|

055-2763764

טכנולוגיות דיסק קשיח – חלק א’: סוגי ממשקים

מדוע דיסק קשיח נקרא 'קשיח'? מהו ממשק SATA ומה ההבדל בינו לm.2? מהו ההבדל בין העברת מידע מקבילית לסריאלית? במאמר הבא נענה על שאלות מסקרנות אלו ועוד רבות אחרות. בואו נתחיל!

הדיסק הקשיח הומצא כבר בשנת 1956 על ידי חברת IBM. הוא היה עצום ממדים והכיל רק 5 מגה בית של מידע, שווה ערך לקובץ תמונה אחד של מצלמת סמארטפון מודרני.

דיסק קשיח נקרא כן משום שהוא שומר את המידע שנכתב עליו אף ללא זרם חשמל. גם אם נוציא את הדיסק הקשיח מן המחשב ונאחסן אותו בארון למשך שנים ארוכות, המידע שעליו יישמר ללא פגע כל עוד הוא אינו סופג נזק פיזי או מגנטי.

זיכרון הראם, בשונה מכך, מאחסן מידע רק כל עוד הוא מקבל זרם חשמל קבוע. ברגע שהזרם נפסק, המידע שעל זיכרון הראם נעלם.

מסיבה זו, הדיסק הקשיח מכיל למעשה את כל המידע הדיגיטלי הדרוש לפעילותו של המחשב. זה כולל את מערכת ההפעלה עצמה, את התוכנות השונות, וכן את הקבצים האישיים שלנו כגון תמונות, וידאו ומוזיקה.

על מנת להבין היטב את עולם הדיסקים הקשיחים, חשוב להדגיש את ההבדל בין שני מושגים בסיסיים.

המושג הראשון הוא Interface – ממשק. מושג זה מגדיר את תקן החיבור והעברת המידע שבין הדיסק הקשיח ולוח האם של המחשב. על מנת שלוח האם יוכל לגשת למידע שמאוחסן על גבי הדיסק הקשיח, עליהם להשתמש באותו ממשק לצורך כתיבת וקריאת המידע. תוכלו להבין נושא זה טוב יותר בהמשך המאמר.

המושג השני הוא Form Factor – תצורה. מושג זה מגדיר את אופן הפעולה, הגודל והמאפיינים הפיזיים של הדיסק הקשיח עצמו, בשונה מהממשק שמגדיר אך ורק את אופן החיבור של הדיסק קשיח אל המחשב.

ראשית כל, נחלק את סוגי הממשק לשלושה. בדגש על סוגי הממשק המשמשים במערכות מחשב ביתיות ומשרדיות. במערכות מתקדמות כגון שרתים ודאטה סנטרים, נעשה שימוש גם בממשקים אחרים בהם לא נדון כעת.

1. Parallel Advanced Technology Attachment (PATA/IDE)

ממשק PATA הוא ממשק ישן שכיום כבר אינו בשימוש. הוא פותח לראשונה בשנת 1986 על ידי חברת Western Digital, ובמהלך הזמן עבר שיפורים שהפכו אותו ליעיל ומהיר יותר.

כבלי PATA מורכבים מכ40 גידים המחוברים זה לצד זה, מה שיוצר מעין משטח דק ורחב.

ממשק PATA מעביר את המידע באופן מקבילי. המשמעות היא כי המידע אינו מועבר יחידה אחרי יחידה, אלא בו זמנית ממספר מקורות מקבילים. זאת בשונה מהעברת מידע סריאלית בה המידע מועבר יחידה אחרי יחידה ולא במקביל.

ניתן לדמות זאת למילוי מים בבריכת שחיה. ניתן למלא את הבריכה על ידי צינור אחד – מילוי ‘סריאלי’, או על ידי מספר צינורות מים במקביל – מילוי ‘מקבילי’. (ההשוואה בין עולם המחשבים לבריכת שחייה אינו מדויק, משום שבמחשבים דווקא העברה שאינה מקבילית היא מהירה יותר, כפי שנסביר בהמשך).

כבל PATA

2. Serial ATA (SATA)

כפי שניתן ללמוד משמו, חיבור SATA הוא חיבור סריאלי, ובו המידע מועבר יחידה אחרי יחידה ולא במקביל.

למרות כי אינטואיטיבית היה ניתן לחשוב כי דווקא העברה מקבילית היא מהירה יותר, דווקא ההעברה הסריאלית המשמשת בחיבור SATA מספקת מהירויות גבוהות בהרבה משל PATA, בצריכת חשמל נמוכה יותר ולמרחקים ארוכים יותר.

הסיבה לכך היא, כי בחיבור מקבילי יש צורך לנטר את המידע המועבר מכל הכבלים בו זמנית שוב ושוב, מאות ואלפי פעמים. בכבלי PATA המידע מועבר ביחידות של 16 ביט (=2 בייט) לכל פעימת שעון. אם המעבד פועל בקצב של 100 מגה הרץ (100,000,000 פעימות שעון לשנייה), המשמעות היא כי הוא מסוגל לנטר מאה מיליון העברות מידע לשנייה. אם נחשב את נפח ההעברה בכל פעימה, כפול מספר ההעברות בשנייה, התוצאה היא 1.6 ג’יגה ביט של מידע לשנייה (=200 מגה בייט).

