Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
ST 506 және ST 412 (кейде ST506 және ST412 деп жазылады) — Seagate компаниясы 1980 және 1981 жылдары ұсынған алғашқы қатты дискілік құрылғылар. ST 412 интерфейсі және оның түрлері 1990-шы жылдардың басында IDE немесе ATA интерфейсінің пайда болуымен және оның кеңінен қолданылуына дейін жеке компьютерлердегі қатты дискілер үшін де-факто индустриялық стандарт болды. Екі интерфейс те MFM кодтауын қолданды; ST 412 интерфейсінің кейінгі кеңейтімі, ST 412HP интерфейсі, 50%-ға дейін сыйымдылықты және бит жылдамдығын арттыру үшін RLL кодтауын пайдаланды.
The ST 506 and ST 412 (sometimes written ST506 and ST412) were early hard disk drive products introduced by Seagate in 1980 and 1981 respectively, The ST 412 interface and its variants were the de facto industry standard for personal computer hard disks until the advent and wider adoption of the IDE or ATA interface in the early 1990s. Both interfaces used MFM encoding; the subsequent extension of the ST 412 interface, the ST 412HP interface, used RLL encoding for a 50% increase in capacity and bit rate.
Тарих
ST506 HDD – 1980 жылы Shugart Technology (қазіргі Seagate Technology) ұсынған алғашқы 5,25 дюймдік қатты дискі. Ол форматталғаннан кейін 5 мегабайтқа дейін ақпарат сақтады (153 цилиндр, 4 оқу/жазу басы, 26 сектор/трек, 256 байт/сектор) және құны 1500 АҚШ долларына тең болды (1980 жылғы 1500 доллар қазіргі жылдарда шамамен <есептелген сомаға> баламалы). 1981 жылдың соңында ұқсас, 10 мегабайтты ST412 HDD ұсынылды (306 цилиндрлі). ST225 аз уақыттан кейін 20 мегабайт көлемде және биіктігі жартысына төмендетілген күйде ұсынылды. Үшеуі де кеңінен қолданылатын MFM кодтау схемасын қолданды. ST412 интерфейсінің кейінгі кеңейтілген нұсқасы – ST412HP интерфейсі, сыйымдылықты және бит жылдамдығын 50%-ға арттыру үшін RLL кодтауын пайдаланды. ST506 дискісі дискілік контроллер арқылы компьютер жүйесіне қосылды. Контроллер мен дискі арасындағы ST506 интерфейсі Shugart Associates SA1000 интерфейсінен алынған, ол өз кезегінде икемді дискік жетегінің интерфейсіне негізделген, бұл дискілік контроллерді жобалауды салыстырмалы түрде жеңілдетті. Бұл жағдай 1990-жылдардың ортасына дейін сақталды. ST412 интерфейсінің шектеулері: дерек желілерінде секундтық 5 миллион өте кіші өзгеріс, 16 оқу/жазу басы, 4 дискілік бөлім және 20 фут (6 метр) кабель ұзындығы. ST412 (және ST506) үшін стандартты арна коды – 5 Мбит/с жылдамдықпен бір дерек битіне MFM. ST412HP RLL нұсқасы орташа есеппен 7,5 Мбит/с жылдамдықпен бір өзгеріске 1,5 дерек битін береді.
The ST506 HDD was the first 5.25 inch hard disk drive, introduced in 1980 by Shugart Technology (now Seagate Technology). It stored up to 5 megabytes after formatting (153 cylinders, 4 heads, 26 sectors/track, 256 bytes/sector) and cost US$1,500 (1500.0 in 1980 is equivalent to about <calculated amount> in recent years). The similar, 10 megabyte ST412 HDD was introduced in late 1981 (with 306 cylinders). The ST225 was introduced shortly thereafter with 20 megabytes and half the height. All three used MFM encoding, a widely used coding scheme. A subsequent extension of the ST412 interface, the ST412HP interface, used RLL encoding for a 50% increase in capacity and bit rate. The ST506 drive connected to a computer system through a disk controller. The ST506 interface between the controller and drive was derived from the Shugart Associates SA1000 interface, which was in turn based upon the floppy disk drive interface, thereby making disk controller design relatively easy. well into the 1990s. The limitations of the ST412 interface are 5 million transitions per second maximum on data lines, 16 heads, 4 drive units and a 20 feet (6 m) cable length. The standard channel code for the ST412 (and ST506) is MFM with one data bit per transition for a data rate of 5 Mbit/s. The ST412HP RLL variant averages 1.5 data bits per transition for a data rate of 7.5 Mbit/s.
