Интерфейсный шлейф
Интерфейсный шлейф PATA – это в современном виде плоский 80-жильный кабель (40 сигнальных линий, чередующихся с проводами схемной земли). Он имеет три 40-контактных разъёма синего, серого и чёрного цветов, закреплённых чисто механически – путём прореза изоляции острыми выступами контактных пластин (т.н. ножевые контакты).
По стандарту, длина шлейфа ограничена 18 дюймами (46 см), однако встречаются и более длинные варианты, вплоть до 80 см. Такие шлейфы предназначены для подключения оптических приводов CD/DVD в крупногабаритных корпусах (серверных или типа full tower); использовать их для жёстких дисков не рекомендуется, поскольку на высокой скорости обмена могут возникать ошибки.
Преимущества шлейфа в том, что он поддерживает режимы передачи выше UltraDMA 2 (33 МБ/с, предел для более ранних 40-жильных шлейфов) вплоть до UltraDMA 6 (133 МБ/с), и позволяет подключать два ЖД к одному порту контроллера.
Недостатков, однако, куда больше: шлейф громоздок, неудобен в укладке и механически непрочен. Замины, резкие сгибы и натяжения нарушают взаимное расположение проводов, что ухудшает помехозащищенность и может приводить к ошибкам. Механические крепления разъемов не слишком надежны в эксплуатации: при значительном усилии разъединения есть опасность нарушить контакт в одном или нескольких местах (чаще всего на крайних проводах), или вообще сломать прижимную скобу разъема.
Сами разъемы имеют малый коммутационный ресурс: уже после 20-30 подключений контактные пластины начинают загрязняться и окисляться ввиду истирания покрытия, а их пружинящие свойства ослабляются. Изношенный разъём хуже передает сигнал между контроллером и ЖД, что может приводить к ошибкам интерфейса. Всё это – закономерная плата за низкую себестоимость шлейфа.
Если диск на шлейфе единственный, то его надо сконфигурировать перемычками как ведущий (Master) и подключать только к крайнему (дальнему от контроллера) разъему шлейфа. Неопытные пользователи часто «втыкают» в диск средний разъем, думая, что чем ближе к контроллеру, тем сильнее сигнал и меньше помехи.
При этом шлейф PATA несимметричен: к контроллеру (материнской плате) следует подключать исключительно синий разъем, а к диску Master – черный. В синем разъёме контакт #34 заземлён и не соединён со шлейфом (по этому признаку контроллер отличает 80-жильный шлейф от 40-жильного). Черный разъем расположен на противоположном конце шлейфа, у него все контакты соединены со шлейфом.
К среднему разъему шлейфа (серого цвета) можно при необходимости подключить второй диск, сконфигурированный обязательно как ведомый (Slave). У серого разъема контакт #28 не соединен со шлейфом (это нужно для редко используемой конфигурации Cable Select, когда ЖД автоматически получает статус Master или Slave в зависимости от разъема подключения).
Два диска Master (или два Slave) на одном шлейфе недопустимы: помимо некорректного опознавания в BIOS возможны далеко идущие последствия, вплоть до необратимой порчи данных на дисках. Даже при правильном конфигурировании, два ЖД на одном шлейфе ощутимо тормозят друг друга, поскольку работать им приходится поочерёдно (как правило, диск захватывает канал на всё время выполнения операции).
Правильное подключение шлейфа PATA к 40-контактной колодке ЖД контролируют два элемента: ключ (выступ на разъеме шлейфа и прорезь в бандаже колодки), а также отсутствующий в колодке и залитый в разъеме контакт #20. На практике удобно ориентировать шлейф по цветной полоске, которая всегда должна «смотреть» на разъем питания диска.
При попытке вставить разъем «вверх ногами» залитое гнездо упирается в контакт #21. Увы, препятствие останавливает не всех сборщиков – с молодецкой силушкой они гнут или вдавливают штырёк «под ноль» и таки загоняют перевернутый разъем в гнездо, после чего диск, естественно, не опознаётся.
Дело в том, что злополучный утраченный 21-й контакт управляет пересылкой данных по скоростному каналу DMA. Диск выставляет на нем высокий уровень сигнала, запрашивая обмен в режиме DMA, однако до контроллера сигнал не доходит, и тот инициирует обмен в режиме PIO, на порядок более медленном и к тому же сильно загружающем процессор.
