Cơ bản về ổ cứng máy tính
Những hiểu biết cơ bản về ổ đĩa cứng sẽ giúp bạn sử dụng tốt hơn.
Bài viết không nhằm giới thiệu chi tiết các linh kiện, bộ phận hay cách hoạt động bên trong ổ cứng mà mang đến cho bạn hiểu biết khái quát về các loại ổ cứng thông dụng hiện nay, cách nối kết vào hệ thống, cài đặt và sử dụng.
Chuẩn kết nối: IDE và SATA
Hiện nay ổ cứng gắn trong có 2 chuẩn kết nối thông dụng là IDE và SATA. Khi muốn mua mới hoặc bổ sung thêm một ổ cứng mới cho máy tính của mình, bạn cần phải biết được bo mạch chủ [motherboard] hỗ trợ cho chuẩn kết nối nào. Các dòng bo mạch chủ được sản xuất từ 2 năm trở lại đây sẽ có thể hỗ trợ cả hai chuẩn kết nối này, còn các bo mạch chủ trở về trước thì sẽ chỉ hỗ trợ IDE. Bạn cần xem thêm thông tin hướng dẫn kèm theo của bo mạch chủ mình đang sử dụng hoặc liên hệ nhà sản xuất để biết chính xác được chuẩn kết nối mà nó hỗ trợ.
IDE [EIDE]
Parallel ATA [PATA] hay còn được gọi là EIDE [Enhanced intergrated drive electronics] được biết đến như là 1 chuẩn kết nối ổ cứng thông dụng hơn 10 năm nay. Tốc độ truyền tải dữ liệu tối đa là 100 MB/giây. Các bo mạch chủ mới nhất hiện nay gần như đã bỏ hẳn chuẩn kết nối này, tuy nhiên, người dùng vẫn có thể mua loại card PCI EIDE Controller nếu muốn sử dụng tiếp ổ cứng EIDE.
SATA [Serial ATA]
Nhanh chóng trở thành chuẩn kết nối mới trong công nghệ ổ cứng nhờ vào những khả năng ưu việt hơn chuẩn IDE về tốc độ xử lý và truyền tải dữ liệu. SATA là kết quả của việc làm giảm tiếng ồn, tăng các luồng không khí trong hệ thống do những dây cáp SATA hẹp hơn 400% so với dây cáp IDE. Tốc độ truyền tải dữ liệu tối đa lên đến 150 - 300 MB/giây. Đây là lý do vì sao bạn không nên sử dụng ổ cứng IDE chung với ổ cứng SATA trên cùng một hệ thống. Ổ cứng IDE sẽ “kéo” tốc độ ổ cứng SATA bằng với mình, khiến ổ cứng SATA không thể hoạt động đúng với “sức lực” của mình. Ngày nay, SATA là chuẩn kết nối ổ cứng thông dụng nhất và cũng như ở trên, ta có thể áp dụng card PCI SATA Controller nếu bo mạch chủ không hỗ trợ chuẩn kết nối này.
Bạn có thể yên tâm là các phiên bản Windows 2000/XP/2003/Vista hay phần mềm sẽ nhận dạng và tương thích tốt với cả ổ cứng IDE lẫn SATA. Tuy vậy, cách thức cài đặt chúng vào hệ thống thì khác nhau. Do đó, bạn cần biết cách phân biệt giữa ổ cứng IDE và SATA để có thể tự cài đặt vào hệ thống của mình khi cần thiết. Cách thức đơn giản nhất để phân biệt là nhìn vào phía sau của ổ cứng, phần kết nối của nó.
| Phóng to | |
| Giao diện kết nối phía sau của ổ cứng IDE và SATA. | Phân biệt 2 loại cáp truyền tải dữ liệu của SATA và EIDE [IDE]. |
Ổ cứng PATA [IDE] với 40-pin kết nối song song, phần thiết lập jumper [10-pin với thiết lập master/slave/cable select] và phần nối kết nguồn điện 4-pin, độ rộng là 3,5-inch. Có thể gắn 2 thiết bị IDE trên cùng 1 dây cáp, có nghĩa là 1 cáp IDE sẽ có 3 đầu kết nối, 1 sẽ gắn kết vào bo mạch chủ và 2 đầu còn lại sẽ vào 2 thiết bị IDE.
