Σκληροί δίσκοι: Γενική συζήτηση/Απορίες

Ένας απόγονος της δισκέτας είναι ο σκληρός δίσκος,o οποίος άρχισε να παίρνει θέση στους υπολογιστές μας το '70. Οι δισκέτες τότε ήταν 8 ίντσες και με χωρητικότητα 80Kbytes κάθε πλευρά της. Τα αρχεία αποθηκεύονται σε ένα μαγνητικό μέσο, γι' αυτό λοιπόν δεν είναι και οτι καλύτερο να αφήνουμε μια δισκέτα σε μέρη που υπάρχουν μαγνητικά πεδία. Μια δισκέτα για τέτοιους λόγους έχει μια διάρκεια ζωής περίπου 10 χρόνων.

H κατασκευή ενός σκληρού δίσκου είναι σχεδόν ίδια με αύτην της δισκέττας. Ας αρχίσουμε όμως με την “ανατομία” μιας δισκέττας.
Μια δισκέτα για να χρησιμοποιηθεί πρέπει να διαμορφωθεί ποιο πριν, κατά την διαμόρφωση μιας 1,44MB δισκέτας “γράφονται” 80 ίχνη (tracks).
Το πόσο κοντά είναι λοιπόν αυτά τα ίχνη, καταγράφεται στο TPI (tracks per inch), αυτό ονομάζεται και ως οριζόντια πυκνότητα. Στην παραπάνω διαμόρφωση ερχόμαστε στα 135 TPI που σημαίνει επίσης ένα πλάτος ίχνους τον 0,115mm.
Ακόμη χωρίζουμε την δισκέτα σε τομείς (sectors), στην δισκέτα αυτή βρίσκονται σε κάθε ίχνος 18 τομείς. Το πόσο κοντά είναι τα αρχεία αναμεταξύ τους καθορίζεται από το BPI (bits per inch).

Σε κάθε τομέα γράφονται 512 Bytes. Με αυτό τον τρόπο λοιπόν μπορούμε εύκολα να υπολογίσουμε την τελική χωρητικότητα της δισκέτας.

Χωρητικότητα = 512Bytes x 18 x 80 x 2 = 1.474.560Bytes = 1,44(1MB = 10242)

Ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων λόγο της αργής σειριακής σύνδεσης βρίσκεται περίπου στα 60Kbytes/s για αυτό τον λόγο λοιπόν δεν μπορούμε να φανταστούμε και να κατασκευαστούν μεγάλες χωρητικότητες σε δισκέτες.

Ο σκληρός δίσκος είναι σχεδόν παρόμοιος με την δισκέττα. Η κυριότερη διάφορα ανάμεσα σε αυτά τα δυο μέσα αποθήκευσης είναι προφανώς εμφανής. Ο σκληρός δίσκος αποτελείται από έναν μεταλλικό σκληρό δίσκο, σε αντίθεση με την δισκέτα όπου κατασκευάζεται με ένα εύκαμπτο υλικό. Οι σκληροί δίσκοι είναι ποιο αξιόπιστοι όσο αναφορά την ασφάλεια και παρέχουν μεγαλύτερες ταχύτητες και γρηγορότερες προσβάσεις στα αρχεία.

Οι σύγχρονοι σκληροί δίσκοι κατασκευάζονται ποια μόνο από έναν δίσκο (εσωτερικά) και επιτρέπουν έγγραφες έως και 200GB χωρίς κανένα απόλυτος πρόβλημα. Οι δίσκοι αποτελούνται κυρίως από αλουμίνιο και είναι επιστρωμένοι με μαγνητικό υλικό όπως FE-II-Oxid / FE-III-Oxid. Η επίστρωση αυτή είναι μόλις μερικά άτομα παχιά.
Μέσα σε έναν σκληρό δίσκο υπάρχει περίπτωση να βρέθουν παραπάνω άπο ένας μέταλικοι δίσκοι όπου όνομαζονται Platters. Λόγο όμως της μήχανικης τους λειτουργείας αποφέρουν μεγάλες θερμοκρασίες , με αποτέλεσμα η χρίση πάνω από 8 δίσκους να είναι σχεδόν αδύνατη.
Τώρα ανάλογα με το αν γράφεται ένα 1 η 0, μαγνητίζεται στην συγκεκριμένη θέση προς την μια κατεύθυνση η την αντίστροφη.
Για τους κύλινδρους και τις κεφαλές θα μιλήσουμε παρακάτω.

ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ
Στους σκληρούς δίσκους έχουμε μερικά είδη κωδικοποιήσης.