ניטור המידע בהעברה מקבילית הוא מורכב, משום שהוא דורש בדיקה חוזרת ונשנית של כל זרמי המידע שוב ושוב. המשימה הופכת למורכבת יותר ויותר ככל שהכבל מתארך, משום שהזמן שעובר בין אימות העברת מידע לאימות הבא מתארך ביחס ישר לאורך הכבל (latency). בדור מתקדם יותר של כבלי הPATA נעשה שימוש בגידים כפולים, כשתפקידו של הגיד הנוסף הוא למנוע רעשים סטטיים שהאטו עוד יותר את אימות המידע המועבר. אולם גם אז מהירות כבלי הPATA הייתה נמוכה יחסית, משום שלא היה ניתן להגביר את קצב השעון ולשמור על העברת מידע מסודרת ויעילה בו זמנית.

בכבל SATA לעומת זאת, המידע מועבר ביט אחרי ביט בטור ישר. עובדה זו מקלה מאוד על השליטה והאימות של זרם המידע, מה שמאפשר להגביר את קצב השעון בהרבה ללא חשש מתקלות.

כבלי SATA נמצאים עדיין בשימוש נרחב כיום. הם משמשים לחיבור דיסקים קשיחים וכוננים אופטיים ללוח האם, וניתן גם לחבר את כונני הSATA ליציאות היו אס בי במחשב באמצעות מתאם.

כבל SATA

3. M.2

גם הצעירים מביננו זוכרים עדיין היטב את הדור הישן של המחשבים הניידים. הם היו מגושמים, מעוצבים בגסות ומכוערים להפליא. מגמה זו השתנתה מאוד עם התקדמות הטכנולוגיה, וכיום ניתן למצוא בשוק מחשבים קלים במיוחד, דקים ומעוצבים היטב.

על מנת לשמור על גוף המחשב דק ככל האפשר, התעורר הצורך להחליף את ממשק הSATA בממשק קטן יותר, כזה שיהיה אפשר לשלב גם במחשבים דקיקים במיוחד (UltraBooks).

ממשק זה הוא הm.2. לממשק הm.2 ישנם שני יתרונות משמעותיים על פני חיבור הSATA הסטנדרטי – היתרון הראשון הוא הגודל, משום שחיבור m2 הוא חיבור קטן ממדים באופן משמעותי ביחס לSATA, והשני הוא העברת מידע מהירה בהרבה משל ממשק SATA, אולם רק בפרוטוקול NVMe כפי שנסביר מיד.

בממשק m.2  נעשה שימוש בשני פרוטוקולים, וחשוב מאוד לשים לב להבדל ביניהם.

הפרוטוקול הראשון הוא AHCI SATA, ולמעשה הוא אינו מציע שום שיפור במהירות ביחס לחיבור SATA רגיל, כך שהיתרון היחיד שלו הוא חיסכון במקום בחלל המחשב.

כונן אחסון M.2 SATA מתוצרת קינגסטון

הפרוטוקול החדש והמתקדם יותר הוא m.2 NVMe, והוא מציע שיפור ניכר בביצועים ביחס לחיבור SATA רגיל משום שהוא מתממשק עם חיבור הPCIe בלוח האם.  לשם השוואה, כונן SSD טוב בפרוטוקול SATA יכול להגיע למהירויות של 500 ומשהו מגה בית קריאה וכתיבה. בפרוטקול NVMe לעומת זאת, ניתן להגיע למהירויות של 3000 מגה ויותר – פי ששה משל פרוטוקול SATA.

כונן אחסון NVMe M.2 מתוצרת סמסונג

לכן, בפעם הבאה שאתם בוחרים מחשב, שימו לב לבדוק מהו סוג הממשק בו עושה המחשב שימוש על מנת להפיק ממנו את הביצועים המרביים.

בפוסט הבא נסקור את סוגי הדיסקים הקשיחים עצמם. אתם מוזמנים לחזור ולקרוא עוד על הנושא.

אם נהניתם מהמאמר או שמצאתם טעות, אתם מוזמנים לספר לנו על כך בתגובות.

תודה שקראתם!

רוצים לשאול או להתייעץ?

פשוט הרימו טלפון, או שלחו ווצאפ, או מייל, מה שהכי נוח לכם.
נציגי המכירות התותחים שלנו יעזרו לכם בסבלנות ובכיף.

055-2763764

055-2763764

אהבת? אפשר לשתף

שיתוף ב facebook
Facebook
שיתוף ב twitter
Twitter
שיתוף ב linkedin
LinkedIn
שיתוף ב telegram
Telegram
שיתוף ב whatsapp
WhatsApp

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

On Key

Related Posts

Call Now Button