Tamás Ferenc: Mágneses adattárolás és adattárolók

Részletek:

- az adattárolás kezdetei: lyukkártya és lyukszalag

- floppy

- floppy történelem

- HDD alapfogalmak

- FAT

- Csatlakoztatási lehetőségek

- SCSI

- Külső HDD-k

- PenDrive és FlashDrive

- Egyéb memóriák és memóriakártyák

- SSD - a következő lépés

- HDD jövője

 

 

Kezdetek: lyukkártya és lyukszalag

Lyukkártya

Még valamikor az informatikai korok kezdetén volt a lyukkártya, mint egyetlen adattárolási lehetőség. Ez már korrektül tudta tárolni az igen-nem információt. Precízebben a lyukkártya korai mérete megegyezett az akkori amerikai 1 dolláros bankjegy méretével, mivel ugyanabban a nyomdában készítették. Mérete: 6 és 5/8-szor 3 és ¼ hüvelyk. Lyukak száma: 288. Fontos! Ez MÉG NEM mágneses adattároló!!!

Kép: eredeti 1890-es amerikai népszámláláshoz készített lyukkártya. Kép eredetije: http://www.tcf.ua.edu/az/ITHistoryOutline.htm

A lyukkártyának számos előnye és hátránya volt. Előnyei (például) egyszerű rögzítés, kézi adatbevitel, gyors feldolgozhatóság, hordozhatóság. Hátrányai: a lapok elveszhetnek, illetve eltépődnek, nem mindig egyértelmű a kódolás, nem igazán alkalmas nagy mennyiségű adat rögzítésére.

Utóda: lyukszalag! Ez gyakorlatilag egy vékony papírcsík volt, amelyikre szép sorban felkerültek a lyukak. Előnye volt, hogy jóval nagyobb adatmennyiséget tudott tárolni, mint a rendkívül egyszerű lyukkártya, de komoly hátránya volt, hogy csak soros (szekvenciális) adatfeldolgozhatóságot tett lehetővé.

 

Lyukszalag

Képen: lyukkártya és lyukszalag. Kép eredetije: http://retropages.uw.hu/


FDD alapfogalmak

A mai értelemben vett mágneses adattárolás első megvalósítása az IBM által 1971-ben piacra dobott a mágneses hajlékonylemezben (Floppy Disk Drive) vált valóra, amit angol floppy szó után magyarul „floppi”-nak neveznek. Maga a floppy egy kis kapacitású, elég kicsi elérési sebességű eszköz. Az 1980-as/'90-es évekre tehető a floppy-k aranykora, amikor a PC-k elengedhetetlen alkatrésze volt ezen eszköz. Windows alatt az első FDD-meghajtó az „A:” betűjelet kapta, míg az esetleges második FDD kapta a „B:” betűjelet.

Rövidítés:

Angol név:

Magyar név:

3 és ½ inch:

5 és ¼ inch:

SD

Single Density

Normál sűrűségű

nincs

100-200 KB

DD

Double Density

Dupla sűrűségű

720 KB

360 KB

HD

High Density

Magas sűrűségű

1,44 MB

1,2 MB

LS-120,

a:drive,

zipdrive

Laser Servo

vagy

egyebek

Lézeres felbontású

120 MB

Nincs

Magyarázat: az írási sűrűség a technológia haladásával változott, mivel az eredeti normál sűrűségű (SD) írást felváltotta az egy mérettel kisebb, de dupla sűrűségű (DD) lemez, majd jött a még kisebb, immár HD lemez. Eleinte a lemez csak egyoldalasak voltak (Single Side = SS), majd jöttek a piacot eluraló duplaoldalas (Double Side = DS) lemezek.

A kisebb felbontású, régebbi lemezek gyakorlatilag eltűntek a piacról, míg a nagy felbontású (120 MB-os vagy nagyobb) floppy-k a nem egységesített szabvány miatt nem igazán terjedtek el. A saját magam által használt külső 120-as floppy sebessége kb. 5-szöröse volt a hagyományosénak, ám kimondhatatlanul nagy előny, hogy egyszerre 83-szor annyi információ fér el rajta. Az új típusú floppy-meghajtó szerencsére tudta olvasni a hagyományost is, már ha bírta a megnövekedett terhelést a régi lemez anyaga. Maga a 120-as külső meghajtó kb. 20 ezer Forintba került, míg az egyes lemezekért 2-4 ezer Forintot kellett adnunk akkoriban. (Ugyanez a hagyományos floppy esetén kb. 4000, illetve kb. 150 Ft volt akkoriban.)

A floppy-korszak végét egyrészt az írható CD-k (CD-R) radikális árcsökkenése, másrészt a PenDrive-ok elterjedése okozta. Az utolsó rúgást az adta, hogy a floppy-k a kísérletezgetés ellenére sem tudták növelni a tárkapacitásukat, míg a PenDrive tárhelyének mérete egyre nagyobb és nagyobb lett.

Floppy működése: az író-olvasófej fizikailag rányomódik a lemezre és a meghajtómotor segítségével megforgatott diszket így teszi olvashatóvá, illetve írhatóvá. Maga a meghajtómotor elvileg adott sebességet diktált minden 1,44 MB-os lemeznél, de ez a gyakorlatban nem így történt, mivel pár százelékos eltérés volt az egyes meghajtók között, ami sajnos a lemezek időnkénti olvashatatlanságát eredményezte.

Logikai felépítése: a lemez felületét koncentrikus körökre osztották fel. A legelső sáv a legbelső kör, amit további részekre osztva kapjuk meg az egyes szektorokat. Minden egyes szektor tárkapacitása: 512 byte.

Floppy interface cable

Akinek még néha – leginkább nosztalgiából – kellene egy ilyen meghajtó, még találhat a boltokban, de egyre inkább a PC-bontókhoz kell fordulni ilyen ügyben.