FM: Frequency Modulation. Ενα 1 χαρακτηρίζει μια αλλαγή της μαγνητικής ροής, σε ένα 0 δεν υπάρχει καμία απόλυτος αλλαγή. Για λόγους ασφάλειας χρησιμοποιείται ένα Bit οδηγός το οποίο έχει πάντα την τιμή 1, με αλλά λόγια παρουσιάζεται μια αλλαγή μαγνητικής ροής. Με αυτό τον τρόπο λοιπόν χρειαζόμαστε σε ένα 1 , 2 αλλαγές ροής, ενώ στο 0 μόνο μια, έτσι ώστε ένα 1 να κατέχει την διπλή συχνότητα ενός 0.

MFM: Modified Frequency Modulation. To MFM χρησιμοποιείται στις δισκέτες.
Ο ρυθμός “αποθηκεύεται” στα δεδομένα, κάτι το οποίο ανεβάζει και την πυκνότητα αποθήκευσης. Ένα 1 χαρακτηρίζει μια ώθηση στο κέντρο του χρονοδιαγράμματος των Bits.Το 0 έρχεται χωρίς να φέρει καμία αλλαγή μόνο όταν δεν έρχεται μετά από αυτό ένα 1. Σε περίπτωση που έρθει ένα 0, τότε έχουμε μια ώθηση στην αρχή του Βit. Έτσι έχουμε λοιπόν μια αλλαγή ροής ανά Bit.

RLL: Run length limited. Γνωστό και ως RLL 2.7 Στην μέθοδο αυτή έχουμε διάφορους συνδυασμούς των Bit οι οποίοι αντικαθιστούνται με άλλους συνδυασμούς έτσι ώστε να καταφέρουμε μεγάλες σειρές με Bit χωρίς αλλαγή ροής και επίσης να μειώσουμε τον αριθμό αλλαγή ροής.

ARLL: Advanced Run length Limited. Ονομαζόμενοι και RLL 3.9. Αυτή η μέθοδος λειτουργεί όπως και στην παραπάνω με την μόνη διάφορα ότι τοποθετεί 3 έως 9 μηδενικά ανάμεσα στα 1. Με αυτό τον τρόπο καταφέρνουμε μια πύκνωση 4 φορές μεγαλύτερη από αυτήν της FM μεθόδου.

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΑΡΧΕΙΩΝ
Στους σκληρούς δίσκους σχεδιάζουμε τα αρχεία σε tracks. Επειδή μπορεί να τύχει η περίπτωση να δημιουργήσουμε μια στοιβάδα με πολλούς δίσκους ο ένας πάνω από τον άλλον, τότε ονομάζουμε τα tracks που βρίσκονται το ένα πάνω από το άλλο , κύλινδρο (cylinder).
Τα tracks μπορούν να βρίσκονται στην πάνω η στην κάτω πλευρά του δίσκου , side 0 , side 1 και αριθμούνται από έξω προς τα μέσα. Για κάθε πλευρά του δίσκου υπάρχει μια κεφαλή έγγραφης-ανάγνωσης. (head)
Δίνοντας την αποθηκευτική θέση των αρχείων με την μέθοδο “cylinder-head-sector” τότε μιλάμε για ένα CHS-Addressing.

Ο αποθηκευτικός χορός υπολογίζεται ως εξής.
Capacity = No. Of Tracks x No. of sectors per track x No. of Bytes per sector x No. of heads

ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ
Στους σκληρούς δίσκους βρίσκουμε τις εξής συνδέσεις.
Eide = Enhanced intergrated device electronic.
SCSI = Small computer system interface
S-ATA = Serial ATA.

IDE
H (E)IDE έχει της ρίζες της στους επεξεργαστές 80286 , τον PC/AT (Personal computer/ advanced thecnology). Σε αυτόν “διαλεγμένα” σήματα μας κατέληξαν στο ISA-Slot όπου μετά καταλήξαμε
με διάφορες μεθόδους στην IDE. Αυτό είναι λοιπόν το τμήμα που ενώνει τον σκληρό δίσκο με τον Host adapter. Εδώ και μερικά χρόνια πια η ISA έχει αντικατασταθεί με την PCI πάνω στην οποία δουλεύουν η σκληροί δίσκοι.

EΙDE/ATA/ATARI
Την σύνδεση IDE καταφέραμε να την επεκτείνουμε σε EIDE.Κύριος γνωστή είναι και ως ATA.
Υπάρχουν διάφορες έκδοσης της ΑΤΑ. Από ΑΤΑ-1 έως ΑΤΑ-6, η οποίες έκδοσης έχουν διαφορετικές επιδόσεις. Η χρησιμοποίηση τεσσάρων αντί για δυο συσκευές πρωτοεμφανίστηκε με την σύνδεση σκληρών EIDE με την χρίση ενός δεύτερου IDE-Adapter καθώς και σκληρούς με μέγεθος μεγαλύτερο τον 504-ΜByte. Επίσης την σύνδεση ΕΙDE την ονομάζουμε και καμία φορά ως ATAPI (AT = Attachment packet interface). Η σύνδεση ATAPI εκτός από σκληρούς δίσκους μας επιτρέπει και την σύνδεση CD-Rom/DVD-Rom κλπ.

