Interfaz de bus de computadora interna

El interfaz de bus de computadora interna define los medios físicos y lógicos mediante los cuales las unidades internas (como discos duros, unidades ópticas, ...) se conectan a la PC. Una PC moderna utiliza una o ambas de las siguientes interfaces:

Serie ATA ( SATA ) es una tecnología más nueva que está reemplazando a ATA. SATA tiene varias ventajas sobre ATA, incluidos cables y conectores más pequeños, mayor ancho de banda y mayor confiabilidad. Aunque SATA y ATA son incompatibles a nivel físico y eléctrico, hay adaptadores fácilmente disponibles que permiten que las unidades SATA se conecten a interfaces ATA y viceversa. SATA es generalmente compatible con ATA a nivel de software, lo que significa que los controladores ATA del sistema operativo funcionan con interfaces y discos duros SATA o ATA. Figura 7-2 muestra dos interfaces SATA, por encima y por debajo del cristal de reloj de 32,768 kHz en el centro. Tenga en cuenta que cada conector de interfaz está codificado con un cuerpo en forma de L, lo que evita que el cable SATA se conecte al revés.

Figura 7-2: Interfaces SATA

Interfaz de sistema informático pequeño (SCSI)

El Interfaz de sistema informático pequeño ( SCSI ) generalmente se pronuncia scuzzy , pero a veces sexy . SCSI se utiliza en servidores y estaciones de trabajo de alta gama, donde ofrece dos ventajas: rendimiento mejorado en relación con ATA y SATA en entornos multitarea y multiusuario, y la capacidad de conectar en cadena muchas unidades en una interfaz. Aunque anteriormente recomendamos SCSI para sistemas de escritorio de alto rendimiento, el alto costo de las unidades SCSI y los controladores de host y la brecha de rendimiento cada vez menor entre SCSI y SATA nos ha llevado a retirar esa recomendación.

AT adjunto ( ellos ), pronunciada como letras individuales, fue, con mucho, la interfaz de disco duro más común utilizada en las PC desde principios de la década de 1990 hasta 2003. ATA a veces se llama ATA paralelo o PATA , para diferenciarlo de los más nuevos Serie ATA ( SATA ) interfaz. ATA todavía se usa en nuevos sistemas, aunque está siendo reemplazado por SATA. ATA también se suele llamar AQUÍ ( electrónica de unidad integrada ). Figura 7-1 muestra dos interfaces ATA estándar, ubicadas en su posición habitual en el borde frontal de una placa base. Tenga en cuenta que cada conector de interfaz tiene una clavija faltante en la fila superior y una muesca en la cubierta del conector en la parte inferior.

Figura 7-1: Interfaces ATA estándar

ATA VERSUS ATAPI

Técnicamente, solo los discos duros son dispositivos ATA. Las unidades ópticas, unidades de cinta y dispositivos similares que se conectan a interfaces ATA utilizan una versión modificada de los protocolos ATA denominada ATAPI ( Interfaz de paquete ATA ). En términos prácticos, hay poca diferencia, ya que puede conectar un disco duro ATA, un dispositivo ATAPI o ambos al mismo tiempo a cualquier interfaz ATA.

Todos los cables ATA de escritorio tienen tres conectores de 40 pines: uno que se conecta a la interfaz ATA y dos que se conectan a las unidades ATA / ATAPI. Los cables ATA vienen en tres variedades:

Un cable ATA estándar utiliza un cable plano de 40 hilos y conectores de 40 pines en las tres posiciones. Los 40 conductores se conectan a los tres conectores. La única variación real, además de la calidad del cable, es la posición de los tres conectores. Los dos conectores de dispositivo de un cable ATA estándar se encuentran más cerca de un extremo del cable. Cualquiera de las unidades se puede conectar a cualquier conector de unidad. Se puede usar un cable ATA estándar con cualquier dispositivo ATA / ATAPI a través de UltraATA-33 (UDMA Mode 2). Si se utiliza un cable ATA estándar para conectar un dispositivo UltraATA-66 (UDMA Mode 4) o un dispositivo más rápido, ese dispositivo funciona correctamente, pero vuelve a funcionar en UDMA Mode 2 (33 MB / s). Un cable ATA estándar requiere la configuración de puentes maestro / esclavo para los dispositivos conectados.

Tenga en cuenta que los cables ATA estándar ya no son tan 'estándar' por cierto (ya que ahora están todos listos bastante viejos). La mayoría de las computadoras que todavía tienen interfaces ATA probablemente serán del tipo UltraDMA.

Un cable ATA estándar / CSEL es idéntico a un cable ATA estándar, excepto que el pin 28 no está conectado entre el conector de la unidad central y el conector de la unidad final. Un cable estándar / CSEL ATA admite puentes maestro / esclavo o puentes CSEL para dispositivos conectados. La posición del conector es importante en un cable estándar / CSEL. El conector de interfaz de un cable CSEL está etiquetado o es de un color diferente al de los conectores de la unidad. El conector central es para el dispositivo maestro y el conector del extremo opuesto al conector de interfaz es para el dispositivo esclavo.

Un UltraDMA ( UDMA ) utiliza un cable plano de 80 hilos y conectores de 40 pines en las tres posiciones. Los 40 cables adicionales son cables de tierra dedicados, cada uno asignado a uno de los 40 pines ATA estándar. Se puede usar un cable UDMA con cualquier dispositivo ATA / ATAPI y debe ser para un funcionamiento más confiable, pero es necesario para un mejor rendimiento con dispositivos UltraATA-66, -100 y -133 (Modos UDMA 4, 5 y 6, respectivamente). Todos los cables UDMA son cables CSEL y se pueden utilizar en el modo de selección de cable o en el modo maestro / esclavo. No se especificaron conectores codificados por colores para cables ATA anteriores.