Képen: FDD-kábel. Forrás: http://www.pc-doctors.com/

3 floppy

Képen: 3 különböző méretű floppy. Forrás: http://kac.duf.hu/~balage/szakdoga/3floppy_b.jpg

Történelmi érdekesség csupán, hogy a legnagyobb floppy-t még papírtokban szokták tárolni, ami semmilyen mágnesesség elleni védelmet nem tudott nyújtani és őszintén szólva hordozhatóságához is igen erős kétségek fértek. A középső méretű (ún. „nagy-floppy”) is még sima papírtokba került, de itt a tízes csomagolású lemezek tárolóját, magát a floppy dobozt sokszor kibéleltük egy vékony alumínium-fóliával, így már biztosítottunk neki némi védelmet. Egy apró történet: a saját egyetemi szakdolgozatomat 1992-ben még 3-3 példányban kellett leadnom nagy- és kis floppy-n egyaránt. Ráadásul a beadáskor nem gondolkodtam és a megszokott módon metróra szálltam és bár csupán egyetlen megállót mentem, de a nagy floppykon lévő adat helyrehozhatatlanul sérült a lenti mágneses tértől.

A legkisebb méretű floppy már belefért egy (férfi) zakó (felső) zsebébe és már a legtöbb lemez tokján is volt némi védelem, de maga a technika igen zajos volt, ráadásul lassú!

Floppy felépítése

Képen: floppy felépítése. Forrás: http://www.netpedia.hu/

floppy-k

1,44-es floppy-k

floppy-k

1,44-es és 1,2-es floppy-k

floppy-k

1,2-es floppy tokban és nélküle

floppy-k

2-2 kis és nagy floppy

Floppy

Floppy nyitott olvasónyílással

floppy-k

LS-120-as és 1.44-es floppy

floppy-k

Egy korszak utóélete –

a szertár szekrényének mélyén...

Méretek

Adattárolók méretei

A fenti fényképek saját készítésűek.  

 


Floppy – a teljes táblázat

A cikk fenti részében szerepelnek a legfontosabb formátumok. Íme a teljes(ebb) táblázat:

Diszk formátum:

Piacra dobás:

Formázott kapacitás

Névleges kapacitás

8 inch IBM 23 FD

1971

79.7 KB

(Csak olvasható!)

8 inch Memorex 650

1972

175 KB

1.5 MB

8 inch SS SD
IBM 33FD

1973

237.25 KB

3.1 MB

8 inch DS SD
IBM 43FD

1976

500.5 KB

6.2 MB

5 ¼ inch Shugart SA400

1976

89.6 KB

110 KB

8 inch DS DD
IBM 53FD

1977

1200 KB
(MS-DOS)

1.2 MB

5 ¼ inch DD

1978

360 vagy 800 KB

360 KB

5 ¼ inch Apple Disk II

1978

113.75 KB

113 KB

5 ¼ inch Apple Disk II (DOS 3.3)

1980

140 KB

140 KB

3 ½ inch HP egyoldalas

1982

280 KB

264 KB

3 ½ inch DD

1984

720 KB

1 MB

5 ¼ inch QD

?

720 KB

720 KB

5 ¼ inch HD

1982

1.2 MB

1.2 MB

3 inch DD

1984

720 KB

?

3 inch Mitsumi Quick Disk

1985

128-256 KB

?

2 inch

1985

720 KB

?

2 ½ inch

1986

?

?

3 ½ inch HD

1987

1.44 MB

2.0 MB

3 ½ inch ED

1988

2.88 MB

2.88 MB

3 ½ inch Floptical (LS)

1991

21 MB

21 MB

3 ½ inch LS-120

1996

120 MB

120 MB

3 ½ inch LS-240

1997

240 MB

240 MB

3 ½ inch HiFD

1998

150-200 MB

150-200 MB

Sűrűségek: DD = Double Density; QD = Quad Density; HD = High Density; ED = Extended Density

Oldalak: SS = Single Side; DS = Double Side

Egyebek: LS = Laser Servo; HiFD = High capacity Floppy Disk

Floppy-történelem:

Magát a floppy-t az IBM fejlesztette ki és dobta piacra 1971-ben – még a legelső 8 inch-es méretben. Ebben a méretben és felbontásban mások is hozzákezdtek a gyártáshoz: Memorex, Shugart Associates és a Borroughs Corporation.

A következő lépést a Shugart Associates tette meg, amikor 1976-ban piacra dobta az 5 ¼ inches lemezt. A piac gyorsan méretet váltott és 1978-ra már tucatnyi gyártó kötelezte el magát ezen méret mellett. A boltok polcairól gyakorlatilag kiszorult a hatalmas, 8-as lemez. 1984-ben az IBM továbbfejlesztette a sikeres terméket és az AT-gépekkel együtt már 1,2 MB-os felbontásban ajánlották a terméket. A probléma nem az asztali gépeknél jelentkezett, hanem az egyre jobban elterjedő laptopoknál, mivel a kis hordozható gépekben kényelmetlen volt a nagy méretű floppy-k használata. 1986-ban az IBM csökkentette a méretet és kicsit megnövelte a kapacitást, így piacra dobta a 3 ½ inch-es DD-s floppy-t, ami immár 720 KB-ot tudott tárolni. Következő évben jött az eredetileg csak PS/2-re szánt 1.44-es floppy is, ami viszont váratlan módon a hagyományos PC-piacon gyakorlatilag átvette az egyeduralmat, mivel kényelmes adathordozási lehetőséget jelentett és az akkori korszaknak megfelelő tárkapacitást.

További fejlesztésként 1988-ban jött a dupla-lemez (2,88 Mbyte), de ez üzleti bukás lett.