«Свалить» диск в медленный режим может и операционная система. Если драйвер Windows XP (atapi.sys) регистрирует подряд 6 ошибок интерфейса, то он принудительно отключает UltraDMA и переводит диск в PIO. Действующий режим передачи можно увидеть в Диспетчере устройств (см. вкладку Дополнительные параметры в свойствах ATA контроллера).
Ошибки чаще всего бывают вызваны мятым, длинным или некачественным (с плохими контактами) шлейфом PATA. Может также сказаться плохое питание и завышение частоты системной шины (любимый некоторыми «разгон»). Шлейф надо поменять на новый, заведомо исправный и отвечающий стандарту образец, после чего загрузить ОС, в Диспетчере устройств отключить канал контроллера и включить его снова с помощью опции контекстного меню «Обновить конфигурацию оборудования».
Случается, что шлейф вставлен в колодку не до конца или с перекосом: неопытный сборщик приложил недостаточное усилие (а разъем PATA, особенно новый, подсоединяется довольно туго). Проявляться это может как угодно в зависимости от того, какие контакты нарушены; чаще всего диск просто не опознается. Избежать таких случаев поможет визуальный и тактильный контроль.
Когда шлейф, наконец, подключен правильно, заботы еще не окончены. Излишки длины надо сложить гармошкой и зафиксировать резинкой или пластиковой стяжкой, чтобы кабель не мешал воздухообмену и не задевал вентиляторы. При «уборке» старайтесь сохранить плоскостность шлейфа, сгибая его под углом 90º или 180º.
Избегайте резких перегибов и вмятин, а также натяжений вблизи разъёмов: проводники в шлейфе очень тонкие и легко рвутся при небрежном обращении. Зачастую, дефект внешне незаметен (эластичная изоляция скрывает разрыв), а поведение системы может быть весьма разнообразно.
Встречаются и более экзотические случаи, например самопроизвольное запароливание дисков. Обычная «безобидная» команда при повреждении шлейфа воспринимается диском как команда установки пароля ATA, причем следующие за командой 32 случайных байта интерпретируются как сам пароль.
В результате при следующем включении питания диск опознается, но будет отвергать все команды чтения/записи до ввода пароля, заведомо неизвестного. BIOS при этом выдаёт диагностику «Hard Disk Failed», и выправить ситуацию может лишь специалист. Он снимет пароль с помощью технологических команд, предоставляющих доступ к микропрограмме накопителя.
Заключительная операция при установке ЖД – проверить в рабочем положении корпуса, не оттягивает ли шлейф своей тяжестью плату электроники (имеется в виду наиболее частое горизонтальное расположение диска платой вниз). Дело в том, что подобная незапланированная нагрузка со временем может ослабить прижимные контакты между платой и банкой, что приведет к искажению данных, сбоям в работе диска и необходимости ремонта.
В последнее время получили распространение круглые шлейфы PATA. По сравнению со стандартными плоскими они компактнее, удобнее в монтаже и улучшают воздухообмен в корпусе. Кроме того, «кругляки» красивее – выпускаются в разных цветах оплётки, есть даже «моддерские» варианты с подсветкой и флуоресценцией.
Однако в плане надёжности работы круглые шлейфы ничем не блещут, хотя и стоят значительно дороже. Помехозащищенность у них не лучше, а перекрёстные наводки и паразитные ёмкости – выше, поскольку нарушено взаимное расположение сигнальных и «земляных» проводников.
Можно посоветовать сделать компактный кабель из обычного плоского шлейфа. Тонким лезвием разрежьте его на полоски по 10 проводников в каждой, получившиеся 8 полосок уложите стопкой и закрепите пластиковыми стяжками или изолентой. При должной аккуратности выйдет изделие не хуже покупного «кругляка».
После всех «засад» параллельного интерфейса, шлейф Serial ATA – образец изящества и надёжности. Обращение с ним крайне простое и удобное: каждый диск подключается к собственному порту контроллера, шлейф симметричен, компактный четырёхжильный экранированный кабель стоек к повреждениям, излишек длины легко свертывается бухтой или спиралью (можно на карандаше). Монолитный корпус разъема весьма прочен, а Г-образный ключ препятствует ошибочному подключению.
