ST506 / ST412 - ST506/ST412

Seagate ST506 5¼palcový pevný disk s odstraněným krytem

ST506 a ST412 (někdy psaný ST506 a ST412) byly brzy pevných disků o produkty zavedené Seagate v roce 1980 a 1981 příslušně, který později stal se vykládat jako jednotka pevného disku rozhraní : ST506 disk rozhraní a ST- 412 diskové rozhraní . Ve srovnání s předchůdcem ST-506 zavedl ST-412 vylepšení rychlosti hledání a zvýšil kapacitu disku z 5 MB na 10 MB, ale jinak byl velmi podobný.

Počínaje výběrem subsystému pevných disků pro původní řadiče diskových jednotek IBM XT podporující rozhraní ST-412 se v průmyslu osobních počítačů staly všudypřítomnými , rozhraní ST-412 a jeho varianty byly de facto průmyslovým standardem pro osobní počítače pevné disky až do nástupu a širšího přijetí rozhraní IDE nebo ATA na počátku 90. let.

Obě rozhraní používala kódování MFM ; následné rozšíření rozhraní ST-412, rozhraní ST-412HP , používalo kódování RLL pro 50% zvýšení kapacity a bitové rychlosti .

Dějiny

ST506 HDD byl prvním 5,25 palcový pevný disk , který byl zaveden v roce 1980 Shugart Technology (nyní Seagate Technology ). Po formátování uložila až 5 megabajtů a stála 1 500 USD (ekvivalent 4 711 USD v roce 2020). Podobný 10megabajtový pevný disk ST412 byl představen koncem roku 1981. Krátce nato byl představen ST225 s 20 megabajty a poloviční výškou. Všechny tři používaly kódování MFM , široce používané schéma kódování. Následné rozšíření rozhraní ST412, rozhraní ST412HP , použilo kódování RLL pro 50% zvýšení kapacity a bitové rychlosti .

Jednotka ST506 připojená k počítačovému systému prostřednictvím řadiče disku . ST506 Rozhraní mezi regulátorem a pohonem byl odvozen od Shugart Associates rozhraní SA1000, který byl v otočení, vztaženo na disketové jednotky rozhraní, čímž konstrukce řadiče disku relativně snadné.

Rozhraní ST412 bylo přijato mnoha výrobci pevných disků, takže se rozhraní stalo de facto průmyslovým standardem pro diskové jednotky až do 90. let.

Omezení rozhraní ST412 jsou maximálně 5 milionů přechodů za sekundu na datových linkách, 16 hlav, 4 pohonné jednotky a délka kabelu 20 stop (6,1 m). Standardní kanálový kód pro ST412 (a ST506) je MFM s jedním datovým bitem na přechod pro datovou rychlost 5 Mbit / s. Varianta ST412HP RLL má průměr 1,5 datových bitů na přechod při datové rychlosti 7,5 Mbit / s.

Rozhraní s řadičem

34kolíkový ovládací kabel a 20kolíkový datový kabel pro jednotku ST412 připojenou ke kartě řadiče. Na tomto obrázku není vidět 4kolíkový konektor Molex dodávající energii měniči.

V rozhraní ST506 se měnič připojuje ke kartě řadiče pomocí dvou plochých kabelů přenášejících signály, zatímco třetí kabel poskytuje napájení. Dva signální kabely jsou široký 34kolíkový ovládací kabel a úzký 20kolíkový datový kabel . Rozhraní ovládacího kabelu je velmi podobné standardnímu rozhraní disket Shugart; stejně jako rozhraní diskety může podporovat čtyři jednotky. Datový kabel nese čtecí i zapisovací signál, oba jako diferenciální binární signály: dva stavy signálu odpovídají dvěma možným polaritám diferenciálního signálu. Data představovaná těmito signály jsou MFM, takže absolutní stavy signálu nejsou významné: data jsou reprezentována v načasování přechodů stavu, jako v systémech disket. Zatímco až čtyři jednotky mohou sdílet ovládací kabel, každá jednotka má vlastní vyhrazený datový kabel, který jej připojuje k řadiči pevného disku (HDC). Většina HDC podporovala pouze dva disky.

Řídicí karta převádí požadavky na konkrétní stopu a sektor z hostitelského systému do posloupnosti povelů pro polohování hlavy, včetně nastavení směru pohybu hlavy, dovnitř nebo ven, a odesílání jednotlivých příkazů „STEP“ k pohybu. Čtyři z pinů ovládacího kabelu, „HD SLCT 0“ až „HD SLCT 3“, umožňují výběr až ze 16 hlav, i když u dvouplatňového ST506 jsou k dispozici pouze čtyři. Původní rozhraní ST506 / ST412 definovalo pouze dvě linky HD SLCT, poskytující podporu pouze pro čtyři hlavy, ale do designu byla brzy přidána třetí linka HD SLCT; čtvrtina byla přidána až o mnoho později předefinováním sníženého signálu pro zápis proudu, který je potřeba pouze u velmi raných disků, jako HD SLCT 3. Jakmile jsou hlavy správně umístěny a je vybrána příslušná hlava, jsou data čtena nebo zapisována sériově prostřednictvím sady kolíků v datovém kabelu. Omezená šířka pásma datového kabelu nebyla v té době problémem a není faktorem, který omezoval výkon systému. Nestíněný kabel však může být někdy citlivý na vysokou hladinu hluku.

