — далеко не все варианты подключения внешнего жесткого диска к компьютеру.
FireWire — чуть менее известный в широких массах высокоскоростной интерфейс. Обеспечивает последовательное подключение внешних устройств, в том числе жестких дисков.
Его свойство изохронной передачи данных в основном нашло применение в мультимедийных технологиях (видеокамеры, DVD-плееры, цифровое аудиооборудование). Жесткие диски к ним подключаются гораздо реже, отдавая предпочтение SATA или более продвинутому интерфейсу USB.
Эта технология постепенно приобрела современные технические показатели. Таким образом, первоначальная версия FireWire 400 (1394a) была быстрее своего тогдашнего основного конкурента USB 1.0: 400 мегабит в секунду против 12. Максимально допустимая длина кабеля составляет 4,5 метра.
Появление USB 2.0 оставило соперника позади, позволив обмениваться данными со скоростью 480 мегабит в секунду. Однако с выпуском нового стандарта FireWire 800 (1394b), который позволял передавать 800 мегабит в секунду при максимальной длине кабеля 100 метров, USB 2.0 стал менее востребованным на рынке. Это привело к разработке третьей версии универсальной последовательной шины, которая увеличила лимит данных до 5 Гбит / с.
Также отличительной особенностью FireWire является его децентрализация. Для передачи информации через интерфейс USB требуется ПК. FireWire, с другой стороны, позволяет обмениваться данными между устройствами без обязательного вовлечения компьютера в этот процесс.
Thunderbolt
Intel продемонстрировала свое видение того, какой разъем жесткого диска должен стать безоговорочным стандартом в будущем, вместе с Apple, представив миру интерфейс Thunderbolt (или, согласно его старому кодовому имени, Light Peak).
Эта конструкция, основанная на архитектурах PCI-E и DisplayPort, позволяет передавать данные, видео, аудио и питание через один порт с действительно впечатляющей скоростью до 10 Гбит / с. В реальных тестах этот показатель был немного скромнее и достигал максимальных 8 ГБ / с. Несмотря на это, Thunderbolt превзошел свои ближайшие аналоги FireWire 800 и USB 3.0, не говоря уже о eSATA.
Но эта многообещающая идея единого порта и разъема еще не получила такого массового распространения. Хотя некоторые производители сегодня успешно включают разъемы для внешних жестких дисков, интерфейс Thunderbolt. С другой стороны, цена за технические возможности технологии также относительно высока, поэтому данная разработка в основном встречается среди дорогих устройств.
Совместимость с USB и FireWire может быть достигнута с помощью соответствующих адаптеров. Такой подход не ускорит их передачу данных, поскольку пропускная способность обоих интерфейсов в любом случае останется прежней. Здесь есть только одно преимущество: Thunderbolt не будет ограничивающим звеном в этом соединении, позволяя вам использовать все технические возможности USB и FireWire.
SCSI и SAS — то, о чём слышали далеко не все
Еще один параллельный интерфейс для подключения периферийных устройств, который в какой-то момент сместил фокус своего развития с настольных компьютеров на более широкий спектр технологий.
«Интерфейс малых компьютерных систем» был разработан незадолго до SATA II. На момент выпуска последнего оба интерфейса были практически идентичны по своим свойствам друг другу, что позволяло обеспечить стабильную работу разъема жесткого диска от компьютеров. Однако SCSI использовала в своей работе общую шину, благодаря которой только одно из подключенных устройств могло работать с контроллером.
Дальнейшая доработка технологии, получившей новое название SAS (Serial Attached SCSI), уже лишилась своего прежнего недостатка. SAS обеспечивает соединение устройств с помощью серии команд SCSI, управляемых через физический интерфейс, аналогичный самому SATA. Однако более широкие возможности позволяют подключать не только разъемы жесткого диска, но и многие другие периферийные устройства (принтеры, сканеры и т.д.).
Он поддерживает устройства с горячей заменой, расширители шины с возможностью одновременного подключения нескольких устройств SAS к одному порту и обратную совместимость с SATA.
Перспективы NAS
Интересный способ работы с большими объемами данных, стремительно набирающий популярность в кругах современных пользователей.
Сетевое хранилище или NAS для краткости — это отдельный компьютер с дисковым массивом, который подключен к сети (часто локальной) и обеспечивает хранение и передачу данных между другими подключенными компьютерами.
Этот мини-сервер, выступающий в качестве сетевого хранилища, подключается к другим устройствам с помощью обычного кабеля Ethernet. Дальнейший доступ к его настройкам осуществляется через любой браузер, подключенный к сетевому адресу NAS. Доступные на нем данные можно использовать как по кабелю Ethernet, так и по Wi-Fi.
Эта технология позволяет обеспечить достаточно надежный уровень хранения информации и обеспечить легкий доступ к нему для доверенных лиц.
Особенности подключения жёстких дисков к ноутбукам
Принцип работы HDD с настольным компьютером предельно прост и понятен каждому: в большинстве случаев необходимо подключить подходящим кабелем разъемы питания жесткого диска к блоку питания и подключить устройство к материнской плате таким же образом. При использовании внешних накопителей можно обойтись одним ленточным кабелем (Power eSATA, Thunderbolt).
Но как правильно использовать разъемы жесткого диска ноутбука? Ведь разный дизайн заставляет учитывать немного разные оттенки.
Прежде всего, чтобы подключить информационные блоки непосредственно «внутри» самого устройства, необходимо учесть, что форм-фактор жесткого диска должен быть обозначен как 2,5”
Во-вторых, в ноутбуке жесткий диск подключен напрямую к материнской плате. Без дополнительных кабелей. Просто открутите крышку жесткого диска в нижней части ранее выключенного ноутбука. Он имеет прямоугольную форму и обычно фиксируется парой болтов. Именно в эту емкость должно быть помещено запоминающее устройство.
Все разъемы жестких дисков на ноутбуках идентичны их более крупным аналогам для ПК.
Другой вариант подключения — использование переходника. Например, диск SATA III можно подключить к USB-портам, установленным на ноутбуке, с помощью адаптера SATA-USB (на рынке имеется множество устройств этого типа с различными интерфейсами).
Вам просто нужно подключить HDD к адаптеру. В свою очередь, он подключается к розетке 220 В. И уже USB-кабелем подключите всю конструкцию к ноутбуку, после чего винчестер во время работы появится как еще один раздел.