Historique disque dur
Controleurs et interface
Historique

L'histoire du disque dur III

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Après avoir décrit l'organisation des données en secteurs nous passons maintenant aux controlleurs et aux interfaces.


Le moteur pas-à-pas pour déplacer la tête vers la piste voulue.
C'est un des premiers disques durs à controleur intégré.

Les premiers ordinateurs de bureau avec disque dur avaient un controleur séparé (RLL ou MFM). Le controleur effectue les opérations de base du disque dur comme déplacer les têtes et lire un secteur. Il s'agit d'opérations physiques élémentaires. Le controleur est adapté au disque dur (ils étaient vendus ensemble). S'ils sont en deux parties, c'est parce que l'électronique n'était pas encore suffisamment miniaturisée.

L'interface (IDE et puis SATA) est un interface logique: on ne travaille plus au niveau de secteurs (positionnement et puis lecture), mais on donnes des instructions générales: "lisez les blocs 8 à 16". C'est le système de fichiers (FAT, NTFS) qui transforme une opération sur un fichier en opérations pour l'interface.

Controleur intégré

Alors que les premiers disques durs (même pour ordinateurs domestiques) avaient un controleur séparé, on est rapidement passé au controleur intégré qui augmenten fortement la fiabilité du système. L'interface est standardisé IDE. Le disque à droite est un des premiers modèles avec interface intégré, car il utilise encore un moteur pas-à-pas pour déplacer les têtes vers la bonne piste. La tête est montée sur un arbre compensé thermiquement.

La tête de lecture (photo suivante) fait 1 mm et appuie contre le disque dur au repos. La partie active de la tête est la partie sur le coté (on ne voit qu'un petit bobinage et un entrefer). Quand le disque tourne, la tête se soulève à cause du courant d'air. La tête et surtout le revètement magnétique s'useraient très vite si la tête frotte contre la couche magnétique car le disque tourne à 5400 tours/minute. Actuellement les disques tournent à 7200 tours et les modèles super-rapide à 15000 tours.

Maintenant les têtes sont bien plus petites et plus complexes. On utilise une tête d'écriture et de lecture séparée (la lecture se faisant avec une tête magnéto-résistive).

Avant que l'ordinateur est mis hors tension, il faut donner une instruction pour diriger les têtes vers la zone d'atterissage (PARK). Cette zone au centre ne contient pas de données et l'usure de la couche magnétique n'a pas d'influence. Cette instruction de parking est obligatoire, car contrairement aux disques plus récents, le bras avec les têtes ne peut pas se placer automatiquement en zone d'atterrissage lors d'une coupure de courant.


Un ancien ordinateur avec carte multi I/O et carte VGA

Interfaces: IDE et SATA

L'ordinateur lui-même a également évolué. A l'origine, il n'y avait qu'un processeur, des modules de mémoire, un BIOS pour démarrer, un controlleur de clavier et un controleur d'accès sur la carte-mère. Il n'y avait en fait qu'une seule connection sur la carte-mère: une connection pour un clavier (au format DIN-5).

L'ordinateur était équipé des cartes voulues: une carte graphique monochrome ou couleur (hercules ou vga), une carte de communication (sériel et parallèle) et une carte d'interface pour le disque dur et les stations de disquettes. Même l'horloge (RTC: real time clock) se trouvait sur une carte supplémentaire et non sur la carte-mère!

La carte “multi IO” combinait plusieurs fonctions: imprimante et modem (port parallèle et sériel) et les connecteurs vers l'unité de disquettes et de disque dur. Plus tard, toutes ces fonctions seront effectuées sur la carte-mère même.


Intrface IDE-SATA


Il est possible de brancher deux disque sur un interface IDE.

Les disques durs ne sont plus fabriqués qu'avec un interface SATA, qui est une communication plus rapide que l'ancien interface IDE (appellé par analogie PATA): 150MB/sec au lieu de 100MB/sec. SATA II monte à 300MB/sec et SATA III à 600MB/sec. Ces vitesses élevées sont nécessaire car les données sont stockées de manière de plus en plus compressées sur le disque dur. Les têtes lisent donc plus de données par seconde, sans que la vitesse de rotation ne doive être augmentée. Les disques solid state ont une vitesse de transfer très élevée et bénéficient également d'une connection SATA II ou III.

Un ancien ordinateur qui ne dispose que de connections IDE peut fonctionner avec un disque moderne grace à un interface IDE/SATA (photo à droite).

Au point de vue de la programmation, il y a très peu de différence: il s'agit surtout d'une différence physique.

Une des caractéristiques de l'interface IDE est la possibilité de brancher deux appareils sur un cable. Un des appareils est le MASTER, le second SLAVE. Ce n'est pas le cas avec l'interface SATA.

L'interface IDE ne permet qu'une communication à la fois. La copie de données d'un disque dur vers le second n'est pas très rapide quand les deux appareils sont branchés sur le même cable. Il vaut mieux brancher les deux disques durs sur un cable séparé et de brancher un lecteur de DVD comme slave sur le second cable (avec le second disque dur qui est généralement moins sollicité).

Cela n'est évidemment plus possible (ni nécessaire) avec l'interface SATA. CS (Cable Select) permettait de déterminer l'ordre MASTER ou SLAVE par le type de cable utilisé et il était également possible de limiter lacapacité du disque pour qu'il puisse être reconnu par un BIOS très ancien.

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