Protokoły obsługi dysków. AHCI ( z ang. Advanced Host Controller Interface), NVMe ( z ang. Non-Volatile Memory express)

Podobne dokumenty
Protokoły obsługi dysków. AHCI ( z ang. Advanced Host Controller Interface), NVMe ( z ang. Non-Volatile Memory express)

Podsumowanie. semestr 1 klasa 2

Wybrane bloki i magistrale komputerów osobistych (PC) Opracował: Grzegorz Cygan 2010 r. CEZ Stalowa Wola

Autor: Jakub Duba. Interjesy

Architektura komputerów

MAGISTRALE ZEWNĘTRZNE, gniazda kart rozszerzeń, w istotnym stopniu wpływają na

Architektura Komputerów

Pamięci masowe. ATA (Advanced Technology Attachments)

Interfejsy dysków twardych. Natalia Mogielska kl.ic

PRZEJŚCIÓWKA Z USB 2.0 DO IDE/SATA

Architektura Komputerów

Podręcznik użytkownika

Chipset i magistrala Chipset Mostek północny (ang. Northbridge) Mostek południowy (ang. Southbridge) -

Systemy i sieci komputerowe klasa 1 Dział I charakterystyka komputera PC 20 godzin

Magistrale i gniazda rozszerzeń

1. Serwer rack typ 1 Liczba sztuk: 2

2/17. Magistrale l/o Magistrala PCI

Technologia informacyjna. Urządzenia techniki komputerowej

8. MAGISTRALE I GNIAZDA ROZSZERZEŃ. INTERFEJSY ZEWNĘTRZNE.

Podstawy Techniki Komputerowej. Temat: BIOS

DA Podręcznik użytkownika. Kabel USB 2.0 DLA IDE i SATA

LEKCJA TEMAT: Zasada działania komputera.

HDD. (hard disk drive) Źródło: Urządzenia techniki komputerowej - WSiP

BIOS i BIOS SETUP. Wykład multimedialny Urządzenia techniki komputerowej

Na płycie głównej znajduje się szereg różnych typów złączy opracowanych według określonego standardu gwarantującego że wszystkie urządzenia

KARTA INTERFEJSU RÓWNOLEGŁEGO PCI

URZĄDZENIA WEJŚCIA-WYJŚCIA

Obudowa zewnętrznego dysku USB 2.0, 2.5" (6.35cm)

Architektura systemów komputerowych. dr Artur Bartoszewski

Zaliczenie Termin zaliczenia: Sala IE 415 Termin poprawkowy: > (informacja na stronie:

Plan wykładu. 1. Urządzenia peryferyjne 2. Rodzaje transmisji danych 3. Interfejs COM 4. Interfejs LPT 5. Plug and Play

Technologie informacyjne - wykład 2 -

Spis treúci. Księgarnia PWN: Krzysztof Wojtuszkiewicz - Urządzenia techniki komputerowej. Cz. 2. Przedmowa Wstęp... 13

Załącznik nr 3 do SIWZ DZP /2009-II

Działanie komputera i sieci komputerowej.

Architektura Systemów Komputerowych. Transmisja szeregowa danych Standardy magistral szeregowych

Urządzenia Techniki. Klasa I TI 3. PŁYTA GŁÓWNA. BIOS.

Twardy dysk. -urządzenie pamięci masowej

Przejściówka, adapter Digitus USB 2.0, wtyk USB A <=> SATA/IDE, 0,53 m

Część V - Serwery. UWAGA! Część V stanowi nierozerwalną całość. Ocena będzie łączna dla 4 zadań. Zadanie nr 1. SERWER BAZODANOWY KWESTURA

Technologie Informacyjne

Mikroprocesor Operacje wejścia / wyjścia

Płyty główne rodzaje. 1. Płyta główna w formacie AT

Temat 2. Logiczna budowa komputera.

Załącznik nr Z1. AE/ZP-27-68/14 Wymagane i oferowane paramtery techniczne. Oferowane paramtery przedmiotu zamówienia podać zakres/wartość, opisać

Wykład 4. Interfejsy USB, FireWire

Architektura komputerów. Układy wejścia-wyjścia komputera

DESKTOP Internal Drive. Przewodnik po instalacji

Architektura systemów komputerowych. dr Artur Bartoszewski

SZCZEGÓŁOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Software RAID funkcje dostarcza zaimplementowane oprogramowanie, bez wykorzystania z dedykowanych kontrolerów.

Dyski z interfejsem SCSI.

