CET – OPET
A EVOLUÇÃO DO HARD DISK
Curitiba, 25 de Fevereiro de 2003
Ramon
Ivan
Álvaro
Rogério
Clayton
Lucas do Carvalhal
Curitiba, 25 de Fevereiro de 2003
RESUMO
Este artigo tem por objetivo dar uma rápida introdução ao leitor quais foram, quais são as arquiteturas e interfaces de armazenamento e transmissão de dados utilizando Hard Disks e quais as tendências para o futuro
ABSTRACT
In this article, our goal is show to the reader what were, what are the architectures and interfaces of data storage and transmission using hard disks and what are the tendencies to the near future
A EVOLUÇÃO DO HARD DISK
Lembra dos HDs de 540 MB e 230MB? ou quando você tinha um HD de 30 MB e ficava se perguntando: "Pra que tanto espaço? Tudo o que eu tenho cabe em um disquete!". Pois é, o tempo passou, os computadores ficaram mais rápidos, os programas mais complexos e a necessidade de espaço cresceu assustadoramente.
Hoje em dia, mesmo sendo menores fisicamente, os HDs são considerados gigantes se comparados com seus antecessores tendo a sua capacidade padrão de mercado ampliada para até 80GB e em alguns casos até 200GB em HD removível.
Bom, mas com o aumento significativo na quantidade de informações lidas e gravadas no HD, como evoluíram as arquiteturas de transferência de dados?
Em um computador moderno podem existir basicamente dois padrões de armazenamento de dados (IDE e SCSI), mas nós aqui estaremos nos atendo mais ao padrão IDE, visto que é o mais usado nos computadores modernos.
IDE
Arquitetura de armazenamento de dados padrão dos computadores domésticos que tem 3 meios básicos de transmitir dados, são eles:
PIO Programmed Input/Output (Entrada/Saída programada)
Determina o quão rápido os dados são transferidos de e para um drive. No modo mais lento, PIO Mode 0, o ciclo de tempo de dados não pode exceder a 600 nanosegundos. Em um único ciclo, 16 bits de dados são transferidos para dentro ou para fora do drive. Em um setor único existem 256 "words" ( 16 bits = 1word); 2048 setores fazem um megabyte, então matematicamente:
|
1 ciclo |
1 setor |
1 Megabyte |
2000 |
3.3MB/s |
|
600ns |
256 words |
2048 setores |
600ns |
Sendo assim, a taxa teórica de transferência do PIO Mode 0 (600ns por ciclo) é de 3.3 MB/s. A baixo o restante dos PIO Modes e suas respectivas taxas de transferências:
|
Mode |
Nanosegundos(Ns) |
MB/s |
|
0 |
600 |
3.3 |
|
1 |
383 |
5.2 |
|
2 |
240 |
8.3 |
|
3 |
180 |
11.1 |
|
4 |
120 |
16.6 |
|
5 |
90 |
22.2 |
DMA – Direct Memory Acceess (Acesso Direto a Memória):
Controladora existente na placa que permite que os dados sejam transferidos de um dispositivo para outro sem o conhecimento do processador. A transmissão de dados é feita pelo barramento ISA (16 bps) e possuem 8 canais sendo que 4 são 8bits e 4 16bits o que gera uma desvantagem, pois o controle de vários canais pode gerar conflitos de dados. O primeiro canal 16bits DMA4 não pode ser utilizado por estar conectado em cascata aos canais de 8bits
Bus-Mastering ou UDMA(Ultra-DMA)
Seguem o mesmo esquema do DMA, porém utiliza o barramento PCI 32bits, não tem canais e portanto não tem conflitos. É dividido em 4 modos onde:
|
UDMA Modo |
Taxa de transferência máxima |
|
1 |
23.0MB/s |
|
2 |
33.3MB/s |
|
3 |
44.4MB/s |
|
4 |
66.6MB/s |
O Futuro
Serial ATA ou simplesmente SATA é um novo padrão de discos rígidos que transfere seus dados de forma serial por um cabo de 4 vias. Este padrão vem para substituir o IDE atual que transfere seus dados de forma paralela através de um flat cable de 80 vias, sendo que 40 vias são transmissão de dados e 40 vias são de aterramento.
Em sua primeira versão, o SATA terá uma taxa de transferência de 150MB/s e especula-se que a segunda versão atinja a incrível marca de 300MB/s.