Денис ДУБРОВСКИЙ
Музыкальное Оборудование
май 2000
Поскольку в компьютере звук записывается на жесткий диск, от его производительности и надежности в значительной степени зависит успех всей работы. Однако выбор диска, подходящего для музыкальной рабочей станции, представляется делом еще более замысловатым, чем подбор процессора и памяти: выбор просто огромен, и человеку неискушенному легко запутаться. Поэтому прежде чем начать разговор о конкретных моделях жестких дисков, давайте немного углубимся в теорию.
Как устроен жесткий диск
Если повнимательнее приглядеться к жесткому диску, то становится видно, что снизу к нему приделана печатная плата с микросхемами и другими радиодеталями. Эта плата называется контроллером, а сама коробочка диска — «гермоблоком» (закрыт этот блок на самом деле не герметично, но воздух очищается от пыли при помощи специальных фильтров). В недрах гермоблока, собственно, и скрывается вся электро-механическая начинка жесткого диска.
Если открыть крышку гермоблока, то первым делом в глаза бросается несколько круглых пластин, расположенных одна над другой, нависающее над пластинами «коромысло», похожее на тонарм проигрывателя виниловых дисков, и какие-то загадочные механизмы и детали у основания «коромысла». Пластины и есть то место, куда записывается вся информация. Они обычно выполняются из алюминия, стекла или керамики и покрываются с двух сторон магнитным слоем кобальта или оксида хрома толщиной около 10 микрон. Все пластины насажены на вал электродвигателя, который заставляет их вращаться с очень высокой скоростью (у разных моделей современных дисков эта скорость колеблется от 5400 до 12000 об/мин). У некоторых жестких дисков на вале электродвигателя есть еще и дополнительные пластины, на которые не записывается никакая информация. На их поверхность нанесены специальные метки, по которым производится контроль скорости вращения электродвигателя и положения блока головок. Но у большинства дисков эти метки записываются прямо на рабочую поверхность обычных пластин.
На «тонарме-коромысле» расположены магнитные головки, осуществляющие операции чтения/записи. Так как пластины покрыты магнитным материалом с двух сторон, на каждую из них приходится по паре головок — пластину обхватывает своеобразная «вилка» с головками на концах (на некоторых моделях жестких дисков на каждую пластину может приходиться по две пары головок — две головки чтения и две записи). Когда диск выключен, головки отведены и лежат вровень с поверхностью диска. Но как только пластины начинают раскручиваться, головки под воздействием набегающего потока воздуха приподнимаются над поверхностью и весь сеанс работы так и «летают» на высоте в несколько микрон. До недавнего времени использовались головки, которые, по сути, не отличались от головок аналоговых магнитофонов, — они работали по тому же принципу электромагнитной индукции. Но в современных жестких дисках используют так называемые магниторезистивные головки — принцип действия которых основан на эффекте изменения сопротивления некоторых материалов при изменении окружающего магнитного поля. В отличие от классических головок, магниторезистивные обладают лучшей чувствительностью и помехозащищенностью, и позволяют добиться большей плотности записи.
Загадочный механизм у основания коромысла — это его привод, заставляющий головки перемещаться над пластинами. Сегодня в жестких дисках обычно используются приводы типа «звуковая катушка», которые получили свое название за сходство с линейными приводами катушек динамиков. «Звуковые катушки» позволяют очень быстро и точно перемещать блок головок к нужной дорожке. А электронные компоненты рядом с приводом — это предусилители записи и чтения, очень похожие на аналогичные схемы ленточных магнитофонов.