Debido a que se requiere un cable UltraDMA para UltraATA-66 o una operación más rápida, el sistema debe tener una forma de detectar si dicho cable está instalado. Esto se hace conectando a tierra el pin 34 en el conector azul, que se conecta a la interfaz. Debido a que los cables ATA de 40 hilos no conectan a tierra la clavija 34, el sistema puede detectar en el arranque si está instalado un cable de 40 u 80 hilos.

UNA OVEJA CON ROPA DE LOBO

Mantenga los cables CSEL de 40 hilos sin etiquetar separados de los cables estándar. Si sustituye un cable CSEL por un cable estándar, las unidades con puente como maestro o esclavo funcionan correctamente. Si sustituye un cable estándar por un cable CSEL y conecta una unidad puenteada como CSEL a ese cable, funcionará correctamente como maestro. Pero si conecta dos unidades CSEL a un cable estándar, ambas funcionan como maestras, lo que puede provocar desde problemas sutiles hasta (lo más probable) que el sistema no pueda acceder a ninguna de las unidades. La mejor regla es simplemente no utilizar nunca un cable de 40 hilos para conectar un disco duro.

TODOS LOS CABLES CSEL NO SON IGUALES

Note la diferencia entre usar un cable CSEL de 40 hilos y un cable de 80 hilos para la operación CSEL. Aunque todos los cables Ultra DMA admiten unidades puenteadas como maestro / esclavo o CSEL, eso no significa que pueda sustituir libremente un cable de 80 hilos por un cable de 40 hilos. Si las unidades están puenteadas como maestro / esclavo, la sustitución de un cable de 80 hilos funciona bien. Sin embargo, si los variadores están puenteados como CSEL, la sustitución de un cable CSEL de 40 hilos por un cable de 80 hilos hace que los variadores intercambien configuraciones. Es decir, el variador que era maestro en el cable de 40 hilos se convierte en esclavo en el cable de 80 hilos y viceversa.

Modo PIO versus modo DMA

ATA define dos clases de modo de transferencia, llamadas Modo PIO ( Modo de E / S programadas ) y Modo DMA ( Modo de acceso directo a memoria ). Las transferencias en modo PIO son mucho más lentas y requieren que el procesador arbitre las transferencias entre el dispositivo y la memoria. Las transferencias en modo DMA son mucho más rápidas y ocurren sin la intervención del procesador. Si cualquiera de los dispositivos de un canal ATA usa un modo PIO, ambos dispositivos deben hacerlo. Eso paraliza el rendimiento y pone una gran carga en el procesador, atascando el sistema cada vez que se accede a la unidad.

Todos los dispositivos ATA y ATAPI modernos admiten el modo DMA, pero para compatibilidad con versiones anteriores, la mayoría se puede configurar para usar el modo PIO. Usar el modo PIO es un error. Cuando actualice un sistema, si encuentra unidades que solo admitan el modo PIO, reemplácelas. De todos modos, solo los discos duros y las unidades ópticas muy antiguos están limitados al modo PIO, por lo que reemplazarlos es una obviedad.

Compatibilidad entre dispositivos IDE antiguos y nuevos

Con pequeñas excepciones, no existen conflictos de compatibilidad absolutos entre los nuevos dispositivos ATA y las antiguas interfaces ATA o viceversa. Las unidades más nuevas no pueden ofrecer su máximo rendimiento cuando se conectan a una interfaz ATA antigua, al igual que una nueva interfaz no puede mejorar el rendimiento de una unidad antigua. Pero puede conectar cualquier unidad ATA o ATAPI a cualquier interfaz ATA con la seguridad de que funcionará, aunque quizás no de manera óptima.

Dicho esto, no debe utilizar dispositivos PIO de edad avanzada en la misma interfaz que un dispositivo DMA. Ambos dispositivos funcionarán, pero el rendimiento del dispositivo DMA se verá afectado. Si está actualizando un sistema que tiene un dispositivo en modo PIO instalado, si es posible, reconfigúrelo para DMA. De lo contrario, reemplácelo con un dispositivo compatible con DMA.

También tenga en cuenta que una interfaz solo admite un modo DMA o UltraDMA (UDMA) a la vez. Por ejemplo, si conecta una grabadora de DVD Plextor PX-716A en modo UDMA 4 (66,6 MB / s) y un disco duro Maxtor en modo UDMA 6 (133 MB / s) a la misma interfaz ATA, el disco duro funciona en modo UDMA 4 a 66 MB / s, lo que puede dificultar el rendimiento del disco duro. De manera similar, si instala una grabadora de DVD Plextor PX-740A, que admite el modo UDMA 2 (33 MB / s) como su modo más rápido, el rendimiento del disco duro se reduce a solo 33 MB / s.

Antes de que las interfaces y unidades SATA se volvieran comunes, ATA se usaba casi universalmente para conectar discos duros. Incluso hoy, cientos de millones de PC tienen discos duros ATA. Ese número disminuirá inevitablemente a medida que se actualicen y reemplacen los sistemas más antiguos, pero ATA permanecerá con nosotros durante años.

La especificación ATA original definía una interfaz única que admitía uno o dos discos duros ATA. A principios de la década de 1990, casi todos los sistemas tenían interfaces ATA duales, cada una de las cuales admitía hasta dos discos duros ATA o dispositivos ATAPI. Irónicamente, hemos completado el círculo. Muchas placas base actuales proporcionan varias interfaces SATA, pero solo una interfaz ATA.

