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.
