Tipi di Hard Disk 3/3

Small Computer System Interface (SCSI)

I primi SCSI risalgono agli anni '80 e presentavano sostanziosi problemi di standardizzazione; da SCSI-2 a SCSI-3, questi problemi vengono ridimensionati, potendo riconoscere un sempre maggior numero di dispositivi. Il vantaggio dei dispositivi SCSI è che possono lavorare con qualsiasi ambiente, sia esso Machintosh o PC, grazie all'ausilio di un adattatore host che funge da tramite tra il componente e la scheda madre.

SCSI assimetrico e differenziale

SCSI-1 aveva un sistema SE (Single Ended) detto assimetrico o a segnalazione non bilanciata: una coppia riceve i dati, l'altra la trasmette. SCSI-2 aveva invece un sistema HVD (High Voltage Differential), ovvero differenziale o a segnalazione bilanciata, dove una coppia di cavi trasportava il segnale, mentre l'altra si occupava del suo opposto logico. Con SCSI-3 il sistema diventa LVD (Low Voltage Differential), sia nelle versioni Ultra che Ultra2 e successive. Il basso voltaggio è una garanzia contro i danneggiamenti dei dispositivi che condividono uno stesso cablaggio.

Essendo SCSI un BUS, è ripartito in dispositivi multipli, ognuno col suo ID SCSI, che nel SCSI-1 andavano da 0 a 7 e dal SCSI-3 da 0 a 31. Va da sé che ogni ID si imposta tramite ponticello o interruttore, ma in certi casi anche tramite software.

Ultra SCSI

Sono ormai oltre una dozzina gli standard SCSI-3; citiamo in particolare il FireWire (principale rivale del USB), il Fibre Channel, il DAT (Digital Audio Tapes), ed i Server. Ci occupiamo in questo caso dell'Ultra SCSI, in quanto riguarda gli hard disk:

Mark Minasi, Manutenzione e Aggiornamento del PC, Hoepli, 2004

Nome ufficiale	Nome comune	Velocità (MHz)	Larghezza (bit)	Rendimento (MBps)
Fast-20	Ultra SCSI, SPI	20	8	20
Fast-20/Wide	Ultra Wide, SPI Wide	20	16	40
Fast-40	Ultra 2, SPI-2	40	8	40
Fast-40/Wide	Ultra 2 Wide, SPI-2 Wide	40	16	80
Fast-80DT	Ultra 3, Ultra 160, Ultra 160+, SPI-3	40	16	160
Fast-160DT	Ultra 4, Ultra 320, SPI-4	80	16	320

Per Fast si intende la velocità in MHz del Bus; la larghezza indica il numero di bit che vengono inviati simultaneamente ad ogni clock. Il rendimento indica nel complesso i MByte al secondo.

Sono sempre di più i computer che hanno un supporto SCSI nella scheda madre, altri hanno un adattatore SCSI per Bus PCI, ma ne esistono per ogni tipo di Bus, compreso l'ISA. Se si vuole acquistare un buon adattatore, la Adaptec è la marca più affidabile. I moderni adattatori utilizzano il Bus Mastering; (cfr. Manutenzione e Diagnostica del PC) alcuni hanno una RAM di chace; è possibile aggiungendo un canale I/O (cfr. ibidem) supportare fino a 30 dispositivi. I dispositivi SCSI sono dei "gioiellini". Infatti sono piuttosto cari.

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I dispositivi ATA

Si sono susseguiti nel tempo diversi standard a partire dal vecchio IDE. Dal 1988 fino al nuovo millennio ci sono stati otto nuovi standard ATA, dall'1 al 7 per giungere al ATA Seriale (Serial ATA) che utilizza un collegamento seriale al controllore della scheda madre, analogo alla USB e al FireWire. Dal ATA-1 al 7 sono tutti compatibili tra loro: un controller ATA-1 può lavorare con un ATA-4 (UATA) ma ovviamente non andrà al massimo delle sue potenzialità. Senza contare che a partire dal UATA l'hard disk può avvalersi del DMA o di modalità di PIO; cfr. Manutenzione e Diagnostica del PC. Ma se il controller ha uno standard più vecchio non potrà utilizzarli. Va bene la filosofia Plug & Play, ma se non si vogliono buttare i propri soldi, meglio informarsi bene sulle prestazioni della scheda madre prima di acquistare un nuovo hard disk.