Басқарушымен интерфейс
ST506 интерфейсінде диск екі ленталы кабель арқылы сигналдарды тасымалдайтын контроллерлік картаға қосылады, ал үшінші кабель қуатпен жабдықтайды. Екі сигнал кабелі – 34 контактілі басқару кабелі және 20 контактілі тар деректер кабелі. Басқару кабелі интерфейсі стандартты Shugart дискета интерфейсіне өте ұқсас; осы дискета интерфейсі сияқты, ол төрт дискіні қолдай алады. Деректер кабелі оқу және жазу сигналдарын тасымалдайды, екеуі де дифференциалдық бинарлық сигналдар түрінде: екі сигнал күйі екі мүмкін дифференциалдық сигнал полярлығына сәйкес келеді. Бұл сигналдар арқылы берілетін деректер MFM форматында, сондықтан абсолютті сигнал күйлері маңызды емес: деректер күйлердің өзгеру уақытында көрсетіледі, дискета жүйелеріндегідей. Төрт дискке дейін басқару кабелімен бөлісуге болады, бірақ әр дискінің жеке дерек кабелі болады, ол қатты диск контроллеріне (HDC) қосылады. Көптеген HDC тек екі дискіні қолдайды. Басқару картасы хост жүйесінен белгілі бір жол мен секторға қатысты сұрауларды бас орналасу командаларының тізбегіне аударады, соның ішінде бас қозғалысының бағытын (ішке немесе сыртқа) орнату және жеке "STEP" командаларын жіберу. "HD SLCT 0" арқылы "HD SLCT 3" дейінгі төрт басқару кабелі шұңқыры 16 басқа ие болуға мүмкіндік береді, бірақ екі табақты ST506 дискісінде тек төртеуі ғана қолжетімді. Бастапқы ST506/ST412 интерфейсі тек екі HD SLCT желісін анықтады, бұл тек төрт басқа қолдау көрсетуді қамтамасыз етті, бірақ үшінші HD SLCT желісі дизайнда қысқа уақыттан кейін қосылды; төртіншісі де көп ұзамай, тек ерте модельдерде ғана қажет болған қысқартылған Write Current сигналын HD SLCT 3 ретінде қайта анықтап қосылды. Бастар дұрыс орналасқаннан және тиісті басы таңдалғаннан кейін деректер деректер кабеліндегі контактілер арқылы тізбектелген түрде оқылады немесе жазылады. Деректер кабелінің шектеулі өткізу қабілеті сол кезде мәселе тудырмады және жүйенің өнімділігін шектейтін фактор болған жоқ. Дегенмен, экрандалмаған кабель кейде жоғары деңгейдегі шуға ұшырауы мүмкін. ST412 дискісі, басқа да жетістіктерімен қатар, интерфейске буферленген іздеу мүмкіндігін қосты. Бұл режимде контроллер STEP импульстарын механизм орналасқанша күтпей, оларды қабылдай алатын жылдамдықпен дискіге жібере алады. Содан кейін дискідегі микропроцессор механизмді қажетті жолға мүмкіндігінше жылдам жылжытады. Буферленбеген іздеуі жоқ ST506 дискісінің орташа уақыты 170 мс (дискета немесе қазіргі оптикалық дискіге ұқсас), ал механикалық жағынан өте ұқсас ST412 дискісі буферленген іздеумен 85 мс орташа уақытты құрайды. 1980-ші жылдардың соңына қарай ST412 интерфейсі бар дискілер орташа іздеу уақытын 15-30 миллисекунд аралығында қамтамасыз ете алды. Өнімділікті арттыру үшін командалық интерпретацияның бөліктерін контроллерлік картадан және дискіге ауыстыру процесі кейінірек қатты дискіге қосылу схемаларының, атап айтқанда SCSI (оның бай командалар жиынтығымен) және сақтауға бағытталған IDE жүйелерінің жалпы ерекшелігі болды. IDE, іс жүзінде, компьютерлік шинаны кеңейту жүйесі болып табылады, сондықтан интерфейс контроллері компьютердің артқы жағына қосылудың орнына дискілік құрылымға енгізілуі мүмкін. Бұл бір "контроллерлік" картаның – шын мәнінде интерфейс картасының – бірнеше түрлі дискілермен байланысуына мүмкіндік береді, сонымен қатар контроллер мен дискілік аппараттар арасындағы кідіріс пен шуды азайтады. Іс жүзінде, рөлдер ауысады: контроллер барлық күрделі өңдеуді жасайтын және дискіге тек кодталған деректерді магниттік дискілер мен контроллер арасында беруді қамтамасыз ететін болса, дискі барлық күрделі өңдеуді жасайды және "контроллер" тек кодталған деректерді дискі мен хост жүйесі арасында тасымалдайды. Бұл жүйелерде дискінің операциялық ерекшеліктері, мысалы, бас таңдау және іздеу, хосттан толығымен жасырылады және дискінің арнайы контроллерінде басқарылады. Бұлар "ақылды" дискілер деп аталды, ал ST506 сияқты құрылғылар кейіннен "ақылсыз" деп аталды. Интегралды контроллерлердің көптеген артықшылықтары бар, бірақ олардың кемшілігі де бар: механикалық диск (басты диск құрамы