Si un sistema tiene dos interfaces ATA, una se define como la interfaz ATA principal y el otro como el interfaz ATA secundaria . Estas dos interfaces son idénticas funcionalmente, pero el sistema asigna una prioridad más alta a la interfaz principal. En consecuencia, el disco duro (un periférico de alta prioridad) generalmente se conecta a la interfaz principal, y la interfaz secundaria se utiliza para unidades ópticas y otros dispositivos de menor prioridad.

LOS MAESTROS SON MAESTROS Y LOS ESCLAVOS SON ESCLAVOS

Cuando puentea un dispositivo maestro o esclavo, el dispositivo asume esa función independientemente de la posición a la que se conecte en el cable ATA. Por ejemplo, si puentea un dispositivo como maestro, funciona como maestro independientemente de si está conectado al conector de la unidad al final del cable ATA o al conector de la unidad en el medio del cable ATA.

Cada interfaz ATA (a menudo denominada vagamente un Canal ATA ) puede tener cero, uno o dos dispositivos ATA y / o ATAPI conectados. Cada dispositivo ATA y ATAPI tiene un controlador integrado, pero ATA permite (y requiere) solo un controlador activo por interfaz. Por lo tanto, si solo un dispositivo está conectado a una interfaz, ese dispositivo debe tener habilitado su controlador integrado. Si dos dispositivos están conectados a una interfaz ATA, un dispositivo debe tener su controlador habilitado y el otro debe tener su controlador deshabilitado.

2005 toyota corolla solenoide del embrague del convertidor de torque

En terminología ATA, un dispositivo cuyo controlador está habilitado se denomina Maestro uno cuyo controlador está deshabilitado se llama esclavo (ATA es anterior a la corrección política). En una PC con dos interfaces ATA, un dispositivo puede configurarse de cuatro formas: maestro primario, esclavo primario, maestro secundario , o esclavo secundario . Los dispositivos ATA / ATAPI se asignan como maestro o esclavo configurando puentes en el dispositivo, como se muestra en Figura 7-3 .

Figura 7-3: Configuración del puente maestro / esclavo en una unidad ATA

Al decidir cómo asignar dispositivos entre dos interfaces y elegir el estado de maestro o esclavo para cada uno, utilice las siguientes pautas:

Asigne siempre el disco duro principal como maestro principal. No conecte otro dispositivo a la interfaz ATA principal a menos que ambas posiciones en la interfaz secundaria estén ocupadas.
ATA prohíbe la E / S simultánea en una interfaz, lo que significa que solo un dispositivo puede estar activo a la vez. Si un dispositivo está leyendo o escribiendo, el otro dispositivo no puede leer ni escribir hasta que el dispositivo activo ceda el canal. La implicación de esta regla es que si tiene dos dispositivos que necesitan realizar E / S simultáneas, por ejemplo, una grabadora de DVD que usa para duplicar DVD desde una unidad de DVD-ROM, debe colocar esos dos dispositivos en interfaces separadas.
Si está conectando un dispositivo ATA (un disco duro) y un dispositivo ATAPI (por ejemplo, una unidad óptica) a la misma interfaz, configure el disco duro como maestro y el dispositivo ATAPI como esclavo.
Si está conectando dos dispositivos similares (ATA o ATAPI) a una interfaz, generalmente no importa qué dispositivo es maestro y qué esclavo. Sin embargo, existen excepciones a esta guía, particularmente con los dispositivos ATAPI, algunos de los cuales realmente quieren ser maestros (o esclavos) dependiendo de qué otro dispositivo ATAPI esté conectado al canal.
Si está conectando un dispositivo más antiguo y un dispositivo más nuevo a la misma interfaz ATA, generalmente es mejor configurar el dispositivo más nuevo como maestro, porque es probable que tenga un controlador más capaz que el dispositivo más antiguo.
Evite compartir una interfaz entre un dispositivo compatible con DMA y un dispositivo solo PIO. Si ambos dispositivos en una interfaz son compatibles con DMA, ambos usan DMA. Si solo un dispositivo es compatible con DMA, ambos dispositivos se ven obligados a utilizar PIO, lo que reduce el rendimiento y aumenta drásticamente la utilización de la CPU. De manera similar, si ambos dispositivos son compatibles con DMA, pero en diferentes niveles, el dispositivo más capaz se ve obligado a utilizar el modo DMA más lento. Reemplace cualquier dispositivo solo PIO si es posible.

Para poder determinar la configuración correcta del puente, debe asegurarse de conectar la unidad al conector correcto.

Para cables ATA estándar, así es como funciona:

Todos los conectores son negros. Cualquiera de las unidades se puede conectar a cualquier conector de unidad. Generalmente, coloca el dispositivo maestro en el conector del medio del cable y coloca el esclavo en el extremo del cable. Ver aquí

La mayoría de las unidades ATA / ATAPI proporcionan un puente de selección de cable (CS o CSEL) además de los puentes estándar maestro / esclavo. Si puentea una unidad como maestra (o esclava), esa unidad funciona como maestra (o esclava) independientemente del conector al que esté conectada en el cable ATA. Si puentea una unidad como CSEL, la posición de la unidad en el cable determina si la unidad funciona como maestro o esclavo.

CSEL se introdujo como un medio para simplificar la configuración de ATA. El objetivo era que las unidades pudieran simplemente instalarse y retirarse sin cambiar los puentes, sin posibilidad de conflicto debido a configuraciones incorrectas de los puentes. Aunque CSEL ha existido durante muchos años, solo en los últimos años se ha vuelto popular entre los fabricantes de sistemas.