Ένα ΕΙDE καλώδιο μπορεί να έχει μέγιστο μήκος 18” (45,7cm) το οποίο μας επιτρέπει μεταφορά δεδομένων με ταχύτητα 16,7ΜΒ/s.

Ultra-Ata
Μια εξέλιξη που είχαμε ήταν το Ultra-Ata.Το Ultra-Ata χρησιμοποιεί την PCI-1 αξιοποιώντας τα 133ΜΒ/s της ταχύτητας της PCI (φυσικά πάντα θεωρητικά).
Οι σκληροί Ultra-Ata από μια συχνότητα τον 66MHz και πανω για να αποδώσουν 100% χρειάζονται ξεχωριστά καλώδια από αυτά που προαναφέραμε πριν. Εμφανισιακά τα καλώδια δεν έχουν μεγάλες διάφορες. Τα καλώδια για Ultra-Ata είναι ποιο λεπτά σε αντίθεση με τα απλά.Έτσι λοιπόν αν κάνετε απλών ΕΙDE καλωδίων σε ταχύτερους σκληρούς δεν θα γίνει απολύτως τίποτα, η μόνη αλλαγή θα είναι στην ταχύτητα. Δηλαδή ένας σκληρός Ultra-Ata 100 θα δουλεύει σαν ATA/33.

Κάτι παρά πολύ σημαντικό που ήρθε μαζί με το ΑΤΑ-4 είναι το επονομαζόμενο Overlapped Feature Set. Με αυτό μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το Master και Slave σε ένα σύστημα.
S-ATA
Ο απόγονος του Ultra-Ata είναι το Serial ATA (S-ATA).Σε αυτό το σύστημα καταργείται η παράλληλη μεταφορά δεδομένων και γίνεται σειριακή. Μερικούς από τους S-ATA σκληρούς είναι

S-ATA I : 150Mbyte/s
S-ATA II: 300Mbyte/s
S-ATA III: 600Mbyte/s

Φυσικά είναι μια καλή τεχνολογία οι S-ATA και μπορούν να αποδώσουν μεγάλες ταχύτητες αλλά πάντα περιοριζόμαστε από το PCI-1-Bus όπου μας επιτρέπει ταχύτητες 133Mbytes/s η ακόμη και 100Mbytes/s. Βλέπουμε λοιπόν πως ένας δίσκος ΑΤΑ/133 μπορεί να απόδοση ακριβώς το ίδιο με έναν S-ATA Ι. Το καλώδιο που χρησιμοποιούν οι S-ATA είναι παρά πολύ ποιο λεπτό από αυτό των EIDE και επιτρέπει μήκος καλωδίου έως και 1 μέτρο.

SCSI
Η σύνδεση SCSI επιτρέπει εδώ και χρόνια σύνδεσης συσκευών όπως σκληρούς δίσκους, CD-Rom, σαρωτές κλπ. Δυστυχώς το μεγάλο κόστος των συσκευών αυτών δεν επιτρέπει σε κοινούς χρηστές την αγορά τους, με αποτέλεσμα να τις βλέπουμε κυρίως σε Servers.
Ξεχωρίζουμε διάφορα SCSI . (8-Bit Narrow-SCSI και 16-Bit Wide-SCSI ) καθώς και διάφορες ταχύτητες (Fast, Ultra, Ultra2, U160, U320). Στο Narrow-SCSI μπορούμε να συνδέσουμε έως 7 συσκευές και στο Wide-SCSI 15. To SAS (serial attached SCSI) χρησιμοποιεί επίσης την σειριακή μέθοδο και υποστηρίζει ταχύτητες έως και 600Mbytes/s.

Συμπλήρωμα
Ο Υπολογιστής σήμερα είναι αργός εξαιτίας του σκληρού δίσκου ..
Ο σκληρός δίσκος αποτελείται κυρίως από μηχανικά μέρη και περιλαμβάνεται από μία (η και περισσότερες )κεφαλές αναλόγως και τον αριθμό των platters
Για να επιταχύνουμε χρησιμοποιούμε. συστοιχία RAID
To RAID απαιτεί και έναν Controller (Αν και σήμερα την βρίσκουμε και ενσωματωμένο σε motherboard) χωρίζει τα δεδομένα σε δύο δίσκους (η και περισσότερους αν μιλάμε για επαγγελματικό μηχάνημα)
Το ξεχωρίζουμε από νούμερα π.χ. RAID 0 , 1 , 2 , 3

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Δέκα Επίπεδα για μία Λύση
Από το '87 μέχρι σήμερα έχει κυλήσει πολύ νερό στο αυλάκι. Τα πέντε επίπεδα έγιναν δέκα, εκ των οποίων έξι έχουν προτυποποιηθεί (0, 1, 2, 3, 4 και 5), ενώ τα υπόλοιπα αποτελούν παραλλαγές ή προτάσεις μεμονωμένων κατασκευαστών (6, 7, 10 50 και 53).