Sommario degli standard ATA (Mark Minasi, Manutenzione e Aggiornamento del PC, Hoepli, 2004)

IDE «Termine generico ... si riferisce sia ai tipi di IDE dei modelli ATA (EIDE compreso) sia al vecchio IDE MCA e IDEXT ... obsoleti da molto tempo».

da ATA-1 fino a ATA-7 «Tecnologia IDE standard che usa il connettore a 40 pin ed il cavo a nastro».

EIDE «Termine generico ... si riferisce a qualunque standard IDE a 40 pin ... da ATA-2 a ATA-7».

Serial ATA «Leggermente più veloce e molto più conveniente da installare.

FAQ dei problemi di installazione

1. Ponticelli e connettori sono collegati correttamente?

Bisogna sempre partire dall'ipotesi più banale, consultare il manuale o il sito produttore male non fa.

2. Caricando il sistema, nel video viene menzionato il nuovo dispositivo?

Se la risposta è "no" conviene resettare e andare nel setup del BIOS, solitamente si preme F1, altrimenti comparirà comunque una indicazione nello schermo. A questo punto controllare che il canale EIDE primario o secondario sia abilitato e la posizione del dispositivo deve essere regolata su "auto".

3. EIDE e posizione sono a posto ma il nuovo dispositivo non viene riconosciuto?

Controllare se il BIOS è provvisto di un programma di rivelazione ed eseguirlo.

4. Niente da fare, tutti i passi precedenti si sono rivelati fallimentari, che si fa?

A questo punto si deve aprire il computer, controllare che i cavi siano ben inseriti con la striscia rossa corrispondente al pin1, i connettori di alimentazione, e le regolazioni del ponticello come da manuale. Se ancora non succede niente si prova il dispositivo in un altro PC.

A questo punto se falliscono tutti i tentativi è chiaro che il dispositivo è difettoso, per tanto dovrà essere sostituito.

Tipi di Hard Disk 1/3

Com'è fatto e come funziona un disco rigido

Il principio di funzionamento è molto semplice, dal momento che al loro interno sono dotati di piatti magnetici con cariche positive e negative. Le transizioni tra una zona positiva e una negativa sono lette come bit di valore 1, tutte le altre sono bit di valore 0. Questi piatti sono rivestiti di una polvere di ferro ed impilati in un albero che li mette in moto; delle testine collegate ad un braccio azionatore hanno il compito di leggere le tracce magnetiche di ogni piatto ad entrambi i lati. I dati raccolti verranno trasmessi alla CPU attraverso l'interfaccia, che può essere EIDE, ATA, Ultra ATA, USB, FireWire; cfr. Interfacce e Controllori.

Tracce

Le testine, che sono una per ogni faccia del piatto (quindi il doppio di essi) compileranno o leggeranno le varie tracce del piatto, che sono degli anelli concentrici numerati da 0 fino a oltre 16000; la numerazione va dall'esterno verso il centro.

Cilindri
Dal momento che le testine sono montate sullo stesso braccio, si definisce cilindro l'insieme di tutte le tracce accessibili a una data posizione del braccio.SettoriCome fette di torta i settori sono i segmenti con cui è divisa ogni traccia. La modalità con cui le varie tracce vengono divise in settori, ottimizzandone numero e "densità" viene detta ZBR (Zone Bit Recording) con relativo algoritmo.A questo punto entra in gioco la geometria logica dell'hard disk che permette di di aumentarne le capacità sfruttando al meglio ZBR; il controllore del disco farà da "interprete" tra la struttura e questa rappresentazione fittizia del disco, che passa al BIOS. Non ho la più pallida idea di come faccia... ma il BIOS ci casca sempre! Questo metodo di traduzione varia da interfaccia ad interfaccia.