Информация на пластины записывается в виде концентрических дорожек, которые называются «цилиндрами». Цилиндры, в свою очередь, разбиваются на 512-байтные секторы (рис. 3). Тот, кто работает на компьютерах давно, должен помнить, что несколько лет назад при подключении жесткого диска в BIOS Setup нужно было указывать параметры трехмерной логической адресации диска в виде цилиндры/головки/секторы. Однако этот метод совершенно себя изжил, так как позволял адресовать лишь 504 Мб дискового пространства. Сейчас используется линейная адресация, которая называется Logical Block Addressing (LBA) — логическая адресация блоков. А для компьютеров, работающих под операционной системой Unix, обычно используют адресацию под названием Large. В современных версиях BIOS любой из этих трех типов адресации — Normal, LBA и Large — может быть установлен через BIOS Setup.
Также несколько лет назад у жестких дисков количество секторов на внешних и внутренних цилиндрах (дорожках) было одинаковым. Однако сейчас для увеличения плотности записи применяется метод Zone Bit Recording, при котором количество секторов на внешних дорожках гораздо больше (на рис. 3 секторы размещены именно в соответствии с этим методом). Отсюда следует важный факт: наибольшую производительность жесткий диск показывает именно на внешних цилиндрах, и чем больше вы записываете на него информации, тем больше падает производительность (этот эффект хорошо будет виден в наших испытаниях).
Все схемы управления жестким диском находятся на плате контроллера, которая крепится под гермоблоком. Кстати говоря, схемы на материнской плате (или отдельной плате, установленной в слот расширения), управляющие обменом данными с диском, также называются контроллером. И вообще, в компьютере довольно много других контроллеров, например, контроллер гибкого диска. Эта путаница с названиями сложилась исторически, и никуда от нее не деться. Так что мы в каждом отдельном случае будем обязательно уточнять, что же за контроллер мы имеем в виду и где он находится.
Любой современный жесткий диск на собственной плате контроллера обязательно имеет оперативную память, которую называют кэшем или буфером. Обычно размер кэша колеблется от 512 Кб до 2 Мб, в зависимости от модели диска. Кэш влияет на производительность жесткого диска самым непосредственным образом, так как скорость чтения данных из него в два-три, а то и более раз может превышать скорость считывания информации с пластин. В кэш записываются данные, к которым чаще всего обращается программа, и таким образом скорость работы некоторых программ с дисками может достигать совершенно фантастических величин. Некоторые производители устанавливают на свои диски не только кэши чтения, но и кэши записи. Однако для потоковой записи и чтения информации, к которой относится и запись/воспроизведение звука, размер кэша, да и само его существование, не так уж и важно — данные поступают непосредственно с пластин, поэтому для нас с вами на первое место выступает качество механики жесткого диска и скорость позиционирования головок. И именно поэтому при выборе жесткого диска для музыкальных приложений не стоит особо полагаться на результаты испытаний, которые публикуются в компьютерных журналах — стандартные тестовые программы, как правило, показывают скорость обмена данными с кэшем, а не линейную скорость обмена с пластинами (в этом можно будет убедиться немного позже).
Помимо кэш-памяти, на собственной плате контроллера любого жесткого диска расположены схемы интерфейсной логики и процессор, управляющий вводом-выводом и кодированием данных. Также процессор управляет программой самодиагностики, которая стала обязательной для современных жестких дисков. Большинство дисков использует для самодиагностики технологию SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology — технология самоанализа и информирования), предложенную несколько лет назад фирмами IBM и Compaq. В этой технологии для анализа надежности используются две группы параметров: параметры естественного старения и параметры текущего состояния накопителя, которые обычно записываются на специальные дорожки диска. К этим дорожкам имеет доступ BIOS компьютера или программы мониторинга.
Однако технология SMART имеет один существенный недостаток: в ней не предусмотрено никаких средств исправления сбоев. Пользователь просто информируется: «Все, уважаемый, твой диск накрылся!». Поэтому многие фирмы в своих изделиях используют более продвинутые системы самодиагностики. Например, фирма Western Digital разработала технологию Data Lifeguard, которая полностью совместима со SMART, но, в отличие от нее, автоматически переносит информацию с подозрительных секторов в резервные области диска. Проверка производится раз в восемь часов в паузах между обращениями к жесткому диску. А фирма Quantum, начиная с серии Fireball Plus KA, снабжает свои диски системой Data Protection System, которая отличается от Data Lifeguard наличием специальной программы, позволяющей лечить диски очень наглядно (программа доступна на сайте Quantum).