Architektura komputerów

KARTA PCI Z INTERFEJSEM SZEREGOWYM

Budowa komputera: dr inż. Jarosław Forenc. IDE - Intelligent Drive Electronics, Integrated Device Electronics inne nazwy:

Wstęp do informatyki. Interfejsy, urządzenia we/wy i komunikacja. Linie magistrali

Wykład 14. Zagadnienia związane z systemem IO

SZCZEGÓŁOWE INFORMACJE DOTYCZĄCE KONFIGURACJI OFEROWANEGO SPRZĘTU. Przetarg nieograniczony Dostawa sprzętu komputerowego

Budowa i sposób działania płyt głównych

Interfejs SCSI Meditronik Sp. z o.o., ul. Wiertnicza 129, Warszawa Tel.: (22) Fax: (22)

Komputer Dell Optiplex 760 w obudowie SFF (Small Form Factor) Intel Core 2 Duo E x 3,0 GHz / 4 GB / 160 GB / DVD-RW / Windows COA

Podstawy obsługi komputerów. Budowa komputera. Podstawowe pojęcia

Budowa Komputera część teoretyczna

Budowa komputera: dr inż. Jarosław Forenc. Dual In-line Package zastosowanie: XT, AT rok: 1981

ATA Obsługa trybu PIO 2,3 oraz DMA 1,2 wielowierszowych. Wprowadzenie transferu blokowego. Rozszerzenie polecenia Identify Drive

Zagadnienia związane z systemem IO

Architektura komputerów

OFERTA. Załącznik nr 1 do zapytania ofertowego: Wzór oferty. Dane oferenta. Pełna nazwa oferenta: Adres:. REGON:.. Tel./fax.: .

Wykład 4. Interfejsy USB, FireWire

Montaż komputera. ITE PC v4.0 Chapter Cisco Systems, Inc. All rights reserved. Cisco Public

Budowa komputera. Lubię to! - podręcznik

ARCHITEKTURA SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH. Rodzaje sytuacji wyjątkowych. Przerwania definicja i przypadki. wyjątki, przerwania, I/O, struktury

2 PORTY SZEREGOWE / 1 RÓWNOLEGŁY NA KARCIE PCI

Bajt (Byte) - najmniejsza adresowalna jednostka informacji pamięci komputerowej, z bitów. Oznaczana jest literą B.

Jednostka centralna. Miejsca na napędy 5,25 :CD-ROM, DVD. Miejsca na napędy 3,5 : stacja dyskietek

Architektura systemów komputerowych. dr Artur Bartoszewski

CZYM JEST KARTA GRAFICZNA.

Obudowa USB 3.0 na dysk 2,5 (6,35 cm) Obsługuje dyski SATA 6G

I Zestaw komputerowy: Stacja robocza i monitor wraz z oprogramowaniem systemowym i akcesoriami - 10 szt. STACJA ROBOCZA:

Budowa komputera: Architektura i organizacja systemu komputerowego Struktura i funkcjonowanie komputera procesor rozkazy. dr inż.

TABELA PORÓWNAWCZA OFEROWANEGO SPRZĘTU

Urządzenia wejścia-wyjścia

Dysk CD (ze sterownikami i podręcznikiem użytkownika) Kabel USB 2.0

Architektura komputera

Specyfikacja podstawowa

Standard transmisji równoległej LPT Centronics

System operacyjny System operacyjny

Komputer Dell Optiplex 780 w obudowie SFF (Small From Factor) Intel Core 2 Duo E x 2,93 GHz / 4 GB / 160 GB / DVD-RW / Windows 7 Professional

Układy wejścia/wyjścia

Rys. 1. Rozmiary dysków twardych. Z lewej 3.5, z prawej 2.5.

1. KOMPUTEROWA STACJA ROBOCZA - konfiguracja wzorcowa lub inny równoważny


Interfejs urządzeń peryferyjnych

Spis treúci. Księgarnia PWN: Krzysztof Wojtuszkiewicz - Urządzenia techniki komputerowej. Cz. 1. Przedmowa Wstęp... 11

Architektura i administracja systemów operacyjnych

nazwa producenta/ nr katalogowy/ okres gwarancji cena jedn.netto nazwa producenta/ nr katalogowy/ okres gwarancji cena jedn.netto

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

I N T E R F E J S. Rys. 1 Złącze IDE

KOMPUTER. Zestawy komputerowe podstawowe wiadomości

2,5 cala/3,5 cala USB 3.0 Obudowa SSD/HDD RAID SATA

Transkrypt:

Interfejsy dyskowe

Protokoły obsługi dysków AHCI ( z ang. Advanced Host Controller Interface), NVMe ( z ang. Non-Volatile Memory express)

