Как бы это ни казалось, процессор не может напрямую взаимодействовать с жестким диском. Это касается жестких дисков и твердотельных накопителей. То же самое было и с гибкими дисками до того, как они устарели. На самом деле между жестким диском и ЦП существует два разных уровня трансляции. Материнская плата оснащена набором адаптеров хост-контроллера.
Они декодируют сигналы от соответствующих шин передачи данных в формат, понятный ЦП. Адаптеры хост-контроллера также кодируют инструкции ЦП для жесткого диска. С другой стороны, у вас есть контроллер жесткого диска, который кодирует данные с жесткого диска для передачи по соответствующей шине и декодирует данные с шины для понимания жестким диском.
Что делает контроллер жесткого диска?
Исторически сложилось так, что контроллеры жестких дисков представляли собой карты расширения, которые необходимо было вставлять в материнскую плату. Тогда сам жесткий диск необходимо будет подключить к плате расширения, а не к разъему на материнской плате. Однако современные приводы имеют контроллер жесткого диска, полностью интегрированный в корпус накопителя. Это часто можно увидеть как печатную плату под жестким диском.
Функциональность контроллера жесткого диска остается прежней. Он предназначен для управления операциями на диске и может применять алгоритмы хранения. Например, в ранних устройствах алгоритмы с ограниченной длиной цикла, такие как алгоритм хранения Prism, могли удвоить плотность хранения за счет сжатия данных по мере их записи.
В жестком диске контроллер жесткого диска преобразует сигналы, считываемые головкой чтения, и записываемые головкой записи. То же самое происходит и с гибкими дисками, хотя они имеют отдельные контроллеры гибких дисков. В твердотельных накопителях контроллер жесткого диска также контролирует время доступа к фактической флэш-памяти, которая по своей природе немеханическая и должна быть синхронизирована с часами.
Затем данные с контроллера жесткого диска передаются по периферийной шине на адаптер хост-контроллера. Затем адаптер хост-контроллера преобразует сигнал в формат, используемый шиной материнской платы, чтобы ЦП мог декодировать его и считывать результат в память.
Некоторые компьютеры могут иметь другой контроллер между контроллером жесткого диска и адаптером хост-контроллера. Они широко известны как карты RAID или контроллеры дисковых массивов. Они позволяют формировать аппаратный RAID-массив. В некоторых случаях контроллер RAID может быть интегрирован в адаптер хост-контроллера.
Вывод
Контроллер жесткого диска позволяет жестким дискам обмениваться данными через соответствующую коммуникационную шину, т. е. SATA. Материнская плата преобразует эти сигналы в формат, понятный процессору. Исторически контроллеры жестких дисков были реализованы в виде карт расширения, к которым подключались жесткие диски.
Однако в современных устройствах контроллеры жестких дисков теперь интегрированы в реальный жесткий диск, что уменьшает пространство и сложность, а также сокращает количество необходимых карт расширения. Что вы думаете по этому поводу? Поделитесь своими мыслями в комментариях ниже.