Architektura vnějších pamětí

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Architektura vnějších pamětí"

Hana Matějková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Architektura vnějších pamětí Standardizace rozhraní, SAN-NAS, RAID a jiní, X36PZA Periferní zařízení M. Šnorek

2 Obsah přednášky Rozhraní diskových jednotek. ST 506/412, IDE/ATA, PATA, SATA. SCSI vývoj rozhraní, SCSI 3. Architektura paměťového podsystému. RAID n.

3 Rozhraní diskových jednotek ST 506, zastaralé, sériové, ESDI, inovace, ale dnes také zastaralé, IDE, EIDE, dnes velmi oblíbené paralelní rozhraní, SCSI, dnes oblíbené, nejen pro disky.

4 Obvody rozhraní (k mechanice) I. ST506/412

5 Signály rozhraní ST 506/412

6 Rozhraní částečné shrnutí

7 I DE terminologie (I mbedded/i ntegrated/i ntelligent Device/Drive Electronics) interfejsmezi diskovou jednotkou a řadičem. 40 vývodů, plochý kabel, obchodní značka WD (Western Digital), jeho inovací jeei DE. ATA- AT Attachement jeprotokol pro přenos dat, řídicích a stavových informací mezi PCa diskem.

40 vývodů, plochý kabel, obchodní značka WD (Western Digital), jeho inovací

8 Architektura a příklad provedení

9 Fyzické provedení Párový konektor na motherboardu pro primární a sekundární IDE/ATA kanál

10 IDE/ATA přenosové režimy a protokoly Programovaný režim - PIO, DMA režim, third party DMA, first party DMA (bus mastering), jednoslovní, víceslovní. Ultra DMA režimy.

11 Nedostatky ATA Fyzické provedení interfejsu, IDE, dovolovalo připojit 2 diskové jednotky, 40-ti žilový kabel, velmi jednoduchý řadič na straně počítače, inteligence je v mechanice, maximální disková kapacita byla jen 512 MB. Ani zmíněné inovace dnes už nestačí. Proto.

řadič na straně počítače, inteligence je v mechanice, maximální

12 ATAPI (ATA packet interface) zvláštní protokol, který se liší od ATA. Vyžaduje speciální ATAPI driver, používá PIO i DMA, módy přenosu jako ATA, příkazy se vysílají v paketech, připomíná to SCSI rozhraní.

13 ATA a Ultra-ATA kabel 80-ti vodičový Ultra-ATA kabel 40-ti vodičový ATA kabel

14 Ultra-ATA/XX Varianta Ultra ATA ATA/33 ATA/66 ATA/100 ATA/133 Přenosová rychlost 6 [MB/s], M= Doba cyklu [ns] Kabel 40 ti vodičový 80 ti 80 ti 80 ti Ultra-ATA/133 - zřejměposlední paralelní interfejs...

Doba cyklu [ns] 120 60 40 30 Kabel 40 ti vodičový 80 ti

15 Ultra ATA Dnes nejrozšířenější rozhraní pevných disků. Nesnadno se však připojuje externí disk, na to je lepší FireWire, nebo USB (viz dále).

16 Serial ATA (SATA) Uvedeno na trh v polovině Hlavní vývojářské firmy: Intel, Seagate, Maxtor, Dell, APT Technologies, cca 80 firem - členové Serial ATA working group. SATA postupně zcela nahradí PATA (Parallel ATA).

17 PATA kabel SATA

18 Serial-ATA příklad provedení

19 Serial ATA - podporujevšechny ATA a ATAPI zařízení HD(removablei nonremovable), CD(RW), DVD(RW), floppy, zip, tapes, -nemá nahradit rozhraní pro externí zařízení USB2 a I EEE1394 (ala Firewire).