Protokoły AHCI AHCI to sprzętowy mechanizm pozwalający oprogramowaniu na komunikację z urządzeniami Serial ATA takimi jak np. Host Bus Adapter (HBA). HBA to kontroler (mostek) umożliwiający komunikację pomiędzy komputerem a siecią lub urządzeniami pamięci masowych. Może być zarówno dedykowanym chipem, jak również częścią większego mikroukładu (np. mostka południowego). W pierwszym przypadku mamy najczęściej do czynienia z niezintegrowaną kartą rozszerzenia, instalowaną poprzez złącze płyty głównej (np. PCI lub PCI Express). Układy HBA są również montowane bezpośrednio na płycie głównej komputera. Dzięki AHCI oprogramowanie może komunikować się z urządzeniami podłączonymi do magistrali SATA. W BIOS-ach płyt głównych istnieje możliwość włączenia i wyłączenia tej technologii. Gdy jest ona aktywna możemy korzystać z takich funkcji dysku, jak NCQ i Hot Plug. AHCI jest wspierane przez Windows Vista oraz Linux z kernel min 2.6.19 oraz Mac OS X 10. Mając Windows XP włączenie trybu AHCI w BIOS-ie może spowodować problemy z systemem operacyjnym i w konsekwencji wymusić jego reinstalację. Microsoft Windows XP wymaga dodatkowego sterownika (podanego na przykład z osobnej dyskietki podczas instalacji systemu przy włączonym AHCI).

Protokoły NVMe Zoptymalizowany interfejs magistrali PCIe dla dysków SSD podłączanych przez interfejs PCI Express. Specyfikacja sama w sobie nie jest ograniczona jedynie dla dysków SSD. NVM Express został zaprojektowany od podstaw, wykorzystując niską latencję i wewnętrzną równoległość urządzeń magazynujących dane opartych na pamięci flash, co odzwierciedla równoległość współczesnych procesorów, platform i aplikacji. Interfejs pozwala warstwie sprzętowej i software'owej hosta na pełne wykorzystanie równoległości, którą charakteryzują się nowoczesne pamięci SSD. W rezultacie, NVMe zmniejsza obciążenie I/O i przynosi wiele usprawnień wydajności. Urządzenia NVMe występują zarówno w postaci standardowych formatów kart rozszerzeń PCI Express jak i 2,5-calowych urządzeń przypominających dyski twarde, udostępniających 4-pasmowy interfejs PCI Express poprzez złącze U.2 (znane wcześniej jako SFF- 8639). Ważna uwaga: Dyski SSD korzystają z magistrali PCIe, ale jako protokół komunikacyjny wykorzystywany jest NVMe.

Złącze U.2

Kolejkowanie w NMVe Obsługa do 64k kolejek I/O, z których każda może zawierać do 64k poleceń "in flight". Ponadto poszczególnym kolejkom mogą być przypisane priorytety. Wyróżnia się tzw. kolejki składania (submission) i realizacji (completion). W kolejkach składania przekazywane są wiadomości od hosta do kontrolera, w kolejkach realizacji odwrotnie. Kolejki te są bardzo skuteczne w przypadku architektur wieloprocesorowych, w których można przydzielać kolejki i przerwania do każdego rdzenia.

IDE (z ang. Integrated Drive Electronics Często nazywany jest ATA (z ang. Advanced Technology Attachment) PATA Parallel Advanced Technology Attachment) Wprowadzono siedem wersji ATA od ATA-1do ATA-7. Różniły się głównie szybkością transmisji danych.

Wersje ATA

PIO (z ang. Programmed Input Output) Tryb bardzo wolny. Całkowicie kontrolowana transmisja przez procesor. Nr trybu PIO 0 1 2 3 4 Czas cyklu tc[ns] 600 383 240 180 120 Transfer [MB/s] 3,3 5,2 8,3 11,1 16,6

DMA (z ang. Direct Memory Access) DMA bezpośredni dostęp do pamięci. Procesor wyłącznie inicjuje proces transmisji danych a następnie sterowanie przejmuje kontroler DMA. Ultra DMA wykorzystuje magistralę PCI zwaną Bus Mastering DMA Tryb DMA 0 DMA 1 DMA 2 Ultra DMA 33 Ultra DMA 66 Ultra ATA 100 Ultra ATA 133 Transfer [MB/s] 4,1 13,3 16,6 33 66 100 133

Tryb PIO i DMA

Koncepcja DMA Transmisja informacji przebiega pomiędzy układem wejścia/wyjscia a wydzielonym obszarem buforowanym w pamięci. Przebieg operacji nadzoruje sterownik DMA, co oznacza, że generuje on wszystkie sygnały sterujące i adresy potrzebne do realizacji wymiany. W tym celu sterownik DMA przejmuje na czas wymiany informacji kontrolę nad magistralami, stając się zarządcą magistra.

