Жесткие диски
В предпочтительности применения жестких дисков повышенной емкости можно убедиться с помощью табл. 3. в которой приведен типичный, но несколько устаревший пример использования дискового пространства для Windows 98.
В начале 2004 г. винчестеры емкостью менее 80 Гб уже практически не производятся, обычными стали 80-160 Гб и более.
При установке жестких дисков с интерфейсом Enhanced IDE необходимо учитывать некоторые их особенности, связанные с так называемым барьером емкости, достижением хорошего уровня производительности, совместным использованием с другими устройствами и обеспечением надежной и устойчивой работы.
Однако прежде, чем говорить о перспективах модернизации жестких дисков, следует получить ответы на некоторые вопросы.
Таблица 3
Распределение дискового пространства
Программы
Windows 98 и приложения
Емкость диска 1,6 Гб 3.2 Гб 10 Гб
550
550 Мб 200 Мб
600 Мб
200 Мб 8.45Гб
550 Мб
Мб
100 Мб
300 Мб
180
Мб
2,07
Гб
Запас для файловой системы (нельзя
80Мб
использовать полностью заполненный
Диск)
Издержки файловой системы из-за
большого размера кластера (зависит от 200 Мб
размера раздела)
Пространство, используемое Windows
98
Оставшееся пространство для данных
160 Мб 0.61 Гб
пользователя
Что такое PIO и DMA?
Это режимы программного ввода/вывода (Programmed Input/Output) и прямого доступа к памяти (Direct Memory Access) на винчестерах стандарта ШЕ/ЕШЕ Программный ввод/вывод - обычный метод обмена с ШЕ-винчестер ом. когда процессор при помощи команд ввода/вывода считывает или записывает данные в буфер винчестера, что отнимает какую-то часть процессорного времени. Ввод/вывод путем прямого доступа к памяти идет под управлением самого винчестера или его контроллера в паузах между обращениями процессора к памяти, что экономит процессорное время, но несколько снижает максимальную скорость обмена. В однозадачных системах более предпочтителен режим РЮ, в многозадачных - режим DMA Однако для реализации режима DMA необходимы специальные контроллеры и драйверы, тогда как режим РЮ поддерживается всеми без исключения системами.
Что обозначают режимы РЮ и DMA?
Номера режимов обозначают скорость (или время одного цик­ла) обмена.
РЮ Время цикла, не Максимальная скорость обмена. Мб/с
0
600
^3
1
383
5.2
2
240
8.3
3
180
11.1
4
120
16.6
5
100
20.0
Режимы 0...2 относятся к обычным ШЕ (стандарт ATA). 3...4 -к ЕШЕ (АТА-2). режим 5 - к АТА-3.
За один цикл передается слово (два байта), поэтому скорость вычисляется так (например, для РЮ-3): 1000000000ns/180nsx2 = ll 111 110 б/с. Режимы DMA делятся на однословные (single word) и много­словные (multiword) в зависимости от количества слов (циклов обмена), передаваемых за один сеанс работы с шиной:
DMA Время цикла, не Максимальная скорость обмена. Мб/с Single word
0             960 2.1
1             480 4.2
2             240 8.3 Multiword
0             480 4.2
1             150 13.3
2             120 16.6
3             100 20.0
Режимы Single Word 0..2 и Multiword 0 относятся к ATA, 1..2 -к (АТА-2), режим 3 - к АТА-3.
Поддерживаемые контроллером или винчестером режимы определяют лишь максимально возможную скорость обмена по интерфейсу - реальная скорость обмена определяется частотой вращения дисков, скоростью работы логики винчестера, скоростью работы процессора и памяти и еще множеством других причин.
Что такое Block Mode?
Это режим блочного обмена с ШЕ-винчестер ом. Обычный обмен делается посекторно: например, при чтении пяти секторов запрашивается чтение первого, винчестер считывает его во внутренний буфер, процессор забирает данные в свою память, запрашивается чтение следующего сектора и т.д. При этом между обращениями к последовательным секторам может проходить достаточно времени, чтобы очередной сектор «уехал» из-под головки, и для его считывания потребуется лишний оборот диска.
При блочном чтении винчестеру вначале сообщается количество секторов, обрабатываемых за одну операцию, он считывает их все во внутренний буфер, и затем процессор забирает все секторы сразу. Различные винчестеры имеют разный размер внутреннего буфера и разное максимальное количество секторов на операцию.
Наибольший выигрыш от блочного режима получается тогда, когда основная работа идет с фрагментами данных, не меньшими, чем Blocking Factor (количество секторов на операцию), и наименьший, или совсем никакого - при преобладании работы с мелкими фрагментами, когда обмен идет одиночными секторами.
