Подключение жесткого диска SATA

Mobil rack: преимущества и недостатки

Стандартная установка ЖД делает его неотъемлемой частью системного блока и не предполагает частой и лёгкой замены. Нередко в глазах пользователя это превращается в существенный недостаток, препятствующий удобной и безопасной работе. Например, в учебном заведении смена дисков с обучающими программами позволила бы быстро и без всяких настроек подготовить компьютерный класс к новому курсу. А в коммерческой фирме кто-то захочет на время отсутствия положить свой накопитель в сейф – во избежание хищения ценных данных.

Для всего этого и многого другого, надо иметь возможность устанавливать и снимать диски, не вскрывая системный блок (и не соблюдая всех вышеописанных предосторожностей). Эту потребность давно уловили производители, и еще в пору господства интерфейса PATA выпустили большое количество специальных контейнеров для ЖД, получивших название mobil rack.

Типовой mobil rack состоит из двух частей: съёмной корзины для диска, куда он крепится на винтах, и собственно корпуса контейнера (шасси), в который вставляется корзина. Фиксируется она с помощью задвижки, или чаще, замка с ключом (это предотвращает случайное извлечение диска). Материал – пластик, реже алюминий.

Вся конструкция монтируется в 5-дюймовый отсек системного блока и подключается точно так же, как и отдельный жёсткий диск PATA. Аналогичные соединения (разъем питания Molex и короткий интерфейсный шлейф) имеются для ЖД внутри корзины, а вот разъём между корзиной и шасси – специальный, 50-контактный типа Centronics. По конструкции он ламельный, самоцентрирующийся, с небольшим усилием подключения – это позволяет легко и безопасно вставлять и вынимать корзину.


Цепи питания заведены на замок, так что ЖД стартует только после фиксации корзины, а перед её извлечением обесточивается. Таким образом, поддерживается «горячая» замена дисков, что во многих случаях крайне удобно.

К сожалению, преимущества Mobil Rack сопровождаются крупными недостатками, из-за которых этот класс оборудования так и не получил широкого распространения. С точки зрения надёжности функционирования ЖД, таких недостатков два: недолговечность разъёма Centronics, и проблемы с охлаждением.

По спецификациям, восходящим еще к началу 1990-х годов, Centronics должен выдерживать 250 циклов подключения и отключения (разъём предназначался для периферийных устройств, которые сравнительно редко меняют «прописку»). Однако этот ресурс оказался недостаточным для практики применения mobil rack, где корзины с дисками могут заменяться несколько раз в день. Покрытие ламелей истирается, обнажается бронзовая основа, склонная к окислению, и контакт нарушается.

Как следствие – все вышеописанные проблемы со стартом диска и его устойчивой работой в системе. При ежедневных манипуляциях неприятности начнутся уже через год, а, скорее всего, и раньше: качество изготовления разъёмов тоже упало. В этом аспекте эксплуатацию mobil rack приходится ограничивать, что не способствует их популярности.

Не менее пагубным оказался перегрев ЖД. Двойная пластиковая «скорлупа» вокруг диска (корзина и шасси) сводит на нет пассивное охлаждение, и приходится прибегать к обдуву. Однако в габариты mobil rack вписываются лишь 40-мм вентиляторы, заведомо малопроизводительные и недолговечные. Попытки поставить два, три и даже четыре вентилятора увеличивают в основном только шум и вибрацию, поскольку эффективного воздухообмена в тесной коробочке не добиться.


Справедливости ради стоит отметить, что в более дорогих алюминиевых моделях теплоотвод, в том числе и пассивный, улучшен. Но при активной работе и это не всегда спасает. В целом, современным высокопроизводительным ЖД в mobil rack «жарковато», и это большой минус последних.

Съёмные контейнеры удобны, когда надо на время подключить диск, используемый не слишком интенсивно, большей частью на чтение (информационные базы данных, учебные материалы, развлекательный контент и т.п.). С ростом ёмкости жёстких дисков и проникновением сетевой инфраструктуры, сфера применения mobil rack постепенно сужается.