ATAPI Atapi to interfejs systemowy w komputerach klasy PC przeznaczony do komunikacji z urządzeniami pamięci masowych. Rozszerzona wersja standardu ATA, wprowadzająca wiele usprawnień pod kątem obsługi wymiennych mediów. Głównie dotyczyło to napędów cd-rom/dvd, napędów taśmowych, czy też dyskietek o dużych rozmiarach. W wyniku wprowadzonych zmian w standardzie ATA, od tamtej pory przyjął on nazwę ATA/ATAPI - jednak większość osób posługuje się jego starą, krótszą nazwą.

Pata

Przewody PATA Przewód 80 żyłowy. Stosowany dla UltraATA 100 i UltraATA 133 Niebieski podłącza się do płyty głównej, do pozostałych podłącza się urządzenia. Przewód 40 żyłowy. Na jednej taśmie można podłączyć dwa urządzenia ale jedno z nich musi być master a drugie slave

Interfejs dysku IDE

SATA (z ang. Serial ATA) Jest to złącze szeregowe realizujące transmisję w standardzie LVDS (z ang. Low Voltage Differential Signaling). Transmisja jest typu punkt-punkt.

Komunikacja LVDS PISO Rejestr przekształcający informację równoległa na postać szeregową. SIPO Rejestr przekształcający informację szeregową na postać równoległą. FIFO First Input First Output. Kolejka danych Transkoder 8b/10b przekształca ciąg binarny 8b na ciąg binarny 10b aby zapewnić informację synchronizującą.

Wejście SATA Dane Zasilanie

Wtyk SATA

esata

Porównanie SATA Interfejs SATA1 SATA2 SATA3 Przepustowość [MB/s] 150 300 600 Aby uzyskać przepustowość w Mb/s należy transfer z tabeli pomnożyć przez 10 ponieważ 1B w SATA kodowany jest na 10 bitach.

SCSI (z ang. Small Computer System Interface) Stosowany w systemach wymagających dużej wydajności. Obsługuje wiele różnych urządzeń jak np.: skanery, dyski twarde, dyski optyczne. Adapter hosta kontroler SCSI jako karta rozszerzeń. Nie występuje w chipsecie. Symbole urządzeń SCSI

Adapter hosta dla SCSI

Gniazda i porty SCSI Pojawiło się wiele odmian SCSI. SCSI Wide posiada 16b linię danych. Każda kolejna wersja miała większą szybkość transmisji danych

Konfiguracja urządzeń Aby kolejne urządzenia można było dołączać wprost do tej samej szyny wprowadzono specjalny system komunikacji oraz protokół wymiany informacji pomiędzy urządzeniami. Każde urządzenie SCSI( włączane z kontrolerem) otrzymuje własny numer indentyfikacyjny ID, nadawany przez instalatora na etapie montażu i podłączenia. Numer ten ustawia się przy pomocy zworek- w urządzeniach wewnętrznych, a w urządzeniach zewnętrznych na specjalnym przełączniku. Sposób ustawiania powinien być opisany w dokumentacji związanej z danym urządzeniem, dostarczanej przez producenta. Ilość dostępnych numerów ID wynika z ilości bitów (zworek) przeznaczonych na tę numerację. Przy wykorzystaniu trzech bitów A0, A1 i A2 można ustawić numer od 0 do 7. Każde urządzenie musi mieć inny numer ID. Numery ID mogą teoretycznie być dowolne, jednak istnieją pewne preferencje przypisywania numerów urządzeniom określonego typu. Dla dysków twardych HDD zarezerwowano numery niskie ( 0,1), dla napędów CD-ROM, CD-R/W, streamerów- numery (2,3), dla dysków wymiennych, skanerównumery (4,5,6). Dla kontrolera zarezerwowany jest numer ID = 7. Szczególne znaczenie ma numer ID =0, przeznaczony dla urządzenia, z którego ładowany jest system operacyjny (t. zw. boot drive).

Urządzenie SCSI

SAS - Serial Attached SCSI interfejs komunikacyjny, będący następcą SCSI, używany do podłączania napędów (głównie dysków twardych). Stosowany przede wszystkim w serwerach. Obecnie uzyskujemy transfer na poziomie 12Gb/s

Kontroler SATA

Porównanie wydajności protokołów