ST-506

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Жёсткий диск Seagate ST-506 со снятой крышкой

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

ST-506

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, являлся базой разработки интерфейса дисководов на гибких дисках,[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, чтобы переместить 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 принципиальной задачей. Приводы современных жёстких дисков имеют внутри значительные возможности обработки данных, и, таким образом, операционной системе требуется только запросить блок данных, а жёсткий диск сам осуществляет все шаги, которые требуются, чтобы отыскать запрошенный блок данных.

ST-412

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, чтобы переместиться 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, в среднем равный 100—200 миллисекундам, примерно как у дисководов на гибких дисках или современных оптических приводах).

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

Историческая значимость

Ряд других компаний быстро приступил к производству жёстких дисков, использовав те же соединители и сигналы, приняв за стандарт жесткие диски на базе ST-506. IBM выбрала его, 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 IBM также использовался адаптер Miniscribe 1012 производства International Memories[6]. Как следствие одобрения со стороны IBM, большинство жёстких дисков в 1980-х было на базе ST-506. Сложность контроллера и кабельной системы привела к новым решениям подобно ESDI, SCSI и позже — IDE. Несколько ранних дисков SCSI были фактически дисками ST-506 со SCSI->ST-506 контроллером внутри диска. Однако большинство SCSI и все ATA имели встроенный контроллер в составе диска и таким образом, в таких моделях исключался интерфейс ST-506.

Реальный уровень совместимости с дисковым интерфейсом — уровень поддержки в BIOS обеспечивается материнской платой. Когда компьютерной индустрии в 1983 году была представлена инновация IBM PC, поддержка интерфейса жесткого диска была обеспечена микросхемой BIOS на контроллере жёсткого диска. Наиболее вероятно, что BIOS материнских плат IBM PC и IBM PC/XT так и не имеет никакой собственной поддержки интерфейса жесткого диска. Когда была представлена система IBM PC/AT, IBM разместила поддержку интерфейса ST-506/412 в BIOS материнской платы, исключив задачи этой поддержки со стороны контроллера. С тех пор любая IBM PC/AT-совместимая система также имеет расширенную версию и также обеспечивает поддержку интерфейса жёстких дисков в BIOS’е материнской платы. Поскольку эта поддержка была отчасти ограничена, особенно в BIOS старых версий, много изготовителей дисковых контроллеров разместило дополнительную BIOS-поддержку непосредственно на контроллерах своих жёстких дисков. В некоторых случаях возможно одновременное использование и BIOS-контроллера жёсткого диска 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.

См. также: Контроллеры жёстких дисков IBM PC

Описание разъёмов

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

В этой таблице знаком «~» указывается сигнал, активный уровень которого — низкий. 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 -
- Не подключен 3   4 Земля -
- Не подключен 5   6 Земля -
- Не подключен 7   8 Ключ (Нет контакта) -
- Не подключен 9   10 Не подключен -
- Земля 11   12 Земля -
in +MFM WRITE 13   14 -MFM WRITE in
- Земля 15   16 Земля -
out +MFM READ 17   18 -MFM READ out
- Земля 19   20 Земля -
Описание разъема питания (Molex обычного размера)
Вывод 1 +12В=
Вывод 2 +12В возврат
Вывод 3 +5В возврат
Вывод 4 +5В=

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 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. ↑ 4,0 4,1 Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения: 15 января 2010. Архивировано 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.
Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=ST-506&oldid=11406094