Интерфейсный шлейф

Интерфейсный шлейф PATA – это в современном виде плоский 80-жильный кабель (40 сигнальных линий, чередующихся с проводами схемной земли). Он имеет три 40-контактных разъёма синего, серого и чёрного цветов, закреплённых чисто механически – путём прореза изоляции острыми выступами контактных пластин (т.н. ножевые контакты). Полученное соединение фиксируется на шлейфе прижимной скобой. Провод, отвечающий первому контакту, помечен цветом – обычно красным или чёрным.

По стандарту, длина шлейфа ограничена 18 дюймами (46 см), однако встречаются и более длинные варианты, вплоть до 80 см. Такие шлейфы предназначены для подключения оптических приводов CD/DVD в крупногабаритных корпусах (серверных или типа full tower); использовать их для жёстких дисков не рекомендуется, поскольку на высокой скорости обмена могут возникать ошибки.


Преимущества шлейфа в том, что он поддерживает режимы передачи выше UltraDMA 2 (33 МБ/с, предел для более ранних 40-жильных шлейфов) вплоть до UltraDMA 6 (133 МБ/с), и позволяет подключать два ЖД к одному порту контроллера.

Недостатков, однако, куда больше: шлейф громоздок, неудобен в укладке и механически непрочен. Замины, резкие сгибы и натяжения нарушают взаимное расположение проводов, что ухудшает помехозащищенность и может приводить к ошибкам. Механические крепления разъемов не слишком надежны в эксплуатации: при значительном усилии разъединения есть опасность нарушить контакт в одном или нескольких местах (чаще всего на крайних проводах), или вообще сломать прижимную скобу разъема.

Предлагаем ознакомиться  Процессоры для сокета Intel LGA 1150

Сами разъемы имеют малый коммутационный ресурс: уже после 20-30 подключений контактные пластины начинают загрязняться и окисляться ввиду истирания покрытия, а их пружинящие свойства ослабляются. Изношенный разъём хуже передает сигнал между контроллером и ЖД, что может приводить к ошибкам интерфейса.

Если диск на шлейфе единственный, то его надо сконфигурировать перемычками как ведущий (Master) и подключать только к крайнему (дальнему от контроллера) разъему шлейфа. Неопытные пользователи часто «втыкают» в диск средний разъем, думая, что чем ближе к контроллеру, тем сильнее сигнал и меньше помехи.

При этом шлейф PATA несимметричен: к контроллеру (материнской плате) следует подключать исключительно синий разъем, а к диску Master – черный. В синем разъёме контакт #34 заземлён и не соединён со шлейфом (по этому признаку контроллер отличает 80-жильный шлейф от 40-жильного). Черный разъем расположен на противоположном конце шлейфа, у него все контакты соединены со шлейфом.

К среднему разъему шлейфа (серого цвета) можно при необходимости подключить второй диск, сконфигурированный обязательно как ведомый (Slave). У серого разъема контакт #28 не соединен со шлейфом (это нужно для редко используемой конфигурации Cable Select, когда ЖД автоматически получает статус Master или Slave в зависимости от разъема подключения). Помимо цвета, разъемы могут быть помечены надписями, а также снабжены пластиковыми «лепестками» для удобства разъединения.

Два диска Master (или два Slave) на одном шлейфе недопустимы: помимо некорректного опознавания в BIOS возможны далеко идущие последствия, вплоть до необратимой порчи данных на дисках. Даже при правильном конфигурировании, два ЖД на одном шлейфе ощутимо тормозят друг друга, поскольку работать им приходится поочерёдно (как правило, диск захватывает канал на всё время выполнения операции).

Правильное подключение шлейфа PATA к 40-контактной колодке ЖД контролируют два элемента: ключ (выступ на разъеме шлейфа и прорезь в бандаже колодки), а также отсутствующий в колодке и залитый в разъеме контакт #20. На практике удобно ориентировать шлейф по цветной полоске, которая всегда должна «смотреть» на разъем питания диска.

При попытке вставить разъем «вверх ногами» залитое гнездо упирается в контакт #21. Увы, препятствие останавливает не всех сборщиков – с молодецкой силушкой они гнут или вдавливают штырёк «под ноль» и таки загоняют перевернутый разъем в гнездо, после чего диск, естественно, не опознаётся. Обнаружив свою ошибку и подключив шлейф как надо, они получают диск, работающий возмутительно медленно. Например, обычная загрузка Windows может длиться 10-15 мин.