Disková jednotka ST412, mimo jiné vylepšení, přidala do rozhraní schopnost vyrovnávací paměti . V tomto režimu může řídicí jednotka posílat STEP impulsy do měniče tak rychle, jak je dokáže přijímat, aniž by musela čekat na usazení mechanismu. Palubní mikroprocesor v pohonu poté přesune mechanismus na požadovanou stopu co nejrychleji. Průměrná kapacita diskové jednotky ST506 bez vyrovnávací paměti je 170 ms (podobně jako disketová jednotka nebo moderní optická jednotka ), zatímco mechanicky velmi podobná disková jednotka ST412 s vyrovnávací pamětí hledá průměr 85 ms. Na konci 80. let byly disky s rozhraním ST412 schopné průměrné doby hledání mezi 15 a 30 milisekundami.

Proces přesunutí částí interpretace příkazů z karty řadiče a na samotnou jednotku za účelem zlepšení výkonu je společným rysem pozdějších schémat připojení pevného disku, zejména SCSI , s bohatou sadou příkazů a IDE systémů zaměřených na úložiště. . IDE je ve skutečnosti systém pro rozšíření počítačové sběrnice, takže řadič rozhraní může být zabudován do pohonné jednotky, místo aby byl zapojen do základní desky počítače. To umožňuje jediné kartě „řadiče“ - ve skutečnosti pouze kartě rozhraní - komunikovat s více odlišnými jednotkami, a zároveň snižuje latenci a šum mezi řadičem a hardwarem jednotky. Účinně jsou role obráceny: namísto toho, aby řadič prováděl téměř veškeré komplexní zpracování a disk pouze přenáší kódovaná data mezi magnetickými disky a řadičem, provádí disk téměř celé složité zpracování a „ovladač“ přenáší pouze dekódované data mezi jednotkou a hostitelským systémem. V těchto systémech jsou provozní podrobnosti měniče, jako je výběr hlavy a hledání, zcela skryty před hostitelem a zpracovávány ve vyhrazeném řadiči měniče. Ty se staly známými jako „inteligentní“ disky, zatímco zařízení typu ST506 se zpětně označovaly jako „hloupé“.

I když integrované řadiče mají mnoho výhod, mají také nevýhodu: mechanický pohon (nazývaný „sestava hlavy a disku“ nebo HDA) a řadič jsou účinně spojeny do monolitické černé skříňky, takže pokud se s jednotkou něco pokazí , je téměř nemožné s tím něco udělat - data jsou obvykle nenávratně ztracena. Se samostatným řadičem a diskovým systémem, jako je tomu u rozhraní ST506, lze někdy problém vyřešit připojením diskové jednotky obsahující skutečná (možná velmi důležitá) data k jinému kompatibilnímu řadiči. Rozhraní ve stylu ST506 dále umožňuje a usnadňuje nejen výměnu řadiče, aniž by došlo k zahození dat, ale také získání přístupu k analogovým datovým signálům z diskové jednotky a jejich zpracování prostřednictvím speciálního systému pro obnovu dat, který může být schopen rekonstruovat data, která normální řadič nedokáže přečíst. Takové techniky obnovy dat se na integrovaných jednotkách provádějí mnohem obtížněji, protože potřebné analogové signály z disku nejsou k dispozici na standardním rozhraní a metoda interního záznamu dat, formát sektoru a organizace disku téměř u každého modelu integrované jednotky se liší. a tajemství.

Kompatibilní systémy a vývoj

Western Digital WD1006

Mnoho dalších společností rychle představilo disky pomocí stejných konektorů a signálů a vytvořilo standard pevného disku založený na ST506. IBM se rozhodla jej použít a pořídila karty adaptéru pro PC / XT od Xebec a pro PC / AT od Western Digital . V důsledku schválení IBM byla většina disků v 80. letech založena na modelu ST506. Složitost řadiče a kabeláže však vedla k novějším řešením, jako je SCSI a později ATA (IDE). Několik časných jednotek SCSI bylo ve skutečnosti disků ST506 s řadičem SCSI až ST506 na spodní straně jednotky. Atari také použila převodník Adaptec ACB-4000A SCSI na ST506 uvnitř vlastní řady externích ACSI jednotek SH204 / SH205. Stejně tak několik prvních IDE disků byly pouze disky s rozhraním ST412 připojeným k desce řadiče nebo čipu. Nakonec všechny disky SCSI a ATA zabudovaly řadič do jednotky, čímž se u těchto modelů eliminovalo rozhraní ST506 / 412.

Konektory konektoru

Z manuálu OEM ST506 / ST412. V následujících tabulkách „~“ označuje negovaný (aktivní nízký) signál.

Ovládací konektor

Datový konektor

Poznámky

externí odkazy

• ST506 MicroWinchester OEM manuál (mrtvý odkaz?)
• Archivovaná verze ST506 MicroWinchester OEM manuál. přistupováno 3. září 2020