Componente de baza ale unitati de hard-disc

Componente de baza ale unitati de hard-disc

1.Platanele si suportul de inregistrare

Un hard-disc obisnuit are unul sau mai multe platane sau discuri. De-a lungul anilor, hard-discurile pentru sistemele PC au existat in mai multe tipodimensiuni. De regula, dimensiunea fizica a unei unitati este exprimata prin dimensiunea platanelor. Iata dimensiunile de platane intalnite la unitatile de hard-disc pentru PC-uri:

-5 1/4 inci (practic 130 mm sau 5,12 inci)

- 3 1/2 inci (practic 95 mm sau 3,74 inci)

-2 1/2 inci (practic 65 mm sau 2,56 inci)

-1,8 inci (practic 48 mm sau 1,89 inci)

-1 inci (practic 34 mm sau 1,33 inci)

Exista si unitati de hard-disc mai mari, cu platane de 8 inci, 14 inci sau chiar mai mari, dar aceste unitati nu sunt utilizate in sistemele PC. in prezent, unitatile de 3 1/2 inci sunt cele mai raspandite pentru sistemele desktop si unele sisteme portabile, pe cand unitatile de 2 1/2 inci sau mai mici sunt foarte raspandite in sistemele portabile sau notebook.

Pe parcursul anului 1998, IBM a introdus o unitate denumita MicroDrive, care poate stoca in mod curent pana la 1 GB sau mai mult pe un singur platan de dimensiunea unei monede! Aceste unitati au formatul fizic si electric al unei cartele Type II Compact Flash (CF), ceea ce inseamna ca pot fi utilizate in orice dispozitiv care accepta cartele CF, incluzand camere digitale, calculatoare PDA (personal digital assistant), playere MP3 si orice alt dispozitiv in care pot fi utilizate canele de memorie Compact Flash.

In timp au existat mai multe companii care au introdus unitati de 1,8 inci, printre cele mai cunoscute numarandu-se HP, Calluna si Toshiba. Dintre acestea, numai Toshiba continua sa produca unitati in acest format. in anul 2000, Toshiba a introdus pe piata unitatile proprii de 1,8 inci, care sunt disponibile in formatul fizic al unei cartele PC Card Type II. Aceste unitati sunt disponibile in capacitati de pana la 5 GB sau chiar mai mult si pot fi utilizate in calculatoare laptop sau notebook sau in orice dispozitive in care poate fi introdusa o cartela PC Card standard.

Cea mai mare parte a unitatilor de hard-disc au doua sau mai multe platane, unele dintre unitatile mai mici utilizate in sistemele portabile avand unul singur. Numarul de platane pe care le poate avea o unitate este limitat de inaltimea fizica a unitatii. Cel mai mare numar de platane pe care I-am vazut intr-o unitate de 3 1/2 inci este 12; insa cele mai multe unitati au maxim 6 platane.

Platanele sunt confectionate de regula dintr-un aliaj de aluminiu/magneziu, care le confera atat rezistenta, cat si greutate redusa. Dorinta producatorilor de a obtine densitati tot mai mari si unitati mai mici a dus insa la utilizarea platanelor confectionate din sticla (sau, mai exact, dintr-un material compozit sticla-ceramica). Un astfel de material, produs de Dow Corning Corporation, se numeste MemCor. MemCor este alcatuit din sticla cu implanturi ceramice, care ii permit sa reziste mai bine la spargere decat sticla pura. Platanele din sticla ofera o rigiditate mai mare decat metalul (pentru ca metalul poate fi indoit, iar sticla nu) si, de aceea, pot fi prelucrate la jumatate din grosimea discurilor conventionale din aluminiu, uneori chiar mai putin. Platanele de sticla sunt, de asemenea, mult mai stabile termic decat cele din aluminiu, adica nu se dilata si nu se contracta prea mult la variatii de temperatura. Cateva din unitatile de hard-disc produse de companii precum Seagate, Toshiba, Areal Technology si Maxtor folosesc in prezent platane de sticla sau sticla-ceramica; de fapt, IBM proiecteaza toate unitatile noi doar cu platane din sticla. in urmatorii cativa ani, probabil ca toti producatorii vor inlocui substratul standard de aluminiu/magneziu cu discuri de sticla.

Indiferent de substratul folosit, platanele sunt acoperite cu un strat subtire de substanta sensibila magnetic, numita mediu sau suport, pe care sunt stocate informatii magnetice.

Pentru platanele hard-discurilor sunt utilizate trei tipuri de suporturi sau medii magnetice:

- Suporturi cu oxizi

-Suporturi peliculare

-Suporturi AFC (cuplate antiferomagnetic)

2. Capetele de citire/scriere si mecanismul de actionare a acestora

O unitate de hard-disc are de obicei cate un cap de citire/scriere pentru fiecare fata de platan (adica fiecare platan are doua seturi de capete de citire/scriere, unul pentru fata superioara si unul pentru fata inferioara a platanului). Aceste capete sunt conectate, sau solidare, pe acelasi mecanism de deplasare. Astfel, capetele se deplaseaza impreuna pe deasupra platanelor.

Din punct de vedere mecanic, capetele de citire/scriere sunt simple. Fiecare cap se afla pe un brat al dispozitivului de actionare, brat actionat de un resort pentru a presa capul in contact cu un platan. Putini realizeaza ca fiecare platan este "strans' intre capetele de deasupra si de sub el. Daca ati putea sa deschideti o unitate in conditii de siguranta si sa ridicati capul de deasupra cu degetele, cand i-ati da drumul, el ar scapa inapoi pe platan. Daca ati putea trage in jos unul din capetele de sub platane, cand i-ati da drumul, tensiunea din arc I-ar face sa revina in sus, pe platan.