Ổ cứng SATA có cùng kiểu dáng và kích cỡ, về độ dày có thể sẽ mỏng hơn ổ cứng IDE do các hãng sản xuất ổ cứng ngày càng cải tiến về độ dày. Điểm khác biệt dễ phân biệt là kiểu kết nối điện mà chúng yêu cầu để giao tiếp với bo mạch chủ, đầu kết nối của ổ cứng SATA sẽ nhỏ hơn, nguồn đóng chốt, jumper 8-pin và không có phần thiết lập Master/Slave/Cable Select, kết nối Serial ATA riêng biệt. Cáp SATA chỉ có thể gắn kết 1 ổ cứng SATA.
| Phóng to |
| Các loại kết nối của USB, FireWire 400, FireWire 800. |
USB [Universal Serial Bus]
USB 2.0 là chuẩn kết nối ngoại vi cho hầu hết các máy tính sử dụng hệ điều hành Windows. Loại kết nối này có tốc độ truyền tải dữ liệu tối đa lên đến 480 MB/giây. Tốc độ duy trì liên tục khoảng từ 10 - 30 MB/giây, tuỳ thuộc vào những nhân tố khác nhau bao gồm loại thiết bị, dữ liệu được truyền tải và tốc độ hệ thống máy tính. Nếu cổng USB của bạn thuộc phiên bản cũ hơn 1.0 hay 1.1 thì bạn vẫn có thể sử dụng ổ cứng USB 2.0 nhưng tốc độ truyền tải sẽ chậm hơn.
FireWire
FireWire còn được gọi là IEEE 1394, là chuẩn kết nối xử lý cao cấp cho người dùng máy tính cá nhân và thiết bị điện tử. Giao diện kết nối này sử dụng cấu trúc ngang hàng và có 2 cấu hình:
FireWire 400 [IEEE 1394a] truyền tải môt khối lượng dữ liệu lớn giữa các máy tính và những thiết bị ngoại vi với tốc độ 400 MB/giây. Thường dùng cho các loại ổ cứng gắn ngoài, máy quay phim, chụp ảnh kỹ thuật số…
FireWire 800 [IEEE 1394b] cung cấp kết nối tốc độ cao [800 MB/giây] và băng thông rộng cho việc truyền tải nhiều video số và không nén, các tập tin audio số chất lượng cao. Nó cung ứng khả năng linh hoạt trong việc kết nối khoảng cách xa và các tuỳ chọn cấu hình mà USB không đáp ứng được.
Có thể tham khảo thêm về USB 2.0 với FireWire 400, FireWire 800 tại đây.
Phần II: Cài đặt ổ cứng vào máy tính
THANH TRỰC
SATA là chuẩn giao tiếp đang được sử dụng phổ biến trong các máy tính cá nhân hiện nay. Chuẩn SATA được phát triển từ các chuẩn IDE. Với nhược điểm của kiến trúc truyền dữ liệu song song trên chuẩn IDE ngày xưa. Nên người ta đã chuyển sang kiến trúc truyền dữ liệu nối tiếp vì vậy chuẩn SATA được ra đời.
Ở phần trước chúng ta đã tìm hiểu về các loại ổ cứng, các thành phần và kiến trúc của các loại ổ cứng này. Phân này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu các giao tiếp để truyền dữ liệu giữa các ổ cứng với máy tính.
III. Các chuẩn giao tiếp dùng trong thiết bị lưu trữ
– Chuẩn giao tiếp dữ liệu là tập hợp các tập lệnh giúp trao đổi dữ liệu giữa máy tính và thiết bị lưu trữ.
– So sánh các giao diện kết nối ổ cứng ra bên ngoài. Các loại giao diện chính bao gồm IDE, SATA, SCSI, SAS và FC.
– Mỗi loại giao diện có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ nhất định [throughput – tốc độ truyền dữ liệu data transfer speed, đơn vị Gbps, Mbps…].
3.1 Giao tiếp IDE
– Chuẩn IDE sử dụng phương thức truyền tải dữ liệu song song.
- Ưu điểm: của truyền tải song song là tốc độ cao. Trong cùng một thời điểm có thể truyền tải nhiều bit dữ liệu hơn so với truyền tải nối tiếp.
