ST-506

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Жёсткий диск Seagate ST-506 со снятой крышкой

ST-506 — первый жёсткий диск форм-фактора 5,25 дюйма.

ST-506 был первым 5,25-дюймовым жёстким диском, пусть и полной (full-height) высоты. Представленный в 1980 году[1] фирмой Seagate Technology дисковый накопитель имел ёмкость в 6 (после форматирования — 5) Мбайт. Для кодирования записываемой на диск информации применялся метод модифицированной частотной модуляции МЧМ, который уже широко использовался в дисководах на гибких дисках. С вычислительной системой ST-506 связывался с помощью интерфейса SA1000[2], который использовал контроллер жёсткого диска. Интерфейс ST-506, разработанный компанией Shugart Associates, в свою очередь, разработан на основе интерфейса гибких дисков[англ.][3], таким образом, вынуждая проектировать контроллер жёсткого диска относительно простым[1]. Особенностью интерфейса ST-506 является подключение диска при помощи нескольких кабелей:

  • первый — для передачи управляющих сигналов (с двумя разъёмами в случае одного накопителя в системе, и тремя — в случае двух накопителей);
  • второй (третий) — для передачи данных первому (второму) накопителю;
  • питание каждого накопителя традиционно обеспечивал отдельный кабель.

Диски были просты и вызывались одновременно, потому что плата управления транслировала запросы на требуемую операционной системе дорожку и сектор в последовательности команд, позиционирующих считывающие головки по кабелю одновременно всем накопителям, затем считывала с них сигнал и отправляла считанные данные. 34-контактный управляющий кабель только управлял механическими движениями диска при помощи одной линии: например, для выбора одной из 16 головок использовались сигналы от HD SLCT 0 до HD SLCT 3 и шаг для перемещения считывающую головку на соответствующую дорожку передавался по проводу сигналом STEP/DIRECTION IN. Данные затем последовательно могли читаться или записываться, используя соответствующие два контакта 20-контактного кабеля данных. Это приводило к принципиально низкой производительности в работе жёсткого диска, обусловленной ограниченной пропускной способностью кабеля данных, хотя в то время это не было принципиально. Приводы современных жёстких дисков имеют внутри значительные возможности по обработке данных, и, таким образом, операционной системе требуется только запросить блок данных, а жёсткий диск сам осуществляет все шаги, которые требуются для поиска запрошенного блока данных.

В 1981 году были представлены более дорогие и ёмкие (10 Мбайт форматированной ёмкости, 12 — неформатированной) накопители с интерфейсом ST-412. В них появилось обновление интерфейса — добавилась способность буферизированного поиска[4]. В режиме буферизованного поиска контроллер диска отправлял диску сигнал STEP так быстро, как мог получить ответ на него без необходимости дожидаться перемещения шагового двигателя. Затем встроенный микроконтроллер отправлял сигнал шаговому двигателю с той скоростью, с какой он мог работать, или перепрограммировал сервосистему на приводе головок для перемещения на требуемую дорожку. Буферизованный поиск значительно улучшил показатель времени поиска и в конце 1980-х обеспечил дискам, использующим эту способность, показатель среднего времени поиска в 15—30 миллисекунд (старые диски наподобие ST-506 имели показатель среднего времени поиска, примерно равный 100—200 миллисекундам, что соответствовало дисководам на гибких дисках или современным оптическим приводам).

В ST-412 использовался метод записи RLL, что прибавляло накопителю до 50 % в ёмкости и скорости передачи данных (см. также ESDI).

Историческая значимость

[править | править код]

Ряд других компаний быстро приступил к производству жёстких дисков, используя те же соединители и сигналы, приняв за стандарт жесткие диски на базе ST-506. Его выбрала IBM, приобретя платы адаптера для IBM PC/XT, выпущенные Xebec[5], и для IBM PC/AT, выпущенные Western Digital. Кроме Seagate ST-412, в IBM PC/XT модели 5012 также использовался адаптер Miniscribe 1012 производства International Memories[6]. Как следствие одобрения со стороны IBM, большинство жёстких дисков в 1980-х годах было на базе ST-506. Сложность контроллера и кабельной системы привела к новым решениям подобно ESDI, SCSI и позже — IDE. Несколько ранних дисков SCSI фактически были дисками ST-506 с контроллером SCSI — ST-506 внутри. Однако большинство SCSI и все ATA имели встроенный контроллер в составе диска, и таким образом в них исключался интерфейс ST-506.