Cand unitatea nu functioneaza, capetele sunt impinse in contact direct cu platanele de catre tensiunea din resorturi, dar cand unitatea functioneaza la turatie normala, apare o presiune a aerului sub capete, care le ridica de pe suprafata platanelor. La o unitate moderna care functioneaza Ia turatie maxima, distanta dintre capete si platane poate sa fie intre 0,5 si 5 micro-inci sau mai mult.

La inceputul anilor '60, capetele de scriere ale unitatilor de hard-disc lucrau la inaltimi de plutire mari, de pana la 200-300 micro-inci; capetele unitatilor fabricate in prezent sunt proiectate sa lucreze la distante mici, de 10 nm (nanometri) sau 0,4 micro-inci deasupra suprafetei discului. Pentru a obtine densitati mai mari in unitatile viitoare, se asteapta ca in curand separarea fizica dintre cap si disc sa scada si mai mult, pana in punctul in care in unele unitati capetele sa fie in contact cu suprafata platanului. Noile modele de suporturi si capete vor trebui sa faca posibila inregistrarea cu contact total sau partial.

Pentru a asigura curatenia in interiorul unitatii, ansamblul HDA este asamblat in incinte sterile din clasa 100 sau mai bune. Aceasta specificatie inseamna ca un picior cubic de aer (0,028 m3) nu poate contine mai mult de 100 de particule, care masoara pana la 0,5 microni (19,7 micro-inci). O persoana care respira in stare de repaus imprastie 500 de astfel de particule intr-un singur minut! Aceste incaperi contin sisteme speciale de filtrare a aerului care evacueaza si improspateaza aerul continuu. Ansamblul HDA al unei unitati nu ar trebui deschis decat intr-o astfel de incapere.

Desi intretinerea unei camere sterile poate parea costisitoare, multe companii fabrica incinte sterile de dimensiunile unei mese sau ale unui banc de lucru pe care le vand la preturi de numai cateva mii de dolari. Unele dintre aceste dispozitive functioneaza ca niste cuui prevazute cu manusi; lucratorul introduce mai intai unitatea si toate uneltele necesare, apoi inchide cutia si porneste sistemul de filtrare. in interiorul cutiei este intretinut un mediu steril, iar tehnicianul poate folosi manusile din constructia cutiei pentru a interveni asupra unitatii.

in alte variante de incinte sterile, operatorul sta la o masa unde o perdea de aer sub presiune mentine un mediu steril pe suprafata bancului de lucru. Tehnicianul poate sa intre si sa iasa din campul steril, trecand prin perdeaua de aer. Aceasta perdea de aer este asemanatoare cu cea folosita in unele magazine si depozite pentru a impiedica pierderile de caldura iarna, cand o intrare este lasata larg deschisa.

Mecanisme de actionare a capului

Poate chiar mai important decat capetele este sistemul mecanic care le deplaseaza: dispozitivul de actionare a capului. Acest mecanism deplaseaza capetele pe deasupra discului si le pozitioneaza cu precizie deasupra cilindrului dorit. Exista multe variante de mecanisme de actionare a capului utilizate in prezent, dar toate se incadreaza in una din cele doua categorii de baza:

Dispozitive de actionare cu motor pas cu pas

Dispozitive de actionare cu bobina si magnet permanent

Utilizarea unui tip de dispozitiv de actionare sau a celuilalt are efecte profunde asupra performantelor si fiabilitatii unei unitati. Efectele nu se limiteaza asupra vitezei; ele includ de asemenea acuratetea, sensibilitatea la temperatura, pozitie si vibratii si fiabilitatea unitatii in general. Dispozitivul de actionare a capului este cea mai importanta caracteristica a unei unitati, iar tipul de dispozitiv de actionare a capului al unei unitati spune foarte mult despre caracteristicile de performanta si fiabilitate ale unitatii. Tabelul 10.3 prezinta cele doua tipuri de dispozitive de actionare a capului si caracteristicile de performanta afectate.

Dispozitivele cu motor pas cu pas au fost utilizate de obicei in unitatile de hard-disc fabricate in anii '80 si la inceputul anilor '90, cu capacitati de 100 MB sau mai putin. Toate unitatile cu capacitate mai mare de stocare pe care le-am vazut utilizeaza un dispozitiv de actionare cu bobina si magnet permanent.

Unitatile de discheta isi pozitioneaza capetele folosind un dispozitiv de actionare cu motor pas cu pas. Precizia mecanismului pas cu pas este adecvata pentru o unitate de discheta, pentru ca densitatile de piste ale acesteia nu sufera comparatie cu cele ale unui hard-disc. Densitatea de piste a unei dischete de 1,44 MB este de 135 piste pe inci, pe cand hard-disetirilc au densitati de peste 5.000 de piste pe inci. Practic, toate unitatile de hard-disc fabricate in prezent folosesc dispozitive de actionare cu bobina si magnet permanent, pentru ca motoarele pas cu pas nu pot atinge gradul necesar de acuratete.

3.Filtre de aer si motoare de antrenare

Aproape toate unitatile de hard-disc au doua filtre de aer. Un filtru este numit filtru de recir-culare, iar celalalt este un filtru barometric, sau de ventilare. Aceste filtre sunt sigilate permanent in interiorul unitatii si suni proiectate pentru a nu fi inlocuite niciodata pe intreaga durata de serviciu a unitatii, spre deosebire de multe hard-discuri mai vechi, pentru sistemele mainframe, care aveau filtre care puteau fi schimbate.