Разъём SATA включает семь плоских контактов, из них две пары сигнальных и три контакта «земли» (более длинных). Это страхует от бросков тока при «горячем» подключении диска. Единственная проблема – слабая механическая фиксация разъемов в ранних версиях (современные варианты SATA II имеют пружинную защелку) – решается каплей термоклея.
Шлейфы SATA могут иметь разную длину (от 20 до 100 см), различное поперечное сечение (от 6 до 11 мм), прямой или угловой разъем на одном из концов. Рекомендуем выбирать шлейф минимальной длины и максимального сечения: это повышает уровень сигнала и снижает наводки от помех.
Стандарт SATA имеет две версии, SATA I и SATA II, отличающиеся скоростью обмена (1.5 Гб/с и 3.0 Гб/с соответственно) и набором команд. Они совместимы сверху вниз, т.е. контроллеры и диски SATA II могут работать в режиме SATA I. Но если контроллер SATA II переходит в более медленный режим автоматически, то диску это нужно указать.
Кабель питания
Диски 3.5” с параллельным интерфейсом имеют традиционный 4-контактный разъем со скошенными гранями типа Molex (к нему подводятся напряжения 5 и 12 В), а диски Serial ATA – 15-контактный разъем SATA с Г-образным ключом (подводятся напряжения 3.3, 5 и 12 В).
Некоторые диски SATA оснащены разъёмами обоих типов, однако задействовать разрешается только один из них. При одновременном подключении двух кабелей питания диск может выйти из строя, об этом предупреждает надпись на этикетке. Выяснять её обоснованность – себе дороже.
ЖД следует всегда подключать к той ветке питания, на которой нет других значимых потребителей, и «сажать» на ближний к блоку питания разъем (насколько хватает длины кабеля). Это минимизирует падение напряжения на проводах и тем самым стабилизирует работу диска.
Той же цели служит обжатие контактов Molex пинцетом или острогубцами. Дело в том, что разъём оказался ненадёжным в эксплуатации, с малым коммутационным ресурсом. Уже после 5-6 подключений разрезные гильзы расшатываются, их прижимная сила ослабевает. Серебряное покрытие истирается и чернеет, это особенно заметно в городском воздухе с его агрессивными примесями.
В результате переходное сопротивление становится ощутимым, а в тяжелых случаях и критическим. Падение напряжения на контактах, наиболее сильное в момент старта двигателя, приводит к тому, что диск не может набрать полной скорости, периодически щёлкает головками и не определяется в BIOS. Пользователи часто относят такое поведение на счет неисправности диска, тогда как вся проблема в контактах питания.
Для новых разъемов Molex подобная процедура необязательна, но в любом случае нужно следить за усилием подключения. Разъём должен «садиться» на вилку ЖД достаточно туго, чтобы рассоединить их можно было только за 3-4 покачивающих движения. В некоторых моделях дисков PATA штырьки питания тоньше стандарта, так что обжатие гильз может потребоваться и по этой причине.
В свете описанных предосторожностей, следует избегать использования всяческих разветвителей и удлинителей питания, тем более что они часто бывают низкого качества (контактные гильзы не из посеребрённой латуни, а из обычной жести, плохо заделанные провода малого сечения и т.п.).
Скошенные грани разъема Molex, по идее, препятствуют ошибочному подключению. Однако встречаются неточно изготовленные колодки из мягкого пластика, и невнимательный (но физически сильный) сборщик вполне может вдавить её в гнездо «вверх ногами». Такой диск сгорит при первом же включении, поскольку вместо 5 В на сигнальные цепи пойдёт 12 В.
Особо «одарённые» пользователи умудряются даже воткнуть Molex в интерфейсный разъем диска, отчего как минимум гнутся штырьки, а при подаче питания «вылетает» процессор на плате. Если вы новичок в сборке – не поленитесь осмотреть разъёмы и гнёзда на предмет их взаимного расположения. В настольном компьютере нет деталей, требующих применения силы. Если что-то идет туго, значит, вы ошиблись.
Диски PATA 2.5″ питаются одним номиналом 5 В, который подается на общий 44-контактный разъем. Если его перевернуть или сдвинуть, ничего хорошего тоже не будет. В правильных разъемах этому мешает ключ (залитое гнездо в колодке и пропущенный штырек на диске), но встречаются и неправильные.