Számos gyártó próbálkozott egyéb méretekkel (2, 2 ½, 3, 3 ½ inch), illetve alaposan felturbózott kapacitással (21, 120, 240 MB), de ezek egyike sem jött be, mivel a fent említett okok miatt az adattárolási piacot kiütéssel megnyerte a CD-R, majd a PenDrive.Save as...

Bár maga a floppy, mint termék gyakorlatilag eltűnt, de érdekes módon a floppy lemez, mint ikon megmaradt! Ennek a cikknek az eredeti verzióját én például az OpenOffice szövegszerkesztője segítségével írtam, de mentéskor mindig a még mindig floppy-t formázó kis ikonra kellett rákattintanom!


HDD alapfogalmak

Első komoly mágneses adatrögzítési eljárást az IBM dolgozta ki még az 1950-es években. Az eljárás lényege a ferromágneses tulajdonságú lemezen lévő egyes tárolóbitek mágnesezése (1-re, ha van jel; illetve 0-ra, ha nincsen). A tányérok elég nagy sebességgel forognak. Ennek mértékegysége az RPM (Rotate-Per-Minute = percenkénti forgás). Régebbi lemeznél ez 3600 volt, de ezeket lassan teljesen kiszorították a 7200 RPM-es lemezek, de ez egyre fokozódik 14400, 28800, …).

IBM 305 RAMAC HDD

A legelső HDD-t az IBM kutatólaborjaiban fejlesztették ki 1956. október 29-re Reynold B. Johnson vezetésével. A 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control) nevű építmény 5 MByte adatot tudott tárolni 50 darab 24 inches lemezen, így 1 MByte ára kb. 10.000 $ volt... Kép forrása: http://gtweb.net/custom.html

A Hard Disk Drive-ra magyarul sajnos a "winchester" fordítás honosodott meg a helyes „mágneses merevlemez-meghajtó” helyett. Magában a HDD házában vákuum-közeli légnyomáson (1-2 Pascal a normál légköri 101ezer Pascal helyett) csíramentesített levegő van. Közös tulajdonságuk, hogy egy fémdobozba zárva egymás alatt forognak a mágnesezhető rétegekkel borított 1,5-3 " átmérőjű korongok. A lemezekből 5-20 darab is lehet egymás felett és igen gyorsan forognak, másodpercenként min. 60 fordulatot tesznek meg egyszerre. Azért egyszerre, mert így technikailag könnyebben volt kivitelezhető, mintha egyesével lennének meghajtva a lemezek. Minden egyes lemezhez két író-olvasó fej is tartozik, egyik a lemez felett, a másik alatta van. Maguk az író-olvasó fejek nem nyomódnak rá a lemezre, hanem pár mikrométerrel felette, illetve alatta mozognak. Ezért (is) olyan fontos, hogy a HDD-k gyártásakor semmilyen szennyeződés se kerülhessen bele a lemezegységbe!

HDD lemezei HDD szerkezet

Pár fontos fogalmat muszáj megjegyezni:

  • cilinder: egymás alatt elhelyezkedő sávok együttese

  • szektor: 1 lemezoldal tortaszelet-szerű osztásai

  • sáv: egy körgyűrű egy adott lemezoldalon

  • blokk: a legkisebb átvihető adatmennyiség

A lemezek logikailag gyakran több, egymástól független kötetből (volume/partíció) állnak. A kötetekre vonatkozó speciális információt, a kezdő sáv címét, valamint méretét a lemezcsoportok első sávja, azaz az első lemez legkülső sávja, a partíciós tábla tartalmazza. Ez a partíciós tábla tartalmazza, hogy melyik kötet az aktív, azaz hol van az éppen futtatott operációs rendszer. A blokkok tipikus mérete: 0,5-64 KByte. A kisebb blokkok előnye, hogy kevesebb lesz a kihasználatlan üres hely, viszont a nagyobb blokkok mérete, hogy a lemezhez gyorsabban hozzá lehet férni. Egy blokk átvitele három fő tényezőtől függ:

- Fejmozgási idő (seek time): Azon idő, mely alatt az író-olvasó fej eléri a kívánt blokkot tartalmazó sávot.

- Elfordulási idő (latency time): a kiválasztott blokkot tartalmazó szektor fej alá kerülésének ideje. Magyarul legrosszabb esetben egy teljes körbefordulási idő, ami átlagosan 5-15 ezredmásodperc.
- Adatátviteli sebesség (transfer time): a blokk adatainak átadásához szükséges idő. Ez általában azon idő, amíg a fej egy blokk felett tartózkodik; gyakorlatilag 1/10-1/5 ezredmásodperc. Például ha egy blokk mérete 512 byte, akkor a sebesség nagyjából 2 MBps ( = MegaByte-per-second)

Tehát a címzéshez szükséges megadni a lemezoldal, a sáv és a szektor számát. Egy átlagos felhasználónak ehhez sem kedve, sem türelme, sem szakértelme nincsen. Tehát ezt a feladatot kénytelenek voltak felvállalni az operációs rendszerek!

2 HDD és egy floppy egység

2 HDD és egy floppy egység

2 db HDD

2 db HDD

HDD nyitva HDD nyitva
A fenti képek saját készítésűek...  