La un hard-disc dintr-un sistem PC, aerul nu circula dinspre interiorul spre exteriorul ansamblului HDA sau viceversa. Filtrul de recirculare care este montat permanent in interiorul ansamblului HDA este destinat sa filtreze numai micile particule razuite de pe platane in timpul decolarii si aterizarii capetelor (si orice alte particule dislocate in interiorul unitatii). Pentru ca unitatile de hard-disc pentru PC-uri sunt permanent sigilate si nu recircula aer din exterior, ele pot functiona in medii foarte murdare

Motorul care roteste platanele este numit motor de antrenare, pentru ca este conectat la axul in jurul caruia se rotesc platanele. Motoarele de antrenare din hard-discuri sunt totdeauna conectate direct; nu exista curele sau roti dintate intermediare. Motorul trebuie sa fie lipsit de zgomot si vibratii, altfel poate transmite vibratii in platane, care pot perturba operatiile de citire si scriere.

De asemenea, motorul de antrenare trebuie sa aiba viteza precis controlata. Platanele din unitatile de hard-disc se rotesc cu viteze intre 3.600 si 15.000 rpm (60-250 rotatii pe secunda) sau mai mult, iar motorul arc un circuit de control cu o bucla de reactie pentru a urmari si a controla precis aceasta viteza. Deoarece controlul vitezei trebuie sa fie automat, unitatile de hard-disc nu au un reglaj al vitezei motorului. Unele programe de diagnosticare pretind ca masoara viteza de rotatie a unitatii de hard-disc, dar se rezuma la a estima viteza de rotatie in functie dc momentele Ia care sectoarele trec pe sub capete.

Nu exista de fapt nici o calc prin care un program sa masoare viteza de rotatie in unitatea de hard-disc; aceasta masuratoare poate fi efectuata numai cu echipament de testare sofisticat. Nu va alarmati daca vreun program de diagnosticare va spune ca unitatea are o viteza de rotatie incorecta; probabil ca programul greseste, nu unitatea. Informatiile despre rotatia si sincronizarea platanelor si viteza de rotatie nu sunt furnizate prin interfata controllerului de hard-disc. in trecut, programele software puteau furniza estimari aproximative ale vitezei de rotatie efectuand mai multe cereri de citire de sector si cronometrand efectuarea lor, dar rezultatul era valabil doar cand toate unitatile aveau acelasi numar de sectoare pe pista si se roteau Ia aceeasi viteza. inregistrarea bitilor pe zone, combinata cu vitezele de rotatie diferite folosite de unitatile moderne, ca sa nu mai pomenim bufferele si memoriile cache incorporate, determina programele software sa nu mai poata furniza estimari corecte prin calcule.

Pentru cea mai mare parte a unitatilor, motorul de antrenare este la baza unitatii, imediat sub ansamblul HDA sigilat. Totusi, multe unitati fabricate in prezent au motorul de antrenare inglobat direct in butucul platanelor, in interiorul ansamblului HDA. Folosind un motor de antrenare intern de tip butuc, producatorul poate suprapune mai multe platane in unitate, pentru ca motorul de antrenare nu ocupa spatiu pe verticala.

4.Placi logice, cabluri, conectoare si elemente de configurare

Toate unitatile de hard-disc sunt montate una sau mai multe placi logice. Placile logice contin circuitele electronice care controleaza sistemul de antrenare al unitatii si dispozitivul de actionare a capului si care pun la dispozitia controllerului datele intr-o forma convenita. in unitatile ATA, aceste placi includ controllerul propriu-zis, pe cand in unitatile SCSI includ controllerul si circuitele de adaptare la magistrala SCSI.

Multe defectiuni ale unitatilor de hard-disc au loc in placa logica, nu in ansamblul mecanic. (Aceasta afirmatie nu pare logica, dar este adevarata.) De aceea, uneori se poate repara o unitate defecta inlocuind numai placa logica si nu intreaga unitate. Mai mult, inlocuind numai placa logica, puteti recastiga accesul la datele de pe unitate, ceea ce nu e valabil in cazul inlocuirii unitatii. Din nefericire, nici unul dintre producatorii de unitati nu vinde placile logice separat. Singura modalitate de a obtine o placa logica de schimb pentru o anumita unitate este de a achizitiona o unitate identica functionala si de a o demonta in scopul reutilizarii componentelor. Desigur, nu are sens sa cumparati o unitate completa numai pentru a repara o unitate existenta, exceptand cazurile in care este necesara recuperarea datelor de pe vechea unitate.

Daca aveti o unitate care contine date importante, iar placa logica se defecteaza, nu veti putea sa recuperati datele din unitate decat daca inlocuiti placa. Deoarece in majoritatea cazurilor valoarea datelor depaseste cu mult costul unitatii, poate fi achizitionata o unitate noua, similara unitatii care s-a defectat, care sa fie demontata in componente (cum ar fi placa logica) si care pot fi reutilizate in unitatea defecta. Aceasta metoda este practicata de companiile care ofera servicii de recuperare a datelor. Acestea au in depozit un numar mare dc unitati foarte raspandite pe care le pot utiliza pentru componente in vederea recuperarii datelor de pe unitatile defecte primite de la clienti.

In cele mai multe cazuri, placile sunt destul de usor de inlocuit folosind doar o surubelnita. Pentru a demonta si a inlocui o placa logica obisnuita nu este necesara decat simpla indepartare si reinstalare a cateva suruburi, precum si scoaterea si reconectarea unui cablu sau doua.

