Интерфейсы устройств хранения данных и RAID

Для подключения внутренних HDD, SSD и приводов оптических дисков к материнской плате зачастую используется последовательный интерфейс (SATA). Накопители SATA подключаются к материнской плате через 7-контактный разъем SATA.

На одном конце такого кабеля имеется разъем с ключом для подключения к накопителю или приводу, а на другом — разъем с ключом для подключения к контроллеру. На рис. 1 показан кабель SATA.

Существует 3 основные версии интерфейса SATA: SATA 1, SATA 2 и SATA 3. Кабели и разъемы для них одинаковые, однако скорости передачи данных различаются. Максимальная скорость передачи данных через интерфейс SATA 1 составляет 1,5 Гбит/с, а через интерфейс SATA 2 — до 3 Гбит/с. Интерфейс SATA 3 обеспечивает наибольшую скорость передачи данных, которая может составлять до 6 Гбит/с.

Примечание. К устаревшим способам подключения внешних приводов относятся интерфейс с интегрированной электроникой управления диском (IDE), усовершенствованный интерфейс с интегрированной электроникой управления диском (EIDE) и параллельный интерфейс ATA (PATA).

К компьютеру также можно подключать внешние устройства хранения данных. На рис. 2 показан переносной жесткий диск, подключенный к ноутбуку с помощью кабеля USB. USB является наиболее распространенным интерфейсом для подключения внешних устройств. Также для подключения внешних устройств хранения данных используется интерфейс External SATA (eSATA). Кабели и разъемы eSATA отличаются от кабелей и разъемов SATA.

Широкую популярность за высокую скорость передачи данных завоевали интерфейсы USB 3.0 и USB 3.1 с разъемами синего цвета. Накопители USB поддерживают возможность горячей замены, т. е. для подключения или извлечения такого устройства не нужно перезагружать компьютер. К одному порту USB компьютера посредством концентраторов USB можно теоретически подключить до 127 отдельных устройств. Концентратор USB используется для подключения нескольких устройств USB. Наконец, многие устройства могут получать питание через порт USB, что устраняет необходимость во внешнем источнике питания.

Существует несколько типов разъемов USB. На рис. 3 представлены наиболее распространенный разъем USB типа A, а также три других часто используемых разъема USB. На рис. 4 представлен новейший разъем USB-C (или разъем USB типа C).

В таблице на рис. 5 представлены способы подключения внешних устройств хранения данных. На рис. 6 показана диаграмма для сравнения производительности различных интерфейсов.

Устройства хранения данных также можно объединить в группу для создания хранилища большого объема, обеспечивающего избыточность. Для этого используется технология избыточного массива независимых дисков (RAID). RAID — это возможность хранить данные в системе из нескольких жестких дисков, что позволяет повысить производительность компьютера. Операционная система распознает RAID как один диск.

Приведенные ниже термины описывают, как RAID хранит данные на различных дисках:

Четность — выявление ошибок данных.
Чередование данных (запись страйпами) — запись данных на нескольких дисках.
Зеркалирование — хранение копий данных на втором диске.

Существует несколько уровней RAID. На рис. 7 показано сравнение различных уровней RAID.