 


Legegyszerűbb adattárolási módszer: FAT

Részletesebb leírásért kattintson IDE: http://www.tferi.hu/fajlrendszerek

Sokféle adattárolási modell volt az idők során, amit az egyes operációs rendszerek alkalmaztak. Vitathatatlan, hogy ezek közül az egyik legegyszerűbb a File Allocation Table (kb. fájl-foglalási táblázat). Ezt a módszer eredetileg a DOS alkalmazta, de átvette a legtöbb Windows is. A teljes HDD partíciókra van osztva és az egyes partíciókon belül minden egyes blokk azonos méretű. Például az alábbi táblázat egy tipikusan felosztott Windows-os HDD-t mutat:

Meghajtó neve:

C:

D:

E:

Blokk mérete:

32 KByte

16 KByte

128 Kbyte

Partíció mérete:

100 GByte

100 GByte

300 GByte

Megjegyzés:

Boot-partíció

Munka

Médiafájlok

A korábbi Windows-ok esetén (’98 és előtte) csak nehezen volt megváltoztatható az egyes blokkok mérete. Ez általában speciális programot igényelt, mivel nem tartozott a Windows alapszolgáltatásai közé. Sajnos a Windows szolgáltatásai közül alapvetően hiányzott az egyes partíciók átméretezhetősége! Természetesen arra mindig lehetőség nyílt, hogy a HDD újraformázásakor megváltoztassuk a partíciók méretét, de ezt célszerűbb lett volna eleve elérhetővé tenni.

Némi indoklás a blokkok méreteihez: a C: nevű boot-partícióban nagyon sok rendszerfájl van, melyek méreteik szerint igen változóak. Célszerű egy középértéket találni, amit a Windows-ok nagy része 32 Kbyte-on határozott meg. A D: partícióra, ahol jellegzetesen a munkaállományok vannak, érdemes kisebb méretet választani, mivel a munkaállományok többsége elég kicsi! Érdemes meggondolni a 8 Kbyte-ot is, ha erre lehetőség nyílik! A legutolsó, E: jelű partíció blokkméretét pedig érdemes nagyobbra venni, mivel a médiafájlok általában nagyok (Mbyte felettiek) és így célszerűbb a lemezkihasználtság.

A (Microsoft által kifejlesztett) FAT-nek alapvetően három változata létezik:

  • FAT-12: 1980 előtti években volt népszerű. Bevezetése az MS Disk Basic-kel kapcsolható össze. MBR-beli partíció-azonosítója: 0x01. Kötet mérete: 32 MB.

  • FAT-16: 1987. novemberében került bevezetésre a Compaq DOS 3.31-es operációs rendszerrel egyszerre. Partíciós azonosítói az MBR-ben: 0x04, 0x06, illetve 0x0E. Kötet max. mérete: 2 GB, de az általánosan nem támogatott 64 KB-os cluster-mérettel ez megnövelhető 4 GB-ra. Többnyire a 2 GB terjedt el.

  • FAT-32: A FAT utolsó megvalósítása. Bevezetése: 1996. augusztusában trtént a Win95 OSR2-vel. MBR-beli azonosítói: 0x0B, illetve 0x0C.Kötet mérete: 2 TB, de 32 KB-os clusterekkel ez 8 TB lesz, illetve a nem elterjedt 64 KB-os clustermérettel ez megnövelhető 16 TB-ra.

Mindhárom verzió közös jellemzője, hogy a maximális fájlméret: 4 GB mínusz 1 blokk mérete. Használt attribútumok (fájl-kiterjesztések): csak olvasható (R = read-only), rejtett (H = hidden), rendszerfájl (S = System), archív (A = archive). Egyéb előforduló attribútumok: kötetcímke (volume label), illetve alkönyvtár (subdirectory).

Eredeti kifejlesztők: Bill Gates és Marc McDonald 1976-'77. FAT-es operációs rendszerek: DR-DOS, FreeDOS, MS-DOS (valamennyi verziója), OS/2 és MS Windows (egészen a Windows ME-ig).

A FAT12-t eredetileg a floppy-k tárolórendszerének szánták és ezt a feladatát kiválóan el is tudta látni a floppy-éra valamennyi tagjánál. Ettől függetlenül a kisebb, IBM PC/XT-kbe szánt merevlemezek és FAT12-es támogatást kaptak az MS-DOS 2.0 operációs rendszer segítségével.

Eredeti FAT16: 1984-ben az IBM piacra dobta az IBM PC/AT gépeket, amelyek immár a 20 Mbyte-os HDD-ket is támogatták. A Microsoft ezzel párhuzamosan fejlesztette az MS-DOS soron következő, 3.0-ás verzióját. A clusterek címmezőjének mérete megnőtt 16 bitre, ami kötetenként 65517 clustert engedélyezett. Ez az akkoriban fizikailag elérhetőnél sokkal nagyobb logikai tárhelyet tett lehetővé. Problémaként felmerült, hogy az MS-DOS 3.0-val formázott 20 Mbyte-os HDD-k immáron nem voltak elérhetőek a 2.0-s MS-DOS-szal, mivel a régebbi verzióból hiányzott a FAT16-os támogatás; továbbá, mert a 2.0-s verzió nem értette meg a 15 MB-nál nagyobb HDD-ket. Természetesen a 3.0 visszafelé támogatta a 2.0 által használt 8 KB-os clustereket.


Csatlakoztatási lehetőségek:

Az idők folyamán (no meg a fejlesztések hatására) több csatlakozó típus került forgalomba.

A legelső PC-knél még az ISA-busz csatoló volt használatban, mivel az egyszerű 16 bites átvitel bőségesen elegendő volt a korai alacsony sebességű PC-knek. Érdekesség, hogy az eredeti „PC/AT csatlakozó” név túl hosszú volt, így ezt hamarosan a szakma lerövidítette „AT csatlakozó”-ra, amit immáron simán márkavédjegyként is használtak.

A következő nemzedék az IDE volt. Feltűnése akkor következett be, amikor az eredeti ISA sebessége már nem volt elegendő az egyre növekvő adatáramlás miatt. Kifejlesztő: Western Digital. Eredeti név: Integrated Drive Electronics. Időpont: 1986. Együttműködők: Control Data Corporation (merevlemezek) és Compaq Computer (felhasználóként). Ők fejlesztették ki nem csupán a csatlakozót, hanem a protokollt, illetve biztosították a megfelelő szoftveres háttértámogatást is. Az első IDE-csatolós ST-506-os merevlemezeket a Compaq PC-kben dobták piacra 1986-ban.