Cabluri si conectoare

Unitatile de hard-disc au de obicei mai multe conectoare pentru interfata cu calculatorul, pentru alimentarea cu tensiune si uneori pentru conectarea la masa la sasiul sistemului.

Cele mai multe dintre unitati au cel putin aceste trei tipuri de conectoare:

Conector(oare) de interfata

Conector de alimentare

Conector optional de legare la masa

Dintre acestea, conectoarele de interfata sunt cele mai importante, pentru ca ele transmit semnalele de date si de comanda intre sistem si unitate. in majoritatea cazurilor, cablurile de interfata ale unitatii pot fi conectate in configuratie de tip lant sau de tip magistrala. Cea mai mare pane a interfetelor accepta cel putin doua dispozitive, iar cele SCSI (Small Computer System Interface) pot accepta pana la sapte (Wide SCSI accepta chiar pana la 1 S) dispozitive in lant, pe langa adaptorul gazda. Interfetele mai vechi, precum ST-506/412 sau ESDI (Enhanced Small Device Interface), foloseau cabluri separate pentru semnalele de date si de control, dar unitatile SCSI, ATA (AT Attachment) si Serial ATA fabricate in prezent au un singur conector de date.

Curentul electric este furnizat prin conectorul de alimentare mai mare, cu patru pini, utilizat pentru echipamentele periferice, inclus in toate sursele de alimentare de PC-uri. Cea mai mare parte a unitatilor de hard-disc folosesc atat tensiune de 5 volti, cat si de 12 volti, desi unele dintre unitatile mai mici, proiectate pentru sisteme portabile, folosesc numai curent de 5 volti. In majoritatea cazurilor, tensiunea de 12 volti alimenteaza motorul de antrenare si dispozitivul de actionare a capului, iar tensiunea de 5 volti alimenteaza circuitele electronice. Asigurati-va ca sursa de tensiune poate furniza suficienta putere pentru unitatile de hard-disc instalate in sistemul dumneavoastra.

Consumul de curent de 12 volti al unei unitati variaza de obicei in functie de dimensiunea fizica a unitatii. Cu cat unitatea este mai mare, cu cat are turatie mai mare. in plus, cu cat are mai multe platane de rotit, cu atat solicita mai multa putere. De exemplu, cea mai marc parte a unitatilor de 3 1/2 inci existente in prezent pe piata consuma aproximativ o jumatate pana la un sfert din curentul necesar unitatilor mai vechi de 5 1/4 inci. Unele din hard-discurile foarte mici (2 1/2 sau 1,8 inci) abia daca absorb putere electrica si consuma practic 1 watt sau mai putin!

Un conector de legare la masa permite realizarea unei conexiuni optionale la masa intre unitate si sasiul sistemului. in cele mai multe calculatoare, unitatea de hard-disc este montata direct pe sasiu, cu suruburi, sau este legata la masa prin firele de impamantare din conectorul de alimentare, asa ca nu mai este necesar un fir de legare la masa suplimentar.

Elemente de configurare

Pentru a configura o unitate de hard-disc in vederea instalarii intr-un sistem, de obicei trebuie sa setati corespunzator cateva jumpere (si, poate, cateva rezistoare finale). in mod obisnuit, aceste elemente difera in functie de tipul de interfata al unitatii, dar si de la o unitate la alta.

Placa frontala sau masca

Unele unitati de hard-disc ofera ca optiune o placa frontala sau masca. Masca este de obicei furnizata ca un clement optional pentru unitate si nu ca un articol standard. in prezent, in majoritatea cazurilor, masca este o componenta a carcasei sistemului si nu a unitatii.

Sistemele mai vechi aveau unitatea instalata astfel incat era vizibila din afara carcasei sistemului. Pentru a acoperi fereastra in carcasa, se utiliza optional o masca sau placa frontala. Mastile se livrau adesea in mai multe dimensiuni si culori pentru a se potrivi cu diverse sisteme de PC. Pentru unitatile de inci sunt disponibile mai multe modele de placi frontale, inclusiv masti care se potrivesc la compartimente de unitate de inci sau de inci. Puteti chiar alege din cateva culori (de obicei negru, crem st alb).

Unele masti prezinta o dioda electroluminescenta (led) care clipeste cand hard-discul dumneavoastra lucreaza. Ledul este montat in masca; firul care atarna din spatele ledului se conecteaza la unitate. in unele unitati, ledul este fixat permanent pe unitate, iar masca prezinta o fereastra transparenta sau colorata prin care se poate observa ledul care clipeste cand unitatea este accesata. Cea mai mare parte a sistemelor comercializate in prezent au pe panoul frontal al carcasei un led care indica accesul la unitate, care este atasat pe placa de baza la un conector de led al unei unitati de hard-disc.

in sistemele in care hard-discul este mascat de carcasa sistemului, nu este nevoie de masca. De fapt, utilizarea unui capac poate impiedica fixarea corespunzatoare a carcasei pe sasiu, caz in care masca va trebui indepartata. Daca instalati o unitate care nu are o masca adecvata, cadru sau sine pentru montarea in sistem, cautati un furnizor care ofera asemenea accesorii.

Capitolul III: Caracteristici ale hard-discului

1.Capacitatea

Dupa cum am amintit anterior, un corolar al faimoasei "legi' a lui Parkinson poate fi aplicat pentru unitatile de hard-disc: "Datele se extind atat cat este necesar pentru a ocupa spatiul disponibil pentru stocarea lor'. Desigur, aceasta inseamna ca indiferent cat de mare este unitatea dumneavoastra, veti gasi o modalitate de a o ocupa complet.