Το RAID 0 από πολλούς δεν θεωρείται γνήσιο μέλος της οικογένειας. Ο λόγος είναι ότι δεν προσφέρει καμία ασφάλεια των δεδομένων. Αυτό που κάνει είναι το λεγόμενο striping. Τα δεδομένα κάθε αρχείου μοιράζονται σε όσους δίσκους είναι διαθέσιμοι, με αποτέλεσμα να επιταχύνεται η διαδικασία εγγραφής. Ομοίως βέβαια και η ανάγνωση είναι ταχύτατη, εφόσον όλες οι μονάδες διαβάζουν ταυτόχρονα. Για να κατανοήσουμε καλύτερα τη λογική του RAID 0, θα αναφέρουμε ένα απλό παράδειγμα. Έστω ότι έχουμε μια συστοιχία με τρεις δίσκους και ένα αρχείο το οποίο καταλαμβάνει χώρο εννέα τομέων. Η διασπορά του θα γίνει ως εξής: ο πρώτος τομέας θα αποθηκευτεί στον πρώτο δίσκο, ο δεύτερος στο δεύτερο, ο τρίτος στον τρίτο, ο τέταρτος στον πρώτο, ο πέμπτος στο δεύτερο κ.ο.κ. Όπως καταλαβαίνουμε, εφόσον τα δεδομένα εγγράφονται μόνο μία φορά, χωρίς να υπάρχει πλεονάζουσα πληροφορία, το σύστημα δεν παρέχει προστασία. Αν σε ένα δίσκο παρουσιαστεί πρόβλημα, η ανάκτηση των δεδομένων είναι αδύνατη. Το επίπεδο 0 λειτουργεί βέλτιστα όταν ο κάθε δίσκος έχει το δικό του ελεγκτή. Σε κάθε περίπτωση πάντως, τα πλεονεκτήματα είναι, πέρα από τις πολύ καλές επιδόσεις, η απλή σχεδίαση και υλοποίηση, για την οποία το ελάχιστο πλήθος δίσκων που απαιτείται είναι δύο. Το RAID 0 συνιστάται σε εφαρμογές που απαιτούν ιδιαίτερα υψηλή διαμεταγωγή δεδομένων, όπως η παραγωγή και η επεξεργασία video ή εικόνας, η ψηφιακή σελιδοποίηση κ.λπ.

RAID 1 ονομάζουμε το λεγόμενο mirroring. Απαιτεί και αυτό τουλάχιστον δύο δίσκους, όμως προσφέρει τη μέγιστη δυνατή προστασία των δεδομένων. Η φιλοσοφία του είναι η απλούστερη από όλα τα υπάρχοντα επίπεδα. Αυτό που κάνει είναι να δημιουργεί ακριβές αντίγραφο ενός δίσκου σε κάποιον άλλο. Στην περίπτωση των τεσσάρων δίσκων, λόγου χάρη, μόνο οι δύο διατίθενται ως αποθηκευτικός χώρος, ενώ οι υπόλοιποι είναι πιστά αντίγραφα αυτών. Κατ' αυτό τον τρόπο ό,τι αποθηκεύουμε σε μία μονάδα, αυτόματα και ταυτόχρονα αποθηκεύεται σε μια δεύτερη. Πρόκειται λοιπόν για δημιουργία backup σε πραγματικό χρόνο, με τη διαφορά ότι το backup αυτό δημιουργείται ταυτόχρονα με το υποτιθέμενο πρωτότυπο. Ακόμη και η ανάγνωση γίνεται ταυτόχρονα και από τις δύο μονάδες δίσκων, ώστε να επιταχύνεται η διαδικασία. Κατ' αυτό τον τρόπο επιτυγχάνουμε ίδια ταχύτητα εγγραφής σε σύγκριση με την περίπτωση του απλού δίσκου, αλλά διπλάσια ταχύτητα ανάγνωσης. Πλεονέκτημα του RAID 1 αποτελεί και το γεγονός της απλούστατης σχεδίασης που προϋποθέτει. Το κακό της υπόθεσης όμως είναι ότι αυτή η απλότητα οδηγεί συνήθως στην υιοθέτηση της υλοποίησης software και όχι της hardware. Έτσι, τις περισσότερες φορές δεν υποστηρίζονται λειτουργίες όπως, ας πούμε, το hot swap, στο οποίο θα αναφερθούμε παρακάτω. Συμπερασματικά πάντως, το RAID 1 συνιστάται ιδιαίτερα σε περιπτώσεις που οι προδιαγραφές του συστήματος δεν επιτρέπουν την παραμικρή απώλεια δεδομένων ούτε την αναμονή σε περίπτωση βλάβης.
Η ταχύτητα ανάγνωσης σπανίως είναι διπλάσια.
Εξαρτάται από τον ελεγκτή ενώ στις κοινές υλοποιήσεις (onboard) σπανίως υπάρχει έστω και μικρή αύξηση στην ταχύτητα ανάγνωσης.
Λίγοι και συγκεκριμένοι ελεγκτές υποστήριζουν την δυνατότητα αυτή.

