Масиви RAID. Поняття та види
RAID (англ. redundant array of independent disks - надлишковий масив незалежних жорстких дисків) - масив з декількох дисків, керованих контролером, взаємопов'язаних швидкісними каналами і сприймаються зовнішньою системою як єдине ціле. Залежно від типу використовуваного масиву може забезпечувати різні ступені відмовостійкості і швидкодії. Служить для підвищення надійності зберігання даних і / або для підвищення швидкості читання / запису інформації
RAID 0-Дисковий масив без надлишкового зберігання даних. Інформація розбивається на блоки, які одночасно записуються на окремі диски, що забезпечує підвищення продуктивності. Такий спосіб зберігання інформації ненадійний, оскільки поломка одного диска призводить до втрати усієї інформації.
Переваги: найвища продуктивність в додатках, що вимагають інтенсивної обробки запитів введення/виводу і даних великого об'єму; простота реалізації; низька вартість; максимальна ефективність використання дискового простору - 100%.
Недолік: відмова одного диска спричиняє за собою втрату усіх даних масиву.
RAID 1- Дисковий масив із зеркалированием (Mirroring & Duplexing)
Дисковий масив з дублюванням інформації (зеркалированием даних). У простому випадку два накопичувачі містять однакову інформацію і є одним логічним диском. При виході з ладу одного диска його функції виконує інший. Для реалізації масиву вимагається не менше двох вінчестерів.
Переваги: простота реалізації; простота відновлення масиву у разі відмови.
Недоліки: висока вартість - 100-процентна надмірність; невисока швидкість передачі даних.
RAID 3Схема резервування даних з використанням коду Хэмминга (Hamming code) для корекції помилок. Потік даних розбивається на слова - причому розмір слова відповідає кількості дисків для запису даних. Для кожного слова обчислюється код корекції помилок, який записується на диски, виділені для зберігання контрольної інформації. Їх число дорівнює кількості біт в слові контрольної суми. Якщо слово складається з чотирьох біт, то під контрольну інформацію відводиться три диски. RAID 2 - один з небагатьох рівнів, що дозволяють виявляти подвійні помилки і виправляти "на льоту" поодинокі. При цьому він є самим надлишковим серед усіх рівнів з контролем парності. Ця схема зберігання даних не отримала комерційного застосування, оскільки погано справляється з великою кількістю запитів.
Переваги: досить проста реалізація; корекція помилок "на льоту"; дуже висока швидкість передачі даних; при збільшенні кількості дисків накладні витрати зменшуються.
Недоліки: низька швидкість обробки запитів; висока вартість; велика надмірність.
49. Охарактеризуйте сучасні інтерфейси для підключення накопичувачів
SATA (Serial ATA) — послідовний інтерфейс обміну даними з накопичувачами інформації (як правило, з жорсткими дисками). SATA є розвитком інтерфейсу ATA, який після появи SATA був перейменований в PATA (Parallel ATA).
Ø SATA/150 - На початку стандарт SATA передбачав роботу шини на частоті 1,5 ГГц, що забезпечує пропускну здатність приблизно в 1,2 Гбіт/с (150 МБ/с). Пропускна здатність SATA/150 незначно вище пропускної здатності шини Ultra ATA. Головною перевагою SATA перед PATA є використання послідовної шини замість паралельної. Попри те, що послідовний спосіб обміну принципово повільніше паралельного, у цьому випадку це компенсується можливістю роботи на більш високих частотах за рахунок більшої перешкодостійкості кабелю.
Ø SATA/300 - Стандарт SATA/300 працює на частоті 3 ГГЦ, забезпечує пропускну здатність до 2,4 Гбіт/c (300 МБ/с). Досить часто стандарт SATA/300 називаютьSATA ІІ. Теоретично SATA/150 й SATA/300 пристрої повинні бути сумісні за рахунок підтримки узгодження швидкостей
Ø SATA 3.0, здатний передавати дані на швидкості до 6 Гбіт/с, удвічі вище в порівнянні з SATA 2. Новий стандарт сумісний з існуючими версіями SATA, але разом з цим зручніший роз'єм для підключення компактних 1,8-дюймових дисків і SSD. Покращена передача мультимедійних файлів.
Істотних змін в інтерфейсі нема — максимальна довжина кабелю становить 1 метр, причому роз'єми будуть сумісні з ранніми версіями SATA. Проте крім збільшення швидкісних показників також реалізована підтримка додаткового набору команд, які призначені для підвищення ефективності при передачі відео потоку. Підвищення швидкісних показників інтерфейсу передачі даних приведе до підвищення споживаної потужності, але з іншого боку, це приведе до прискореного переходу на нові технології виготовлення управляючих мікросхем.
50. Архітектура PCI Express
Суть технології PCI Express полягає в заміні паралельної шини з її різноманіттям задаючих і підконтрольних пристроїв високошвидкісними двоточковими послідовними з'єднаннями. Це рішення знаменує собою остаточний відхід від шинної топології, реалізованої в шинах ISA / EISA / PCI, і перехід на топологію локальних мереж (особливо комутованих мереж Ethernet).
Основна ідея така: по суті, ПК - це набір мікросхем процесора, пам'яті і пристроїв введення-виведення, які необхідно з'єднати між собою. З урахуванням цієї обставини PCI Express виконує роль універсального комутатора, що з'єднує мікросхеми по послідовним каналам.
Шини PCI та PCI-X
PCI (Peripheral component interconnect) — шина вводу/виводу для підключення периферійних пристроїв до материнської плати комп'ютера.
Стандарт на шину PCI визначає:
· фізичні параметри (наприклад, роз'єми і розведення сигнальних ліній);
· електричні параметри (наприклад, напруги);
· логічну модель (наприклад, типи циклів шини, адресацію на шині);
Специфікація шини PCI
частота шини — 33,33 МГц або 66,66 МГц, передача синхронна;
разрядність шини — 32 або 64 біт, шина мультиплексована (адреси і дані передаються по спільній шині);
пікова пропускна здатність для 32-розрядного варіанту, що працює на частоті 33,33 МГц — 133 Мб за секунду;
адресний простір пам'яті — 32 біт (4 байти);
адресний простір портів вводу-виводу — 32 біт (4 байти);
конфігураційний адресний простір (для однієї функції) 256 байтів;
напруга 3,3 або 5 вольт.
PCI 2.3 визначає тактову частоту шини 66МГц, а пропускну здатність 264 Мбайт/с, живлення - 3.3 В.
Конфігурування пристроїв PCI
BUS mastering - це режим, в якому пристрій може самостійно без участі ЦП керувати шиною.
Конфігурація PCI відбувається автоматично більшість її параметрів можна перегладати та редагувати в BIOS.
На етапі завантаження ОС BIOS дослуджує пристрої, що встановлені в слоти розширенння, визначає їх тип, конфігурацію
та номер слота розміщення. Після зчитування цієї інформації BIOS назначає кожній платі свій дескриптор (логічне імя).
Далі BIOS порівнює отриману інформацію з базовою конфігурацією системи, що дозволяє вчасно передбачити конфлікти
та перерозподілити ресурси.
Шини PCI – X це шини PCI після версії 2.3 з вказанням робочої частоти (PCI – X 33, PCI – X 66).
Стандарт PCI – X 2.0: Підтримка коду виправлення помилок та підтримка тактової частоти 266 МГц, пропускної здатності – 2.12 Гб/с. Зявляється нова частота 533Гц, ПЗ 4.24 Гб/с.