Per trasmettere i dati dal disco rigido al resto del sistema ci serve un collegamento fisico, e tal compito è assolto sufficientemente dall'interfaccia ATA. L'evoluzione dell'interfaccia ATA è cominciata dal PIO MODE 4 (16 Mb/s), per poi passare all'ATA 33 (UltraDma 2 - 33 Mb/s), all'ATA 66 (UltraDma 4 - 66 Mb/s) per poi terminare con l'ATA 100 (UltraDma 5 - 100 Mb/s). Maxtor ha introdotto recentemente l'ATA 133 (UltraDma 6 - 133 Mb/s), di cui potrete leggere un "Maxtor White Paper" al seguente indirizzo:
http://www.maxtor.com/en/documentation/white_papers/fast_drives_white_papers.pdf
Comunque, nonostante l'evoluzione dell'interfaccia ATA fino a 133 Mb/s, vi è un limite fisico imposto dalle specifiche del Bus PCI.
Dovete sapere che, l'interfaccia ATA invia i dati al controller del disco integrato nel Chipset della scheda madre. Successivamente, quest'ultimo trasmette i dati ricevuti al resto del sistema servendosi del Bus PCI ad una velocità massima teorica di 133 Mb/s. Normalmente tale valore scende a 120 Mb/s in condizioni normali, e l'interfaccia ATA non riesce a superare tale limitazione fisica.
Ma perchè interviene il Bus PCI nel trasferimento dati dei dischi rigidi?
In questa parte dell'articolo approffondiremo la conoscenza del Bus PCI, o più specificatamente Peripheral Component Interconnect Bus. Esso funziona a 66 Mhz, può gestire trasferimenti di 64 bit per una larghezza di banda complessiva di 528 Mb/s, ed è un Bus sincrono. Ciò significa che tutte le transazioni effettuate sul Bus PCI avvengono tra un MASTER chiamato "Initiatore", e uno SLAVE chiamato "target". Possiamo descrivere con un esempio il funzionamento del Bus PCI in relazione ad uno MASTER ed uno SLAVE. Nel primo ciclo di clock il "dispositivo" MASTER mette nel Bus PCI l'indirizzo dei dati richiesti; Nel secondo ciclo di clock il MASTER toglie l'indirizzo, e libera per lo SLAVE. Nel terzo ciclo di clock il "dispositivo" SLAVE invia al MASTER i dati richiesti mettendoli sul Bus PCI. Se per qualche motivo, lo SLAVE tarda ad inviare i dati (quindi un tempo superiore al terzo ciclo di clock), si inseriscono dei fastidiosi tempi di attesa.
L'INTERFACCIA SERIAL ATA: IL NUOVO STANDARD.
Ormai, l'interfaccia Ultra-ATA ha raggiunto i suoi limiti, e nel corso di questi due ultimi decenni ha subito numerosi miglioramenti giungendo all'ultima revisione con l'ULTRA ATA 133 utilizzata esclusivamente dai dischi MAXTOR.
Recentemente ha preso piede una nuova tecnologia, che ben presto diventerà lo standard di collegamento dei dischi rigidi: lo standard Serial o più semplicemente SATA. L'architettura Serial ATA prevede un affidabilità maggiore rispetto all'ATA garantita da un controllo di ridondanza ciclica (CRC) dei dati e dei comandi. Ricordo, per chi non lo sapesse, che nello standard ATA il controllo di ridondanza ciclica avviene soltanto sui dati. Tutti i cavi da 40 e 80 contatti (pin) che siamo abituati a vedere saranno sostituiti da dei cavi sottili, che miglioreranno la circolazione del flusso d'aria all'interno del Cabinet, e potranno disporre di un estensione maggiore di quella attuale, così, finalmente potremmo utilizzare anche dei case megalitici!.
L'attuale velocità max di trasmissione del SATA è di circa 150 Mb/s, che con il SATA II aumenterà fino a 300 Mb/s e con il SATA III raggiungerà i 600 Mb/s.
L'utilizzo dei dischi SATA richiede un cavo di collegamento seriale, e un adattatore di alimentazione (v.figure 15,16). Alcuni hard disk posseggono sia il connettore molex che il connettore seriale di alimentazione.
FIGURA 15.
(L'adattatore di alimentazione SATA e il cavo SATA).
FIGURA 16.
(Gli estremi di un cavo SATA).
Infine, caratteristica importante da non sottovalutare dei dischi SATA è il collegamento a caldo al sistema, questo significa che in ogni momento si potrà aggiungere un disco fisso al PC (non sempre questa opzione è disponibile); Tale soluzione finora è stata adottata solo nei sistemi server e con tecnologie costose, e ora, finalmente, è disponibile per tutti.
I produttori di motherboard stanno implementando il nuovo standard anche in soluzione RAID (v. figura 17).
FIGURA 17.
(Il Chipset Promise PDC20376 si occupa della gestione di due canali Serial ATA ,e gestisce il livello RAID 0 e 1).
Rapidamente possiamo elencare nella tabella seguente le innovazioni introdotte dal nuovo standard SATA.
Tabella della tecnologia SATA.
300 Mb/s con il SATA II
600 Mb/s con il SATA III
Forse è ancora troppo presto per ottenere dei buoni risultati dai dischi Serial ATA, ma sicuramente il nuovo standard sarà sicuramente il degno successore del'ATA, a meno di nuove soluzioni di memoria di massa secondaria.
SVILUPPI FUTURI.
Per aumentare la capacita di memorizzazione dei dischi rigidi sono state sviluppate nuove tecnologie di realizzazione dei piatti, del supporto di memorizzazione, e delle testine di lettura, e scrittura. Di seguito parleremo di disk texturing e catene magnetiche di atomi.
Disk texturing.
La superficie del disco è divisa in due zone: l'area ad alta planarità, e l'area dei rilievi. Le zone in rilievo sono utilizzate per l'atterraggio delle testine in posizione di riposo, e vengono prodotte con un laser a bassa potenza. Le altre zone, o superfici ad alta planarità permettono la memorizzazione dei dati.
FIGURA 18.
(la parte chiara rappresenta la superficie di memorizzazione dati, mentre le parti in rilievo sono utilizzate come zone di atterraggio delle testine nella posizione a riposo).
Catene magnetiche di atomi.
Grazie alla collaborazione internazionale tra il Consiglio Nazionale delle Ricerche (C.N.R.), il Politecnico di Losanna, il centro di Ricerca di Juelich e Max Planck di Stoccarda, si è riusciti a riprodurre una catena magnetica della larghezza di un solo atomo, disposta su una superficie microscopica (Carlo Carbone). Ciò significa che in futuro si potranno costruire dei supporti di memorizzazione ad alta capacità, moltiplicando così la 'potenza' dei nostri computer.
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