Το RAID 2 χρησιμοποιείται σπάνια σε εμπορικές εφαρμογές. Παρ' όλα αυτά προσφέρει υψηλούς ρυθμούς διαμεταγωγής δεδομένων και αυτόματη διαδικασία διόρθωσης σφαλμάτων. Προβλέπει διάκριση μεταξύ μονάδων αποθήκευσης δεδομένων και μονάδων κώδικα διόρθωσης. Οι μονάδες αποθήκευσης δεν είναι τίποτα άλλο από τους δίσκους όπου φυλάσσονται τα δεδομένα μας. Υπάρχουν όμως και άλλοι δίσκοι στους οποίους αποθηκεύονται πληροφορίες (κωδικοποιημένες σύμφωνα με τον κώδικα διόρθωσης Hamming) κατάλληλες να διορθώσουν τυχόν σφάλματα στους δίσκους δεδομένων. Τα αρχεία χωρίζονται σε λέξεις, για καθεμία από τις οποίες παράγεται ο κώδικας διόρθωσης, ο οποίος και καταγράφεται στις αντίστοιχες μονάδες. Κατά τη διαδικασία της ανάγνωσης, ο αλγόριθμος του κώδικα καλείται να ελέγξει την ακεραιότητα των δεδομένων και να διορθώσει τυχόν σφάλματα.

Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι σημαντικά. Η ταχύτητα διαμεταγωγής δεδομένων που επιτυγχάνεται κυμαίνεται σε υψηλά επίπεδα. Μάλιστα, όσο καλύτερη είναι η αναλογία δίσκων δεδομένων προς δίσκους διόρθωσης (όπως συμβαίνει στις μεγάλες συστοιχίες), τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα αυτή. Η σχεδίαση του απαιτούμενου ελεγκτή είναι απλή, αν συγκριθεί με τους ελεγκτές των επιπέδων 3, 4 και 5, στους οποίους θα αναφερθούμε στη συνέχεια. Τέλος, η διόρθωση τυχόν σφαλμάτων γίνεται σε πραγματικό χρόνο. Βέβαια, η υλοποίηση του RAID 2 δεν είναι απαλλαγμένη από προβλήματα. Στην περίπτωση που δεν απαιτείται η χρήση πολλών δίσκων, η αναλογία του πλήθους δίσκων δεδομένων προς δίσκους διόρθωσης είναι πολύ μικρή και κατά συνέπεια η συστοιχία είναι μη αποδοτική. Ακόμη, οι δίσκοι που είναι κατάλληλοι για το επίπεδο 2 δεν είναι οι συμβατικοί, γεγονός που συνεπάγεται υψηλό κόστος προμήθειας του απαραίτητου εξοπλισμού.