Daca ocupati tot spatiul de pe hard-discul curent, v-ati putea intreba mirat "Cat spatiu de stocare este suficient?'. Deoarece este mai probabil sa ramaneti fara spatiu decat sa aveti prea mult, ar trebui sa va propuneti un obiectiv inalt si sa cumparati unitatea cu maximum de capacitate pe care v-o permite bugetul dumneavoastra. Sistemele moderne sunt utilizate pentru a stoca numeroase tipuri dc fisiere care ocupa mult spatiu, cum ar fi fotografii digitale, muzica, secvente video, sisteme de operare mai noi, aplicatii si jocuri. Ca un exemplu, conform producatorului de unitati de hard-disc Western Digital, pentru stocarea a 600 de fotografii de rezolutie ridicata (de cate 500 KB fiecare), 12 ore de muzica digitala, 5 jocuri, 20 de aplicatii si doar 90 de minute de secvente video digitale este necesar un spatiu estimat de 43 GB.

Ramanerea fara spatiu disponibil provoaca numeroase probleme intr-un sistem modern, in principal datorita faptului ca Windows, ca si numeroase aplicatii mai noi, utilizeaza o cantitate mare de spatiu pe disc pentru fisierele temporare si memoria virtuala. Atunci cand sistemul Windows ramane fara spatiu pe disc, sunt inevitabile instabilitatea sistemului, blocarile si pierderea de date.

O unitate de masura mult mai importanta a performantei unei unitati este rata medie de transfer a suportului de stocare, care este semnificativ mai mica decat rata de interfata de 133 MBps. Rata medie de transfer a suportului de stocare reprezinta viteza medie la care unitatea citeste sau scrie efectiv date. Ca o comparatie, rata de transfer a interfetei indica doar cat de repede pot fi mutate datele intre placa de baza si bufferul unitatii. Viteza de rotatie a unitatii are cea mai mare influenta asupra vitezei reale de transfer a unitatii; in general, unitatile cu viteza de rotatie de 7.200 rpm transfera datele mai repede decat cele care se rotesc cu 5.400 rpm.

Sunt sigur ca multe persoane vor inlocui o unitate ATA-66 sau ATA-100 cu un model ATA-133 (plus placa adaptoare sau modernizarea necesara pentru placa de baza) numai pentru a afla ca o unitate ATA-133 functioneaza de fapt cu aproape aceeasi viteza sau chiar mai lent decat unitatea precedenta! Pentru a preveni aceasta greseala, asigurati-va sa verificati ratele de transfer reale ale suportului de stocare pentru unitatile pe care le comparati.

2.Performanta si fiabilitatea

Atunci cand selectati o unitate de hard-disc, una din cele mai importante caracteristici pe care ar trebui sa o aveti in vedere este performanta (viteza) unitatii. Unitatile de hard-disc pot avea o gama larga de caracteristici de performanta. Ca in multe alte cazuri, unul dintre cei mai buni.

Indicatori ai performantei relative a unei unitati este pretul acesteia. Aici se potriveste o veche zicala din industria automobilelor de curse: "Viteza costa bani. Cat de repede vrei sa alergi?'. Viteza unei unitati de disc este masurata de obicei in doua moduri:

■ Rata de transfer

■ Timpul mediu de acces

Rata de transfer este probabil mai importanta pentru performanta generala a sistemului decat orice alta caracteristica, insa este, de asemenea, si una dintre specificatiile cele mai grqit intelese. Problema provine de la faptul ca pentru o anumita unitate pot fi specificate mai multe rate de transfer; oricum, de obicei, cea mai importanta dintre acestea este trecuta cu vederea.

Confuzia rezulta din faptul ca producatorii de unitati pot raporta pana la sapte rate diferite de transfer pentru o anumita unitate. Probabil cea mai putin importanta (dar cea pe care utilizatorii par sa o foloseasca cel mai mult) este rata bruta de transfer a interfetei, care pentru cea mai mare parte a unitatilor ATA mai noi este de 100 MBps sau 133 MBps. Din nefericire, putine persoane par sa isi dea seama ca in realitate unitatile citesc si scriu datele mult mai incet. Specificatii de rate de transfer mai importante sunt ratele de transfer ale mediului de stocare, care stabilesc viteza efectiva de citire sau de scriere a unei unirati. Ratele de transfer ale mediului de stocare pot fi exprimate ca rata bruta maxima, rata bruta minima, rata formatata maxima, rata formatata minima sau medii ale acestor valori. Putine unitati au specificate valorile medii, insa acestea pot fi calculate cu usurinta.

Rata de transfer a mediului de stocare este mult mai importanta decat rata de transfer a interfetei, deoarece reprezinta rata reala la care pot fi citite datele de pe (sau scrise pe) disc. Cu alte cuvinte, va informeaza cat de repede pot fi mutate datele pe si de pe platanele unitatii (suportul de stocare). Aceasta este rata pe care orice transfer sustinut poate spera ca o poate obtine. Aceasta rata este prezentata de obicei cu o valoare minima si o valoare maxima, insa exista multi producatori care nu specifica decat rata maxima.

