そう思われるかもしれませんが、CPU は実際にはハード ドライブと直接通信することはできません。 これは、HDD と SSD の場合です。 時代遅れになる前のフロッピー ディスクも同様でした。 実際、ハード ドライブと CPU の間には 2 つの異なる変換レイヤーがあります。 マザーボードには、一連のホスト コントローラ アダプタが搭載されています。
これらは、それぞれのデータ転送バスからの信号を、CPU が理解できる形式にデコードします。 ホスト コントローラ アダプタは、ハード ドライブ用に CPU からの命令もエンコードします。 もう一方の端には、ハード ドライブからのデータをエンコードしてそれぞれのバス経由で送信し、バスからのデータをデコードしてハード ドライブが理解できるようにするハード ディスク コントローラーがあります。
ハードディスクコントローラーは何をしますか?
歴史的に、ハードディスク コントローラは、マザーボードに差し込む必要のある拡張カードの形をとっていました。 ハードディスク自体は、マザーボードのコネクタではなく、拡張カードに接続する必要があります。 ただし、最新のドライブでは、ハード ディスク コントローラーがドライブ シャーシに完全に統合されています。 これは、多くの場合、ハード ドライブの下にある回路基板と見なすことができます。
ハードディスク コントローラの機能は変わりません。 ディスク上の操作を管理することを目的としており、ストレージ アルゴリズムを適用できます。 たとえば、初期のデバイスでは、Prism ストレージ アルゴリズムなどのランレングスが制限されたアルゴリズムは、書き込まれたデータを圧縮することでストレージ密度を 2 倍にすることができました。
HDD では、ハードディスク コントローラは、読み取りヘッドによって読み取られた信号と書き込みヘッドによって書き込まれた信号を変換します。 フロッピー ディスクでも同じことが起こりますが、これらには別のフロッピー ディスク コントローラがあります。 SSD では、ハード ディスク コントローラーは、実際のフラッシュ メモリのアクセス タイミングも制御しますが、これは本質的に非機械的であり、クロックと同期する必要があります。
ハードディスク コントローラからのデータは、周辺バスを介してホスト コントローラ アダプタに送信されます。 次に、ホスト コントローラー アダプターは信号をマザーボードのバスで使用される形式に変換し、CPU が信号をデコードして結果をメモリに読み取ることができるようにします。
一部のコンピュータには、ハード ディスク コントローラとホスト コントローラ アダプタの間に別のコントローラが搭載されている場合があります。 これらは、一般に RAID カードまたはディスク アレイ コントローラとして知られています。 これらにより、ハードウェア RAID アレイを形成できます。 場合によっては、RAID コントローラがホスト コントローラ アダプタに組み込まれていることがあります。
結論
ハードディスク コントローラは、ハード ドライブがそれぞれの通信バス、つまり SATA を介して通信できるようにします。 マザーボードは、これらの信号を CPU が理解できる形式に変換します。 従来、ハードディスク コントローラは、ハード ドライブが接続された拡張カードとして実装されていました。
しかし、最近のデバイスでは、ハードディスク コントローラが実際のハード ドライブに統合されているため、スペースと複雑さが軽減され、必要な拡張カードの数が削減されています。 この件についてどう思いますか。 以下のコメントであなたの考えを共有してください。