Το επόμενο επίπεδο είναι το RAID 3. Η λειτουργία του είναι γνωστή με την περιγραφή «παραλληλισμός με ισοτιμία». Στην ουσία πρόκειται για παραλλαγή του επιπέδου μηδέν, με τη διαφορά ότι στην προκειμένη περίπτωση υπάρχει ένας επιπλέον δίσκος στον οποίο καταχωρίζονται τα δεδομένα της ισοτιμίας. Απαιτεί κατά συνέπεια τρεις μονάδες δίσκων κατ' ελάχιστο. Τα bit της ισοτιμίας αποτελούν την ασφαλιστική δικλίδα του συστήματος. Σε περίπτωση απώλειας κάποιας μονάδας δίσκου, χρησιμοποιούνται *υποβοηθούμενα από τις υπόλοιπες μονάδες* για την ανακατασκευή των δεδομένων. Αυτό δεν απαιτεί κάποιον πολύπλοκο αλγόριθμο αποκωδικοποίησης. Δεδομένου ότι για τον υπολογισμό των δεδομένων ισοτιμίας χρησιμοποιείται η λογική συνάρτηση XOR (Exclusive OR ή «αποκλειστικό ή») της άλγεβρας Boole, η ανακατασκευή πραγματοποιείται κατά κάποιον τρόπο με την αντίστροφη διαδικασία. Ως αποτέλεσμα όλων αυτών, η διαμεταγωγή δεδομένων εγγραφής και ανάγνωσης είναι υψηλή και η απώλεια ενός δίσκου έχει μικρές επιπτώσεις στην απόδοση του συστήματος. Το μεγάλο μειονέκτημα όμως του RAID 3 είναι ο αρκετά σύνθετος ελεγκτής που απαιτείται στην περίπτωση της υλοποίησης με hardware. Η περίπτωση software σχεδόν δεν συζητείται καν, λόγω των δυσκολιών που παρουσιάζει και των υψηλών απαιτήσεων σε πόρους του συστήματος. Χρησιμοποιείται πάντως σε εφαρμογές που το ζητούμενο είναι η υψηλή απόδοση, όπως η παραγωγή και η επεξεργασία video ή εικόνας, το streaming κ.λπ.

Η περίπτωση του RAID 4 διαφέρει ελάχιστα από το 3. Εδώ, ολόκληρο μπλοκ πληροφορίας γράφεται σε ένα δίσκο και δεν μοιράζεται στους διαθέσιμους δίσκους με τη διαδικασία του striping. Η σχεδίαση προσανατολίζεται προς τη βελτιστοποίηση των επιδόσεων σε εφαρμογές κυρίως ανάγνωσης, όπως οι βάσεις δεδομένων, όπου απαιτείται ταχεία προσπέλαση των δεδομένων. Στον αντίποδα, η συνολική απόδοση του συστήματος είναι κατώτερη του RAID 3, η ανάνηψη ύστερα από πτώση κάποιας μονάδας είναι δύσκολη και μη αποδοτική, ενώ η σχεδίαση του ελεγκτή είναι πολύπλοκη.

Ένα από τα πιο συνήθη πρότυπα RAID είναι χωρίς αμφιβολία το RAID 5. Η διαφορά του από το 4 έγκειται στο γεγονός ότι η πληροφορία της ισοτιμίας διαμοιράζεται στους δίσκους των δεδομένων. Για την υλοποίησή του απαιτούνται τουλάχιστον τρεις μονάδες. Η απόδοση του συστήματος κατά την ανάγνωση είναι μεγαλύτερη από αυτήν της εγγραφής. Βασικό ατού του επιπέδου 5 είναι ότι μπορεί και συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των RAID 1 και RAID 0. Φυσικά, δεν είναι 100% ασφαλές όσο το RAID 1, όμως υπερτερεί σε απόδοση, ενώ είναι και οικονομικότερο. Το κακό είναι ότι ο ελεγκτής τον οποίο απαιτεί είναι πολύπλοκος, ενώ σε περίπτωση απώλειας ενός δίσκου η αναπαραγωγή των δεδομένων που χάθηκαν δεν είναι εύκολη υπόθεση. Πάντως οι εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιείται το επίπεδο 5 είναι ευρύτατες, με χαρακτηριστικά παραδείγματα τους διακομιστές (server) πάσης φύσεως.



Περνώντας στα τελευταία και λιγότερο διαδεδομένα επίπεδα, συναντάμε πρώτα το RAID 6, το οποίο είναι ουσιαστικά μια επέκταση του 5. Χρησιμοποιώντας μια δεύτερη ανεξάρτητη ομάδα δεδομένων ισοτιμίας αποτελεί έναν ισχυρότερο μηχανισμό αντιμετώπισης σφαλμάτων, ο οποίος μπορεί να ανταποκριθεί ακόμη και σε πολλαπλές, ταυτόχρονες απώλειες δίσκων. Όπως είναι ευνόητο, οι προδιαγραφές αυτές ταιριάζουν γάντι σε περιπτώσεις που η ακεραιότητα των δεδομένων είναι ιδιαίτερα κρίσιμο θέμα. Η πολύπλοκη υλοποίηση όμως του RAID 6 είναι ένα μειονέκτημα που οδηγεί στην κατασκευή εξειδικευμένων και άρα ακριβών ελεγκτών. Επιπλέον, για τη λειτουργία του συστήματος απαιτείται ένας δίσκος παραπάνω από ό,τι στην περίπτωση του RAID 5. Με όλα αυτά, συν την προσθήκη της χαμηλής απόδοσης που επιτυγχάνεται στις εγγραφές, δεν είναι καθόλου περίεργο ότι *από όσο γνωρίζουμε τουλάχιστον* δεν υπάρχουν εμπορικές εφαρμογές που χρησιμοποιούν το RAID 6.

