Які бувають роз'єми жорстких дисків?

Жорсткий диск – проста й маленька "коробочка" з увазі, що зберігає величезні обсяги інформації в комп'ютері будь-якого сучасного користувача. Саме такою вона здається зовні: досить простенької дрібницею. Рідко хто при запису, видалення, копіювання та інших дій з файлами різної важливості замислюється про принципі взаємодії жорсткого диска з комп'ютером. А якщо ще точніше – безпосередньо з самої материнської платою. Як ці компоненти пов'язані в єдину безперебійну роботу, яким чином влаштований сам жорсткий диск, які роз'єми підключення у нього є і для чого кожен з них призначений – це ключова інформація про звичному для всіх пристрої зберігання даних.

Інтерфейс HDD

Саме цим терміном можна коректно називати взаємодію жорсткого диска материнською платою. Саме ж слово має набагато ширше значення. Наприклад, інтерфейс програми. У цьому випадку мається на увазі та частина, яка забезпечує спосіб взаємодії людини з (зручний «доброзичливий» дизайн). Однак же інтерфейс інтерфейсу ворожнечу. У випадку з HDD і материнської платою він представляє не приємне графічне оформлення для користувача, а набір спеціальних ліній і протоколів передачі даних. Один до одного ці компоненти підключаються за допомогою шлейфа – кабелю зі входами на обох кінцях. Вони призначені для з'єднання з портами на жорсткому диску і материнській платі. Іншими ж словами, весь інтерфейс на цих пристроях – два кабелі. Один підключається в роз'єм живлення жорсткого диска з одного кінця і до самого БП комп'ютера з іншого. А другий з шлейфів з'єднує HDD з материнською платою.

Як в минулі часи підключали жорсткий диск – роз'єм IDE та інші пережитки минулого

Саме початок, після якого з'являються більш досконалі інтерфейси HDD. Древній за нинішніми мірками Integrated Drive Electronics з'явився на ринку приблизно у 80-х роках минулого століття. IDE дослівно в перекладі означає «вбудований контролер». Будучи паралельним інтерфейсом даних, його ще прийнято називати ATA - Advanced Technology Attachment. Однак варто було з часом з'явитися нової технології SATA і завоювати величезну популярність на ринку, як стандартний ATA був перейменований в PATA (Parallel ATA), щоб уникнути путаниц. Вкрай повільний і зовсім вже сирої за своїм технічним можливостям, цей інтерфейс роки своєї популярності міг пропускати від 100 до 133 мегабайти в секунду. І то лише в теорії, оскільки в реальній практиці ці показники були ще скромніше. Звичайно ж, більш нові інтерфейси та роз'єми жорстких дисків покажуть відчутне відставання IDE від сучасних розробок. Думаєте, не варто применшувати і привабливих сторін? Старші покоління, напевно, пам'ятають, що технічні можливості PATA дозволяли обслуговувати відразу два HDD за допомогою тільки одного шлейфу, підключається до материнської плати. Але пропускна здатність лінії в такому випадку аналогічно розподілялася навпіл. І це вже не згадуючи ширини дроти, так чи інакше перешкоджає своїми габаритами потоку свіжого повітря від вентиляторів в системному блоці.
До нашого часу IDE вже закономірно застарів як в фізичному, так і в моральному плані. І якщо до недавнього часу цей роз'єм зустрічався на материнських платах нижчого і середнього цінового сегменту, то тепер самі виробники не бачать в ньому будь-якої перспективи.

Загальний улюбленець SATA

На тривалий час IDE став найбільш масовим інтерфейсом роботи з накопичувачами інформації. Але технології передачі та обробки даних довго на місці не застоювалися, запропонувавши незабаром концептуально нове рішення. Зараз його можна зустріти практично у будь-якого власника персонального комп'ютера. І назва йому – SATA (Serial ATA). Відмітні особливості цього інтерфейсу – паралельна передача даних, низьке енергоспоживання (порівняно з IDE), менший нагрів комплектуючих. За всю історію своєї популярності SATA пережив розвиток в три етапи ревізій:

SATA I – 150 мб/c.

SATA II – 300 мб/с.

SATA III – 600 мб/с.

До третьої ревізії також була розроблена пара оновлення:

3.1 – більш вдосконалена пропускна здатність, але все так само обмежена лімітом 600 мб/с.

3.2 зі специфікацією SATA Express – успішно реалізоване злиття SATA і PCI-Express пристроїв, що дозволило збільшити швидкість читання/запису до інтерфейсу 1969 мб/с. Грубо кажучи, технологія є «перехідником», який переводить звичайний режим SATA на більш швидкісний, яким і мають лінії PCI-роз'ємів.