Еще два-три года назад жесткие диски подразделялись на обычные и мультимедийные (предназначенные для работы с аудио/видео). На последние наносилась маркировка Multimedia Ready или AV (Audio Video), и стоили они несколько дороже. Главное отличие мультимедийных дисков заключалось в большей линейности записи и чтения — обычные жесткие диски периодически проводили процесс термокалибровки, на который уходило от сотни миллисекунд до нескольких секунд. Если во время термокалибровки на диск производилась запись или с него воспроизводилась аудиоинформация, то в звуке появлялись щелчки и прочие искажения. Но в современных жестких дисках используются автоматические адаптивные системы термокомпенсации, которые полностью устранили необходимость в термокалибровке. То есть, в старой терминологии, все современные жесткие диски являются Multimedia Ready.
IDE и SCSI интерфейсы
Для подключения жестких дисков к компьютеру чаще всего используется два типа интерфейсов — IDE и SCSI. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, а также вполне определенную область применения. В музыкальных рабочих станциях используются и тот, и другой, поэтому знакомиться с ними будем по очереди.
Считается, что IDE интерфейс появился на свет в 1985 году. За год до этого компания IBM выпустила свой знаменитый компьютер IBM AT, а фирмам Western Digital и Compaq пришло в голову вставить в жесткий диск 16-разрядный AT-совместимый контроллер. Новый дисковый интерфейс получил название ATA (AT Attachment — «Присоединение» к AT) и был принят в качестве стандарта для IBM-PC совместимых компьютеров. Он поддерживал два жестких диска одновременно и имел максимальную пропускную способность в 8,3 Мб/с. Но некоторое время спустя кому-то пришло в голову поменять название ATA на IDE (существует несколько вариантов расшифровки этого сокращения, перечислю их в порядке убывания частоты употребления: Integrated Drive Electronics, Integrated Device Electronics, Intelligent Drive Electronics). Новое название понравилось далеко не всем производителям, и с тех пор пошло двойное название дискового интерфейса: кто-то его называет ATA, а кто-то — IDE.
Винчестер
Хотя в последнее время жесткий диск «винчестером» называют все реже, хочется рассказать о появлении этого названия. История его связана с моделью диска фирмы IBM, имевшей обозначение «30/30», сходное с названием широко распространенной в Америке винтовки тридцатого калибра фирмы Winchester. Однако существуют разночтения в том, когда был разработан диск этой модели (называют 60-е годы, начало и середину 70-х), был ли он выпущен или остался прототипом, а также что в нем соответствовало обозначению «30/30». В одних источниках утверждается, что диск позволял записывать 30 дорожек по 30 секторов каждая, в других говорится об объединении 30-Мбайтного фиксированного диска и 30-Мбайтного сменного диска в одном устройстве.
Некоторое время спустя был принят стандарт ATA-2, в котором появилась поддержка LBA (диски больше 504 Мб), и максимальная пропускная способность увеличилась до 16,6 Мб/с. Этот стандарт также известен под такими маркетинговыми псевдонимами, как Fast ATA и Fast ATA-2. А компания Western Digital выпустила в свет собственную разработку под названием Enhanced IDE (EIDE), которая полностью базировалась на стандарте ATA-2, но позволяла на одной материнской плате устанавливать два ATA контроллера, что увеличивало количество одновременно работающих устройств до четырех.