Μια εντελώς διαφορετική φιλοσοφία αντιμετώπισης των πραγμάτων εισάγεται από το RAID 7. Χρησιμοποιεί ένα μικροεπεξεργαστή και ένα λειτουργικό σύστημα, το οποίο σε πραγματικό χρόνο κάνει τη δουλειά του ελεγκτή ασύγχρονα. Κατά συνέπεια, όλες οι συναλλαγές εισόδου-εξόδου πραγματοποιούνται ασύγχρονα και ελέγχονται ανεξάρτητα μέσω ενός διαύλου υψηλής ταχύτητας, υποστηριζόμενες από προσωρινή μνήμη, όπως σε έναν υπολογιστή. Για την αντιμετώπιση των πιθανών σφαλμάτων χρησιμοποιείται η μέθοδος της ισοτιμίας. Οι επιδόσεις που εξασφαλίζουν όλα τα παραπάνω είναι εξαιρετικά υψηλές, όμως εξίσου υψηλό είναι και το κόστος του συστήματος (στο οποίο θα πρέπει να συνυπολογίσουμε και την αγορά ενός UPS, ώστε να διασφαλίζονται τα δεδομένα της προσωρινής μνήμης).



Ένας συνδυασμός των RAID 0 και 1 είναι το λεγόμενο RAID 10 (διαβάζεται συνήθως «ένα μηδέν»). Απαιτεί το λιγότερο τέσσερις μονάδες δίσκων, εκ των οποίων οι δύο χρησιμοποιούνται για mirroring και οι άλλοι δύο για striping. Σε σύγκριση με το RAID 1 παρέχει την ίδια απόλυτη προστασία δεδομένων και προσφέρει καλύτερες επιδόσεις, όμως όλα αυτά με αυξημένο κόστος. Συνιστάται λοιπόν για εφαρμογές όπως οι διακομιστές βάσεων δεδομένων, οι οποίες προϋποθέτουν υψηλές επιδόσεις και προστασία της πληροφορίας, όχι όμως μεγάλη χωρητικότητα.

Το τελευταίο από τα επίπεδα RAID ονομάζεται RAID 53. Θα μπορούσαμε κάλλιστα βέβαια να το αποκαλούμε 03, καθώς δεν είναι τίποτα άλλο από συστοιχίες επιπέδου 3, οι οποίες συνδέονται με τη μέθοδο striping. Η απόδοση που επιτυγχάνεται κατ' αυτό τον τρόπο είναι ανώτερη του RAID 3, η αντιμετώπιση σφαλμάτων αποδεικνύεται το ίδιο επιτυχημένη, αλλά και το κόστος είναι πολύ υψηλότερο. Συνιστάται μόνο στις περιπτώσεις που είναι κατάλληλο το RAID 3, αλλά απαιτούνται ακόμη καλύτερες επιδόσεις.

Ο πρώτος σκληρός δίσκος έκανε την εμφάνισή του 50 χρόνια πριν. Είχε κατασκευαστεί από την RAMAC και είχε χωρητικότητα 5MByte. Για να λειτουργήσει σωστά ήταν κλεισμένος σε ένα ειδικό ψυγείο το οποίο ζύγιζε 1 τόνο! Όπως φαντάζεστε το κόστος του ήταν αρκετά υψηλό και έφτανε τα 40.000 ευρώ για κάθε Megabyte!

Σημερινοί δίσκοι είναι πολύ (μα πάρα πολύ) μικρότεροι (από 1,8 ίντσες μέχρι 3,5) και στοιχίζουν ελάχιστα, με τις τιμές να πέφτουν κατακόρυφα με τον καιρό. Αυτή τη στιγμή μπορείτε να βρείτε δίσκους με χωρητικότητα 500GByte που στοιχίζουν λιγότερο από 150 ευρώ.

Σίγουρα οι απαιτήσεις σε δεδομένα έχουν αλλάξει και η αύξηση στη χωρητικότητα δε μπορεί να χαρακτηριστεί δραματική, ίσως τα 5MB 50 χρόνια πριν να ήταν “πιο πολλά” από ότι τα 500GB σήμερα. Σκεφτείτε όμως ότι μια φωτογραφία από την ψηφιακή σας φωτογραφική μηχανή στα 10Mpixel θα γέμιζε εκείνον τον δίσκο.

Οι σληροί δίσκοι σήμερα είναι ένα από τα ελάχιστα μηχανικά μέρη του υπολογιστή μας και ένα από τα πιο αργά σε ταχύτητα... καθυστερώντας αποτελεσματικότατα οποιονδήποτε υπολογιστή. Για αυτό ακριβώς το λόγο ένας σωστός υπολογιστής πρέπει να έχει αρκετή εώς πολύ μνήμη RAM για να μειώνεται η χρήση του σκληρού δίσκου όσο το δυνατό περισσότερο.