Реальні ж показники, зрозуміло, явно відрізнялися від офіційно заявлених. В першу чергу це обумовлює надлишкова пропускна здатність інтерфейсу – багатьом сучасним накопичувачів ті ж 600 мб/с зайве, оскільки вони спочатку не розроблені для роботи на такій швидкості читання/запису. Лише з часом, коли ринок поступово поповнюватиметься високошвидкісними накопичувачами з неймовірними для сьогоднішнього дня показниками швидкості роботи, технічний потенціал SATA буде задіяний у повному обсязі.
І нарешті, були доопрацьовані багато фізичні аспекти. SATA розрахований на використання більш довгих кабелів (1 метр проти 46 сантиметрів, якими підключалися жорсткі диски з роз'ємом IDE) з набагато компактними розмірами і приємним зовнішнім виглядом. Забезпечена підтримка «гарячої заміни» HDD – приєднувати/від'єднувати їх можна і без відключення живлення комп'ютера (правда, попередньо все ж необхідно активувати режим AHCI в BIOS). Зросла і зручність підключення шлейфа до роз'ємів. При цьому всі версії інтерфейсу назад сумісні один з одним (жорсткий диск SATA III без проблем підключається до роз'ємів SATA II на материнській платі, SATA I – до SATA II і т. д.). Єдиний нюанс - максимальна швидкість роботи з даними буде обмежена найбільш «старим» ланкою. Власники старих пристроїв також не залишаться осторонь – існуючі перехідники з PATA на SATA змінно врятують від більш дорогої покупки сучасного HDD або нової материнської плати.

External SATA

Але далеко не завжди стандартний жорсткий диск підходить під завдання користувача. Буває потреба у зберіганні великих обсягів даних, яким потрібне використання в різних місцях і, відповідно, транспортування. Для таких випадків, коли з одним накопичувачем доводиться працювати не тільки вдома, і розроблені зовнішні жорсткі диски. У зв'язку зі специфікою свого пристрою, їм потрібно зовсім інший інтерфейс підключення. Таким є ще різновид SATA, створеної під роз'єми зовнішніх жорстких дисків, з приставкою external. Фізично цей інтерфейс не сумісний зі стандартними SATA-портами, однак при цьому володіє аналогічною пропускною здатністю. Присутня підтримка «гарячої заміни» HDD, а довжина самого кабелю збільшена до двох метрів. У початковому варіанті eSATA дозволяє лише обмінюватися інформацією, без подання у відповідний роз'єм зовнішнього жорсткого диска необхідної електроенергії. Цей недолік, що рятує від необхідності використання відразу двох шлейфів для підключення, був виправлений з приходом модифікації Power eSATA, поєднавши в собі технології eSATA (відповідає за передачу даних) з USB (відповідає за харчування).

Універсальна послідовна шина

Фактично ставши найбільш поширеним стандартом послідовного інтерфейс підключення цифрової техніки, Universal Serial Bus в наші дні відомий кожному. Перенісши довгу історію постійних великих змін, USB – це висока швидкість передачі даних, забезпечення електроживленням безпрецедентне безліч периферійних пристроїв, а також простота і зручність в повсякденному використанні. Розробляється такими компаніями, як Intel, Microsoft, Philips і US Robotics, інтерфейс став втіленням відразу декількох технічних прагнень:

Розширення функціоналу комп'ютерів. Стандартна периферія до появи USB була досить обмежена в різноманітності і під кожний тип потрібний окремий порт (PS/2 порт для підключення джойстика, SCSI і т. д.). З приходом USB замислювалося, що він і стане єдиною універсальною заміною, суттєво спростивши взаємодія пристроїв з комп'ютером. Більш того, передбачалося також цієї нової для свого часу розробкою стимулювати появу нетрадиційних периферійних пристроїв.

Забезпечити підключення мобільних телефонів до комп'ютерів. Поширює в ті роки тенденція переходу мобільних мереж на цифрову передачу голосу виявила, що ні одні з розроблених тоді інтерфейсів не міг забезпечити передачу даних і мови з телефону.

Винахід комфортного принципу «підключи і грай», придатні для «гарячого підключення».

Як і у випадку з переважною більшістю цифрової техніки, USB-роз'єм для жорсткого диска за довгий час став цілком звичним для нас явищем. Проте в різні роки свого розвитку цей інтерфейс завжди демонстрував нові вершини швидкісних показників читання/запису інформації.