Например, переходники, позволяющие подключить ноутбучный диск к обычному шлейфу PATA, часто не имеют такого ключа, поэтому с ними надо быть внимательным. Дальний от проводов питания край переходника должен приходиться на первый контакт диска (он всегда помечен на этикетке или плате).
Запрещается подсоединять или отсоединять питание диска PATA при включённом компьютере. Разъём Molex не рассчитан на горячее подключение, его легко перекосить, отчего «земля» и оба напряжения будут поданы на диск не одновременно, а то и с «дребезгом».
При этом диски сравнительно легко переносят внезапные выключения (мы здесь не рассматриваем возможные логические повреждения данных, например, порчу файловой системы). Это связано с тем, что в работающем ЖД имеется запас энергии, аккумулированный в инерции вращающихся пластин, а также в конденсаторах на плате.
После отключения питания шпиндельный двигатель входит в режим генератора, и за счет торможения пластин вырабатывает ток, достаточный для разгрузки внутреннего кэша, парковки головок и завершения переходных процессов в электронике. В данном случае механика работает во благо (в остальном от неё одни проблемы).
Разъем питания SATA выполнен в виде дублированных позолоченных ламелей и вполне надёжен. Обжатие контактов ему не требуется, переходное сопротивление пренебрежимо мало, а коммутационный ресурс достаточно велик (гарантировано не менее 50 «перетыканий»). Г-образный ключ страхует от ошибочного подключения и перекоса.
Вместе с тем кабельная вилка довольно слабо фиксируется в колодке ЖД, и может сползать от случайных воздействий и вибрации. Рекомендуем скрепить обе части разъема каплей термоклея, или, в крайнем случае, кусочком липкой ленты.
Стандарт SATA предусматривает напряжения питания не только 12 и 5 В, но и 3.3 В (ему отвечает проводник оранжевого цвета). Новшество потенциально упрощает электронику ЖД, что особенно актуально для малогабаритных устройств. Правда, реальных дисков 2.5″ и 1.
Важно отметить, что разъем питания SATA допускает горячее подключение. Для этого все 15 ламелей в колодке имеют разную длину. В первую очередь соединяются (и в последнюю – разъединяются) пять контактов «земли». Три других длинных контакта обеспечивают предзаряд конденсаторов в цепях питания всех номиналов (для уменьшения броска потребляемого тока), после чего соединяются 7 основных питающих контактов (по два на каждый номинал, плюс один в резерве). Такая продуманная конструкция продлевает жизнь диску SATA даже при не слишком бережном обращении.
Монтаж
Системный блок обычно имеет несколько посадочных мест для жёстких дисков, выполненных в виде полочек, съёмных или поворотных корзин. Выбирать нужно наиболее «прохладное» место, подальше от других источников тепла (в корпусе типа «башня» оно находится спереди и снизу), но так, чтобы интерфейсный шлейф и кабель питания можно было дотянуть свободно и без изломов.
С каждой стороны от нового устройства должно быть не менее 2.5-3 см свободного пространства, чтобы оставалась возможность пассивного охлаждения (исключение – обдув корзины специальным вентилятором). Размещение диска вплотную к флоппи-дисководу, приводу CD/DVD, а особенно к другому ЖД – верный путь к перегреву и сбоям.
Заметим, что диски форм-фактора 3.5″ имеют стандартные размеры 101.6*26.1*146.99 мм, так что на самом деле их ширина равна 4 дюймам. Устоявшееся название, скорее всего, происходит от отсека, изначально предназначенного для флоппи-дисковода (у дискет 3.5″ именно такая ширина).
Непосредственно крепление диска производится с помощью 4-х винтов или 2-х салазок – это определяется конструкцией корзины. Салазки (раньше металлические, сейчас чаще пластмассовые) привинчиваются к боковинам диска и далее вставляются в направляющие корзины до срабатывания защёлки.
Они удобны для монтажа/демонтажа ЖД без инструмента, обеспечивают некоторую виброизоляцию, но одновременно блокируют отвод тепла через стенки корзины. Последний играет существенную роль в охлаждении диска, поэтому в большинстве случаев необходим принудительный обдув.