Ratele de transfer ale mediului de stocare au valori minime si maxime pentru ca unitatile existente in prezent folosesc tehnica de inregistrare pe zone, de unde rezulta mai putine sectoare pe pista pe cilindrii interiori decat pe cilindrii exteriori. in mod obisnuit, o unitate este impartita in 16 sau mai multe zone, zona situata cel mai in interior avand aproximativ jumatate din numarul de sectoare pe pista al zonei plasate cel mai in exterior (si din acest motiv o valoare de aproximativ doua ori mai mica a ratei de transfer). Deoarece unitatea se roteste la o rata constanta, datele pot fi citite de doua ori mai repede de pe cilindrii exteriori decat de pe cilindrii interiori.

O alta problema este rata bruta de transfer in comparatie cu rata formatata de transfer. Rata bruta defineste cat de repede pot fi cititi bitii de pe suportul de stocare. Deoarece nu toti bitii reprezinta date (unii sunt biti de intersector, servo, ECC sau ID) si pentru ca o parte din timp este pierdut atunci cand capetele trebuie sa se deplaseze de la o pista la alta (timpul de asteptare sau latenta), rata de transfer formatata reprezinta rata reala la care datele utilizatorului pot fi citite de pe (sau scrise pe) unitate.

Retineti ca unii producatori specifica numai ratele brute interne de transfer ale mediului de stocare, insa in mod obisnuit puteti calcula ratele de transfer formatate, care au valoarea de aproximativ trei patrimi din valoarea ratelor brute. Aceasta provine din faptul ca datele utilizatorului de pe fiecare pista reprezinta aproximativ trei patrimi din cantitatea totala de biti stocati, datorita informatiilor de servo, ECC, ID si altor date suplimentare inregistrate. Ca urmare, unii producatori de unitati specifica numai ratele maxime de transfer (brute, formatate sau ambele); in acest caz, puteti presupune ca rata minima de transfer este jumatate din valoarea maxima, iar rata medie de transfer este de trei patrimi din rata maxima.

Timpul mediu de cautare

Timpul mediu de cautare, masurat in mod normal in milisecunde (ms), este intervalul mediu de timp necesar pentru deplasarea capetelor de la un cilindru la alt cilindru, aflat la o distanta oarecare. O modalitate de a masura aceasta caracteristica este de a se executa mai multe operatii aleatoare de cautare de piste si de a se imparti timpul obtinut la numarul de cautari efectuate. Aceasta metoda furnizeaza un timp mediu pentru o singura cautare.

Metoda standard utilizata de multi producatori de unitati pentru a masura timpul mediu de cautare consta in masurarea timpului necesar capului pentru a se deplasa peste o treime din numarul total de cilindri. Timpul mediu de cautare depinde numai de unitatea propriu-zisa; tipul de interfata sau de controller are un efect minor asupra acestei caracteristici. Valoarea sa este in principal o masura a caracteristicilor dispozitivului de actionare a capului.

Timpul de asteptare

Timpul de asteptare (latenta) este timpul mediu (in milisecunde) necesar pentru ca un sector sa devina disponibil dupa ce capetele au ajuns pe o anumita pista. in medie, aceasta valoare este jumatate din timpul necesar discului pentru a efectua o rotatie. O unitate cu turatie dubla ar avea valoarea timpului de asteptare redusa la jumatate.

Timpul de asteptare este un factor care influenteaza performantele de citire si scriere ale discului. Scaderea valorii timpului de asteptare inseamna cresterea vitezei de acces la date si fisiere si poate fi obtinuta numai rotind mai repede platanele unitatii.

Fiabilitatea

Atunci cand doriti sa cumparati un hard-disc, veti observa intre specificatiile tehnice ale unitatii o valoare statistica numita durata timpul mediu de buna functionare (.Mean Time Between Failures sau MTBF). Cifrele pentru MTBF se incadreaza de obicei intre 300.000 de ore si 1.000.000 dc ore sau mai mult. De obicei eu ignor aceste cifre, pentru ca sunt teoretice.

Pentru a intelege specificatiile MTBF, este important sa intelegem cum ajung producatorii la aceste cifre si ce semnificatie au ele. Majoritatea producatorilor fabrica unitati de multa vreme si unitatile lor au atins o durata cumulata de functionare de milioane de ore. Ei pot sa examineze rata defectiunilor pentru modele mai vechi cu aceleasi componente si sa calculeze o rata a defectiunilor pentru o unitate noua, pe baza componentelor utilizate pentru a asambla unitatea. Pentru placa de circuite electronice, ci pot folosi tehnici standardizate de predictie a defectiunilor componentelor electronice. Aceasta le permite sa calculeze rata previzibila a erorilor pentru intreaga unitate.

Pentru a intelege semnificatia acestor numere, este important de stiut ca valorile MTBF se refera la un grup mare dc unitati, nu la o unitate individuala. Aceasta inseamna ca, daca despre o unitate se pretinde ca are o durata MTBF de 500.000 de ore, este de asteptat aparitia unei defectiuni in acest grup de unitati la 500.000 de ore de functionare cumulata. Daca sunt 1.000.000 de unitati fara defecte din acest model si functioneaza toate simultan, este de asteptat aparitia unei defectiuni la una din unitatile populatiei la fiecare jumatate de ora. Statisticile MTBF nu sunt utile pentru a prezice defectiunile unei unitati individuale sau a unui esantion mic de unitati.