Версія USB



Опис



Пропускна здатність



USB 1.0



Перший релізний варіант інтерфейсу після кількох попередніх версій. Випущено 15 січня 1996 року.

Режим Low-Speed: 1.5 Мбіт/с

Режим Full-Speed: 12 Мбіт/с

USB 1.1



Доопрацювання версії 1.0 исправляющая безліч її проблем і помилок. Випущена у вересні 1998 року, вперше отримала масову популярність.







USB 2.0



Випущена в квітні 2000 року, друга версія інтерфейсу має новим більш швидкісним режимом роботи High-Speed.

Режим Low-Speed: 1.5 Мбіт/с

Режим Full-Speed: 12 Мбіт/с

Режим High-Speed: 25-480 Мбіт/с

USB 3.0



Новітнє покоління USB, отримала не тільки оновлені показники пропускної здатності, але і випускається в синьому/червоному кольорі. Дата появи – 2008 рік.



До 600 Мбайт в секунду



USB 3.1



Подальша розробка третьої ревізії, яка вийшла у світ 31 липня 2013 року. Ділиться на дві модифікації, які можуть забезпечити будь-який жорсткий диск з USB-роз'ємом максимальної швидкості до 10 Гбіт в секунду.

USB 3.1 Gen 1 – до 5 Гбіт/с

USB 3.1 Gen 2 – до 10 Гбіт/с

Крім цієї специфікації, різні версії USB реалізовані і під різні типи пристроїв. Серед різновидів кабелів і роз'ємів цього інтерфейсу виділяють:

USB 2.0



Стандартний



Mini



Micro



Тип А









Тип







USB 3.0 вже міг запропонувати ще один новий тип – С. Кабелі цього типу симетричні і вставляються в відповідне пристрій з будь-якого боку. З іншого боку, третя ревізія вже не передбачає Mini і Micro «підвиди» кабелів типу А.

Альтернативний FireWire

При всій своїй популярності, eSATA і USB – ще не всі варіанти того, як підключити роз'єм зовнішнього жорсткого диска до комп'ютера. FireWire – трохи менш відомий в народних масах високошвидкісний інтерфейс. Забезпечує послідовне підключення зовнішніх пристроїв, підтримуване число яких входить і HDD. Його властивість ізохронної передачі даних головним чином знайшло своє застосування в мультимедійній техніці (відеокамери, DVD-програвачі, цифрова звукова апаратура). Жорсткі диски їм підключають набагато рідше, віддаючи перевагу SATA або більш досконалому USB-інтерфейсу. Свої сучасні технічні показники ця технологія набувала поступово. Так, вихідна версія FireWire 400 (1394a) була швидше свого тодішнього головного конкурента USB 1.0 – 400 мегабіт в секунду проти 12. Максимально допустима довжина кабелю – 4.5 метра. Прихід USB 2.0 залишив суперника позаду, дозволяючи обмінювати дані зі швидкістю до 480 мегабіт в секунду. Проте з виходом нового стандарту FireWire 800 (1394b), що дозволяв передавати 800 мегабіт в секунду з максимальною довжиною кабеля до 100 метрів, USB 2.0 на ринку була менш затребувана. Це спровокувало розробку третьої версії універсальної послідовної шини, розширила стелю обміну даних до 5 гбіт/с. Крім цього, відмінною особливістю FireWire є децентралізованого. Передача інформації через USB-інтерфейс обов'язково вимагає наявність ПК. FireWire дозволяє обмінюватися даними між пристроями без обов'язкового залучення комп'ютера до процесу.

Thunderbolt

Своє бачення того, якою роз'єм жорсткого диска повинен в майбутньому стати беззаперечним стандартом, показала компанія Intel спільно з Apple, представивши світові інтерфейс Thunderbolt (або, згідно з його старим кодовому назвою Light Peak). Побудована на архітектурах PCI-E і DisplayPort, ця розробка дозволяє передавати дані, відео, аудіо та електроенергію через один порт з по-справжньому вражаючою швидкістю до 10 Гб/с В реальних тестах цей показник був трохи скромніше і доходив максимум до 8 Гб/с. Тим не менше навіть так Thunderbolt обігнав свої найближчі аналоги FireWire 800 і USB 3.0 не кажучи вже і про eSATA. Але настільки ж масового поширення ця перспективна ідея єдиного порту і коннектора поки що не отримала. Хоча деякими виробниками сьогодні успішно вбудовуються роз'єми зовнішніх жорстких дисків, інтерфейс Thunderbolt. З іншого боку, ціна за технічні можливості технології теж порівняно чимала, тому і зустрічається ця розробка в основному серед дорогих пристроїв. Сумісність з USB і FireWire можна забезпечити за допомогою відповідних перехідників. Такий підхід не зробить їх більш швидкими в плані передачі даних, оскільки пропускна здатність обох інтерфейсів все одно залишиться незмінною. Перевага тут тільки одне – Thunderbolt не буде обмежуючим ланкою при такому підключенні, дозволивши задіяти всі технічні можливості USB і FireWire.