Для работы в блочном режиме необходим винчестер, поддерживающий этот режим, и BIOS или драйвер, умеющий им управлять. Никакой поддержки со стороны системной платы или внешнего контроллера не требуется.
Что такое LBA?
Logical Block Addressing - адресация логических блоков в ЕШЕ- винчестерах. В стандарте АТА был предусмотрен только классический способ адресации секторов - по номеру цилиндра, головки и сектора. Под номер цилиндра было отведено 16 разрядов, под номер головки - 4 и сектора - 8. что давало максимальную емкость винчестера в 128 Гб. однако BIOS с самого начала ограничивал количество секторов до 63. а цилиндров - до 1024. этому же примеру последовал и DOS. что в итоге дало максимальный поддерживаемый объем в 504 Мб.
Метод, использованный для передачи BlOS'y адреса сектора, оставляет свободными 4 старших разряда в номере головки, что позволило увеличить поддерживаемую DOS емкость еще в 16 раз -до 8 Гб. Для стандартизации метода передачи адреса сектора винчестеру был введен режим LBA в котором адрес передается в виде линейного 28-разрядного абсолютного номера сектора, преобразуемого винчестером в нужные номера цилиндра /головки/ сектора.
Для работы в режиме LBA необходима поддержка как винче­стера, так и его драйвера (или BIOS). При работе через BIOS винчестер представляется имеющим 63 сектора, число головок, равное степени двойки (до 256) и необходимое число цилиндров. BIOS преобразует эти адреса в линейные, а винчестер - в адреса собственной геометрии.
Проблемы, связанные с ограничением емкости ШЕ жестких дисков величиной 528 Мб (под DOSAVindows). могут возникать только при установке их в довольно старые компьютеры. BIOS которых не поддерживает режим Logical Block Address (LBA). В таком случае требуется либо применение специального драйвера, либо использование ШЕ контроллера с собственным BIOS.
Используемая в настоящее время версия LBА поддерживает до 500 Гб. однако более ранние версии, которые применялись в BIOS первых плат под процессоры Pentium, имели ограничения сначала в 2 Гб. а потом в 8 Гб. Для таких плат применение жестких дисков большой емкости затруднительно (требуется перепрошнвка BIOS).
При использовании встроенных в системную плату (или отдельных) контроллеров, допускающих режим обмена РЮ Mode 3 и 4. удается получить скорость передачи данных на хорошем уровне 2-3 Мб/с (по Norton Sysinfo). Однако не стоит пренебрегать при необходимости и другими известными мерами повышения производительности дисковой подсистемы. Один из основных способов - это применение для DOSAVindows программного кэширования диска с помощью SmartDrive. Программное кэширование гибче и быстрее аппаратного, так как для обмена данными с кэш-памятью не используется системная шина.
Системные платы со встроенными Bus Master Enhanced ШЕ контроллерами позволяют использовать для передачи данных не только режим РЮ. но и DMA (при установке соответствующего драйвера). В этом случае возрастает производительность как дисковой системы, так и общая - за счет снижения загрузки процессора операциями ввода/вывода.
При подключении жесткого диска и привода CD-ROM с интерфейсом ШЕ/АТАР1 к одному и тому же каналу ШЕ контроллера производительность диска может резко упасть. В этом случае рекомендуется для CD-ROM использовать другой канал (т.е. желательно применять двухканальные Enhanced ШЕ контроллеры, поддерживающие 4 устройства).
О возможностях эффективного режима Ultra DMA/66 и UltraATA/100 рассказано в разделе «Новое в системных платах».
Повышение скорости работы интерфейса до 100 Мб/с в режиме Ultra DMA/100 по сравнению с 33 Мб/с для Ultra DMA133 приводит к некоторому увеличению производительности, но весьма небольшому. В то же время переход к более скоростным интерфейсам и возрастание количества подсоединяемых устройств требуют определенных мер по обеспечению устойчивой работы. В отличие от SCSI, где этим проблемам уделяется особое внимание, в ШЕ нет средств для контроля четности, целостность данных не проверяется, и о ее нарушении не сигнализируется. Поэтому основное внимание должно уделяться мерам конструктивного характера. Длина кабеля не должна превышать 18» (45.7 см), разъем для второго жесткого диска должен находиться не далее, чем в 6» (12.5 см) от его конца. Эти рекомендации актуальны, поскольку кабели зачастую изготавливаются самостоятельно.
Hosted by uCoz