Но ATA был изначально только интерфейсом жестких дисков. Приводы CD-ROM в свое время соединялись с компьютером через звуковую плату (может, кто-нибудь помнит эти времена?) или SCSI интерфейс. Разумеется, идея «повесить» CD-ROM на один шлейф с жестким диском витала в воздухе, и, в конце концов, она материализовалась в специальном протоколе передачи данных под названием ATAPI (ATA Packet Interface — пакетный интерфейс ATA).
Дальнейшим развитием ATA-2 стал Ultra ATA. Правда, он так и не был принят как всеобщий стандарт, и считается стандартом неофициальным. Ultra ATA отличается от предыдущих повышением пропускной способности интерфейса до 33 Мб/с. Это стало возможным благодаря оптимизации использования быстрых каналов DMA (Direct Memory Access — Прямой доступ к памяти), поэтому Ultra ATA чаще называют Ultra DMA или UDMA 33. Но последние названия — продукт деятельности рекламных отделов производителей. Кроме того в новой версии стандарта появилась поддержка протокола коррекции ошибок и технологии мониторинга дисков SMART.
Самым последним усовершенствованием интерфейса IDE/ATA стал также неофициальный стандарт Ultra ATA 66 (или Ultra DMA 66). Пропускная способность интерфейса повысилась до 66 Мб/с, и многократно повысилась помехоустойчивость. Новый вариант интерфейса использует 80-жильный шлейф (предыдущие варианты — 40-жильный), который, однако, соединяется с устройствами при помощи старого 40-контактного разъема. Логика такого решения проста — каждая пара «горячих» жил разделена «холодной», которая выведена на землю, то есть «холодные» жилы работают как экраны. Все это понадобилось из-за того, что старые 40-жильные шлейфы теряли слишком много информации при работе на скоростях, близких к 60 Мб/с. А старые 40-контактные разъемы используются для обеспечения совместимости с предыдущими версиями интерфейса.
Сейчас большинство новых жестких дисков соответствует стандарту Ultra ATA 66, однако использовать все их преимущества можно только с материнскими платами, которые имеют набор соответствующей логики. Если вы подключите жесткий диск U-ATA 66 к разъему UDMA33 на материнской плате, то диск ничем не будет отличаться от своих предков. В настоящее время этот интерфейс поддерживается материнскими платами на основе чипсетов VIA MVP4 под Socket 7, VIA Apollo Pro под Slot 1, SiS 530 под Socket 7 и Intel i820 (см. PC: оптимальная конфигурация. Часть I: процессоры.). Все же остальные материнские платы можно заставить работать с жесткими дисками в режиме U-ATA 66 при помощи специальных контроллеров, которые устанавливаются в свободный слот PCI.
Жесткие диски IDE/ATA могут работать с программным обеспечением в двух режимах. Первый называется PIO (Programmed I/O — Программируемый ввод/вывод). В этом режиме центральный процессор компьютера непосредственно участвует в управлении потоками информации, что существенно увеличивает его загрузку (в пиках загрузка может достигать 90%!). Однако этот режим не требует никакой специальной поддержки со стороны операционной системы, поэтому он является основным, когда вы работаете в DOS и Windows, если последней специально не указано работать по-другому. Сейчас существует пять режимов (mode) работы этого протокола, самый младший из которых — PIO mode 0 — позволяет достигать скорости 3,3 Мб/с, а самый старший — PIO mode 4 — позволяет прокачивать через интерфейс уже 16,6 Мб/с.
Второй режим работы жестких дисков называется DMA (Direct Memory Access — Прямой доступ к памяти). Вообще, DMA — это группа протоколов, позволяющих периферийному устройству напрямую обращаться к памяти, не нагружая процессор. Но, в отличие от звуковых плат, жесткие диски используют DMA, предварительно перехватив управление шиной (это называется bus mastering). Однако для реализации работы жесткого диска в этом режиме требуется поддержка операционной системы (в Windows 98 эта поддержка есть, но ее надо специально включать — см. врезку). Сейчас существует пять режимов работы диска с использованием DMA. Младшие режимы (Multiword 0, 1 и 2) были утверждены еще в спецификации ATA-2 и позволяли достичь максимальной скорости 16,6 Мб/с (как и PIO mode 4). В стандарте Ultra ATA появился новый режим — Multiword 3, который обеспечивает пропускную способность 33 Мб/с, а в Ultra ATA-66 этот режим был расширен для обеспечения пропускной способности 66 Мб/с.