Prestazioni del disco

Sia i piatti del disco che le testine sono mobili, così sono caratteristiche importanti i suoi tempi nell'accedere alle informazioni. Si chiama "tempo di ricerca" quello impiegato dalla testina per posizionarsi su di una traccia; mentre il "tempo di latenza" è quello che impiega il settore richiesto a raggiungere la testina. La velocità di rotazione dei piatti, il modo in cui i dati sono raccolti e la loro densità determinano anche la "velocità di trasferimento" dei dati.

ECC (Error Correction Code)

Così come il DNA si avvale di sostanze dette "correttori di bozze". L'ECC svolge un compito analogo nell'hard disk; ogni settore mette a disposizione 200 bit di memoria per conservare una copia delle informazioni ridondanti attraverso il controllore, grazie a questa doppia copia, avvalendosi dell'algoritmo Reed Solomon è possibile verificare e correggere gli errori.Per ottimizzare le prestazioni dell'hard disk ch'è sei volte più lento della RAM (figuriamoci rispetto al processore) si può avvalere di cashe (chiamate anche buffer) in genere di qualche MB, del DMA e del PIO; cfr. Manutenzione de Diagnostica del PC.

Tipi di RAM

L'installazione di una RAM è cosa assai facile e nota, il problema consiste semmai nel divertimento che certi produttori hanno nel complicare le cose rendendo difficile l'accesso agli slot. Per capire il tipo di RAM e la sua capacità di memoria, che deve essere inserita nel PC è importante conoscere le potenzialità e i limiti del chipset della scheda madre. In generale ogni tipo di modifica si voglia fare all'hardware è condizionata dal chipset integrato nella scheda.

DRAM (Dynamic RAM)

Per un chipset a 3GHz sono necessari componenti molto veloci, come nel caso del Pentium 4, a cui si adatta molto bene la DRAM. Per ogni bit associa un transistor ed un condensatore, perde i dati abbastanza velocemente (dynamic) necessitando frequenti refresh, ovvero occorre "aggiornarla" più volte mentre lavora. D'altronde è proprio grazie a queste "amnesie" che una RAM permette la modifica dei documenti che apriamo, ci fa giocare, ritoccare foto, eccetera. Essa è una lavagna a tutti gli effetti, solo che il suo "cancellino" (il refresh) quando passa sulla sua superficie ne aggiorna il contenuto.

SDRAM

La RAM orgnizza la memoria in una serie di indirizzi di riga e di colonna, come in un file excelle. La ricerca dei dati da parte della CPU avviene in un tempo determinato da questa organizzazione; la SDRAM ha un contatore burst integrato che incrementa gli indirizzi di colonna e rende più veloce la ricerca, infatti RAM e CPU sono sincronizzate allo stesso segnale di clock.

DDR SDRAM

Non è una RAM fabbricata dai sovietici della ex DDR; tale sigla sta per "Double Data Rate", ovvero utilizza sia il fronte ascendente che quello discendente dei clock. Si era detto che il clock "batte il tempo" dei cicli di lavoro dei componenti, soprattutto della CPU; i cicli si misurano in Hertz, che non a caso sono l'unità di misura delle onde. La corrente è alternata, ovvero alterna voltaggi positivi e negativi di energia, quindi essendo il clock un impulso elettrico avrà un fronte ascendente e discendente; la DDR SDRAM quindi raddoppia le prestazioni, questo sempre per venire in contro ai moderni chipset e processori, sempre più veloci.

SLDRAM

Quando abbiamo parlato delle pipe-line (catene di montaggio dei processori) si è riflettuto sul fatto che la velocità può essere incrementata con una migliore organizzazione dei lavori. SLD sta per "Synchronous Link DRAM"; Ram e CPU lavorano in sincrono come server e client, utilizzando procedure di scambio dei dati più efficaci.