20 SCSI Historie: 1979, resp Shugart, Small Computer SystemI nterface, paralelní sběrnice, připojují serůzná zařízení, nezávislá na typu zařízení, logickérozhraní, data zabezpečena paritou, umožňujezřet ězení, optimalizovanépříkazy. Max. počet zařízení 8 nebo 16 (vč. řadiče).

připojují serůzná zařízení, nezávislá na typu zařízení,

21 Struktura SCSI podsystému

22 SCSI - Vývoj rychlosti T ype U ltra S C S I S pe e d H a rd D rive /P e riphe ra l M B yte /se c S ta te o f th e a rt h a rd d riv e s M B yte /se c H a rd d riv e s 8 0 M B y te /s e c H a rd d riv e s 4 0 M B y te /s e c H a rd d riv e s a n d ta p e d riv e s 2 0 M B y te /s e c C D R, C D R W, ta p e, re m o v a b le (1 6 b it W id e ) U ltra S C S I (1 6 b it W id e ) U ltra 2 S C S I (1 6 b it W id e ) U ltra W id e S C S I (1 6 b it W id e ) U ltra S C S I (8 b it N a rro w ) S C S I 2, F a st S C S I (8 b it N a rro w ) s to ra g e (J a z ), a n d D V D d riv e s 1 0 M B y te /s e c S c a n n e rs, Z ip d riv e s, a n d C D ROM

23 Poznámky k SCSI Jde o inovaci kanálové architektury. Zařízení se připojují za sebou, mají značnou vlastní inteligenci (vestavěný řadič), každé zařízení dva konektory a ukončovací člen.

24 Fáze SCSI Sběrnice volná (Bus Free), Arbitrace (Arbitration), Výběr (Selection), Nový výběr (Reselection), Data (Data), Příkaz (Command), Stav (Status), Zpráva (Message).

25 Příklad protokolu na sběrnici SCSI

26 SCSI -3 terminologie Ultra SCSI -3, 8 bit ů, 20 MB/s, Ultra2, 8 bit ů, 40 MB/s, WideUltra, 16 bit ů, 40 MB/s, WideUltra2, 16 bit ů, 80 MB/s, Ultra3 nebo Ultra160, 160 MB/s, Ultra320, 320 MB/s, Ultra640, 640 MB/s 2. gen 3. gen 4. gen 5. gen

27 SCSI-3 Jen ilustrativní obrázek...

28 SCSI-3 architektura

29 Má SCSI-3 budoucnost? Ano a ta vypadá jednoznačněrůžově. Jen seneví, který fyzický interfejs seprosadí. V úvahu přicházejí Serial Attached SCSI, I EEE 1394, FibreChannel, Serial StorageArchitecture. Alevšimnětesi: všechny jsou sériové!

30 Architektura paměťového podsystému X36PZA Periferní zařízení M. Šnorek

31 Rekapitulace a požadavky Dřívější model: mainframe prostředí, centralizovaná velkokapacitní paměť. Požadavky: Obhospodařit ostrůvky informace.

32 Současný stav Síťové prostředí. Dvě varianty: NAS (Network Attached Storage). Dost odpovídá dřívějšímu modelu centralizo-vaného úložiště. SAN (Storage Area Network). Zvláštní síť jen pro paměťový podsystém).

33 Mapování protokolů

34 Zvýšení chybové odolnosti vnějších pamětí RAID n. Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks. Pozn.: ne všechny architektury skutečně obsahují redundantní disky. Některé jsou optimalizovány na rychlost.

35 RAID 0 Pro zvýšení výkonu systému pevných disků. stripping proužkování.

36 RAID 1 Pro zvýšení spolehlivosti uložených dat. Označuje se jako Mirroring.

37 RAID 10 Kombinací obou výše popsaných. Vytvoří se RAID 0 a ten se pak zrcadlí na RAID 1. Výsledkem jsou vlastně dva RAID 0 obsahující identická data. RAID 10 zvyšuje jak výkon, tak spolehlivost, musíte ovšem použít nejméně čtyři disky, nejlépe se stejnými parametry.

38 RAID 5 Oblíbený typ diskového pole. Ukládá paritní informace, nikoli však na jeden vyhrazený disk. V degradovaném režimu se musejí data uložená na vadném disku odvodit z dat zbývajících disků a parity.

Podobné dokumenty

Pokročilé architektury počítačů

Pokročilé architektury počítačů Architektura IO podsystému České vysoké učení technické, Fakulta elektrotechnická A4M36PAP Pokročílé architektury počítačů Ver.1.00 2010 1 Co je úkolem? Propojit jednotlivé