Как включить режим DMA для IDE жестких дисков в Windows 98
Открываем панель управления (Пуск/Настройка/Панель управления) и дважды щелкаем мышью на пиктограмме «Система». На экране появляется окно «Свойства: Система». Далее выбираем закладку «Устройства» и в появившемся списке устройств открываем папку «Дисковые накопители». Перед вами появляется список всех установленных в компьютер жестких дисков.
Далее выделяем нужный диск, нажимаем кнопку «Свойства» и в появившемся диалоговом окне выбираем закладку «Настройка». В поле «Параметры» отмечаем опцию DMA. Сразу после этого действия на экране оказывается страшное диалоговое окно под названием «Предупреждение о возможном несоответствии», в котором содержится надпись, что «изменение этого параметра может повлечь неправильную работу оборудования» (в Windows 95 эта надпись грозила выходом из строя физического устройства). Если вы уверены, что ваш диск поддерживает работу в режиме DMA (все современные IDE диски этот режим поддерживают), то смело жмите ОК. После этого нажмите ОК в диалоговых окнах свойств жесткого диска и системы и перезагрузите компьютер.
Каковы же основные достоинства и недостатки интерфейса IDE/ATA? Самое главное его достоинство — низкая стоимость. Как правило, IDE контроллер уже установлен на материнскую плату, а сами диски стоят вполне разумных денег — аналогичные SCSI диски обходятся намного дороже, плюс приходится тратить деньги на SCSI адаптер. Конечно, для подключения жесткого диска U-ATA 66 к материнской плате на чипсете BX придется покупать отдельный PCI контроллер, если есть желание воспользоваться всеми преимуществами новой версии интерфейса, однако такой контроллер стоит в пределах 30-40 долларов, что гораздо дешевле, чем нормальные SCSI адаптеры.
Основным же недостатком интерфейса IDE/ATA является почти полное отсутствие «интеллекта» — в один момент времени через один порт IDE процессор может обратиться только к одному устройству. То есть никаких параллельных потоков данных здесь не предусмотрено. Разумеется, если на материнской плате установлено два порта IDE и она работает нормально, то можно параллельно обращаться к двум IDE устройствам, но никак не больше. Особенно ярко этот недостаток проявляется, когда на одном шлейфе висят жесткий диск и CD-ROM. Если программа обращается к CD-ROM, то обмен данными с жестким диском становится просто невозможен — контроллер IDE не пропустит к нему не одного пакета данных до тех пор, пока не будет получен отклик от CD-ROM. А если отклика по каким-то причинам нет (такое с IDE CD-ROM бывает время от времени…), то компьютер просто подвисает в состоянии ожидания, и вывести его из этого состояния можно только путем холодной перезагрузки (сочетание Ctrl+Alt+Del обычно в этой ситуации не помогает).
Таким образом, для компьютера с IDE интерфейсом оптимальным является использование одного жесткого диска и одного привода CD-ROM, висящих на разных портах. Если же вы хотите использовать два IDE диска в многозадачной операционной системе (одна программа, например Cubase, работает с одним диском, а вторая, например Gigasampler, — с другим), то вам нужно либо переходить на SCSI CD-ROM, либо устанавливать в компьютер отдельную плату IDE контроллера. Последний вариант, кстати, может оказаться наиболее привлекательным при переходе на интерфейс U-ATA 66: два жестких диска подключены к двум портам платы контроллера, а CD-ROM — на интегрированном IDE порте.