Дело в том, что злополучный утраченный 21-й контакт управляет пересылкой данных по скоростному каналу DMA. Диск выставляет на нем высокий уровень сигнала, запрашивая обмен в режиме DMA, однако до контроллера сигнал не доходит, и тот инициирует обмен в режиме PIO, на порядок более медленном и к тому же сильно загружающем процессор.

«Свалить» диск в медленный режим может и операционная система. Если драйвер Windows XP (atapi.sys) регистрирует подряд 6 ошибок интерфейса, то он принудительно отключает UltraDMA и переводит диск в PIO. Действующий режим передачи можно увидеть в Диспетчере устройств (см. вкладку Дополнительные параметры в свойствах ATA контроллера).

Ошибки чаще всего бывают вызваны мятым, длинным или некачественным (с плохими контактами) шлейфом PATA. Может также сказаться плохое питание и завышение частоты системной шины (любимый некоторыми «разгон»). Шлейф надо поменять на новый, заведомо исправный и отвечающий стандарту образец, после чего загрузить ОС, в Диспетчере устройств отключить канал контроллера и включить его снова с помощью опции контекстного меню «Обновить конфигурацию оборудования».

Случается, что шлейф вставлен в колодку не до конца или с перекосом: неопытный сборщик приложил недостаточное усилие (а разъем PATA, особенно новый, подсоединяется довольно туго). Проявляться это может как угодно в зависимости от того, какие контакты нарушены; чаще всего диск просто не опознается. Избежать таких случаев поможет визуальный и тактильный контроль.

Когда шлейф, наконец, подключен правильно, заботы еще не окончены. Излишки длины надо сложить гармошкой и зафиксировать резинкой или пластиковой стяжкой, чтобы кабель не мешал воздухообмену и не задевал вентиляторы. При «уборке» старайтесь сохранить плоскостность шлейфа, сгибая его под углом 90º или 180º.

Избегайте резких перегибов и вмятин, а также натяжений вблизи разъёмов: проводники в шлейфе очень тонкие и легко рвутся при небрежном обращении. Зачастую, дефект внешне незаметен (эластичная изоляция скрывает разрыв), а поведение системы может быть весьма разнообразно. При малейших сомнениях в целостности шлейфа – заменяйте его новым. Запасной шлейф всегда надо иметь под рукой, благо он стоит несколько рублей.

Предлагаем ознакомиться  Бесшумные видеокарты: купить в интернет магазине DNS. Бесшумные видеокарты: цены, большой каталог, новинки

Встречаются и более экзотические случаи, например самопроизвольное запароливание дисков. Обычная «безобидная» команда при повреждении шлейфа воспринимается диском как команда установки пароля ATA, причем следующие за командой 32 случайных байта интерпретируются как сам пароль. В результате при следующем включении питания диск опознается, но будет отвергать все команды чтения/записи до ввода пароля, заведомо неизвестного.

Заключительная операция при установке ЖД – проверить в рабочем положении корпуса, не оттягивает ли шлейф своей тяжестью плату электроники (имеется в виду наиболее частое горизонтальное расположение диска платой вниз). Дело в том, что подобная незапланированная нагрузка со временем может ослабить прижимные контакты между платой и банкой, что приведет к искажению данных, сбоям в работе диска и необходимости ремонта.

В последнее время получили распространение круглые шлейфы PATA. По сравнению со стандартными плоскими они компактнее, удобнее в монтаже и улучшают воздухообмен в корпусе. Кроме того, «кругляки» красивее – выпускаются в разных цветах оплётки, есть даже «моддерские» варианты с подсветкой и флуоресценцией.

Однако в плане надёжности работы круглые шлейфы ничем не блещут, хотя и стоят значительно дороже. Помехозащищенность у них не лучше, а перекрёстные наводки и паразитные ёмкости – выше, поскольку нарушено взаимное расположение сигнальных и «земляных» проводников. Механическая прочность в целом такая же (на разъемах «косичка» расплетается, так что крайние провода остаются слабым местом). В общем, использовать круглые шлейфы без особых причин нецелесообразно.

