HDD hoạt động như thế nào?

Chia sẻ: Mr Cường | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

116
lượt xem 31
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nếu như CPU là bộ óc của máy tính thì ổ cứng là bộ nhớ lâu dài, nơi lưu trữ cố định các dữ liệu. Bánh xe và bánh răng! Nếu không có chúng thì cũng ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: HDD hoạt động như thế nào?

c ng ho t ng như th nào? Các b n ã t ng i mua c ng? Các b n ã quá quen thu c v i c ng. V y nhưng c ng là gì và nó ho t ng th nào, không h n nhi u ngư i ã bi t. Chúng ta hãy cùng xem xét v n tư ng như quá quen mà v n hãy còn l trong bài này. N u như CPU là b óc c a máy tính thì c ng là b nh lâu dài, nơi lưu tr c nh các d li u. Bánh xe và bánh răng! N u không có chúng thì cũng ch ng có ô tô hay c ng. Trư c khi bánh răng xu t hi n, ngư i ta s d ng băng t lưu tr d li u, trên các máy l n mainframe các băng t này ph i quay tít liên t c x lý h t ư c lư ng d li u lưu tr kh ng l . M t v n r t khó ch u g p ph i băng t là cơ ch c ghi tu n t . Ch ng h n b n mu n có d li u ph n cu i băng, trong khi b n ang u băng, ph i làm th nào ây? S ch ng có cách nào khác là b n ph i au kh ng i ch cái quãng th i gian tư ng ch ng ch ng bao gi k t thúc băng t … quay t u t i ph n d li u b n mu n. n lúc ó nh b n l i c n d li u u băng thì sao? Không nói nhưng ch c h n ai cũng hình dung ư c gương m t nhăn nhó kh s c a b n lúc y! So v i băng t , ĩa t nhanh hơn r t nhi u. Cơ ch ghi c a ĩa t cho phép b n di chuy n u c (ghi) tr c ti p n v trí lưu tr d li u, c i ti n rõ r t v th i gian so v i vi c b n ph i i hàng trăm mét băng t quay tu n t mãi m i n ph n d li u mong mu n. nh nghĩa c ng c ng là thi t b lưu tr có th c ghi d li u nhanh chóng b ng m t t p h p các phân t t hoá trên các ĩa quay. N u như CPU là b não c a máy tính thì c ng là b nh lâu dài, lưu tr d li u chương trình và h i u hành ngay c khi máy tr ng thái ngh ho c t t. H u h t m i ngư i không th th y ư c ph n bên trong c a c ng. B i nó ư c ph bên ngoài b i m t l p v kim lo i (thư ng là nhôm). B n có th tham kh o c u t o c a nó t i ph n b ng máy PC (m ch in) phía cu i. B ng PC này cung c p cho chúng ta nh ng các thành ph n u não c a m t c ng như
b i u khi n thi t b vào ra (I/O controller), firmware, ph n m m nhúng. Các thành ph n này có nhi m v cho ph n c ng bi t ph i làm gì và liên l c như th nào v i máy tính. Trong b ng b n cũng s th y m t b ph n khác là b m c a c ng. B m này là ph n ch a d li u t m th i, ch ư c ghi hay g i vào cho b nh máy tính. Nhưng t c c a c ng hi n i ngày nay ch m hơn giao di n lu ng d li u có kh năng i u khi n. N u b n có m t c ng r i, b n s th y m i c ng có t m t n b n platter ( ĩa), m i platter có ư ng kính g n 9cm. ư ng kính c a các platter dùng trong thi t b di ng sai khác kho ng 2.5 cm so v i các platter trong các thi t b nghe nh c, kho ng 4.5 cm v i các platter c ng pocket và 6.3 cm v i các platter dùng trong notebook. Các platter này cũng ư c bi t n như là các disk ư c ph m t l p v t li u t tính nh y c m trên c hai m t và s p x p các milimet phân tách thành m t spindle (tr c quay). Trong c ng còn có m t ng cơ thay i luân phiên gi a spindle và platter. Các ĩa c ng dùng trong notebook có t c 4200, 5400 ho c 7200 vòng/phút. Các c a máy bàn hi n nay thư ng m c 7200 ho c 10.000 vòng/phút. Nói chung t c quay càng cao thì vi c c d li u càng nhanh. Ghi t tính D li u ư c c và ghi thông qua các dãy bit ( ơn v nh nh t c a d li u s ). M t bit ch có hai tr ng thái 0, 1 hay b t/t t. Các bit này ư c th hi n theo chi u d c phân t trên b m t m t platter, trong l p ph t tính. Chúng ư c thay i (ghi) ho c nh n ra ( c) b ng ph n t tính trên u c (ghi). D li u không ch ư c lưu trên c ng dư i d ng thô mà u tiên nó ư c x lý v i các công th c toán h c t ng h p. Chương trình cơ s trong s b sung thêm các bit m r ng vào d li u, cho phép tìm và ch nh s a các l i ng u nhiên. Trong các m i hi n nay, ngư i ta thay th cơ ch ghi t tính theo chi u d c b ng m t quá trình g i là perpendicular magnetic recording (ghi t tính tr c giao). Trong ki u ghi này các ph n t ư c s p x p vuông góc v i b m t platter. Do ó chúng có th ư c gói g n nhau hơn v i m t l n, lưu tr ư c nhi u d li u hơn. M t bit trong