Интерфейс SCSI (Small Computer System Interface — Системный интерфейс малых компьютеров) гораздо старше своего конкурента — он был разработан еще в 1979 году. Но первая редакция стандарта под названием SCSI-1 была принята только в 1986 году. Она строго определяла минимальный набор команд, а также физические и электрические свойства интерфейса. SCSI-1 обладал шиной шириной 8 бит и максимальной пропускной способностью 5 Мб/с (тактовая частота 5 МГц).
Вторая утвержденная редакция стандарта под названием SCSI-2 (Fast SCSI) появилась только в 1994 году, хотя де-факто этот стандарт существовал с 1988 года. Основными отличиями стали увеличение максимальной пропускной способности до 10 Мб/с (тактовая частота 10 МГц), расширение набора базовых команд и введение дополнительных для CD-ROM и прочей периферии. Кроме этого, SCSI-2 стал поддерживать очереди команд (до 252) и выполнять их автономно, без участия центрального процессора. Еще одним новшеством стал обмен данными между двумя SCSI устройствами без участия центрального процессора.
Все остальные расширения стандарта не являются официально утвержденными, хотя они уже давно стали едиными для большинства производителей. Ultra SCSI — разрядность 8 бит, пропускная способность 20 Мб/с (тактовая частота 20 МГц). Ultra 2 SCSI — разрядность 8 бит, пропускная способность 40 Мб/с (тактовая частота 40 МГц), Ultra 2 Wide SCSI — разрядность 16 бит, пропускная способность 80 Мб/с (тактовая частота 40 МГц). Самое последнее обновление SCSI интерфейса — это неофициальный стандарт Ultra160/m SCSI. Его приняли в 1998 году семь ведущих производителей компьютерных систем, но только сейчас первые устройства добрались до нашего рынка. Основное отличие этого интерфейса от Ultra 2 Wide SCSI — увеличение пропускной способности до 160 Мб/с.
Все версии SCSI интерфейса могут существовать в двух вариантах. Первый из них называется линейным (Single Ended) и в его шлейфе сигнальные проводники чередуются с нулевыми, которые работают как экраны (такие же шлейфы применяются в U-ATA 66 интерфейсе). Обычно линейная версия SCSI способна работать с семью устройствами на шлейфе (восьмой — сам адаптер), а максимальная длина шлейфа уменьшается от шести до полутора метров, в зависимости от тактовой частоты интерфейса. Как правило, линейный вариант SCSI используется в рабочих станциях и недорогих серверах. Второй вариант называется дифференциальным (для его обозначения часто применяют аббревиатуру LVD — Low Voltage Differential). В этом типе интерфейса в шлейфе для передачи сигналов используют витые пары и специальные приемо-передатчики. Дифференциальный SCSI интерфейс допускает максимальную длину шлейфа до 12 м (даже для Ultra 2 Wide SCSI, который работает на частоте 40 МГц). Такой тип интерфейса обычно применяется в высокопроизводительных серверах. Дифференциальные и линейные варианты SCSI имеют одинаковые разъемы и шлейфы, но несовместимы.
Ни одна SCSI цепочка устройств не может существовать без хост-адаптера. Старые адаптеры обычно устанавливались в слоты ISA, современные же рассчитаны на работу с шиной PCI. На адаптере, как правило, есть разъемы как для внутренних, так и для внешних устройств (рис. 4). В восьмибитных (их часто называют Narrow) версиях SCSI интерфейса они были 50-контактные (на некоторых старых адаптерах для связи с внешними устройствами использовались 50-контактные разъемы типа Centronics или D-SUB). Сейчас в 16-битной (Wide) версии чаще всего используются 68-контактные разъемы (на некоторых адаптерах применяются не стандартные внешние разъемы, а разъемы типа Micro Centronics). Помимо разъемов на SCSI адаптерах обычно есть микросхемы SCSI BIOS и флэш-памяти, в которой хранятся пользовательские настройки конфигурации, а также процессор, который управляет потоками данных (на самых дешевых SCSI адаптерах процессор, как правило, отсутствует).