После всех «засад» параллельного интерфейса, шлейф Serial ATA – образец изящества и надёжности. Обращение с ним крайне простое и удобное: каждый диск подключается к собственному порту контроллера, шлейф симметричен, компактный четырёхжильный экранированный кабель стоек к повреждениям, излишек длины легко свертывается бухтой или спиралью (можно на карандаше). Монолитный корпус разъема весьма прочен, а Г-образный ключ препятствует ошибочному подключению.

Разъём SATA включает семь плоских контактов, из них две пары сигнальных и три контакта «земли» (более длинных). Это страхует от бросков тока при «горячем» подключении диска. Единственная проблема – слабая механическая фиксация разъемов в ранних версиях (современные варианты SATA II имеют пружинную защелку) – решается каплей термоклея.

Шлейфы SATA могут иметь разную длину (от 20 до 100 см), различное поперечное сечение (от 6 до 11 мм), прямой или угловой разъем на одном из концов. Рекомендуем выбирать шлейф минимальной длины и максимального сечения: это повышает уровень сигнала и снижает наводки от помех. На тонком длинном шлейфе иной диск может и не опознаться – виной тому малая нагрузочная способность интерфейсных микросхем. Угловой разъем, подключенный к диску, снижает вероятность случайной расстыковки и облагораживает монтаж.

Стандарт SATA имеет две версии, SATA I и SATA II, отличающиеся скоростью обмена (1.5 Гб/с и 3.0 Гб/с соответственно) и набором команд. Они совместимы сверху вниз, т.е. контроллеры и диски SATA II могут работать в режиме SATA I. Но если контроллер SATA II переходит в более медленный режим автоматически, то диску это нужно указать.

Кабель питания

Диски 3.5” с параллельным интерфейсом имеют традиционный 4-контактный разъем со скошенными гранями типа Molex (к нему подводятся напряжения 5 и 12 В), а диски Serial ATA – 15-контактный разъем SATA с Г-образным ключом (подводятся напряжения 3.3, 5 и 12 В). Современные блоки питания уже имеют разъем SATA, правда часто всего один, а для более старых блоков или для дополнительных дисков SATA придется использовать переходник Molex-SATA.

Некоторые диски SATA оснащены разъёмами обоих типов, однако задействовать разрешается только один из них. При одновременном подключении двух кабелей питания диск может выйти из строя, об этом предупреждает надпись на этикетке. Выяснять её обоснованность – себе дороже.

ЖД следует всегда подключать к той ветке питания, на которой нет других значимых потребителей, и «сажать» на ближний к блоку питания разъем (насколько хватает длины кабеля). Это минимизирует падение напряжения на проводах и тем самым стабилизирует работу диска.

Той же цели служит обжатие контактов Molex пинцетом или острогубцами. Дело в том, что разъём оказался ненадёжным в эксплуатации, с малым коммутационным ресурсом. Уже после 5-6 подключений разрезные гильзы расшатываются, их прижимная сила ослабевает. Серебряное покрытие истирается и чернеет, это особенно заметно в городском воздухе с его агрессивными примесями.

В результате переходное сопротивление становится ощутимым, а в тяжелых случаях и критическим. Падение напряжения на контактах, наиболее сильное в момент старта двигателя, приводит к тому, что диск не может набрать полной скорости, периодически щёлкает головками и не определяется в BIOS. Пользователи часто относят такое поведение на счет неисправности диска, тогда как вся проблема в контактах питания.

Предлагаем ознакомиться  Характеристики KVM переключатель D-Link KVM-121

Для новых разъемов Molex подобная процедура необязательна, но в любом случае нужно следить за усилием подключения. Разъём должен «садиться» на вилку ЖД достаточно туго, чтобы рассоединить их можно было только за 3-4 покачивающих движения. В некоторых моделях дисков PATA штырьки питания тоньше стандарта, так что обжатие гильз может потребоваться и по этой причине.

В свете описанных предосторожностей, следует избегать использования всяческих разветвителей и удлинителей питания, тем более что они часто бывают низкого качества (контактные гильзы не из посеребрённой латуни, а из обычной жести, плохо заделанные провода малого сечения и т.п.). Если же штатных «молексов» не хватает, и без разветвителей не обойтись, надо аккуратно обжать все гильзы и в идеале пропаять их соединения с проводами. Доработанные конструкции работают вполне надёжно, если не делать частых перекоммутаций.

