하드 디스크 컨트롤러의 하드 디스크 컨트롤러 - 작동 원리

하드 디스크 컨트롤러는 디스크 드라이브 어댑터입니다. 컴퓨터와 디스크 드라이브 사이의 인터페이스 장치입니다. 컴퓨터로부터 명령을 수신하고 해석하며 다양한 제어 신호를 디스크 드라이브로 보냅니다. 디스크 드라이브의 상태를 감지하고, 디스크에 데이터를 쓰고, 지정된 디스크 데이터 형식에 따라 디스크에서 데이터를 읽습니다. 디스크 컨트롤러에는 여러 유형이 있지만 기본 구성과 작동 원리는 일반적으로 동일합니다. 주로 제어 논리 회로와 컴퓨터 시스템 버스에 연결된 마이크로프로세서로 구성되어 읽기 데이터 분리 및 쓰기 데이터 읽기 및 쓰기를 완료합니다. 데이터 디코딩 및 인코딩 회로, 데이터 오류 감지 및 정정 회로, 데이터 전송을 제어하는 ​​논리 회로, 컴퓨터의 명령에 따른 직렬-병렬 변환 및 포맷, 기본 입출력 프로그램을 저장하는 읽기 전용 메모리 디스크, 데이터 교환을 위한 버퍼 등으로 구성됩니다.

하드 디스크 컨트롤러 - IDE 컨트롤러 IDE 컨트롤러는 대개 마더보드에 내장되어 있으며 최대 4개의 하드 디스크를 지원하고 초당 최대 66MB의 데이터를 전송할 수 있지만 많은 IDE 컨트롤러는 33MB에 불과합니다. IDE 컨트롤러에는 여러 가지 변형이 있습니다. 가장 일반적인 것은 ATA(Advanced Technology Attachment)입니다. ATA는 IBM이 개발한 두 번째 컨트롤러로 하드 디스크에 설치되며 데이터 전송 속도를 크게 높일 수 있습니다. 현재 오디오 워크스테이션에는 성능이 더욱 향상된 ATA-3과 ATA-4가 널리 사용되고 있습니다. 컴퓨터에 어떤 컨트롤러가 사용되는지 확실하지 않은 경우 마더보드 및 하드 드라이브 설명서를 확인하세요.

ATA는 다음과 같은 유형으로 나눌 수 있습니다.

ATA-1

원래 하드 디스크 컨트롤러는 IDE와 동일한 개념입니다.

ATA-2

일반적으로 Fast ATA(FASTATA) 또는 Enhanced IDE(EIDE)라고 합니다. EIDE는 504MB 용량의 하드 드라이브를 관리할 수 있는 새로운 BIOS를 사용하여 Western Digital에서 처음 출시되었습니다. Quantum과 Seagate는 데이터를 더 빠르게 전송할 수 있고 504MB 이상의 용량을 지원하며 CD-ROM 및 테이프 드라이브를 포함하여 4개의 장치를 연결할 수 있는 FastATA를 동시에 출시했습니다.

ATA-3 ATA-3은 ATA-2 직후에 출시됐지만 성능은 크게 향상되지 않았다. 보통 ATA-3은 EIDE나 FastATA와 동등하다.

ATA-4

ATA-4는 UltraATA 또는 UltraDMA라고도 하며 ATAPI4 규정을 포함합니다. ATAPI는 ATAttachmentwithPacketInterface의 약어로, CD-ROM과 테이프 드라이브가 ATA 하드 디스크와 ATA 버스를 공유할 수 있도록 해줍니다. ATA-4는 오늘날 컴퓨터에서 가장 일반적으로 사용되는 컨트롤러입니다. ATA-5

ATA-5는 내부 알고리즘 개선을 통해 신뢰성을 향상시키면서 66MB 이상의 전송 속도를 지원할 수 있도록 개발 중인 사양이다. 새로운 UDMA80 케이블이 필요하며 새로운 마더보드는 ATA-5를 지원합니다.

Apple-ATA

G3 및 G4를 포함한 많은 Macintosh 컴퓨터도 IDE, EIDE 또는 UDMA 규정을 구현하고 표준 PC 하드 드라이브를 사용할 수 있지만 별도로 포맷해야 합니다. 다양한 ATA 사양이 도입됨에 따라 처리량에 대한 관련 사양이 도출되었습니다.