Реальный уровень совместимости с дисковым интерфейсом — уровень поддержки в BIOS — обеспечивается материнской платой. Когда в 1983 году компьютерной индустрии была представлена инновация IBM PC, поддержка интерфейса жесткого диска обеспечивалась микросхемой BIOS на его контроллере. Наиболее вероятно, что BIOS материнских плат IBM PC и IBM PC/XT так и не имел никакой собственной поддержки интерфейса жесткого диска. Когда была представлена система IBM PC/AT, IBM разместила поддержку в BIOS материнской платы интерфейса ST-506/412, исключив её со стороны контроллера. С тех пор любая IBM-PC/AT-совместимая система также имеет расширенную версию и обеспечивает поддержку интерфейса жёстких дисков в BIOS материнской платы. Поскольку эта поддержка была отчасти ограничена, особенно в BIOS старых версий, многие изготовители дисковых контроллеров разместило дополнительную поддержку BIOS непосредственно на контроллерах своих жёстких дисков. В некоторых случаях возможно одновременное использование контроллера жёсткого диска BIOS и BIOS материнской платы; в других случаях можно отключить BIOS одного из контроллеров (либо на жёстком диске, либо на материнской плате), а затем использовать оставшийся.

Описание разъёмов

[править | править код]

Следующая таблица приведена из руководства OEM ST506/ST412[4].

В этой таблице знаком «~» указывается сигнал с низким активным уровнем. Направление сигнала IN/OUT относительно накопителя к контроллеру.

Описание контрольного кабеля
Земля 1   2 ~HD SLCT 3

(Или ~Уменьшение тока записи)

in
Земля 3   4 ~HD SLCT 2 in
Земля 5   6 ~WRITE GATE in
Земля 7   8 ~SEEK CMPLT out
Земля 9   10 ~TRACK 0 out
Земля 11   12 ~WRITE FAULT out
Земля 13   14 ~HD SLCT 0 in
Ключ (нет контакта) 15   16 Резерв
Земля 17   18 ~HD SLCT 1 in
Земля 19   20 ~INDEX out
Земля 21   22 ~READY out
Земля 23   24 ~STEP in
Земля 25   26 ~DRV SLCT 0 in
Земля 27   28 ~DRV SLCT 1 in
Земля 29   30 ~DRV SLCT 2 in
Земля 31   32 ~DRV SLCT 3 in
Земля 33   34 ~DIRECTION IN in
Описание кабеля данных
out ~DRV SLCTD 1   2 Земля
Незайдействован 3   4 Земля
Незайдействован 5   6 Земля
Незайдействован 7   8 Ключ (Нет контакта)
Незайдействован 9   10 Незайдействован
Земля 11   12 Земля
in +MFM Запись 13   14 -MFM Запись in
Земля 15   16 Земля
out +MFM Чтение 17   18 -MFM Чтение out
Земля 19   20 Земля
Описание разъема питания (Molex обычного размера)
Вывод 1 +12В
Вывод 2 -12В (Земля)
Вывод 3 -5В (Земля)
Вывод 4 +5В

Примечания

[править | править код]
  1. 1 2 Disc-storage innovations keep coming while manufacturers ponder user needs, EDN, May 20, 1980, pg. 59.
  2. Главной разницей стало увеличение скорости передач данных с 4,34 до 5,00 Мбит/с.
  3. Упрощенный системный проект с единым комбинированным контроллером жёсткого диска/дисковода на гибких дисках. Electronic Design, October 25, 1979, pg 76-80.
  4. 1 2 Архивированная копия. Дата обращения: 15 января 2010. Архивировано из оригинала 10 мая 2010 года.
  5. Xebec Lands Key IBM Controller Pact, Computer System News, November 29, 1982, pg. 1, 29.
  6. Hard Disk Interfaces. Дата обращения: 2 мая 2010. Архивировано 12 января 2012 года.