немесе HDA) және контроллер монолитті қара қорапқа біріктірілген, сондықтан дискіде бірдеңе дұрыс болмаса, оны түзету мүмкін емес. Деректер көбінесе қалпына келтірілмейді. ST506 интерфейсі сияқты бөлек контроллер мен дискілік жүйеде, кейде мәселені нақты (бәлкім өте маңызды) деректерді қамтитын дискіні басқа үйлесімді контроллерге қосу арқылы шешуге болады. Сонымен қатар, ST506 стильіндегі интерфейс деректерді жоймастан контроллерді ауыстыруды ғана емес, сонымен қатар дискінің аналогты дерек сигналдарына қол жеткізуді және қалыпты контроллер оқи алмайтын деректерді қайта құруға көмектесетін арнайы деректерді қалпына келтіру жүйесі арқылы өңдеуді де жеңілдетеді. Мұндай деректерді қалпына келтіру әдістерін интегралды дискілерде орындау әлдеқайда қиын, өйткені дискіден қажетті аналогты сигналдар стандартты интерфейсте қолжетімді емес және дерлік барлық интегралды дискілік модельдердің ішкі деректерді жазу әдісі, сектор форматы және дискілік ұйымдастыру әртүрлі және құпия болып табылады.
In the ST506 interface, the drive connects to a controller card with two ribbon cables carrying signals, while a third cable provides power. The two signal cables are the wide 34 pin control cable and the narrow 20 pin data cable. The control cable interface is very similar to the standard Shugart floppy disk interface; like that floppy disk interface, it can support four drives. The data cable carries a read signal and write signal, both as differential binary signals: the two signal states correspond to the two possible differential signal polarities. The data represented by these signals is MFM, so the absolute signal states are not significant: the data is represented in the timing of the state transitions, like in floppy disk systems. While up to four drives can share a control cable, each drive has its own dedicated data cable connecting it to the hard disk controller (HDC). Most HDCs supported only two drives. The control card translates requests for a particular track and sector from the host system into a sequence of head positioning commands, including setting the direction of head movement, in or out, and sending individual "STEP" commands to move. Four of the control cable pins, "HD SLCT 0" through "HD SLCT 3", allow the selection among up to 16 heads, although only four are available on the two platter ST506. The original ST506/ST412 interface defined only two HD SLCT lines, providing supporting for only four heads, but a third HD SLCT line was shortly added to the design; a fourth was added a not much later by redefining the reduced Write Current signal, needed only by very early drives, as HD SLCT 3. Once the heads are properly positioned and the appropriate head is selected, data is read or written serially through a set of pins in the data cable. The limited bandwidth of the data cable was not an issue at the time and is not the factor that limited the performance of the system. However, the unshielded cable can sometimes be susceptible to high levels of noise. The ST412 disk drive, among other improvements, added buffered seek capability to the interface. In this mode, the controller can send STEP pulses to the drive as fast as it can receive them, without having to wait for the mechanism to settle. An onboard microprocessor in the drive then moves the mechanism to the desired track as fast as possible. The ST506 disk drive without buffered seek averages 170 ms (similar to a floppy drive or modern optical drive) while the mechanically very similar ST412 disk drive with buffered seek averages 85 ms. By the late 1980s, drives with an ST412 interface were capable of average seek times between 15 and 30 milliseconds. The process of moving portions of the command interpretation off the controller card and onto the drive itself in order to improve performance is a common feature of later hard drive connection schemes, notably SCSI, with its rich command set, and the storage focused IDE systems. IDE, in effect, is a system for extending the computer bus so the interface controller can be