ATA/66

최대 데이터 처리량은 초당 66MB입니다.

ATA/100은 ATA/66과 유사하지만 최대 데이터 처리량은 초당 100MB입니다. 마더보드와 하드 디스크는 ATA/100을 동시에 지원해야 합니다. 컴퓨터에서 ATA/100 드라이브를 실행하는 데 도움을 줄 수 있는 당사자입니다. SCSI 컨트롤러

SCSI(스쿠지라고 발음함)는 매우 발전된 하드 디스크 컨트롤러이지만 일반적으로 IDE보다 가격이 비싸기 때문에 대중화하기가 어렵습니다. SCSI는 여러 개의 하드 드라이브, CD-ROM, 스캐너 및 기타 장치를 지원할 수 있으며 최대 30개의 장치와 주변 장치를 데이지 체인으로 연결할 수 있어 대용량이 필요한 녹음 스튜디오에 가장 적합합니다. SCSI 컨트롤러는 전통적으로 IDE보다 빠르며 초당 160MB의 속도에 도달할 수 있으며, 초당 320MB까지 도달할 수 있는 새로운 컨트롤러가 개발되고 있습니다. IDE와 마찬가지로 SCSI에도 몇 가지 버전이 있습니다. DAW가 최고의 성능을 요구하고 24비트/96Khz 또는 24비트/192KHz 표준을 사용하며 많은 양의 데이터를 저장하는 경우 SCSI를 먼저 고려해야 합니다.

시스템에서 SCSI를 사용하려면 두 가지 유형의 장비가 필요합니다. 일반적으로 PCI 카드로 표시되는 SCSI 컨트롤러와 연결해야 하는 하드 드라이브, CD-ROM 등과 같은 SCSI 장치입니다. SCSI 케이블. 최종 선택은 예산과 작업 성격에 따라 다릅니다. DAW에서 가장 많은 트랙을 확보하려면 15,000RPM(분당 회전수) SCSI160 하드 드라이브를 사용해야 합니다.

SCSI 관련 규정

SCSI-1

SCSI1은 1986년 최초의 SCSI 표준인 최초의 규정이다.

최대 7개의 장치를 연결할 수 있으며 최대 전송 속도는 초당 5MB로 당시로서는 획기적인 의미를 갖습니다.

SCSI-2

FastSCSI(Fast SCSI)라고도 알려진 SCSI2는 SCSI1을 기반으로 많은 개선이 이루어졌지만 1994년까지는 널리 사용되지 않았습니다. SCSI-2는 혼란스러운 일부 옵션을 간소화하고 신뢰성을 높이며 전송 속도를 초당 10MB로 높입니다.

FastWideSCSIFastWideSCSI는 버스 폭이 2배로 늘어나 16비트 버스로 전송 속도가 초당 20MB로 향상되었습니다.

UltraSCSIUltraSCSI도 SCSI2의 일종으로 원래 8비트 버스를 사용하지만 최대 전송 속도는 초당 20MB이고 단일 컨트롤러에 연결할 수 있는 장치 수는 여전히 7개입니다.

UltraWideSCSIUltraWideSCSI는 FastWideSCSI와 마찬가지로 16비트 버스를 사용합니다. 최대 전송 속도는 14개의 장치를 연결할 수 있습니다.

WideUltra2SCSI

Ultra2SCSIUltra2SCSI는 8비트 버스를 사용하지만 내부 클럭 속도는 2배, 최대 전송 속도는 초당 40MB에 달하고, 연결할 수 있는 장치의 수는 단일 컨트롤러는 여전히 7입니다.

WideUltra2SCSI

WideUltra2SCSI는 일정 기간 동안 가장 빠른 SCSI입니다. 16비트 버스를 사용하며 최대 전송 속도는 초당 80MB이며 내부 클럭 속도는 두 배입니다. 컨트롤러는 7개 장비를 연결할 수 있습니다.

Ultra3SCSIUltra3SCSI(SCSI160이라고도 함)는 매우 빠른 SCSI 표준입니다. 32비트 PCI 슬롯을 사용하는 컨트롤러의 최대 전송 속도는 초당 80MB이며, 64비트 PCI 슬롯을 사용하는 컨트롤러의 최대 전송 속도는 초당 160MB입니다. 하나의 컨트롤러는 14개의 장치를 연결할 수 있습니다.

