MS Duo (Memory Stick Duo): Данный формат является конкурентом формата microSD (по аналогичному размеру), сохраняя преимущества карт памяти Sony.  
 
 
 
 
 
 
 
 

6 Новейшие запоминающие устройства.

6.1 Голографические устройства.

В своё время 650 мегабайт, помещавшиеся на оптическом диске, казались не таким уж и малым объёмом. Но информации становится всё больше, и зачастую оказывается, что хранить её просто негде. Выходом из сложившейся ситуации могут стать новые технологии, в частности — голографическая запись. Почему именно она? Дело в том, что на появившиеся в стандарты Blu-Ray, Blue-Laser и HD-DVD ("идейно" они очень похожи на обычный DVD) надежды мало. Пока закончатся ожесточённые "войны стандартов", 20 или 50 гигабайт, которые возможно записать на подобные носители, покажутся нам не слишком большими числами.А вот голографическая запись, анонсированная ещё в 2001 году компанией InPhase Technologies, позволяет записать на диск стандартного размера до 1,6 терабайта данных. Суть ноу-хау достаточно проста. Для записи луч лазера разделяется на опорный и сигнальный потоки, последний обрабатывается с помощью пространственного светового модулятора (Spatial Light Modulator — SLM). Это устройство преобразует предназначенные для хранения данные, состоящие из последовательностей 0 и 1, в "шахматное поле" светлых и тёмных точек — каждое такое поле содержит около миллиона бит информации.

После пересечения опорного луча и проекции "шахматной доски" образуется голограмма, и на носитель производится запись интерференционной картины. Изменяя угол наклона опорного луча, а также длину его волны или положение носителя, на одну и ту же площадь можно записать несколько различных голограмм одновременно — этот процесс называется мультиплексированием. Для чтения данных достаточно осветить диск соответствующим опорным лучом и "прочитать" получившийся срез голограммы, фактически – ту самую "шахматную доску" — с помощью сенсора. Так и восстанавливаются исходные биты информации. Кроме объёмов хранения, в технологии впечатляют и остальные характеристики. Так, например, заявленная скорость передачи данных составляет 960 мегабит в секунду.

 Конечно  же, Maxel и InPhase Technologies — далеко не единственные компании, работающие на ниве голографической записи данных. В Японии подобные устройства собирается выпускать фирма OptWare.  Кстати, обитатели Страны Восходящего Солнца  даже сформировали для продвижения этого стандарта альянс (HVD Aliance),  в состав которого входят такие гиганты, как FujiFilm. Их технологическое решение выглядит даже несколько более привлекательным: во-первых, никаких громоздких картриджей, напоминающих о пятидюймовых дискетах, а во-вторых, конструкторы обещают сделать так, чтобы в новом дисководе можно было проигрывать и стандартные CD и DVD-диски. 

6.2 MODS-диски.

Физики  из Имперского колледжа в Лондоне (Imperial College) разработали оптический диск размером с CD или DVD, в котором помещается 1 терабайт данных (или 472 часа высококачественного видео), что на порядки больше не только по сравнению с DVD-ROM, но и перспективным диском формата Blu-Ray. Новый формат назван MODS (Multiplexed Optical Data Storage). Его секрет заключается не только в размерах одного пита (это углубления, которые считывает луч лазера) или их плотной упаковке. Главное новшество — один пит в MODS кодирует не один бит (1 или 0, как у всех прежних систем записи), а десятки бит.Дело в том, что каждый пит в новом формате не симметричен. Он содержит небольшую дополнительную впадинку, наклонённую вглубь под одним из 332 углов. Они создали аппаратуру и специальное программное обеспечение, позволяющее точно идентифицировать тонкие различия в отражении света от таких питов. По прогнозу физиков, серийные диски MODS и дисководы для них могут прийти на рынок между 2010 и 2015 годами, при условии финансирования дальнейшей работы группы. Интересно, что эти приводы будут обратно совместимыми с DVD и CD, хотя, разумеется, нынешние дисководы MODS-диски прочитать не смогут.

6.3 Перпендикулярная запись.