Dc asemenea, este important de inteles sensul cuvantului defectiune (failure) in acest context. Aici, o defectiune inseamna un incident care necesita returnarea unitatii catre fabricant pentru reparare, nu un esec ocazional de citire sau scriere corecta a unui fisier.

in sfarsit, dupa cum subliniaza unii fabricanti, aceasta valoare a duratei MTBF ar trebui numita de fapt durata medie pana la prima defectiune. "Buna functionare' sugereaza ca unitatea se defecteaza, este returnata pentru reparare si, dupa aceea, la un moment dat, se defecteaza din nou. Intervalul dintre reparatie si a doua defectiune ar fi in acest caz durata MTBF. Deoarece in majoritatea cazurilor un hard-disc ce necesita reparatii din partea producatorului este inlocuit si nu reparat, intregul concept MTBF are o denumire improprie.

Concluzia este ca eu nu pun mare baza pe valorile MTBF. Pentru o anumita unitate, ele nu constituie estimari exacte ale fiabilitatii. Totusi, daca sunteti managerul unui sistem informatic si planuiti achizitionarea a mii de PC-uri sau unitati pe an sau daca sunteti un furnizor dc sisteme care asambleaza si asigura suport pentru mii de sisteme, merita efortul sa examinati aceste valori si sa studiati metodele folosite de fiecare comerciant pentru a Ie calcula. Daca intelegeti calculele comerciantului si Ie comparati cu fiabilitatea reala a unui esantion mare de unitati, atunci puteti sa cumparati unitati mai fiabile si sa economisiti timp si bani pentru reparare si intretinere.

3.S.M.A.R.T.

Tehnologia de monitorizare automata, analiza si raportare (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology sau S.M.A.R.T.) este un standard industrial care pune la dispozitie o metoda de predictie a defectiunilor pentru unitatile de hard-disc. Atunci cand este activata functia S.M.A.R.T. pentru o anumita unitate, unitatea monitorizeaza atributele predeterminate care sunt susceptibile sau indica degradarea unitatii. Pe baza schimbarilor atributelor monitorizate poate fi efectuata o predictie a defectiunilor. Daca se considera ca exista probabilitatea producerii unei defectiuni, S.M.A.R.T. pune la dispozitie un raport de stare, astfel incat BIOS-ul sistemului sau driverele sa poata atentiona utilizatorul asupra problemelor iminente, permitand chiar utilizatorului sa salveze datele de pe unitate inainte de aparitia problemelor reale.

Defectiunile care pot fi anticipate sunt tipurile de defectiuni pe care metoda S.M.A.R.T. incearca sa le detecteze. Aceste defectiuni sunt rezultatul degradarii graduale a performantelor unitatii. Conform companiei Seagate, 60% dintre defectiunile de unitati sunt mecanice, adica exact tipul de defectiuni pentru care este proiectata metoda S.M.A.R.T.

Desigur, nu toate defectiunile pot fi anticipate, iar metoda S.M.A.R.T. nu va poate ajuta in cazul defectiunilor care nu pot fi prevazute si care apar fara nici un avertisment anterior. Acestea pot fi provocate de electricitatea statica, de manipularea incorecta sau socurile bruste ori de defectiunile circuitelor (cum ar fi problemele cu lipiturile termice sau defectiunile componentelor).

Tehnica S.M.A.R.T. a fost creata initial de compania IBM in anul 1992. in acel an IBM a inceput sa ofere unitati de hard-disc de 3 1/2 inci echipate cu sisteme de analiza predictiva a defectiunilor (Predictive Failure Analysis sau PFA), o tehnologie dezvoltata de IBM care masoara periodic atributele selectate ale unitatii si trimite un mesaj de avertizare atunci cand este depasit un prag predefinit. IBM a transferat aceasta tehnologie catre organizatia ANSI, iar ca urmare a devenit protocolul S.M.A.R.T., standard ANSI pentru unitati SCSI, asa cum este definit in documentul X3T10/94-190, ANSI-SCSI Informational Exception Control (IEC).

Interesul existent pentru extinderea acestei tehnologii la unitatile IDE/ATA a condus la crearea grupului de lucru S.M.A.R.T. in 1995. Pe langa IBM, celelalte companii reprezentate in grupul initial au fost Seagate Technology, Conner Peripherals (acum face parte din Seagate), Fujitsu, Hewlett-Packard, Maxtor, Quantum si Western Digital. Specificatia S.M.A.R.T. produsa de acest grup si introdusa in domeniul public se refera si la unitatile de hard-disc IDE/ATA si la cele SCSI si poate fi gasita in cele mai multe dintre unitatile produse cel mai recent si existente pe piata.

Schema S.M.A.R.T. de atribute si praguri limita este similara in mediile IDE/ATA si SCSI, insa modul de raportare a informatiilor difera.

intr-un mediu IDE/ATA, driverul software din sistem interpreteaza semnalul de alarma de la unitate generat de comanda S.M.A.R.T. "report status' (raporteaza starea). Driverul interogheaza unitatea in mod regulat pentru a verifica starea acestei comenzi si, daca este semnalata o defectiune iminenta, trimite un semnal de alarma la sistemul de operare, de unde este transmis printr-un mesaj de eroare catre utilizatorul final. Aceasta structura permite si imbunatatiri ulterioare, care ar putea permite si raportarea altor informatii in afara de conditiile de defectare a unitatii. Sistemul poate sa citeasca si sa evalueze atributele si semnalele de alarma raportate in plus fata de comanda de baza "report status'.

Unitatile SCSI care au functia S.M.A.R.T. comunica o conditie de fiabilitate numai la nivel de "bun' sau "defect'. intr-un mediu SCSI, decizia de defectiune este luata la nivelul unitatii de disc, iar gazda anunta utilizatorul referitor la aceasta actiune. Specificatia SCSI permite marcarea unui bit de sesizare daca unitatea determina ca exista o problema de fiabilitate. Apoi sistemul alerteaza utilizatorul final printr-un mesaj.