Винты – самый простой способ монтажа. Но и здесь есть свои тонкости. Прежде всего, обязательны 4 точки крепления, причем симметрично расположенные. В каждом ЖД 3.5” имеется 10 крепежных отверстий с резьбой (6 боковых и 4 донных), лучше всего выбрать 4 боковых ближе к краям.
Винты должны быть достаточно короткими, чтобы торец не выступал из резьбового отверстия. В противном случае возможен распор в банку и вредные напряжения. Оптимальный винт имеет длину 4-5 мм и плоскую широкую головку под крест.
Закручивать винты нужно плотно, чтобы избежать вибрации, но и не слишком сильно. Чрезмерные усилия приведут к тому, что короткая (2-3 нитки) резьба в мягком алюминии сорвётся, и придётся задействовать последнюю оставшуюся пару отверстий. Советуем использовать отвёртку с узкой рукояткой, не позволяющей развить большой момент. Намагниченный инструмент удобен в работе, но требует некоторой осторожности.
Монтаж ЖД имеет и другие «узкие места». Следует обратить внимание на крышку гермоблока, плату электроники и герметизирующие элементы.
Крышка – достаточно уязвимое место, при сильном давлении на нее может нарушиться герметизация, центровка привода БМГ и аэродинамика верхней головки. Удары, оставляющие вмятины на крышке, с большой вероятностью «убивают» весь диск.
Электроника также нуждается в механической защите, с этой целью боковые стенки банки всегда имеют высоту бОльшую, чем детали на плате. Это предохраняет от поломок и замыканий в случае размещения диска на плоской поверхности (например, днище корзины).
Однако небрежное обращение с ЖД, монтаж с перекосами, заусенцы внутри корпуса всё же способны механически повредить плату. В таких случаях отрываются или разрушаются наиболее габаритные и хрупкие детали: катушки индуктивности, конденсаторы, реже диоды и транзисторные сборки.
Герметичность банки (относительную, в любом ЖД имеется воздушный канал для выравнивания давления) поддерживают два конструктивных элемента: эластичная прокладка под крышкой и наклейка из фольги на боковой стенке, закрывающая технологическое отверстие.
В подобных случаях диск, что называется, не жилец. Фатальны даже малозаметные «булавочные уколы». В разгерметизированный корпус при работе засасывается внешний воздух, пыль осаждается на пластины, и накопитель выходит из строя через считанные дни, а то и часы.
Устройство можно спасти, только если повреждение сразу замечено и устранено ДО первого включения. Фольгу, например, можно заклеить скотчем, а прокладку обработать силиконовым герметиком (о гарантии, конечно, придётся забыть).
Наконец, сам корпус системного блока может доставить неожиданные проблемы, если он низкого качества. Для подобных дешёвых изделий характерен тонкий металл (0.6 мм) и необработанные острые края, корзины там изготовлены неточно и легко деформируются в силу общей нежёсткости. Диск монтируется порой с немалыми усилиями, его банка царапается, стирается краска, особенно на боковых гранях и углах.
Это не влияет на работоспособность ЖД, но может вызвать проблемы в гарантийном отделе, если в будущем придется туда обратиться. Некоторые торговцы ищут любой повод, чтобы отказать в гарантии, и приравнивают царапины к механическим повреждениям. Поэтому качественный корпус из стали толщиной 0.
Настройка пк перед установкой
Существует два варианта развития событий, при котором может потребоваться настройка компьютера:
- В случае замены винчестера;
- В случае установки дополнительного HDD.
Рассмотрим каждый из них в отдельности.
Если подключение устройства было выполнено верно: кабели корректно соединены с БП и материнкой, — то во время включения процессора вы увидите надпись, что на винчестере отсутствует форматирование и разметка. Там же будет и предложение выполнить данную процедуру.
- Для начала следует произвести инсталлирование ОС и провести все необходимые манипуляции в БИОС.
- Затем в привод вставляется установочный носитель и производится перезагрузка ПК.
- Начинается непосредственная установка ОС на только что установленный диск.
- Далее предстоит провести разбивку винчестера в ходе установки на соответствующие разделы. У начинающих юзеров это может не получиться, так как для подобной процедуры необходимы определенные навыки и знания. Поэтому лучше всего доверить подобную задачу нашим мастерам.