Согласно  прогнозам консультационной компании TrendFocus, жёсткие диски обычного настольного компьютера к 2007 году достигнут объёма 500-600 гигабайт. На ноутбуки будут устанавливать диски поменьше — 300 гигабайт, а в КПК и разных мелких мобильных устройствах обычным делом будут объёмы около 20 гигабайт. Уже на подходе новая технология "перпендикулярной записи данных", основанная на ориентации магнитных частиц перпендикулярно поверхности диска, которая позволит записывать до 1 Тб в стандартном 3,5-дюймовом форм-факторе. Упрощённо, биты (намагниченные участки) не лежат "навзничь" на поверхности диска, как это имеет место в обычной (продольной) записи, а стоят вертикально, перпендикулярно плоскости диска. Компания Maxtor, например, объявила о создании работающего прототипа такого диска, с объёмом записи до 175 Гб на пластину, ещё в прошлом году, и к 2005 году большинство производителей начнёт промышленное производство по этой технологии.

7 Интерфейсы накопителей

Как минимум, накопитель состоит из собственно носителя (фиксированного или сменного) и средств доступа к носителю. Под средствами доступа подразумеваются необходимые узлы записи и считывания, а также - для подвижных носителей - привод и механизмы позиционирования. Для твердотельных устройств аналогом средств позиционирования являются средства адресации (выбора микросхемы, банка памяти, адреса). Контроллер устройства хранения занимается управлением носителем, избыточным кодированием и декодированием, исправлением ошибок или/и организацией повторных обращений к носителю и другими вспомогательными операциями. Для хоста (компьютера) контроллер совместно со своим программным драйвером должен обеспечивать базовые операции:

• сохранение (запись) информации из указанной области внутренней памяти хоста (размером в целое количество блоков) в указанное место на носителе устройств;
• считывание указанных блоков с носителя устройства в указанную область внутренней памяти хоста;
• вспомогательные операции, включая определение состояния и параметров носителя, форматирование носителя (если требуется), тестирование и т. п.

Соотношение интеллекта аппаратного (с точки  зрения хоста) контроллера и сложности  его программного драйвера (объема работы, выполняемой процессором  хоста) зависит от типа устройства хранения. Для оптимизации производительности системы в целом (хоста и его устройств хранения) стремятся повышать интеллект контроллера. Для удешевления устройства хранения контроллер могут и упрощать до простейшего интерфейсного адаптера.  

Физическое  местоположение контроллера зависит  от реализации устройства. Если контроллер располагается отдельно от устройства, то интерфейс устройства хранения бывает сугубо специфическим. Если контроллер встроен в устройство хранения, то вся специфика взаимодействия с носителем скрывается внутри устройства - во внутреннем интерфейсе между средствами доступа к носителю и контроллером. При этом появляется свобода в выборе интерфейса подключения устройства (фактически — его контроллера) к хосту.  

Существенным параметром интерфейса подключения устройства хранения является скорость передачи данных. Если интерфейс подключения устройства хранения обеспечивает связь средств доступа к носителю с контроллером, то этот интерфейс должен также обеспечивать передачу данных со скоростью доступа (записи и чтения) к носителю. В современных устройствах контроллер, расположенный вместе с носителем, обладает собственной буферной памятью. При этом появляется независимость пропускной способности внешнего интерфейса от скорости доступа к носителю. Это дает дополнительную свободу в выборе интерфейса подключения. Конечно, чем выше быстродействие внешнего интерфейса, тем быстрее происходит обмен данными с устройством хранения: задержка, требуемая для передачи данных между буферной памятью устройства и памятью хоста, уменьшается. В самых высокоскоростных современных винчестерах внутренняя скорость обмена (между носителем и контроллером) приближается к гигабиту в секунду. Скорость, обеспечиваемая внешним интерфейсом, как правило, выше внутренней. Однако и при медленном внешнем интерфейсе устройство хранения не теряет работоспособности, так что в ряде случаев ради удобства, дешевизны и доступности подключения жертвуют производительностью обмена с устройством хранения. Есть устройства хранения, критичные к скорости внешнего интерфейса: записывающие устройства оптических дисков не могут останавливать процесс записи в произвольном месте. Однако и эта проблема решается: объем буферной памяти увеличивается до такого размера, чтобы в нем умещался фрагмент, требующий непрерывной записи. К быстродействию внешнего интерфейса критичны и ленточные устройства хранения: несвоевременность доставки данных может приводить к их переходу в стартстопный режим, что вызывает дополнительное снижение их производительности.

7.1 Параллельная шина ATA (IDE)

Основной  интерфейс, используемый для подключения  жесткого диска к современному компьютеру, называется IDE (Integrated Drive Electronics). Фактически он представляет собой связь между  системной платой и электроникой или контроллером, встроенными в накопитель. Этот интерфейс сейчас уже закончил свое развитие - в настоящее время существует несколько его модификаций. Широко используемый в запоминающих устройствах современных компьютеров, IDE разрабатывался как интерфейс жесткого диска.  