El uso de CSEL requiere lo siguiente:

Si una unidad está instalada en la interfaz, esa unidad debe admitir y estar configurada para usar CSEL. Si hay dos unidades instaladas, ambas deben admitir y estar configuradas para usar CSEL
La interfaz ATA debe admitir CSEL. Las interfaces ATA muy antiguas no admiten CSEL y tratan cualquier unidad configurada como CSEL como esclava.
El cable ATA debe ser un cable CSEL especial. Desafortunadamente, hay tres tipos de cable CSEL:
- Un cable CSEL de 40 hilos se diferencia de un cable ATA estándar de 40 hilos en que el pin 28 está conectado solo entre la interfaz ATA y la primera posición de accionamiento en el cable (el conector del medio). El pin 28 no está conectado entre la interfaz y la segunda posición de conducción (el conector final del cable). Con tal cable, la unidad conectada al conector del medio (con la clavija 28 conectada) es maestra, la unidad conectada al conector más alejado de la interfaz (con la clavija 28 no conectada) es esclava.
- Todos los cables ATA de 80 hilos (Ultra DMA) admiten CSEL, pero con la orientación exactamente opuesta del cable CSEL estándar de 40 hilos que se acaba de describir. Con tal cable, la unidad conectada al conector del medio (con el pin 28 no conectado) es esclava, la unidad conectada al conector más alejado de la interfaz (con el pin 28 conectado) es maestra. Esta es en realidad una mejor disposición, aunque un poco no intuitiva, ¿cómo se puede conectar un cable al conector del extremo pero no al del medio? porque el cable CSEL estándar de 40 hilos coloca la unidad maestra en el conector del medio. Si solo se instala una unidad en ese cable, eso deja un largo 'trozo' de cable colgando libre sin nada conectado a él. Eléctricamente, esa es una muy mala idea, porque un cable sin terminación permite que se formen ondas estacionarias, lo que aumenta el ruido en la línea y afecta la integridad de los datos.
- Un cable CSEL Y de 40 hilos coloca el conector de interfaz en el medio con un conector de unidad en cada extremo, uno etiquetado como maestro y otro esclavo. Aunque en teoría es una buena idea, en la práctica rara vez funciona. El problema es que todavía se aplican los límites de longitud del cable ATA, lo que significa que los conectores de la unidad no tienen suficiente cable para llegar a las unidades, excepto en los casos más pequeños. Si tiene una torre, puede olvidarla. Se supone que los cables CSEL de 40 hilos deben estar claramente etiquetados, pero hemos descubierto que a menudo este no es el caso. No es posible identificar estos cables visualmente, aunque puede verificar el tipo usando un voltímetro digital o un probador de continuidad entre los dos conectores de los extremos en el pin 28. Si hay continuidad, tiene un cable ATA estándar. Si no es así, tiene un cable CSEL.

La especificación del cable Ultra DMA requiere los siguientes colores de conector:

Un conector de extremo es azul, lo que indica que se conecta a la interfaz ATA de la placa base.
El conector del extremo opuesto es negro y se utiliza para conectar la unidad maestra (Dispositivo 0), o una sola unidad si solo hay una conectada al cable. Si se utiliza CSEL, el conector negro configura la unidad como maestra. Si se utiliza un puente maestro / esclavo estándar, la unidad maestra aún debe estar conectada al conector negro, porque ATA-66, ATA-100 y ATA-133 no permiten que una sola unidad se conecte al conector del medio, lo que da como resultado en ondas estacionarias que interfieren con la comunicación de datos.
El conector del medio es gris y se utiliza para conectar la unidad esclava (Dispositivo 1), si está presente.

Figura 7-4 muestra un cable UltraDMA de 80 hilos (arriba) y un cable ATA estándar de 40 hilos para comparar.

Figura 7-4: Cable ATA UltraDMA de 80 hilos (arriba) y cable ATA estándar de 40 hilos

Los dispositivos ATA tienen algunas o todas las siguientes selecciones de puentes:

La conexión de un puente en la posición maestra habilita el controlador de a bordo. Todos los dispositivos ATA y ATAPI tienen esta opción. Seleccione esta posición de puente si este es el único dispositivo conectado a la interfaz, o si es el primero de dos dispositivos conectados a la interfaz.

La conexión de un puente en la posición esclava desactiva el controlador de a bordo. (Uno de nuestros revisores técnicos señala que ha aprovechado esto para recuperar datos de un disco duro cuyo controlador había fallado, algo muy útil a tener en cuenta). Todos los dispositivos ATA y ATAPI pueden configurarse como esclavos. Seleccione esta posición de puente si este es el segundo dispositivo conectado a una interfaz que ya tiene un dispositivo maestro conectado.

La mayoría de los dispositivos ATA / ATAPI tienen una tercera posición de puente etiquetada Selección de cable, CS , o ARDID . La conexión de un puente en la posición CSEL indica al dispositivo que se configure como maestro o esclavo según su posición en el cable ATA. Si el puente CSEL está conectado, no se pueden conectar otros puentes. Para obtener más información sobre CSEL, consulte la siguiente sección.

Cuando funciona como maestro, algunos dispositivos ATA / ATAPI más antiguos necesitan saber si son el único dispositivo en el canal o si también hay un dispositivo esclavo conectado. Dichos dispositivos pueden tener una posición de puente adicional etiquetada Único o Solamente . Para tal dispositivo, póngalo como maestro si es el dispositivo maestro en la interfaz, esclavo si es el dispositivo esclavo en la interfaz y único / solo si es el único dispositivo conectado a la interfaz.

Algunas unidades más antiguas tienen un puente designado Esclavo presente , o SP . Este puente realiza la función inversa del puente único / único, notificando a un dispositivo puenteado como maestro que también hay un dispositivo esclavo en el canal. Para tal dispositivo, póngalo como maestro si es el único dispositivo en la interfaz, o esclavo si es el segundo de dos dispositivos en la interfaz.