SCSI, SAS - те, про що чули далеко не всі

Ще один паралельний інтерфейс підключення периферійних пристроїв, що змістив в один момент акцент свого розвитку з настільних комп'ютерів на більш широкий спектр техніки. «Small Computer System Interface» був розроблений трохи раніше SATA II. До моменту виходу останнього, обидва інтерфейсу за своїми властивостями були практично ідентичними одне одному, здатні забезпечити роз'єм підключення жорсткого диска стабільною роботою з комп'ютерів. Однак SCSI використовував у роботі загальну шину, з-за чого з контролером могло працювати лише один з підключених пристроїв. Подальша доробка технології, яка придбала нову назву SAS (Serial Attached SCSI), вже була позбавлена свого колишнього недоліку. SAS забезпечує підключення пристроїв з набором керованих команд SCSI з фізичного інтерфейсу, який аналогічний того ж SATA. Однак більш широкі можливості дозволяють підключати не тільки лише роз'єми жорстких дисків, але і багато іншої периферії (принтери, сканери тощо). Підтримується «гаряча заміна» пристроїв, розширювачі шини з можливістю одночасного підключення кількох SAS-пристроїв до одного порту, а також передбачена зворотна сумісність з SATA.

Перспективи NAS

Цікавий спосіб роботи з великими обсягами даних, що стрімко набирає популярність в колах сучасних користувачів. Network Attached Storage або ж скорочено NAS являють собою окремий комп'ютер з деяким дисковим масивом, який підключений до мережі (найчастіше до локальної) і забезпечує зберігання і передачу даних серед інших підключених комп'ютерів. Виконуючи роль мережевого сховища, до інших пристроїв цей міні-сервер підключається по звичайному Ethernet-кабелю. Подальший доступ до налаштувань здійснюється через будь-який браузер з підключенням до мережевою адресою NAS. Наявні дані можна використовувати як по Ethernet-кабелю, так і за допомогою Wi-Fi. Ця технологія дозволяє забезпечити достатньо надійний рівень зберігання інформації і надавати до неї зручний легкий доступ для довірених осіб

Особливості підключення жорстких дисків до ноутбуків

Принцип роботи HDD зі стаціонарним комп'ютером гранично простий і зрозумілий кожному – в більшості випадків вимагається відповідним кабелем з'єднати роз'єми живлення жорсткого диска з блоком харчування і аналогічним чином підключити пристрій до материнської плати. При використанні зовнішніх накопичувачів можна взагалі обійтися всього одним шлейфом (Power eSATA, Thunderbolt). Але як правильно використовувати роз'єми жорстких дисків ноутбуків? Адже інша конструкція зобов'язує враховувати й інші нюанси. По-перше, для підключення накопичувачів інформації прямо "всередину" самого пристрою слід враховувати те, що форм-фактор HDD повинен бути позначений як 2.5" По-друге, в ноутбуку жорсткий диск підключається до материнської плати безпосередньо. Без будь-яких додаткових кабелів. Досить просто відкрутити на дні попередньо виключеного ноутбука кришку для HDD. Вона має прямокутний вигляд і зазвичай кріпиться парою болтів. Саме в ту ємність і потрібно поміщати пристрій зберігання. Всі роз'єми жорстких дисків ноутбуків абсолютно ідентичні своїм великим «побратимам», призначених для ПК. Ще один варіант підключення – скористатися перехідником. Наприклад, накопичувач SATA III можна підключити до USB-портів, встановленим на ноутбуці, за допомогою перехідного пристрою SATA-USB (на ринку представлена величезна безліч подібних пристроїв для різних інтерфейсів). Достатньо лише під'єднати HDD до перехідника. Його, у свою чергу, підключити до розетки 220В для подачі електроживлення. І вже кабелем USB з'єднати всю цю конструкцію з ноутбуком, після чого жорсткий диск буде відображатися при роботі як ще один розділ.