SCSI3은 가격이 서서히 낮아지고 있으며 24비트/96KHz 기록 하드 드라이브에 가장 적합한 선택이 될 것입니다.

Ultra320SCSI

Ultra320SCSI는 이제 막 적용되기 시작한 새로운 SCSI 표준입니다. UltraSCSI320은 32비트 PCI 슬롯을 사용하여 초당 최대 160MB의 전송 속도를 허용하며, 64비트 PCI 슬롯을 사용하는 컨트롤러는 초당 최대 320MB의 전송 속도를 허용합니다. SCSI320은 16비트 버스를 사용하며 SCSI160과 호환됩니다. 내장형 SATA 하드 디스크 컨트롤러

SAS(SerialAttachedSCSI)는 직렬 SCSI 기술로 새로운 유형의 디스크 연결 기술입니다. 기존 병렬 SCSI 및 직렬 연결 기술(Fibre Channel, SSA, IEEE1394 및 InfiniBand 등)의 장점을 결합하고 직렬 통신을 프로토콜 인프라로 사용하며 SCSI-3 확장 명령어 세트를 사용하고 SATA 장치와 호환됩니다. 다중 레벨 저장 장치 연결 프로토콜 스택입니다. SAS 디스크는 이 인터페이스 기술을 사용하는 디스크입니다. 업계 예측에 따르면 SAS 디스크는 곧 SCSI 디스크를 대체하고 주류 디스크 유형이 될 것입니다.

SAS의 기능:

1. 향상된 성능:

지점 간 기술은 주소 충돌과 데이지 체인 연결 속도 저하를 줄입니다.

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최대 대역폭을 보장하기 위해 각 장치에 전용 신호 경로가 제공됩니다.

전이중 모드의 데이터 작업은 가장 효과적인 데이터 처리량을 보장합니다.

2. 간단한 케이블 연결:

더 작은 커넥터로 더 얇은 케이블

3. 더 나은 확장성:

예 더 많은 디스크 장치를 동시에 연결합니다.

SAS(Serial SCSI)는 Point-to-Point 구조이기 때문에 성능 향상 외에도 각 장치를 지정된 데이터 경로에 연결하여 대역폭을 늘립니다. SAS의 케이블 구조는 공간을 절약하여 SAS 하드 디스크를 사용하는 서버의 방열 및 환기 기능을 향상시킵니다. 일반적으로 더 큰 병렬 케이블은 전자 간섭을 일으킬 수 있으며 SAS의 케이블 구조는 이 문제를 해결할 수 있습니다. 또한 SAS 구조는 확장성이 매우 뛰어나며 최대 16384개의 디스크 장치를 연결할 수 있습니다.

SAS(직렬 SCSI) 하드 드라이브는 S-ATA와 동일한 인터페이스를 사용하지만 더 많은 신호를 사용하므로 SAS 하드 드라이브를 S-ATA 하드 드라이브 컨트롤러에 연결할 수 없습니다. SAS는 SAS 및 S-ATA를 지원하는 범용 인터페이스입니다. SAS 컨트롤러는 SAS 및 SATA 디스크를 지원할 수 있습니다. S-ATA는 SAS 컨트롤러의 신호 하위 집합을 사용하므로 SAS 컨트롤러는 S-ATA 하드 드라이브를 지원합니다.

어댑터

초기 SAS 하드 드라이브는 2.5인치 패키지를 사용하므로 랙 서버가 더 많은 하드 드라이브를 지원할 수 있습니다. 회전수는 10,000RPM이며, 15,000RPM 제품도 출시되었습니다. SAS 하드 드라이브는 동일한 속도의 SCSI 하드 드라이브와 동일하거나 더 나은 성능을 제공합니다. 직렬 인터페이스는 케이블 크기를 줄이고 SAS 하드 드라이브는 최대 3.0Gbit/초의 데이터 전송 속도를 제공합니다.

각 SAS 케이블에는 케이블 4개, 입력 2개, 출력 2개가 있습니다. SAS는 동시에 데이터를 읽고 쓸 수 있으며 전이중 데이터 작업은 데이터 처리 효율성을 향상시킵니다.