Si es el maestro en un canal que también tiene un esclavo instalado, conecte los puentes de presente maestro y esclavo.

Después de conectar las unidades a los conectores correctos de los cables y configurar los puentes, es hora de dejar que el sistema detecte las unidades. Para esto, reinicie el sistema y ejecute la configuración del BIOS (deberá presionar una tecla ya que su sistema se está iniciando a menudo, la tecla es F1, F2, Esc o Del). En el menú, busque una opción llamada Detección automática o algo similar, si el BIOS no muestra automáticamente sus unidades. Utilice esta opción de detección automática para forzar la detección de la unidad. Reinicie y debería poder usar sus unidades (luego puede comenzar a particionar y formatear su unidad). Si no puede hacer que sus unidades funcionen con la configuración actual, pruebe con otras configuraciones como se explica aquí

Tenga en cuenta que la configuración del BIOS también le indicará el número de interfaces SATA, si tiene SATA. Esto será útil para permitirle determinar en qué interfaz debe conectar su unidad para convertirla en la unidad principal.

Serie ATA (también conocido como SATA o S-ATA ) es el sucesor de los estándares ATA / ATAPI más antiguos. SATA está diseñado principalmente como una interfaz de disco duro, pero también se puede utilizar para unidades ópticas, unidades de cinta y dispositivos similares.

Originalmente, se esperaba que las unidades e interfaces SATA se enviaran en volumen a fines de 2001, pero varios problemas retrasaron la implementación durante más de un año. A finales de 2002, las placas base y las unidades SATA tenían una distribución limitada, pero no fue hasta mediados de 2003 que las unidades y placas base SATA con soporte nativo SATA estuvieron ampliamente disponibles. A pesar del lento comienzo, SATA ha despegado como un gran éxito. Las unidades e interfaces SATA de segunda generación más rápidas comenzaron a comercializarse a principios de 2005.

Hay dos versiones de SATA disponibles actualmente:

SATA / 150 (también llamado SATA150 ) define la primera generación de interfaces y dispositivos SATA. SATA / 150 funciona a una velocidad de datos sin procesar de 1,5 GB / s, pero la sobrecarga reduce la velocidad de datos efectiva a 1,2 GB / so 150 MB / s. Aunque esta velocidad de datos es solo un poco más alta que la velocidad de 133 MB / s de UltraATA / 133, el ancho de banda SATA completo está disponible para cada dispositivo conectado en lugar de ser compartido entre dos dispositivos, como ocurre con PATA.

el libro no se abre en el fuego

SATA / 300 o SATA300 (a menudo llamado erróneamente SATA II ) define interfaces y dispositivos SATA de segunda generación. SATA / 300 funciona a una velocidad de datos sin procesar de 3,0 GB / s, pero la sobrecarga reduce la velocidad de datos efectiva a 2,4 GB / so 300 MB / s. Las placas base basadas en el conjunto de chips NVIDIA nForce4 comenzaron a distribuirse a principios de 2005 y fueron los primeros dispositivos compatibles con SATA / 300 disponibles. Los discos duros SATA / 300 comenzaron a distribuirse a mediados de 2005. Las interfaces y unidades SATA / 300 utilizan los mismos conectores físicos que los componentes SATA / 150 y son compatibles con las interfaces y unidades SATA / 150 (aunque a la velocidad de datos SATA / 150 más baja).

El límite de 128/137 GB

Las interfaces ATA más antiguas usan 28 bits Direccionamiento de bloques lógicos ( LBA ), que limita esas interfaces al direccionamiento 2²⁸o 268,435,456 sectores en un disco duro. Debido a que los discos duros utilizan sectores de 512 bytes, eso se traduce en un tamaño de disco máximo admitido de 137,438,953,472 bytes o 128 GB. (Los fabricantes de unidades utilizan GB decimales en lugar de GB binarios, por lo que se refieren a este límite como 137 GB en lugar de los 128 GB informados por el BIOS y el sistema operativo). Este es un límite de hardware, impuesto por la propia interfaz. Las interfaces ATA actuales utilizan LBA de 48 bits, que amplía el tamaño máximo de la unidad admitida en un factor de más de un millón, a 128 PB ( petabytes , donde un petabyte equivale a 1.024 terabytes).

Si instala un disco duro de más de 128 GB en una interfaz ATA anterior, funciona correctamente, pero no se puede acceder al espacio en disco superior a 128 GB. Si realmente necesita admitir unidades más grandes en lo que, después de todo, es un sistema antiguo, una alternativa es instalar una tarjeta de expansión que proporcione una o más interfaces LBA de 48 bits para discos duros PATA. Mejor aún, instale una tarjeta adaptadora SATA y use discos duros SATA. (Todas las interfaces SATA admiten LBA de 48 bits). En cualquier caso, desactive la interfaz ATA de la placa base principal para conservar recursos y ejecute su unidad óptica y cualquier otro dispositivo ATAPI en la interfaz de la placa base secundaria.

SATA tiene las siguientes características importantes:

PATA utiliza un voltaje de señalización relativamente alto, que junto con altas densidades de pines hacen que 133 MB / s sea la velocidad de datos más alta que se puede alcanzar de manera realista para PATA. SATA utiliza un voltaje de señalización mucho más bajo, lo que reduce la interferencia y la diafonía entre conductores.