ST-506-os HDD

Képen: ST-506-os HDD.

Kép eredetije: http://storageeffect.media.seagate.com/files/2008/04/st506.jpg

Az eredeti IDE (kb.: integrált meghajtó-elektronika) kifejezés nem csupán a csatlakozó felületet jelenti, hanem azt is, hogy a meghajtó vezérlője integrálva van, nem pedig önálló adatkezelő vagy csatlakozik az alaplaphoz. Ez a megoldás csökkentette a meghajtót befogadó számítógép CPU-jára és alaplapjára nehezedő számítási teljesítményt, mivel az összes alacsony (értsd: hardware) szintű mechanikai működést kezeli a meghajtó adatkezelője is. Az eredetileg 1994-ben publikált szabvány következő fejlesztése ATA-1 néven lépett piacra.

A fejlesztést leginkább az tette szükségessé, hogy az akkoriban még a floppy számára is kellett hely, de a nagyobb méretű adatokat már HDD-n kellett tárolni, de a véges kapacitás miatt ezekből sokszor kettőt is be kellett építeni a házba. Hamarosan piacra kerültek az első számítógépbe építhető CD-ROM-ok is, aminek csak úgy jutott hely, ha az egyik HDD-t kiszedték. Megjelentek már az igen megbízható SCSI-vezérlők is, de azok sajnos nagyon borsos áron voltak csak elérhetőek, így elterjedésük igen lassacskán haladt.

Egy költséghatékony és egyszerű megoldás volt helyette az alaplapot bővíteni egy újabb, immár kettes számú ATA-interfésszel. Első időkben ezt a korai hangkártyák terhére fejlesztették (és helyükre is építették be), de az üzleti PC-k felhasználóiban hamarosan felmerült az igény, hogy az immáron beépített CD-ROM képes legyen jó minőségű, digitális hang kiadására is. Mellékesen szeretném csak megegyezni, hogy így alakultak ki az első generációs multimédiás PC-k...

Szerencsére ezen a kezdeti „őskáoszon” hamarosan úrrá lett a rend és a következő szabvány terjedt el:

  • 2 darab alaplapi támogatású IDE-csatlakozó hely létezik. (IDE-0 és IDE-1)

  • Mindkét helyen 1 vagy 2 eszközt lehet csatlakoztatni.

  • A csatlakozó 40-eres kábel két verziója létezik attól függően, hogy 1 vagy két eszközt kell rá tenni.

  • Az olcsóbb gépekbe a gyártók általában a 2-végű kábelt tették bele, amivel pár dollárt megspóroltak. Így az újabb eszköz rácsatlakoztatása előtt szükségessé vált a kábel cseréje is egy 3-végűre.

  • A 3-végű kábelre sem feltétlenül kell rácsatlakoztatni azonnal mindkét eszközt. A PC vígan elüzemel úgy is, hogy van üres hely a kábelen!

  • Az elsődleges kábel neve: primary, míg a másodlagos kábelé: secondary.

  • A kábelen lévő eszközök közül az egyik a Master, míg a másik a Slave. Ezt egyrészt az eszközökön lévő dugaszokkal lehet beállítani, de lehetőség van arra is, hogy a kábel válasszon: Cable Select. Ezt a választást gyakorlatilag a rendszer tette meg, amikor a PC először megérezte a kábelen az új eszközt. (Jobb oldali képen: 3-végű kábel. Kép eredetije: http://www.rtech.ie/)

  • További bővítés és osztás nem lehetséges!

  • A piacvezető Windows operációs rendszer kívánalma, hogy a rendszermeghajtó mindig a Primary Master helyen legyen! Ebből az elvből csak a Windows XP korában (SP2 vagy 3 után) engedett a Microsoft.

Az ATA-csatlakozók felett is végül a technikai fejlődés mondta ki a halálos ítéletet, mivel az ATA-t elsődlegesen használó merevlemezek egyre inkább SATA (Serial ATA) csatlakozót kezdtek használni, így egyre inkább csak a CD/DVD-meghajtóknak kellett a régi IDE. De ezen is hamar túlléptek a hardware-építők, mivel megjelentek a SATA-s optikai meghajtók. 2005 után a klasszikus IDE, illetve hagyományos ATA-csatlakozók egyre inkább kihasználatlanok, ezért pár egyszerűbb gépben az alaplapból már hiányzik is a támogatásuk.

Még 1994-ben, körülbelül az ATA-1 elfogadásával azonos időben a Western Digital egy kicsit módosított szabványt is bevezetett: Enhanced IDE (fokozott IDE). Ez már a közelgő Ata-2 specifikációt tartalmazta és pár apró (főleg technológiai) újítást. A többi HDD-gyártó bevezette a saját Ata-1-es változatát, „Fast ATA” (gyors ATA), illetve „Fast ATA-2” néven. Hivatalosan az ATA-2 csatlakozót 1996-ban fogadták el szabványként, de ekkorra már belekerült a szabványba a legtöbb gyártó saját fejlesztése is.

Az eredeti ATA és annak fejlesztései csak a telepített HDD-ket támogatták, de az 1990-es években feltűnt cserélhető médiákat (pl.: hordozható HDD) már nem, mivel nem tudták végrehajtani az egyszerű „média leválasztása” parancsot. A problémát a gyártók egy ideiglenes csoportja (Small Form Factor) tudta áthidalni azzal, hogy létrehozta az ATAPI (ATA Pocket Interface) csatlakozót. Ez a felület egy hibrid, amely tulajdonképpen lehetővé teszi, hogy a hagyományos ATA felület támogatni a SCSI-parancsokat és -válaszokat. A probléma korai megoldása csak abból állt, hogy az első ilyen ATAPI eszközökhöz mellékeltek egy ATA-SCSI átalakítót. Ilyen APATI eszközök például egyes CD/DVD-ROM-ok, szalagos meghajtók, nagy kapacitású floppy-k (ZipDrive, SuperDrive, stb.). Az ATAPI végül 1998-ban került fel a szabványok listájára. Az átviteli sebességek is gyorsultak, mivel a kezdeti ATA csatolók még 16 MByte/sec-cel működtek, de ezt hamarosan sikerült feltornászni 33-ra (az Ultra DMA technológiával), majd az átviteli hibák csökkentése miatt (is) bevezetett 80-eres kábel sebességével ez már 133 lett.