Τι θα φέρει το μέλλον όμως στις τεχνολογίες των σκληρών δίσκων; Στα εργαστήρια της Hitachi Global Storage Technologies μπόρεσαν να αποθηκεύσουν 354GBit ανά τετραγωνική ίντσα σε μαγνητικό μέσω κάθετης εγγραφής. Μέσα στο 2007 αναμένεται να υλοποιηθούν παρόμοιες τεχνολογίες και να δούμε τους πρώτους δίσκους 3,5 ιντσών με χωρητικότητα 1TByte (1024GB). Η ίδια η εταιρία πιστεύει ότι μέχρι το 2009 θα μπορέσει να αναπτύξει τους πρώτους δίσκους με την παραπάνω πυκνότητα εγγραφής, κάτι που θα μας δώσει χωρητικότητα 2TByte (2048GB) σε δίσκους του ίδιου μεγέθους (3,5 ίντσες), αλλά και δίσκους των 400GB για φορητούς υπολογιστές (2,5 ίντσες) και 200GB σε δίσκους των 1,8 ινστών για χρήση σε συσκευές όπως τα iPod...

Προς το παρον η μόνη λύση για να έχεις καλύτερες επιδόσεις απο τον σκληρό δίσκο ειναι να πάρεις raptor ή την άλλη κατηγορία σκληρών (δεν θυμάμαι το ακρωνύμιο αυτης της κατηγορίας) που τρέχουν στις 10000 στροφές...Και η seagete ειχε ανακοινώσει κάτι παρόμιο αλλα δεν έχω κοιτάξει περαιτέρω τι έγινε μ αυτο το θέμα.

Προσωπικά ο σταθερός με Αthlon 64X2 με raptor 36 gbyte 10000 rpm ανοίγει μιάμιση φορά πιο γρήγορα απο το laptop( Core Duo 2,00 ghz και σκληρό στις 5400 rpm)

Κι όμως...Οι νέοι 1 TB δίσκοι έχουν επιδόσεις κοντινές σε αυτές των raptor...Χωρίς να είναι στις 10 k rpm...Τώρα το καλύτερο που έχουν επιτύχει είναι 1TB με 3 platters,από την Hitachi αν θυμάμαι καλά...Και τα 2 TB πλέον είναι εύκολος στόχος...

Πλέον σε λίγα χρόνια θα καταργηθούν τελείως οι σκληροί δίσκοι και θα είναι όλα με FLASH MEMORY για πιο γρήγορες επιδόσεις, μικρότερο όγκο, λιγότερη θερμοκρασία! Είδη τα Vista υποστιρίζουν τα φλασάκια ως RAM! βάζετε 8gb φλασάκι και σε χρόνο τε τε θα βρεθείτε με 8+ παραπάνω RAM!!!  :cool:

ΥΓ:Αρκεί να αγοράσετε φλασάκια που λένε Vista Ready!

Θέλω τα τέρατα και τα θέλω ΤΏΡΑ

aposperittis\ wrote: Πλέον σε λίγα χρόνια θα καταργηθούν τελείως οι σκληροί δίσκοι και θα είναι όλα με FLASH MEMORY για πιο γρήγορες επιδόσεις, μικρότερο όγκο, λιγότερη θερμοκρασία! Είδη τα Vista υποστιρίζουν τα φλασάκια ως RAM! βάζετε 8gb φλασάκι και σε χρόνο τε τε θα βρεθείτε με 8+ παραπάνω RAM!!!

- Aς κάνουμε λόγο για τους εξωτερικούς σκληρούς δίσκους.
-Ερώτημα που θέτω είναι γιατί δεν επιτρέπουν την σύνδεση ενός εξωτερικού σκληρού δίσκου με σύστημα USB-HUB??Στην ουσία πάλι θα λειτουργεί σωστά.Αλλά γιατί στο στα εγχειρίδια το αποτρέπουν και συνιστούν σύνδεση με USB του υπολογιστή??

Χμμμ...πολυ καλη ερωτηση. Δεν μπορω να καταλαβω και πιθανοτατα δεν υπαρχει καποιος αξιοπρεπης λογος για αυτην την προφαση. Ισως επειδη προκειται για σκληρο δισκο, παιρνουν τις επιφυλαξεις τους για κατι που θα γινει, 1:1.000.000

Παντως αν ηθελα να το κανω θα το εκανα διχως δευτερη σκεψη. Τα μανουαλ τις περισσοτερες φορες λενε αρλουμπες.. Μη σε παρω και στο λαιμο μου κιολας.