Thứ Ba, 9 tháng 7, 2013

Tìm hiểu về chuẩn IDE (ATA) và SATA của ổ đĩa cứng





Hình 1: Cáp kết nối đĩa cứng chuẩn IDE




Hiện nay, công nghệ nói chung và công nghệ thông tin nói riêng đang phát triển và thay đổi một cách “chóng mặt”. Đối với lĩnh vực máy tính, đặc biệt là dòng máy tính cá nhân cũng không năm ngoài xu hướng đó. Nguyên nhân của sự thay đổi không chỉ thuần túy là phát triển về đặc tính kỹ thuật công nghệ mà còn vì nhà sản xuất thiết bị máy tính cá nhân cũng muốn rút ngắn “đời sống” của thiết bị để người sử dụng buột phải thay đổi theo quy luật cung cầu.




Để phù hợp với xu thế mới, đồng thời cũng tận dụng những thiết bị cũ, người làm công nghệ thông tin (phần cứng) luôn phải tìm tòi học hỏi, cập nhật kiến thức. Để giúp người sử dụng máy tính nói chung và người sửa chữa thiết bị phần cứng máy tính nói riêng có tài liệu tham khảo, chúng tôi sưu tầm và tổng hợp từ các nguồn tài liệu khác nhau trên Internet những điều cần biết về chuẩn ổ đĩa cứng máy tính cá nhân để tiện tham khảo. 

1. Ổ đĩa cứng chuẩn IDE : 
Các máy tính phổ biến trước đây đều dùng chuẩn IDE (Integrated Drive Electronics - tạm dịch là mạch điện tử tích hợp trong ổ đĩa ) để gắn các loại ổ đĩa cứng HDD (Hard Disk Driver) đĩa CD-ROM,…

IDE là một chuẩn giao diện, được dùng trực tiếp bởi bo mạch chủ (BMC) của máy tính để truyền tải thông tin qua lại với ổ đĩa cứng hay ổ đĩa quang. Đúng như tên gọi của nó, chuẩn IDE đưa hầu hết các mạch điện tử điều khiển vào bên trong cơ cấu ổ đĩa. Nhờ vậy mà người ta có thể gắn trực tiếp ổ đĩa cứng chuẩn IDE lên BMC mà không cần phải thông qua một card điều khiển hay khe mở rộng nằm bên ngoài. 

Giao diện IDE tương thích với bộ điều khiển được IBM sử dụng trong các máy tính PC/AT nhưng có nhiều thế mạnh hơn. Có thể nói ngắn gọn, IDE là chuẩn có mo mạch điều khiền gắn liền bên trong ổ đĩa. 



Do đặc tả của mình, IDE bị giới hạn dung lượng đĩa tối đa là 504MB và có tốc độ tương đối chậm. Vì thế, người ta đã đưa ra các chuẩn thay thế nó như EIDE, SCSI, UDMA,... 

EIDE (viết tắt của thuật ngữ Enhanced IDE) có nghĩa là IDE được nâng cao. Chuẩn này cho phép gia tăng dung lượng ổ đĩa lên tới hơn 8GB, tăng tốc độ truyền tải dữ liệu lên hơn hai lần khả năng của IDE, cũng như tăng gấp đôi số lượng ổ đĩa mà một máy PC có thể cáng đáng nổi (nâng tổng số lên 4 ổ đĩa trong một máy PC). Đó là cặp đĩa chính Primary (Master và Slave) và cặp đĩa thứ cấp Secondary (Master và Slave). 

Chuẩn IDE còn có tên gọi Parallel ATA hoặc PATA, thực hiện phương thức truyền tải dữ liệu song song. Ưu điểm của việc truyền tải song song so với truyền tải nối tiếp trong chế độ trước đây là tốc độ cao, cùng một lúc bạn có thể gửi đi nhiều bit dữ liệu. Tuy nhiên điểm yếu chính của nó lại là vấn đề tạp âm nhiễu. Do có nhiều dây dẫn cùng được sử dụng (ít nhất là một cho mỗi bit được gửi), nên dây này sẽ gây xuyên nhiễu sang dây khác. Đây chính là lý do tại sao ATA-66 và các ổ đĩa cứng cao hơn cần đến một loại cáp đặc biệt lên đến 80 dây. Sự khác biệt giữa cáp 80 dây và cáp 40 dây thông thường là ở chỗ cáp 80 dây có các dây đất nằm giữa các dây truyền tín hiệu, mục đích của dây đất nằm giữa các dây truyền tín hiệu là để giảm sự xuyên nhiễu giữa chúng. Tốc độ truyền tải dữ liệu hiện hành đối với chuẩn parallel IDE là 133 MB/s (ATA/133). 