Некоторые вентиляторы в системном блоке могут иметь «проходные» колодки Molex (вилка и розетка в одном литом корпусе). Подключать их к ЖД крайне не рекомендуется: к описанным выше контактным проблемам добавляется повышенная нагрузка на линию 12 В.

Скошенные грани разъема Molex, по идее, препятствуют ошибочному подключению. Однако встречаются неточно изготовленные колодки из мягкого пластика, и невнимательный (но физически сильный) сборщик вполне может вдавить её в гнездо «вверх ногами». Такой диск сгорит при первом же включении, поскольку вместо 5 В на сигнальные цепи пойдёт 12 В.

Особо «одарённые» пользователи умудряются даже воткнуть Molex в интерфейсный разъем диска, отчего как минимум гнутся штырьки, а при подаче питания «вылетает» процессор на плате. Если вы новичок в сборке – не поленитесь осмотреть разъёмы и гнёзда на предмет их взаимного расположения. В настольном компьютере нет деталей, требующих применения силы. Если что-то идет туго, значит, вы ошиблись.

Диски PATA 2.5″ питаются одним номиналом 5 В, который подается на общий 44-контактный разъем. Если его перевернуть или сдвинуть, ничего хорошего тоже не будет. В правильных разъемах этому мешает ключ (залитое гнездо в колодке и пропущенный штырек на диске), но встречаются и неправильные. Например, переходники, позволяющие подключить ноутбучный диск к обычному шлейфу PATA, часто не имеют такого ключа, поэтому с ними надо быть внимательным. Дальний от проводов питания край переходника должен приходиться на первый контакт диска (он всегда помечен на этикетке или плате).

Запрещается подсоединять или отсоединять питание диска PATA при включённом компьютере. Разъём Molex не рассчитан на горячее подключение, его легко перекосить, отчего «земля» и оба напряжения будут поданы на диск не одновременно, а то и с «дребезгом». Образующиеся импульсы тока и напряжения могут повредить электронику ЖД.

При этом диски сравнительно легко переносят внезапные выключения (мы здесь не рассматриваем возможные логические повреждения данных, например, порчу файловой системы). Это связано с тем, что в работающем ЖД имеется запас энергии, аккумулированный в инерции вращающихся пластин, а также в конденсаторах на плате.

После отключения питания шпиндельный двигатель входит в режим генератора, и за счет торможения пластин вырабатывает ток, достаточный для разгрузки внутреннего кэша, парковки головок и завершения переходных процессов в электронике. В данном случае механика работает во благо (в остальном от неё одни проблемы).

Разъем питания SATA выполнен в виде дублированных позолоченных ламелей и вполне надёжен. Обжатие контактов ему не требуется, переходное сопротивление пренебрежимо мало, а коммутационный ресурс достаточно велик (гарантировано не менее 50 «перетыканий»). Г-образный ключ страхует от ошибочного подключения и перекоса.

Вместе с тем кабельная вилка довольно слабо фиксируется в колодке ЖД, и может сползать от случайных воздействий и вибрации. Рекомендуем скрепить обе части разъема каплей термоклея, или, в крайнем случае, кусочком липкой ленты.

Стандарт SATA предусматривает напряжения питания не только 12 и 5 В, но и 3.3 В (ему отвечает проводник оранжевого цвета). Новшество потенциально упрощает электронику ЖД, что особенно актуально для малогабаритных устройств. Правда, реальных дисков 2.5″ и 1.8″, питающихся от 3.3 В, пока что выпущено немного, а в дисках 3.5″ этот номинал вообще не используется. Но тенденции рынка обещают задействовать его в полной мере.

Важно отметить, что разъем питания SATA допускает горячее подключение. Для этого все 15 ламелей в колодке имеют разную длину. В первую очередь соединяются (и в последнюю – разъединяются) пять контактов «земли». Три других длинных контакта обеспечивают предзаряд конденсаторов в цепях питания всех номиналов (для уменьшения броска потребляемого тока), после чего соединяются 7 основных питающих контактов (по два на каждый номинал, плюс один в резерве). Такая продуманная конструкция продлевает жизнь диску SATA даже при не слишком бережном обращении.

Оцените статью
Техничка
Adblock detector