SATA reemplaza el cable plano PATA de 40 pines / 80 hilos por un cable de 7 hilos. Además de reducir los costos y aumentar la confiabilidad, el cable SATA más pequeño facilita el enrutamiento de los cables y mejora el flujo de aire y la refrigeración. Un cable SATA puede tener una longitud de hasta 1 metro (39+ pulgadas), frente a la limitación de 0,45 metros (18 ') de PATA. Esta mayor longitud contribuye a mejorar la facilidad de uso y la flexibilidad al instalar variadores, particularmente en sistemas de torre.

Además de los tres cables de tierra, el cable SATA de 7 hilos utiliza un par de transmisión diferencial (TX + y TX) y un par de recepción diferencial (RX + y RX). La señalización diferencial, utilizada durante mucho tiempo para el almacenamiento de servidores basados en SCSI, aumenta la integridad de la señal, admite velocidades de datos más rápidas y permite el uso de cables más largos.

Además de utilizar señalización diferencial, SATA incorpora una detección y corrección de errores superior, lo que garantiza la integridad de extremo a extremo de las transferencias de datos y comandos a velocidades que superan en gran medida las posibles con PATA.

SATA parece idéntico a PATA desde el punto de vista del sistema operativo. Por tanto, los sistemas operativos actuales pueden reconocer y utilizar interfaces y dispositivos SATA mediante los controladores existentes. (Sin embargo, si su sistema usa un chipset o BIOS que no es compatible con SATA nativo, o si está usando un disco de distribución del sistema operativo anterior a SATA, es posible que deba insertar un disquete con controladores SATA durante la instalación para que las unidades SATA funcionen. Ser reconocido.)

SATA externo

SATA externo ( eSATA ) está destinado a reemplazar USB 2.0 y FireWire (IEEE-1394) para conectar discos duros externos. eSATA utiliza un conector SATA modificado que es mucho más robusto que el conector SATA estándar relativamente frágil y está clasificado para miles de inserciones y extracciones. eSATA extiende la longitud permitida del cable de 1 metro a 2 metros, lo que permite que los discos duros externos y las matrices se coloquen cómodamente. eSATA está disponible en variantes de 150 MB / sy 300 MB / s, que admiten conexión en caliente (conectar o desconectar la unidad mientras el sistema está funcionando).

eSATA proporciona un rendimiento mucho más alto que USB 2.0 o FireWire, porque eSATA carece de la sobrecarga de protocolo que ralentiza USB 2.0 y FireWire a una fracción de su rendimiento nominal. El rendimiento de un disco duro eSATA externo es idéntico al de un disco duro SATA similar que se ejecuta internamente.

La mayoría de las placas base actuales carecen de interfaces eSATA integradas, aunque algunas placas base introducidas después de mediados de 2005 incluyen dichas interfaces. Si su sistema carece de una interfaz eSATA, agregar una es bastante fácil. Los adaptadores de bus de host eSATA para sistemas de escritorio están disponibles para adaptarse a las ranuras de expansión PCI o PCI Express. Puede agregar soporte eSATA a un sistema portátil instalando una tarjeta Cardbus o ExpressCard eSATA.

Tenga en cuenta que se han vendido algunas carcasas de unidades externas de transición y adaptadores de bus de host que permiten la conexión externa de unidades SATA estándar mediante protocolos SATA. Estos dispositivos no son compatibles con eSATA. La mayoría usa conectores SATA estándar, aunque algunos sustituyen a los conectores y cables USB 2.0 o FireWire (aunque la interfaz es en realidad SATA). La mayoría no admite la conexión en caliente.

Francisco Garc a Maceda señala: 'También mencionaría la combinación de cable / soporte que algunas empresas (HighPoint y otras) están vendiendo para que pueda convertir uno de sus puertos SATA internos en uno externo. Es un cable simple con un conector SATA normal en un extremo y un conector eSATA en el otro extremo conectado a un soporte de caja normal sin componentes electrónicos de ningún tipo. Además, hay carcasas para unidades externas disponibles que le permiten instalar unidades PATA en carcasas eSATA externas, por ejemplo, el HighPoint RocketMate 1100. Se puede usar con la combinación simple de cable / soporte o con cualquier tarjeta eSATA o placa base '.

A diferencia de PATA, que permite conectar dos dispositivos a una interfaz, SATA dedica una interfaz a cada dispositivo. Esto ayuda al rendimiento de tres formas:

Cada dispositivo SATA tiene un ancho de banda completo de 150 MB / so 300 MB / s disponible. Aunque las unidades PATA actuales no tienen restricciones de ancho de banda cuando operan una por canal, la instalación de dos unidades PATA rápidas en un canal acelera el rendimiento de ambas.
- PATA permite que solo un dispositivo use el canal a la vez, lo que significa que un dispositivo puede tener que esperar su turno antes de escribir o leer datos en un canal PATA. Los dispositivos SATA pueden escribir o leer en cualquier momento, sin tener en cuenta otros dispositivos.
- Si dos dispositivos están instalados en un canal PATA, ese canal siempre opera a la velocidad del dispositivo más lento. Por ejemplo, la instalación de un disco duro UDMA-6 y una unidad óptica UDMA-2 en el mismo canal significa que el disco duro debe funcionar en UDMA-2. Los dispositivos SATA siempre se comunican a la velocidad de datos más alta admitida por el dispositivo y la interfaz.

Consejos de Francisco García Maceda

También mencionaría que la mayoría de las unidades PATA tienen un puente para limitar la capacidad para el límite anterior de BIOS de 32 GB. Esto puede salvarle el problema, porque cada vez es más difícil obtener discos de menos de 40 GB y si tiene que rescatar / clonar una unidad más antigua, esta podría ser su única opción.