Любая SCSI цепочка устройств начинается со специальной заглушки-терминатора, и терминатором же (уже другим) заканчивается. Терминаторы могут быть внешними, выполненными в виде небольшой платы с разъемом, и внутренними, смонтированными на SCSI устройстве (обычно эти терминаторы включаются при помощи перемычки или через SCSI BIOS, если терминатор смонтирован на адаптере). По своим электрическим свойствам терминаторы подразделяются на пассивные и активные. Первые применяются в SCSI-1 цепочках. Во всех остальных случаях используются активные терминаторы. При установке SCSI устройств надо очень внимательно следить за терминацией, так как неправильно установленные заглушки могут привести к неустойчивой работе или к полной потере работоспособности интерфейса.
Так в чем же заключаются главные достоинства SCSI? Во-первых, этот интерфейс не является только дисковым: к любому SCSI контроллеру можно подключить множество другой периферии — от сканеров до семплеров. Во-вторых, количество одновременно работающих устройств намного превышает возможности IDE интерфейса: 8 для обычного SCSI и 15 для Wide. И все эти устройства работают совершенно независимо, а в некоторых случаях вообще не нагружают центральный процессор компьютера (например, при копировании с диска на диск) — все это весьма важно при использовании интерфейса с многозадачными операционными системами. Кроме того, внешние устройства можно расположить на расстоянии до 12 метров от компьютера (в LVD версии). Ну и, в-третьих, SCSI интерфейс очень надежен — он полностью гарантирует, что ваши данные не потеряются при передаче. Среди IDE вариаций только Ultra ATA 66 может предложить нечто подобное. Но где вы видели гарантию больше двух лет на IDE жесткие диски? А для SCSI дисков нормальной является гарантия в 3-5 лет.
Недостатками SCSI интерфейса являются относительно высокая стоимость и сложность в конфигурировании. Конечно, если вам нужна независимая работа нескольких жестких дисков, хочется обмениваться данными с семплером по SMDI, да еще важна надежность и устойчивость системы, то вы затяните потуже пояс и заплатите. Но порой цены на качественные SCSI диски могут вызвать кондрашку не только у самых закоренелых скряг. Здесь невольно возникает мысль, что, может, лучше почаще запускать Disk Doctor в системе с IDE дисками?
По поводу же проблем со SCSI ходят обрастающие все новыми подробностями легенды. Сколько бы не было недостатков у IDE, у него есть огромное преимущество: если у вас есть четыре любых устройства с этим интерфейсом, вы можете подключить их к компьютеру в любых конфигурациях, и все будет работать (пускай медленно, но зато с первого раза). Со SCSI устройствами бывают такие приключения, что мало не покажется. Конечно, надо отдать должное производителям SCSI устройств: если у вас совсем новые накопители и адаптеры, то, скорее всего, система заработает с первой попытки и без проблем (см. врезку «Установка жесткого диска»). Проблемы же начинаются, когда к современному адаптеру нужно подключить старое устройство — тут существует множество тонкостей, которые знают только специалисты.
И все-таки, что же лучше использовать в музыкальных рабочих станциях — IDE или SCSI? На самом деле, ответ на этот вопрос очень прост: если вам требуется истинная многозадачность, либо вам необходимо, помимо дисков, связать компьютер с другой периферией, то лучше использовать SCSI. Во всех остальных случаях вполне разумным выбором будет Ultra ATA 66. О скоростных характеристиках жестких дисков мы сейчас не говорим — речь об этом пойдет ниже. И еще одно важное замечание: если вам нужен только один жесткий диск и один привод CD-ROM, то SCSI не даст вам никакого преимущества ни под Windows 98, ни под Windows NT, за исключением хорошей гарантии на «железки». Все преимущество SCSI интерфейса начинает проявляться только при использовании нескольких устройств.