Egy speciális fejlesztés: SCSI

A SCSI KábelSmall Computer System Interface (kb. kis számítógépes rendszer-csatlakozó) nem csupán egy vas, hanem egy seregnyi szoftveres újítás is!Legfőbb felhasználási területei: korai HDD-k sikertelen felhasználása helyett a nagy megbízhatóság miatt inkább a távolról adminisztrálható szervereknél, ahol igen fontos a 24/7-es működés! (Jobbra: 8-végű SCSI-kábel; Forrás: http://www.scsi-cables.co.uk/ )

Maga az SCSI alapvetően egy logikai lánc, ahol az alaplapon van a SCSI interface 0-s azonosítója (ID-0), majd erre a láncra lehet felfűzni még 7-et (ID-1, ID-2, ID-3, …, ID-7). A hagyományos IDE eszközökkel szemben (amelyek még nem voltak képesek közvetlen adatátvitelre két IDE eszköz között) a SCSI-eszközök az operációs rendszer parancsára képesek közvetlen adatátvitelre pl. az ID-3-as és az ID-5-ös eszköz között. Általában érvényes szabály, hogy az eszköz automatikusan kér magának azonosítót, de elég sok periféria megengedi a hardware-es, illetve a szoftveres beállítást is!

Magát az SCSI-t a Shugart Associates fejlesztette ki még 1978-ban, majd 1981-ben publikálta. Az asztali PC-kben nem sikerült meghonosodnia leginkább a drága árfekvése miatt, viszont az 1990-es évek közepére már igen komoly teret sikerült hódítania a komolyabb szerverekben. Ezt leginkább az indokolja, hogy a hagyományos IDE/ATA rendszerekkel szemben a SCSI-HDD-ket direkt állandó működésre tervezték és a csak bootoláskor feléledő hagyományos HDD-kkel szemben ezen eszközök menet közben is installálhatóak, illetve lekapcsolhatóak. A 2000-es évektől közepétől kezdve az asztali gépekből gyakorlatilag kikoptak az SCSI eszközök egyrészt áruk, másrészt a konkurenciához képest korlátozott kapacitásuk miatt, bár népszerűségük a szerverekben továbbra is fennáll.

Név

Időpont

Órajel (MHz)

Átviteli sebesség (Mbps)

SCSI-1

1986

5

40

FAST-SCSI (SCSI-2)

1994

10

80

Fast-Wide SCSI

1996

10

160

Ultra Wide SCSI

1996

20

320

Ultra3 SCSI

1999

40

1280

Ultra-320 SCSI (Ultra-4)

2002

80

2560

Ultra-640 SCSI (Ultra-5)

2003

160

5120


Külső HDD-kKülső HDD-k

A technológia - és főként a tárolási igények - fejlődésével szükségessé vált a CD/DVD-méretéhez hasonló, de annál sokkal gyorsabban használható hordozó. Ezért vált szükségessé a külső (External) merevlemezek kifejlesztése. Az eszköz lényege, hogy ne kelljen a számítógép belsejében lenni az ideiglenes tárolónak, valamint az is, hogy nagyobb mennyiségű adat mozgatása váljon lehetővé. Fontos, hogy a külső merevlemezeknek a megfelelő működéshez szüksége van egy aránylag hűvös és lehetőleg páramentes környezetre, bár ez utóbbit a technológia előre haladása nem feltétlenül teszi szükségessé. (Képen: több külső HDD; Forrás: http://nexus404.com/)

Lehetséges csatlakozási szabványok: ATA, SCSI, SATA, USB, illetve FireWire.

Előnyök: az átviteli sebesség viszonylag magas – magasabb, mint a hagyományos optikai eszközöknél, illetve a 2.0-ás Flash Drive-ok esetén, ráadásul a tárolható adatmennyiség és az ár/adat arány is jóval kedvezőbb.

Hátrányok: a nagyobb méretű eszközök önálló tápellátást igényeknek és az eszközök is jóval nagyobbak, mint a megszokott Pen/FlashDrive-ok.

Tipikus méretek: 5 és ¼, 3 és ½, 2 és ½, valamint 1 és 1/8 inch.

Történet: a 2000-es évek elején tűntek fel az első komolyabb külső HDD-k. Az akkori kis kapacitás és nagy ár pár év alatt elviselhető lett. Bár a külső HDD-re továbbra is van igény (2020.aug.), de népszerűsége nagyban csökkent a nagy méretű pendrive-ok megjelenésével, illetve a felhő tárhelyek rohamos terjedésével.

Méretek: az első hazánkban is forgalomba hozott darabok 1-2 Gbyte-osak voltak, de rohamosan jöttek a méretesebb eszközök. Jelen cikk írásakor (2020. aug.) 16 ezer forintért már van 1 TB-os HDD, de 70 ezerért már van 10 TB-s darab is! A jelenlegi kínálat csúcsát a 30 TB-os külső HDD alkotja a maga 707 ezer Ft-os árával! A modernebb darabok már kivétel nélkül az elég gyors USB 3.0-ás vagy újabb csatlakozóval rendelkeznek. (Felhasznált honlap: http://kulso-merevlemez.arukereso.hu/f:kapacitas=5/?orderby=2, illetve www.arukereso.hu)


PenDrive – FlashDrive

A Floppy-technológia halálával felmerült az igény kis méretű, de jól hordozható média megjelenésére is. Ehhez remek csatlakozási felületet nyújtott a Windows 95 bevezetése óta már létező és egyre gyorsuló USB-szabvány. A legelső 8-128 MB-s darabok még a legelső, igen lassú 1.1-es szabványon jelentek meg, de a technológia váltásával (és főleg szabvány frissítésével) gyorsult a PenDrive és nagyobbodott a méret.