built into the drive unit rather than being plugged into the computer's backplane. This allows a single "controller" card—really just an interface card—to communicate with multiple dissimilar drives, while it also reduces latency and noise between the controller and drive hardware. Effectively, the roles are reversed: instead of the controller doing almost all of the complex processing and the drive just transferring encoded data between the magnetic disks and the controller, the drive does almost all of the complex processing and the "controller" just transfers decoded data between the drive and the host system. In these systems, the operational details of the drive, like head selection and seeking, are entirely hidden from the host and handled within the drive's dedicated controller. These became known as "smart" drives, while ST506 like devices retroactively became known as "dumb". While integrated controllers have many benefits, they also have a disadvantage: the mechanical drive (called the "head disk assembly", or HDA) and the controller are effectively fused into a monolithic black box, so that if something goes wrong with the drive, it is nearly impossible to do anything about it—the data is usually irretrievably lost. With a separated controller and disk system like that of the ST506 interface, sometimes the problem can be resolved by connecting the disk drive, containing the actual (perhaps very important) data, to another compatible controller. Furthermore, an ST506 style interface makes it possible and easy not only to replace the controller without throwing away the data, but to get access to the analog data signals from the disk drive and process them through a special data recovery system that may be able to reconstruct data that a normal controller cannot read. Such data recovery techniques are much more difficult to execute on integrated drives, because the needed analog signals from the disk are not available at a standard interface and the internal data recording method, sector format, and disk organization of nearly every integrated drive model is different and secret.
Бір-біріне үйлесімді жүйелер мен әзірлемелер
Көптеген басқа компаниялар дереу сол қосқыштар мен сигналдарды қолдана отырып, ST506 негізінде қатты диск стандартын құрды. IBM, Xebec-тен PC/XT үшін және Western Digital-ден PC/AT үшін адаптерлік карталарды сатып алып, оны пайдалануды жөн көрді. IBM-нің мақұлдауының нәтижесінде 1980-ші жылдардағы көптеген дисктер ST506 негізінде жасалды. Дегенмен, контроллер мен кабельдің күрделілігі SCSI және кейіннен ATA (IDE) сияқты жаңа шешімдерге алып келді. Алғашқы SCSI дисктерінің кейбіреуі, іс жүзінде, төменгі жағында SCSI-ден ST506 контроллері орнатылған ST506 дисктері болды. Atari өз SH204/SH205 сыртқы ACSI дисктерінің желісінде Adaptec ACB 4000A SCSI-ден ST506 конвертерін де қолданды. Сол сияқты, алғашқы IDE дисктерінің бірнешеуі контроллерлік тақтаға немесе чипке қосылған ST412 интерфейсі бар дисктер ғана болды. Соңында, барлық SCSI және ATA дисктері контроллерді диск ішіне орнатты, осылайша осы модельдерде ST506/412 интерфейсінен бас тартты.
Many other companies quickly introduced drives using the same connectors and signals, creating a hard drive standard based on the ST506. IBM chose to use it, acquiring adapter cards for the PC/XT from Xebec and for the PC/AT from Western Digital. As a consequence of IBM's endorsement, most of the drives in the 1980s were based on the ST506. However, the complexity of the controller and cabling led to newer solutions like SCSI, and later, ATA (IDE). A few early SCSI drives were actually ST506 drives with a SCSI to ST506 controller on the bottom of the drive. Atari also used Adaptec ACB 4000A SCSI to ST506 converter inside its own line of SH204/SH205 external ACSI drives. Likewise a few early IDE drives were just drives with an ST412 interface attached to a controller board or chip. Ultimately all SCSI and ATA drives had built the controller into the drive, thereby eliminating the ST506/412 interface in such models.