Las unidades PATA responden a las solicitudes de lectura y escritura en el orden en que se reciben, independientemente de la ubicación de los datos en la unidad. Esto es análogo a un ascensor que va a cada piso en el orden en que se presionaron los botones de llamada, ignorando a las personas que esperan en los pisos intermedios. La mayoría (pero no todas) las unidades SATA son compatibles Cola de comandos nativa ( NCQ ), que permite que la unidad acumule solicitudes de lectura y escritura, las clasifique en el orden más eficiente y luego las procese sin tener en cuenta el orden en que se recibieron. Este proceso, también llamado búsqueda de ascensor , permite que la unidad atienda solicitudes de lectura y escritura mientras minimiza los movimientos de la cabeza, lo que se traduce en un mejor rendimiento. NCQ es más importante en entornos, como servidores, donde se accede constantemente a las unidades, pero ofrece algunos beneficios de rendimiento incluso en sistemas de escritorio.

En relación con PATA, SATA utiliza cables más delgados y conectores más pequeños y sin ambigüedades. El 7 pines Conector de señal SATA se utiliza en ambos extremos de un cable de datos SATA. Cualquiera de los conectores puede acoplarse indistintamente con el conector de datos de la unidad o con la interfaz SATA de la placa base. El de 15 pines Conector de alimentación SATA utiliza un conector físico similar, también con codificación inequívoca. Figura 7-5 muestra un cable de datos SATA a la izquierda y, a modo de comparación, un cable UDMA ATA a la derecha. Incluso teniendo en cuenta el hecho de que un cable ATA admite dos dispositivos, está claro que el uso de SATA conserva el espacio de la placa base y reduce en gran medida el desorden de cables dentro de la carcasa.

Figura 7-5: Cable de datos SATA (izquierda) y cable de datos UltraDMA

La especificación SATA define la longitud permitida de un cable de señal SATA como hasta 1 metro más del doble de largo que el cable PATA más largo permitido. Además de las características eléctricas superiores y la mayor longitud permitida, una de las principales ventajas del cableado SATA es su tamaño físico más pequeño, que contribuye a tramos de cable más prolijos y a un flujo de aire y una refrigeración mucho mejores.

No hay mucho que decir sobre la configuración de un disco duro SATA. A diferencia de PATA, no es necesario configurar puentes para maestro o esclavo (aunque SATA admite la emulación maestro / esclavo). Cada unidad SATA se conecta a un conector de señal dedicado, y los cables de señal y alimentación son completamente estándar. Tampoco tiene que preocuparse por configurar DMA, decidir qué dispositivos deben compartir un canal, etc. No hay preocupaciones sobre los límites de capacidad, porque todos los discos duros e interfaces SATA admiten LBA de 48 bits. El chipset, el BIOS, el sistema operativo y los controladores de los sistemas actuales reconocen un disco duro SATA como un disco ATA más, por lo que no es necesario realizar ninguna configuración. Simplemente conecte el cable de datos a la unidad y la interfaz, conecte el cable de alimentación a la unidad y comience a usar la unidad. (En sistemas más antiguos, es posible que deba instalar los controladores manualmente, y las unidades SATA pueden reconocerse como dispositivos SCSI en lugar de dispositivos ATA, este es un comportamiento normal).

Sin embargo, lo que sí debe tener en cuenta es que debe conectar una unidad SATA que esté destinada a ser la unidad SATA principal a la interfaz SATA con el número más bajo (generalmente 0, pero a veces 1). Conecte una unidad SATA que sea secundaria a la interfaz SATA más baja disponible. (En un sistema con una unidad PATA primaria y una unidad SATA secundaria, use la interfaz SATA 0 o superior). Cualquier unidad de disco duro PATA debe configurarse como un dispositivo maestro si es posible. Conecte una unidad PATA que sea primaria como maestra principal y una unidad PATA que sea secundaria como maestra secundaria.

REDADA ( Matriz redundante de discos / unidades de bajo costo ) es un medio por el cual los datos se distribuyen en dos o más discos duros físicos para mejorar el rendimiento y aumentar la seguridad de los datos. Un RAID puede sobrevivir a la pérdida de cualquier unidad sin perder datos, porque la redundancia de la matriz permite que los datos se recuperen o reconstruyan a partir de las unidades restantes.

Antes, RAID era muy costoso de implementar y, por lo tanto, solo se usaba en servidores y estaciones de trabajo profesionales. Eso ya no es cierto. Muchos sistemas y placas base recientes tienen interfaces ATA y / o SATA con capacidad RAID. El bajo precio de las unidades ATA y SATA y la compatibilidad con RAID incorporada significan que ahora es práctico utilizar RAID en PC normales.

Hay cinco niveles definidos de RAID, numerados de RAID 1 a RAID 5, aunque solo dos de esos niveles se utilizan comúnmente en entornos de PC. Algunos o todos los siguientes niveles de RAID y otras configuraciones de múltiples unidades son compatibles con muchas placas base actuales:

JBOD ( Solo un montón de unidades ), también llamado Modo de intervalo o Modo de expansión , es un modo de funcionamiento no RAID compatible con la mayoría de los adaptadores RAID. Con JBOD, dos o más unidades físicas se pueden fusionar de forma lógica para que el sistema operativo vea como una unidad más grande. Los datos se escriben en la primera unidad hasta que se llena, luego en la segunda unidad hasta que se llena y así sucesivamente. En el pasado, cuando las capacidades de las unidades eran menores, las matrices JBOD se usaban para crear volúmenes únicos lo suficientemente grandes como para almacenar grandes bases de datos. Con unidades de 300 GB y más ahora disponibles, rara vez hay una buena razón para usar JBOD. La desventaja de JBOD es que la falla de cualquier unidad hace que toda la matriz sea inaccesible. Debido a que la probabilidad de falla de una unidad es proporcional a la cantidad de unidades en la matriz, un JBOD es menos confiable que una unidad grande. El rendimiento de un JBOD es el mismo que el de las unidades que componen la matriz.