Maga a PenDrive egy pici kis nyomtatott áramkört tartalmaz, mely Flash-memóriaként képes adatokat tárolni.

Előnyök: nagyfokú strapabírás, tápáram nélkül is megőrzi az adatokat, évekig megőrzi az adatokat, könnyen hordozható, igen kicsi helyigényű.

Hátrányok: képtelen önálló adatcserére, csatlakozója néha sérül, könnyen elveszik!

Történet: nem egyértelmű, hogy melyik cég volt a kifejlesztő, de mindenesetre a források szerint a Singapore Trek Technology és az IBM dobta piacra az első példányokat 2000 legvégén – akkoriban még csupán 8 Mbyte méretben!

A kezdeti időkben két sebességre volt lehetőség: az ideiglenes szabványként 1996 januárjában megjelent USB 1.0 még csak 1,5 Mbps-re adott lehetőséget, de ezt felgyorsította az 1998 szeptemberében megjelent USB 1.1-es 12 Mbps-os sebessége, bár már a szabvány végleges megjelenése előtt már elérhetővé vált ez a „magas sebesség”.

A következő, 2.0-ás USB-szabványt 2000 áprilisában mutatták be – immáron max. 480 Mbps-sel. Ez a verzió annyira sikeressé vált, hogy hamarosan teljesen kiszorította a régi eszközöket és sok új eszközt, illetve csatlakozási lehetőséget teremtett, például: Micro-B kapcsolat (2000. okt.), Unicode támogatás (2005. febr.), továbbfejlesztett USB-elosztók (2006. dec.), USB-n keresztüli elemek feltöltési lehetősége (2007 márc.), micro-USB kábelek és csatlakozók (2007. júl.). Általában érvényes, hogy az egyes szabványok végleges megjelenése előtt 1-3 évvel már megjelentek a leendő szabványon forgalmazó eszközök.

Az eszközök továbbléptek és az igen gyors FireWire legyűrésére továbblépett az USB is. 2007. szept. 18-án Pat Gelsinger mutatta be az Intel fejlesztési fórumán az USB 3.0-ás szabványt. A szabványt fejlesztő csoport 2008. nov. 17-én fejezte be a fejlesztést. A végső sebesség (USB SuperSpeed néven) 4,8 Gbps lett, de az átlagsebességet "csak" 3,2 Gbps-re sikerült feltornászni. A 3.1-es USB szabvány 2013. júliusában mutatkozott be USB 3.1 10 Gbps néven, ami magában foglalja a 10 Gbps-os sebességet, ami kb. kétszerese az USB 3.0-nak.

USB logo

USB logo

USB connectors

USB eredeti logo

Egyszerűsített USB logo

USB csatlakozók

USB 2.0 logo

USB 3.0

USB 3.0

USB 2.0 eredeti logo

USB 3.0 egyszerűsített logo

USB 3.0 logo

Képek forrása: http://en.wikipedia.org/wiki/USB_2.0

USB 3.2 áttekintését teszi lehetővé a következő részletes táblázat:

USB 3.2

(Ábra eredetije: https://i.cdn29.hu/apix_collect/1908/usb32-szabvany-magyarazo/usb32_szabvany_magyarazo_screenshot_20190813115710_2_original.jpg)

 

Tény, hogy a gyorsan jövő áresés annyira olcsóvá tette az eszközök használatát, hogy munkahelyemen szinte minden diák ilyen kis dugasszal jár. Bár ezt a képet nem én csináltam, de jellemző a gyártók fantáziájára...Pendrive

Ár tekintetében most a következők jellemzőek (forrás: www.arukereso.hu):

  • egy kicsi, 8 GB-os PenDrive (USB 2.0) kb. 1200-1500 Ft
  • egy 16 GB-os apróság (USB 2.0) kb. 1500-2500 Ft
  • egy méretes, 256 GB-os (USB 3.0 vagy 3.1) pedig kb. 14 ezer Ft
  • egy igen nagy, 1 TB-os (USB 3.0) már 60 ezer Ft-ot is meghaladja

(Egy apró megjegyzés: ezt a cikket utoljára 2020 nyarán frissítettem. A 2010-es értékekhez képest az áresés igen komoly volt, főleg a nagyobb kapacitású termékeknél.)

Persze, miután szinte mindenkinek van ilyen apró „dugasza”, ezért elkerülhetetlen lett, hogy divattermék legyen. Megjelentek például az illatosított termékek, illetve az egyéb „vadhajtások”. Az alábbi „gyöngyszemet” a http://blog.xfree.hu/ egyik oldalán találtam.

PenDrive


Egyéb memóriák – memóriakártyák

A nyomtatott áramkörök áresésével egybeesett a digitális fényképezőgépek és kézi videókamerák rohamos elterjedése. A piac és a rendelkezésre álló lehetőségek igen kiterjedtek, szinte korlátlanok. Mind árban, mind minőségben, mind pedig méretben hihetetlen a választék. Gyakorlatilag káosz van! A piac nem valószínű, hogy rendeződik, de ez egyelőre még a jövő zenéje!

 

Név

Rövidítés

Méretek
(mm-ben)

Védelem

PC Card

PCMCIA

85.6 × 54 × 3.3

nincs

Compact Flash I.