- Если производилась такая операция, как добавление HDD, то сохранение операционной системы произошло на старом винчестере. В такой ситуации нужно будет создавать разделы, а также выполнить форматирование вновь подключенного устройства посредством ОС.
- Когда ПК загрузится, на мониторе должно появиться всплывающее окно «Мастера установки оборудования». Нужно будет найти в выпадающем списке снова новый винчестер и пошагово следовать всем советам, которые вам будет давать «Мастер установки».
- Для создания нужных разделов, а также для очистки нового устройства, следует открыть меню «Пуск». На мониторе должно открыться меню. Далее надо выбрать «Мой компьютер», в результате чего возникнет контекстное меню. Там выбирается опция «Управление».
- В появившемся окошке будет перечень, где с левой стороны можно найти кнопку «Управление дисками». В правой же части этого окна возникнет перечень всех подключенных винчестеров персонального компьютера.
- Далее необходимо кликнуть мышью по тому прямоугольнику, где вы планируете создать раздел. В окне «Управление компьютером» выбирается пункт «Действие» после «Все задачи» и затем создается раздел. Если все вышеописанные действия были выполнены правильно, то на мониторе должен появиться «Мастер создания дисков».
- В нем надо нажать на кнопку «Далее», после чего на монитор выведется соответствующее окно. Здесь нужно выбирать вид раздела, который пользователь планирует создать перед тем, как установить винчестер. Есть два варианта: дополнительный и основной. Однако можно создать лишь второй вариант, в таком случае вся вместительность винчестера будет перемещена лишь на него. Как вариант, есть возможность создать основной вместе с резервным. Однако невозможно создать только дополнительный вариант без основного.
- После всех проделанных манипуляций приходит время установки переключателя. Для этого в пункте «Основной раздел» выбирается создаваемая часть диска и выбирается функция «Далее». На мониторе должно возникнуть третье по счету окошко программы, где необходимо будет указать объем основной части.
В пункте «Выбранный размер раздела», надо указать этот параметр в количестве мегабайт и продолжить работу нажатием соответствующей кнопки.
- На мониторе откроется 4-е окно программы. Тут есть возможность присвоить создаваемой части винчестера соответствующую букву. Для этого в открывшемся списке выбирается подходящий вариант. Уже использованных обозначений в перечне не будет. Выбрав нужную, жмем «Далее» и перед нами появляется 5-е окно мастера.
- Тут следует выставить переключатель на пункт «Форматировать раздел следующим образом».
- В открывшемся перечне нужно выбрать вариант с файловой системой, после чего нажать по «NTFS».
- В следующем открывшемся перечне надо выбрать «Размер кластера», где подбирается необходимый.
- В графе «Метка тома» можно указывать данный параметр, однако делать это не обязательно.
- Нажав на поле «Далее», ожидаем появление 6-го диалогового окна, которое является завершающим. Здесь будет отражена вся информация, что была указана в процессе создания раздела. После тщательной проверки всех выбранных параметров, нажимаем кнопку «Готово», в результате чего создается соответствующий раздел.
Если раздел, который был создан, отличается от параметров винчестера, то его прямоугольник будет поделен надвое. Слева его сторона будет означать основной раздел, где на протяжении определенного количества времени появится надпись «Форматирование». Когда данный процесс будет завершен, то и надпись сменится на «Исправен». Стоит отметить, что в прямоугольнике базового раздела имеются данные о его параметрах и выбранном типе системы файлов.
Что касается прямоугольника, расположенного справа в окошке «Управление компьютером», то он обозначает дополнительную часть винчестера. Если он еще не был создан, то в поле отобразится надпись «Не распределен». Данное дисковое пространство может быть использовано до тех пор, пока в нем не будет создан логический диск с дополнительным разделом, а также не выполнено форматирование.
Так, посредством этих простых действий создается новый раздел во вновь установленном винчестере. Это значит, что персональный компьютер уже готов к последующей деятельности.
Теперь можно всю информацию, что содержится на диске D, который находится на старом устройстве, скопировать на новый в базовый раздел. Это позволит объединить разделы на прежнем винчестере, тем самым расширив дисковое пространство, где находится операционная система с остальными важными программами.