Cerintele de baza pentru ca metoda S.M.A.R.T. sa functioneze intr-un sistem sunt simple. Nu aveti nevoie decat de o unitate de hard-disc capabila de functia S.M.A.R.T. si de un sistem BIOS compatibil cu tehnica S.M.A.R.T. sau de un driver de hard-disc pentru sistemul de operare propriu. Daca BIOS-ul nu suporta functia S.M.A.R.T., sunt disponibile programe utilitare care pot asigura suportul S.M.A.R.T. pe un sistem dat. intre acestea se numara Norton Disk Doctor de la Symantec, EZ Drive de la StorageSoft si Data Advisor de Ia Ontrack Data International.

Retineti ca programele traditionale de diagnosticare a discului, cum sunt Scandisk si Norton Disk Doctor, nu lucreaza decat cu sectoarele de date de pe suprafata discului si nu monitorizeaza toate functiile unitatii care sunt monitorizate de S.M.A.R.T. Cea mai mare pane a unitatilor de hard-disc moderne tin disponibile sectoare libere care vor fi utilizate ca inlocuitoare pentru sectoarele care au erori. Cand unul dintre aceste sectoare de rezerva este realocat, unitatea raporteaza aceasta activitate contorului S.M.A.R.T., dar pentru un utilitar de analiza a suprafetei (cum este Scandisk) unitatea arata in continuare complet lipsita de defecte.

Unitatile cu functie S.M.A.R.T. monitorizeaza o varietate de atribute care variaza de la un producator la altul. Atributele sunt selectate de producatorul dispozitivului pe baza capacitatii lor de a contribui la predictia degradarii sau a conditiilor de defectare pentru respectiva unitate. Cei mai multi producatori de unitati considera setul specific de atribute utilizat si identitatea acelor atribute ca fiind specifice si particulare furnizorului.

Unele unitati monitorizeaza inaltimea de plutire a capului deasupra suportului magnetic. Daca aceasta inaltime se modifica in raport cu o valoare nominala, unitatea s-ar putea defecta. Alte unitati pot monitoriza atribute diferite, cum ar fi circuitele ECC, care indica daca apar erori soft la citirea sau scrierea datelor. intre atributele monitorizate de diferite unitati se numara urmatoarele:

■ inaltimea de plutire a capului

■ Capacitatea de transfer a datelor

■ Durata de rotatie

■ Numarul de sectoare de rezerva realocate

■ Rata de erori de cautare

■ Valoarea timpului de cautare

■ Numarul de incercari necesare pentru rotirea unitatii

■ Numarul de incercari de recalibrare a unitatii

Fiecare atribut are o limita prag utilizata pentru a determina existenta unei conditii de degradare sau defectare. Aceste praguri sunt stabilite de producatorul unitatii si nu pot fi modificate.

Atunci cand se produc suficiente schimbari ale valorilor atributelor monitorizate pentru a declansa o alerta S.M.A.R.T., unitatea trimite un mesaj de alerta printr-o comanda IDE/ATA sau SCSI (in functie de tipul de hard-disc pe care il aveti) catre driverul de hard-disc din BIOS-ul sistemului, care retransmite mesajul catre sistemul de operare. Sistemul de operare afiseaza apoi un mesaj de avertizare de genul:

Immediately back up your data and replace your hard disk drive. A failure may be imminent. (Salvati imediat datele si inlocuiti unitatea de hard-disc. Este iminenta o defectiune.)

Mesajul poate contine si informatii suplimentare, cum ar fi identitatea dispozitivului fizic care a initiat alerta, o lista cu unitatile logice (partitiile) care corespund dispozitivului fizic si chiar tipul, ucatorul si numarul serial al dispozitivului. Primul lucru pe care trebuie sa il faceti atunci cand primiti o astfel de alerta este sa tineti seama de avertisment si sa salvati toate datele stocate de unitate. De asemenea, ar trebui sa efectuati salvarea pe suporturi noi si sa nu suprascrieti alte copii de siguranta anterioare bune, decat in cazul in care unitatea se defecteaza inainte de terminarea salvarii.

Dupa salvarea datelor, ce ar trebui sa mai faceti? Avertismentele S.M.A.R.T. pot fi provocate de o sursa externa si este posibil chiar sa nu indice ca unitatea respectiva se va defecta. De exemplu, schimbarile de mediu, cum sunt temperaturile ambientale mari si mici, pot declansa o alena S.M.A.R.T., la fel cum vibratia excesiva din unitate poate fi generata de o sursa externa. in plus, interferenta electrica de la motoare sau alte dispozitive conectate pe acelasi circuit cu PC-ul dumneavoastra pot induce aceste alerte.

Daca alerta nu a fost provocata de o sursa externa, este indicata inlocuirea unitatii. Daca unitatea se afla in perioada de garantie, contactati furnizorul si intrebati daca o vor inlocui. Daca nu mai apar alte alerte, s-ar putea ca problema sa fi fost o anomalie si este posibil sa nu fie nevoie de inlocuirea unitatii. Daca mai primiti si alte alerte, este recomandata inlocuirea unitatii. Daca puteti conecta atat noua unitate, cat si unitatea existenta (care se va defecta) in acelasi sistem, ati putea copia intregul continut al unitatii existente pe unitatea noua, scapand astfel de problemele de instalare sau de reincarcare a tuturor aplicatiilor si datelor de pe copiile de siguranta.