RAID массивы
До недавнего времени про RAID массивы слышали лишь системщики, которые занимались построением сетей, и инженеры видеомонтажа. Но сейчас в продаже появились недорогие RAID контроллеры (как SCSI, так и IDE), и широкие массы пользователей получили возможность познакомиться с ними поближе.
Итак, RAID массив — это система, состоящая из специального контроллера и нескольких жестких дисков, которые воспринимаются операционной системой как один. Вся эта кухня нужна для повышения производительности дисковой подсистемы и увеличения ее надежности — ведь давно известно, что именно жесткие диски тормозят работу компьютера и являются самым ненадежным его элементом. И если в настольных мультимедиа компьютерах скорость и надежность не так уж и важны, то в серверах и рабочих станциях они выходят на передний план.
А зачем вообще улучшать производительность дисковой подсистемы в аудио приложениях, если современные жесткие диски отлично справляются с многоканальной записью звука? При записи в формате 16 бит и 44,1 кГц совершенно незачем. А вот в формате 24 или 32 бита и 96 кГц, да еще если сведение идет в 5.1, да еще параллельно музыке видеоролик прокручивается — еще как зачем… Давайте элементарно подсчитаем: лучшие современные диски позволяют вести обмен с пластинами на скорости порядка 10 Мб/с (в районе крайних цилиндров) — это позволяет записывать не более 20 стерео дорожек в формате 24 бита 96 кГц (причем далеко не во всех приложениях). Но если у вас параллельно музыке воспроизводится видеоролик, то это количество может существенно уменьшаться. Кроме того, лучше не гонять жесткие диски в режимах, близких к предельным — при этом как IDE, так и SCSI диски начинают очень сильно нагружать центральный процессор компьютера (см. раздел об испытаниях дисков). Вот и получается, что иметь более производительную дисковую подсистему не такая уж и роскошь.
Сейчас существует три основных способа построения дискового массива в RAID системе (на самом деле их больше, но все остальные являются производными от первых трех).
Первый называется RAID 0 (рис. 5) или Striping (можно перевести как «чересполосица»). Суть этого способа проста: поток данных разделяется, и чтение/запись производятся в блоки данных, которые чередуются на разных дисках. Таким образом, производительность всей системы теоретически удваивается (практически прирост производительности бывает несколько меньшим). Однако за прирост производительности приходится платить: надежность всей системы становится ниже, чем надежность одного диска, ведь при поломке одного из дисков «летит» вся система и данные безвозвратно теряются.
Второй способ называется RAID 1 (рис. 6) или Mirroring (Зеркальное отображение). Здесь поток данных направляется на один из дисков, а на второй диск записывается его точная копия. То есть происходит дублирование потока на два носителя. В результате скорость работы RAID массива остается на уровне обычного жесткого диска, а вот надежность удваивается. И если один из дисков выходит из строя, то его заменяют, и массив продолжает успешно трудиться (при замене диска в массиве уровня 1 происходит автоматическое восстановление его содержимого со второго диска).
Третий способ комбинирует первые два и называется RAID 0+1 или Striping+Mirroring. В построении такого массива участвуют четыре жестких диска: два из них работают в режиме 0 (чередующаяся запись, позволяющая добиться высокой производительности), а на оставшиеся два дублируется содержимое первой пары. Такой способ построения RAID массива позволяет получить высокую «скорострельность» при максимальной надежности.
Файловые системы
Информация на дисках записывается в различных секторах, которые расположены на концентрических дорожках (цилиндрах) пластин. Однако, работая в любой операционной системе, мы не видим ни того, ни другого, ни третьего — мы имеем дело с файлами и папками. То есть операционная система создает некую логическую структуру хранения информации, которая удобна и понятна для любого пользователя. Эта логическая структура и называется файловой системой, а процесс создания файловой системы называется формат