새로운 스토리지 인터페이스 기술인 SAS는 기능적으로 FibreChannel과 비교할 수 있을 뿐만 아니라 SATA와도 호환되므로 병렬 SCSI를 대체할 수 있는 최고의 선택으로 업계에서 인정받고 있습니다. SAS의 장점은 주로 다음과 같습니다. 유연성, SATA와의 호환성, 사용자 투자 절약, SAS 도메인은 최대 16,384개의 장치를 직접 연결할 수 있으며 지점 간 아키텍처를 통해 성능이 향상됩니다. 포트 수가 더 합리적입니다. 케이블 디자인은 고밀도 환경에서 더 효율적인 열 방출을 제공합니다. 일반적으로 기술의 품질을 측정하는 네 가지 기본 지표, 즉 성능, 안정성, 확장성 및 비용이 있습니다. Fibre Channel에서 SATA, SAS에 이르기까지 직렬 디스크 기술의 개발 역사를 되돌아보면 여러 기술에 고유한 장점이 있습니다. 최초의 직렬 스토리지 기술인 파이버 채널은 고성능, 고신뢰성, 확장성이라는 스토리지 요구 사항을 충족할 수 있지만 가격은 여전히 ​​높습니다. SATA 하드 디스크의 가격은 하락했지만 주로 니어라인 스토리지에 사용됩니다. 결국 중요한 애플리케이션은 성능 측면에서 만족스럽지 않습니다. SAS는 SAS 및 SATA 디스크를 지원하고 다양한 비용 효율적인 스토리지 요구 사항을 쉽게 충족할 수 있는 솔루션입니다. 고성능, 높은 신뢰성, 높은 확장성을 갖추고 있습니다. 병렬 포트

가장 일반적인 하드 디스크 오류는 부팅 오류, 즉 하드 디스크를 시작할 수 없는 경우입니다. 부팅 실패가 발생하면 시스템에 많은 오류 메시지가 표시됩니다. 이러한 메시지를 이해하면 하드 디스크 문제를 해결하는 데 매우 도움이 됩니다.

1. 오류 메시지: HDDcontrollerfailure

오류 설명: 하드 드라이브 제어에 실패했습니다.

오류 원인: 시스템 시작 시 POST 프로그램(BIOS의 자동 감지 프로그램)이 드라이브에 탐색 명령을 내린 후 지정된 시간 내에 드라이브가 작업을 완료하지 못해 발생하는 시간 초과 오류입니다. 이 오류가 발생하면 하드 드라이브가 손상되었을 수 있습니다.

2. 오류 메시지: HDCcontrollerfail

오류 설명: 하드 디스크 컨트롤러 제어에 실패했습니다.

오류 원인: 이 유형의 오류는 하드웨어 오류일 수 있습니다. POST 프로그램이 컨트롤러에 재설정 명령을 보낸 후 지정된 시간 내에 컨트롤러로부터 인터럽트 응답을 받지 못할 수 있습니다. 컨트롤러가 손상되었거나 케이블이 제대로 연결되지 않았거나 컨트롤러 제어 실패는 하드 디스크 매개 변수 설정이 올바른지 여부와도 관련이 있습니다.

IDE

3. 오류 메시지: NOROMBASICSYSTEMHAlT

오류 설명: BASIC 시스템이 굳어지지 않아 시스템이 종료됩니다.

이런 종류의 오류는 486 이하의 컴퓨터에서 자주 발생하며 매우 오래된 컴퓨터에서만 나타나는 프롬프트입니다. 시스템이 시작될 때 기본 부팅 프로그램의 기능은 파티션 테이블의 4개 항목 중에서 하드 디스크의 활성 파티션(부팅 가능한 파티션)을 찾는 것입니다. 하드 디스크 중 활성 파티션이 없으면 시스템은 운영 체제를 부팅할 위치를 알 수 없습니다. 초기 컴퓨터의 BIOS에 확정된 BASIC 프로그램을 호출하고 인터럽트만 실행할 수 있으면 이 오류가 발생합니다. 발생하여 충돌이 발생합니다. 따라서 가장 간단한 복구 방법은 FDISK를 사용하여 하드 디스크에 활성 파티션을 설정하는 것입니다. 컴퓨터에는 더 이상 BASIC 프로그램이 굳어지지 않으므로 이 오류가 더 이상 발생하지 않습니다.