m i inch dày hơn có nghĩa là thông lư ng c a các dòng d li u dư i u c (ghi) s nhanh hơn. Thông tin ư c ghi và c t c hai m t c a ĩa, s d ng cơ ch mounted on arms, di chuy n cơ h c qua l i gi a ph n trung tâm và rìa ngoài ĩa. Quá trình di chuy n này ư c g i là “seeking” (tìm ki m) và t c di chuy n qua l i ư c g i là “seek time” (th i gian tìm ki m). Các thông tin u c (ghi) tìm ki m n m trên các track (rãnh), là nh ng ư ng tròn d li u ng tâm trên . Các track ư c chia thành nhi u ơn v logic g i là sector (cung t ). M i m t sector có a ch riêng (s track c ng v i s sector), ư c dùng t ch c và nh v d li u. N u c (ghi) không n ư c track c n tìm, b n s ph i tr i qua cái g i là góc tr (latency) hay tr quay (rotational delay) h u h t u m c trung bình. tr này xu t hi n trư c khi m t sector quay bên dư i u c(ghi) và sau khi nó tìm th y track c n tìm. M ch ghép n i là gì? Thông thư ng các máy tính s d ng k t n i PATA (Parallel Advanced Technology Attachment) ho c SATA (Serial ATA) trong c ng. Th m chí b n có th s d ng ng th i c hai k t n i này vì h u h t các bo m ch ch hi n i bây gi u ưa ra c hai ki u giao di n. Chúng ta ang th i kỳ chuy n giao gi a PATA và SATA nên s p x p như v y r t h p lý. Giao di n PATA v n còn c n thi t trong các k t n i c a quang trong (internal optical drive) v i máy tính. S song song trong PATA nghĩa là d li u ư c g i song song xu ng các dòng a d li u. SATA g i d li u theo ki u hàng lo t qua l i gi a các c p dây xo n ơn. PATA (thông thư ng ư c g i là IDE) ư c phát tri n v i nhi u t c khác nhau. M ch ghép n i ATA nguyên b n c a nh ng năm 80 h tr t c truy n t i l n nh t là 8,3 MB/giây, m t t c r t nhanh th i b y gi . ATA-2 nâng thông lư ng t i a lên m c 16,6 MB/giây. L n lư t sau ó là Ultra ATA v i các t c 33 MB/giây, 66 MB/giây, 100 MB/giây. Và n 133 MB/giây c a Ultra DMA-33 (Direct Memory Access – Truy c p b nh tr c ti p) qua Ultra DMA-133 hay Ultra ATA-33 qua Ultra ATA-133. Sau ó i a s s d ng Ultra ATA-66 ho c hơn.
Cable PATA và SATA M t ATA i n hình s d ng cable có r ng 2 inch, 40 ho c 80 (s i), m c dù m t s cáp 40 chân có d ng vòng. Các c a máy bàn ch y u s d ng b k t n i 40 chân, các cáp m r ng 80 là phân tách m t cách v t lý các s i d li u nh m tránh hi n tư ng nhi u xuyên âm ATA-100 và ATA-133. Notebook v i 2,5 inch s d ng b k t n i 44 chân, 1,8 inch s d ng b k t n i 50 chân. V i t c 133 MB/giây, m ch ghép n i ATA d n không x lý ư c các thách th c v m t k thu t. M ch SATA ra i ã gi i quy t các v n c a ATA. Hi n t i SATA có hai t c chính: 150MBps và 300MBps và hai phiên b n m i 1,5 gigabit/giây (gbps) SATA và 3 gbps SATA . Nhưng thu t toán c a các phiên b n m i này khá m nh t: 3gbps ư c chia thành 8 (t ng s bit trong m t byte) tr thành 375 MBps (không ph i là 300MBps). Nguyên nhân do t c gbps là t c tín hi u; 300MBps là t c truy n t i d li u l n nh t. Và n nay t c m ch n i v n chưa ư c nhân ôi thêm l n n a. T c truy n t i d li u c a ơn SATA thư ng ư c duy trì m c 150MBps. N u s d ng ch RAID, cung c p d li u t hai hay nhi u vào ư ng ng d n thì s s d ng ư c băng thông l n hơn t giao di n 300MBps. SATA có cáp g n và b k t n i nh hơn ATA. i u ó cho phép có nhi u k t n i hơn trong b ng m ch chính và nhi u dòng khí bên trong h p máy. SATA còn ơn gi n hoá ph n cài t b ng cách s d ng c u trúc m ng point-to-point ( i m t i i m), cho phép s d ng m t k t n i cho m i c ng và cáp. C u trúc này c i ti n hơn nhi u so v i các jumper và k t n i master/slave c a PATA, trong c u trúc c a PATA m t cáp ư c dùng k t n i 2 . Không gi ng như PATA, SATA phù h p v i các ngoài g n tr c ti p, cho phép s d ng cáp dài 2m trong m t giao di n, góp ph n c i ti n t c hơn nhanh áng k so v i USB 2.0 và FireWire. External SATA có b k t n i hơi khác hơn m t chút, t c ư c c i thi n, ư c thi t k khoá t i m t ch , nhi u l i ư c s a ch a và tính tương thích hoàn ch nh. M t giao di n k t n i khác khá ph bi n trư c ây, nhưng hi n không còn ư c nói t i nhi u là SCSI (for Small Computer System Interface). T i th i kỳ phát tri n, SCSI là phương ti n lưu tr chương trình th c thi c ng bàn khá nhanh. Nhưng SATA ã d n thay th SCSI.
c ng trong tương lai Có th nói sau này t t c các c ng bàn và di ng s dùng m ch giao ti p SATA v i cơ ch ghi t tính tr c giao. B t kỳ máy PC m i nào cũng s có ít nh t m t m ch SATA; B n có th nâng c p c a mình thành tr c giao khi giá thành h . Dung lư ng s ti p t c l n lên theo c p hàm mũ trong khi t c th c thi ch phát tri n m c trung bình.