CF-I

43 × 36 × 3.3

nincs

Compact Flash II

CF-II

43 × 36 × 5.5

nincs

Smart Media

SM / SMC

45 × 37 × 0.76

nincs

Memory Stick

MS

50.0 × 21.5 × 2.8

MagicGate

Memory Stick Duo

MSD

31.0 × 20.0 × 1.6

MagicGate

Memory Stick PRO Duo

MSPD

31.0 × 20.0 × 1.6

MagicGate

Memory Stick Pro HG-Duo

MSPDX

31.0 × 20.0 × 1.6

MagicGate

Memory Stick Micro M2

M2

15.0 × 12.5 × 1.2

MagicGate

Multimedia Card

MMC

32 × 24 × 1.5

nincs

Reduced Size Multimedia Card

RS-MMC

16 × 24 × 1.5

nincs

MMC Micro Card

MMCmicro

12 × 14 × 1.1

nincs

Secure Digital Card

SD

32 × 24 × 2.1

CPRM

miniSD Card

miniSD

21.5 × 20 × 1.4

CPRM

microSD Card

microSD

15 × 11 × 0.7

CPRM

xD-Picture Card

xD

20 × 25 × 1.7

nincs

Intelligent Stick

iStick

24 x 18 x 2.8

nincs

Az alábbi kép eredetije: http://www.made-in-china.com/

Memory cards

 


SSD – a következő lépés

Jelen kiegészítést 2020. augusztusában írom újra, amikor már egyre jobban érezhetőbbé válik a hagyományos HDD gyengülése és helyette az egyre olcsóbbá váló SSD jön a képbe. De miről is van szó?

Alapvetően az SSD meghajtók mozgó alkatrész nélküli NAND-chipekkel rendelkező, ultragyors egységek. Akár az elérési sebességet, akár a hozzáférési időt nézzük, igen durva az előnyük a HDD-vel szemben. Egyetlen hátrányt a régebben még borsos áruk jelentette, ami az évek során eléggé mérséklődött. Az SSD nagyjából (de nem pontosan!) egy beépített PenDrive-ot jelent. További előny a súly, amely mobil gépekben cseppet sem mellékes. Például egy átlagos HDD 120-250 grammot nyom, míg a mostanában forgalmazott SSD-t legfeljebb ennek a felét nyomják. Az csak hab a tortán, hogy az energiafogyasztásuk is nagyságrenddel kisebb. Nem egészen véletlen, hogy a súly-érzékeny eszközökön (pl.: mobilok) kizárólag SSD-k találhatók.

Egyre többen úgy döntenek, hogy az operációs rendszert és pár igen gyakran használt programot a rendszermeghajtóként formázott SSD-re pakolnak, míg a nagyobb tárhelyet igénylő adatbázisokat és a dokumentumokat érdemes a lassabban elérhető HDD-re helyezni. A 2010-es évek közepétől reális alternatívát jelent a kizárólag SSD-vel forgalmazott gépek megjelenése, amelyek az esetleg felmerülő nagy mennyiségű tárolást már felhőben oldják meg.

HDD-s árak tekintetében a www.arkereso.hu oldal mai adatai (2020.aug.7.) szerint egy 2 TB-os Seagate Barracuda SATA3-as HDD 18034,- Ft-ot kóstál. Ez a legolcsóbb a mai kínálatban. A középkategóriát képviselő Toshiba P300-as a maga 4 TB helyével 25425 Ft-ba kerül. A kínálat tetejét a 16 TB-os WD Gold modell jelenti a maga 200ezer Ft-jával.

Az SSD-k esetében a legolcsóbb a Patriot Burst 120 GB-os SATA3-as csatlakozású modellje 5576,- Ft-ért. A középkategóriát az Intenso Top 256 GB-os SATA3-as modellje képviseli 10200,- Ft-ért. Az SSD-k piacán jelentős olcsóbbodás várható, de a nagyobb méretű darabok (pl. 1 TB és felette) még elég húzós árúak. A kategória jelenlegi csúcsát a Hitachi 7.68 TB-os modellje jelenti a maga 1309390 Ft-os árával.

A HDD jövője

Van ilyen egyáltalán? Jó kérdés! Az valószínű, hogy az igen kis méretű gépekbe (sub-notebook vagy netbook) egyre inkább beleillenek a teljesítményüket rohamosan növelő memóriakártyák. Akár hordozható/cserélhető, akár HDD-t helyettesítő, telepített verzióról beszélünk.

A magam részéről én úgy vélem, hogy a jó öreg asztali gépekbe egyelőre még megmaradnak a winchesterek, bár egy átlagos teljesítményű gépbe (pl. itthon az enyémben) 500 Gbyte-os van és ez csak egyre nő. Én a magam részéről nem kívánom helyettesíteni egy (akár telepített) memóriakártyával...

Némi frissítés 2020-ból: a HDD erősen háttérbe kezd szorulni főleg a memóriák árának durva esése miatt. Fokozatosan megjelent az SSD, ami gyakorlatilag egy telepített PenDrive-ot jelent. A jelenlegi mobiltelefonokban és tabletekben egyáltalán nincsen HDD, csak SSD. Egyes laptopokban még van HDD, de egyre gyakoribb az a megoldás is, hogy van egy kisebb (100-256 GB-nyi) SSD a rendszerprogramoknak, valamint egy méretes HDD a többi fájlnak. Az asztali gépekben hasonló tendencia figyelhető meg, bár itt az SSD térnyerése nem olyan rohamos, mint a kisebb méretű gépekben. Viszont már a közepes árkategóriájú gépekben is gyakori az a megoldás, hogy a rendszerprogramoknak van egy 256-512 GB-os SSD, míg a többi (nem túl gyakran használt) programnak, illetve adatnak ott van a HDD.

© TFeri.hu, 2010.

Felújítva: 2016, 2017, 2018 és 2020.

 

Használt irodalom: