So sehr es auch scheinen mag, eine CPU kann nicht direkt mit einer Festplatte kommunizieren. Dies ist bei HDDs und SSDs der Fall. Dies galt auch für Disketten, bevor diese veraltet waren. Tatsächlich gibt es zwei verschiedene Übersetzungsebenen zwischen der Festplatte und der CPU. Das Motherboard verfügt über eine Reihe von Host-Controller-Adaptern.
Diese decodieren die Signale von ihren jeweiligen Datenübertragungsbussen in ein Format, das die CPU verstehen kann. Host-Controller-Adapter codieren auch Anweisungen von der CPU für eine Festplatte. Am anderen Ende haben Sie den Festplattencontroller, der Daten von der Festplatte codiert, die über den jeweiligen Bus übertragen werden sollen, und Daten vom Bus decodiert, damit sie von der Festplatte verstanden werden.
Was macht ein Festplattencontroller?
Früher hatten Festplattencontroller die Form von Erweiterungskarten, die an das Motherboard angeschlossen werden mussten. Die Festplatte selbst müsste dann in die Erweiterungskarte gesteckt werden und nicht in einen Anschluss auf der Hauptplatine. Bei modernen Laufwerken ist der Festplattencontroller jedoch vollständig in das Laufwerkgehäuse integriert. Dies kann oft als Platine unter einer Festplatte gesehen werden.
Die Funktionalität eines Festplattencontrollers bleibt gleich. Es soll Vorgänge auf der Festplatte verwalten und Speicheralgorithmen anwenden. Beispielsweise konnten in frühen Geräten lauflängenbegrenzte Algorithmen wie der Prism-Speicheralgorithmus die Speicherdichte verdoppeln, indem Daten beim Schreiben komprimiert wurden.
Bei einer HDD wandelt der Festplattencontroller die vom Lesekopf gelesenen und vom Schreibkopf geschriebenen Signale um. Dasselbe passiert bei einer Diskette, obwohl diese separate Diskettencontroller haben. Bei SSDs steuert der Festplattencontroller auch das Zugriffstiming des eigentlichen Flash-Speichers, der seiner Natur nach nicht mechanisch ist und mit einer Uhr synchronisiert werden muss.
Die Daten vom Festplatten-Controller werden dann über den Peripheriebus zum Host-Controller-Adapter übertragen. Der Host-Controller-Adapter konvertiert dann das Signal in das Format, das vom Bus der Hauptplatine verwendet wird, damit die CPU es decodieren und das Ergebnis in den Speicher einlesen kann.
Einige Computer verfügen möglicherweise über einen weiteren Controller zwischen dem Festplattencontroller und dem Hostcontrolleradapter. Diese sind allgemein als RAID-Karten oder Disk-Array-Controller bekannt. Diese ermöglichen die Bildung eines Hardware-RAID-Arrays. In einigen Fällen kann der RAID-Controller in den Host-Controller-Adapter integriert sein.
Fazit
Ein Festplattencontroller ermöglicht Festplatten, über ihren jeweiligen Kommunikationsbus, d. h. SATA, zu kommunizieren. Das Motherboard wandelt diese Signale in ein Format um, das die CPU verstehen kann. Früher wurden Festplattencontroller als Erweiterungskarten implementiert, an die Festplatten angeschlossen wurden.
In modernen Geräten sind Festplattencontroller jedoch jetzt auf der eigentlichen Festplatte integriert, was Platz und Komplexität reduziert und die Anzahl der benötigten Erweiterungskarten reduziert. Was denkst du über das Thema? Teilen Sie Ihre Gedanken in den Kommentaren unten mit.