- Nhược điểm: Sử dụng nhiều dây dẫn để truyền các bit dữ liệu đi nên gây ra hiện tượng tạp âm nhiễu. Đó là lý do vì sao ATA-66 sử dụng lên đến 80 dây dẫn. Bởi vì giữa các dây truyền tín hiệu là các dây đất nằm xen kẽ dây tín hiệu để chống nhiễu
– Chuẩn EIDE: Do chuẩn IDE bị giới hạn dụng lượng đĩa cứng tối đa, Nên người ta sử dụng chuẩn EIDE để thay thế
- Chia làm 2 kênh [primary và secondary] và 2 kênh này sử dụng 2 đường BUS riêng.
- Trên mỗi kênh lại chia làm 2 cấp [master và slaver] trên cùng 1 kênh. Vì cả 2 thiết chỉ được phép sử dụng 1 đường BUS trong cùng 1 thời điểm.
- EIDE không có khả năng cho phép nhiều thiết bị sử dụng nhiều thiết bị trên cùng 1 BUS trong cùng 1 thời điểm. Nên các thiết bị sẽ được cấp phép để sử dụng tuần tự đường BUS.
ATA [còn được gọi là PATA –Parallel ATA] sử dụng một giao tiếp gồm 40 chân cắm và cáp 80 dây.
– Chuẩn ATA có dung lượng thấp và tốc độ truyền thấp. Được phát triển và mở rộng dần dần từ ATA1 đến ATA 7. Để nâng cao hiệu suất của EIDE mà không làm tăng chi phí, không còn cách nào khác người ta phải thay thế kiểu giao diện song song bằng kiểu nối tiếp. Kết quả là chuẩn SATA ra đời.
3.2. Chuẩn SATA
27/5/2009 tổ chức ATA đã chính thức công bố chuẩn SATA 3.0 với băng thông dữ liệu lên đến 6Gb/s và nó cho phép tương thích ngược với các chuẩn cũ [SATA 1.0, SATA 2.0].
– SATA sử dụng công nghệ khác cho phép truyền tải theo chế độ nối tiếp.
– Trước kia chúng ta thường cho rằng truyền dẫn nối tíêp bao giờ cũng cho tốc độ thấp hơn truyền dẫn song song. Tuy nhiên vấn đề này chỉ đúng nếu chúng ta sử dụng cùng một tốc độ clock.
Trong trường hợp cùng một tốc độ clock.
- truyền dẫn song song sẽ có tốc độ tối thiểu nhanh hơn tới 8 lần, vì nó có khả năng truyền tối thiểu 8 bit [một byte] trong một chu kỳ
- trong khi đó chỉ có một bit được truyền dẫn trên một chu kỳ với truyền dẫn nối tiếp.
– Tuy vậy, trong trường hợp khác tốc độ clock
- nếu truyển tải theo kiểu nối tiếp sử dụng tốc độ clock cao hơn trong khi truyền tải thì nó có thể nhanh hơn truyền dẫn song song. Đó chính là những gì mà SATA đã thực hiện.
- Vấn đề trong việc tăng tốc độ truyền tải song song là việc tăng tốc độ clock, khi tốc độ clock càng cao thì sẽ càng có nhiều vấn đề phát sinh như xuyên nhiễu từ trường chẳng hạn.
- Còn trong truyền dẫn nối tiếp sử dụng chỉ một dây dẫn để truyền tải dữ liệu nên nó sẽ giảm được vấn đề về tạp âm nhiễu, chính vì vậy có thể cho phép nó sử dụng tốc độ clock rất cao.
– Một giao diện SATA chỉ cho phép gắn 1 ổ cứng duy nhất.
– Các chip điều khiển SATA đều hỗ trợ chuẩn giao tiếp AHCI [Advanced Host Controller Interface] làm giao tiếp chuẩn, hỗ trợ các tính năng nâng cao. Tháo lắp nóng. Tính năng này chỉ hỗ trợ khi thiết bị chạy chế độ AHCI. Những hệ điều hành từ windows Vista or mới hơn thì mới hỗ trợ AHCI. Bạn có thể enable tính năng này trong BIOS.
– Thường sử dụng cho các thiết bị máy tính cá nhân. Sử dụng cable 7 chân và chỉ có 7 sợi nên gọn hơn nhiều so với ATA. Điều này giúp ích rất nhiều đến khía cạnh tỏa nhiệt của máy tính, vì sử dụng nhiều cáp mỏng hơn sẽ làm cho không khí lưu thông bên trong case của máy tính được dễ dàng hơn.