В настоящий  момент IDE получил официальное название АТА (AT Attachment), принятое в качестве стандарта ANSI. Поскольку в накопителе IDE контроллер встроенный, его можно подключать непосредственно к разъему на плате адаптера или на системной плате. Это существенно упрощает установку жесткого диска, так как не нужно подсоединять отдельные кабели для подачи питания, сигналов управления и т.п. Кроме того, при объединении контроллера и жесткого диска сокращается общее количество элементов в устройстве, уменьшается длина соединительных проводов и в результате повышается надежность, устойчивость к шумам и быстродействие системы по сравнению с тем, когда автономный контроллер подключается к жесткому диску с помощью длинных кабелей.  

Объединяя контроллер (в том числе и входящий в его состав шифратор/дешифратор) с жестким диском, удается существенно повысить надежность воспроизведения данных по сравнению с системами, в которых используются автономные контроллеры. Происходит это потому, что кодирование данных и их преобразование из цифровой формы в аналоговую (и наоборот) осуществляется непосредственно в жестком диске при меньшем уровне внешних помех. В результате аналоговые сигналы, временные параметры которых весьма критичны, не передаются по плоским кабелям, где они могли бы “набрать” помех; кроме того, при передаче сигналов по кабелям могут возникнуть непредсказуемые задержки их распространения. В конечном счете совмещение контроллера и жесткого диска в едином блоке позволило повысить тактовую частоту шифратора/дешифратора, плотность размещения данных на носителе и общее быстродействие системы.  

На данный момент рассмотрены и утверждены следующие стандарты ATA: ATA-1 (1988-1994 гг.); ATA-2 (1996 г.); ATA-3 (1997 г.); ATA-4 (1998 г., также называется Ultra-ATA/33); ATA-5 (1999 г., также называется Ultra-ATA/66); ATA-6 (2000 г., также называется Ultra-ATA/100); ATA-7 (2001 г., также называется Ultra-ATA/133).  

Все версии стандарта ATA обратно совместимы, т.е. устройства ATA1 или ATA2 будут прекрасно работать с интерфейсом ATA4 или ATA5. Каждый последующий стандарт ATA основан на предыдущем. Это означает, что стандарт ATA5, например, практически полностью соответствует функциональным особенностям ATA6.  

С каждым новым стандартом ATA совершенствовались и появлялись новые возможности. Главными нововведениями были:

• увеличение скорости передачи данных (в связи с этим, необходимость использования нового интерфейсного кабеля),
• улучшенное управление питанием,
• улучшенная технология самоконтроля с анализом S.M.A.R.T.

ATA-7 стал  последней версией почтенного  стандарта параллельного интерфейса ATA. Его основные характеристики:

• передача данных со скоростью 133 Мбайт/с,
• использование специального 80-жильного кабеля,
• увеличение количества секторов, приходящихся на каждую команду (что позволило повысить эффективность передачи файлов большого размера).

Установка двух накопителей IDE в одном компьютере может оказаться проблематичной, так как каждый из них имеет  собственный контроллер и оба  должны функционировать, будучи подключенными к одной шине. Поэтому важно найти метод, позволяющий адресовать каждую конкретную команду только одному контроллеру.  

В стандарте ATA предусмотрен способ организации  совместной работы двух последовательно  подключенных жестких дисков. Статус жесткого диска (первичный или вторичный) определяется либо путем перестановки имеющейся в нем перемычки или переключателя (с обозначением Master для первичного и Slave для вторичного), либо подачей по одной из линий интерфейса управляющего сигнала CSEL (Cable SELect — выбор кабеля).  

При установке  в системе только одного жесткого диска его контроллер реагирует  на все команды, поступающие от компьютера. Если жестких дисков два (а следовательно, и два контроллера), то команды  поступают на оба контроллера одновременно. Их надо настраивать так, чтобы каждый жесткий диск реагировал только на адресованные ему команды. Именно для этого и служит перемычка (переключатель) Master/Slave и управляющий сигнал CSEL. Когда система передает команду определенному накопителю, контроллер другого дисковода должен “сохранять молчание” до тех пор, пока выбранные накопитель и контроллер продолжают функционировать. Установка перемычки в положение Master или Slave дает возможность распознавать контроллеры, задавая параметры определенного двоичного разряда (разряда DRV) в регистре Drive/Head Register командного блока.  

Процесс конфигурирования накопителей АТА  может быть простым, например при  установке только одного жесткого диска, или довольно сложным, если приходится подключать к одному кабелю два старых накопителя от разных производителей.