RAID 0 , también llamado franjas de disco , no es realmente RAID en absoluto, porque no proporciona redundancia. Con RAID 0, los datos se escriben intercalados en dos o más unidades físicas. Debido a que las escrituras y lecturas se dividen en dos o más unidades, RAID 0 proporciona las lecturas y escrituras más rápidas de cualquier nivel de RAID, con un rendimiento de escritura y lectura notablemente más rápido que el proporcionado por una sola unidad. La desventaja de RAID 0 es que la falla de cualquier unidad de la matriz provoca la pérdida de todos los datos almacenados en todas las unidades de la matriz. Eso significa que los datos almacenados en una matriz RAID 0 corren más riesgo que los datos almacenados en una sola unidad. Aunque algunos jugadores dedicados usan RAID 0 en la búsqueda del mayor rendimiento posible, no recomendamos usar RAID 0 en un sistema de escritorio típico.

RAID 0 NO TIENE SENTIDO PARA SISTEMAS DE ESCRITORIO

RAID 0 en realidad proporciona muy pocos beneficios de rendimiento para una típica PC de escritorio. RAID 0 se destaca por sí solo cuando el subsistema de disco se utiliza mucho, como con un servidor que admite muchos usuarios. Pocos sistemas de un solo usuario acceden a los discos lo suficiente como para beneficiarse de RAID 0.

RAID 1 , también llamado espejo de disco , duplica todas las escrituras en dos o más unidades de disco físico. En consecuencia, RAID 1 ofrece el nivel más alto de redundancia de datos a expensas de reducir a la mitad la cantidad de espacio en disco visible para el sistema operativo. La sobrecarga necesaria para escribir los mismos datos en dos unidades significa que las escrituras RAID 1 suelen ser un poco más lentas que las escrituras en una sola unidad. Por el contrario, debido a que los mismos datos se pueden leer desde cualquier unidad, un adaptador RAID 1 inteligente puede mejorar el rendimiento de lectura ligeramente en relación con una sola unidad al poner en cola las solicitudes de lectura para cada unidad por separado, lo que le permite leer los datos de cualquier unidad que tenga su cabezas más cercanas a los datos solicitados. También es posible que una matriz RAID 1 utilice dos adaptadores de host físicos para eliminar el adaptador de disco como un único punto de falla. En tal arreglo, llamado dúplex de disco , la matriz puede continuar funcionando después de la falla de una unidad, un adaptador de host o ambos (si están en el mismo canal).

RAID 5 , también llamado bandas de discos con paridad , requiere al menos tres unidades de disco físico. Los datos se escriben en bloques en unidades alternas, con bloques de paridad intercalados. Por ejemplo, en una matriz RAID 5 que comprende tres unidades físicas, el primer bloque de datos de 64 KB se puede escribir en la primera unidad, el segundo bloque de datos en la segunda unidad y un bloque de paridad en la tercera unidad. Los bloques de datos y los bloques de paridad posteriores se escriben en las tres unidades de tal manera que los bloques de datos y los bloques de paridad se distribuyen por igual en las tres unidades. Los bloques de paridad se calculan de manera que si alguno de sus dos bloques de datos se pierde, se puede reconstruir utilizando el bloque de paridad y el bloque de datos restante. Una falla de cualquier unidad en la matriz RAID 5 no causa pérdida de datos, porque los bloques de datos perdidos se pueden reconstruir a partir de los bloques de datos y paridad en las dos unidades restantes. Un RAID 5 proporciona un rendimiento de lectura algo mejor que un solo disco. El rendimiento de escritura de RAID 5 suele ser un poco más lento que el de una sola unidad, debido a la sobrecarga que implica segmentar los datos y calcular los bloques de paridad. Dado que la mayoría de las PC y los servidores pequeños realizan más lecturas que escrituras, RAID 5 suele ser el mejor compromiso entre rendimiento y redundancia de datos.

cómo arreglar una correa de mochila

Un RAID 5 puede comprender cualquier número arbitrario de unidades, pero en la práctica es mejor limitar el RAID 5 a tres o cuatro unidades físicas, porque el rendimiento de un RAID 5 degradado (uno en el que una unidad ha fallado) varía inversamente con el número de unidades en la matriz. Un RAID 5 de tres unidades con una unidad defectuosa, por ejemplo, es muy lento pero probablemente se pueda utilizar hasta que se pueda reconstruir la matriz. Un RAID 5 degradado con seis u ocho unidades suele ser demasiado lento para poder utilizarse.

RAID NO SUSTITUYE A LAS BACKUPS

El uso de RAID 1 o RAID 5 es una forma económica de protegerse contra la pérdida de datos debido a una falla en el disco duro, pero RAID no sustituye la copia de seguridad. RAID protege solamente contra el fallo de la unidad. Para protegerse contra la corrupción accidental o la eliminación de archivos o la pérdida debido a un incendio, una inundación o un robo, aún debe realizar una copia de seguridad de sus datos.

Si su placa base no es compatible con RAID o si necesita un nivel RAID no proporcionado por la placa base, puede instalar un adaptador RAID de terceros, como los fabricados por 3Ware ( http://www.3ware.com ), Adaptec ( http://www.adaptec.com ), Highpoint Technologies ( http://www.highpoint-tech.com ), Tecnología Promesa ( http://www.promise.com ), y otros. Verifique la compatibilidad del sistema operativo antes de comprar dicha tarjeta, especialmente si está ejecutando Linux o una versión anterior de Windows.

Más sobre discos duros