2. Ổ đĩa cứng chuẩn SATA: 
Chuẩn SATA (Serial Avanced Technology Attachment), hay đơn giản được gọi là SATA – là một chuẩn ổ đĩa cứng được tạo nhằm mục đích thay thế cho giao diện IDE. SATA có tốc đột truyền tải khoảng 150MB/s hoặc 300 MB/s so với tốc độ tối đa 133 MB/s trong các công nghệ trước đây. Bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn mọi thứ cần biết về SATA. 









Hình 2: Ổ cứng và cáp chuẩn SATA đã được kết nối với bo mạch chủ
SATA là một công nghệ khác, cho phép truyền tải theo chế độ nối tiếp. Trước kia chúng ta thường cho rằng truyền dẫn nối tíêp bao giờ cũng cho tốc độ thấp hơn truyền dẫn song song. Tuy nhiên vấn đề này chỉ đúng nếu chúng ta sử dụng cùng một tốc độ clock. Trong trường hợp này, truyền dẫn song song sẽ có tốc độ tối thiểu nhanh hơn tới 8 lần, vì nó có khả năng truyền tối thiểu 8 bit (một byte) trong một chu kỳ, trong khi đó chỉ có một bit được truyền dẫn trên một chu kỳ với truyền dẫn song song. Tuy vậy, nếu sử dụng tốc độ clock cao hơn trong khi truyền tải thì nó có thể nhanh hơn truyền dẫn song song. Đó chính là những gì mà SATA đã thực hiện.



Hình 3: Các cổng SATA (đỏ) và các cổng IDE (xanh)
Vấn đề trong việc tăng tốc độ truyền tải song song là việc tăng tốc độ clock, khi tốc độ clock càng cao thì sẽ càng có nhiều vấn đề phát sinh như xuyên nhiễu từ trường chẳng hạn. Do truyền dẫn nối tiếp sử dụng chỉ một dây dẫn để truyền tải dữ liệu nên nó sẽ giảm được vấn đề về tạp âm nhiễu, chính vì vậy có thể cho phép nó sử dụng tốc độ clock rất cao. 

Tốc độ truyền tải của chuẩn SATA là 1.500 Mbps. Vì nó sử dụng 8B/10B coding – mỗi nhóm 8 bit được mã hóa thành một số 10-bit – nên tốc độ clock hiệu quả của nó là 150 MB/s. Các thiết bị SATA chạy với tốc độ chuẩn này gọi là SATA-150. Serial ATA II cung cấp một số tính năng mới như Native Command Queuing (NCQ), cộng với tốc độ truyền tải cao hơn 300 MB/s. Các thiết bị có thể hoạt động với tốc độ này được gọi là SATA-300. Chuẩn kế tiếp được phát hành sẽ là SATA-600

Bạn cần phải lưu ý rằng SATA II và SATA-300 hoàn toàn không phải là đồng nghĩa. Một chuẩn có thể xây dựng một thiết bị để chỉ chạy với tốc độ 150 MB/s nhưng lại sử dụng các tính năng mới đã được cung cấp bởi SATA II, ví dụ như NCQ chẳng hạn. Thiết bị này sẽ là SATA II, mặc dù nó không hoạt động ở tốc độ 300 MB/s. 

Native Command Queuing (NCQ) cho phép tăng hiệu suất ở đĩa cứng bằng cách sắp xếp lại các lệnh gửi bởi máy tính. Nếu bo mạch chủ của bạn có các cổng SATA II có hỗ trợ NCQ thì bạn nên mua một ổ đĩa cứng có hỗ trợ NCQ.

Bạn cũng cần lưu ý rằng SATA có hai đường dẫn dữ liệu tách biệt, một cho truyền dữ liệu và một cho nhận dữ liệu. Trên các thiết kế song song, chỉ có một đường dẫn dữ liệu, đường dẫn này sẽ chia sẻ cho cả việc truyền và nhận dữ liệu. Cáp SATA gồm có hai cặp dây (một cho truyền và một cho nhận) bằng cách sử dụng cách thức truyền dẫn khác. 3 dây đất cũng được sử dụng vì vậy cáp SATA có đến 7 dây. 

Một ưu điểm khác trong việc sử dụng truyền tải nối tiếp là sử dụng ít hơn số lượng dây cần thiết. Các cổng IDE sử dụng các đầu cắm 40-chân và cáp 80-dây. Trong khi đó các cổng SATA chỉ sư dụng đầu cắm 7 chân và cáp 7 dây. Điều này giúp ích rất nhiều đến khía cạnh tỏa nhiệt của máy tính, vì sử dụng nhiều cáp mỏng hơn sẽ làm cho không khí lưu thông bên trong case của máy tính được dễ dàng hơn. 

Xem hình 3, bạn có thể so sánh SATA với IDE: Cáp SATA trông ra sao và kích thước của nó so với IDE 80-dây như thế nào và sự so sánh về khía cạnh vật lý của cổng SATA (màu đỏ) với cổng IDE (màu xanh).

0 nhận xét:

Đăng nhận xét