Yarim o’tkazgichli mikroelektronikaning fizik asoslari Mikroprosessor turlari

Qattiq, magnit disklardagi yig’uvchilar

Vinchester nomi ostidagi qattiq magnit disklardagi yig’uvchilar (KMDY) ShK larda keng tarqilishgan.
Vinchester atamasi sig’imi 16 Mbayt ( IBM, 1973 yil ) bo’lgan qattiq disk birinchi modelining jargonli nomidan kelib chiqqan bo’lib, u har biri 30 ta sektordan iborat 30 ta yo’lkaga egadir, bu malum bo’lgan «Vinchester» ov miltig’ini «30/30» kalibri bilan aynan mos keladi.
Bu yig’uvchilarda bitga yoki bir nechta qattiq disklar bo’lib, ular alyuminiy yoki keramika qotishmasidan tayyorlangan va ferrilok bilan qoplangan, germetik yopik korpusga o’qish-yozish magnit kallagi bloki joylashtirilgandir. Bu yig’uvchilarning sirini olinmaydigan konstruksiya hisobiga erishiladigan o’ta yuqori yozish zichligi tufayli bir necha ming megabaytgacha etadi; ular tezkorliligi ham EMDY ga nisbatan jiddiy darajada juda yuqoridir.
1997 yildagi eng katta qiymatlar:
— sig’imi 9000 Mbayt (1997 yilga sig’im standarti — 1200 Mbayt);
— aylanish tezligi — 8000 ayl/min;
— murojaat qilish vaqti — 5 ms;
— transferi — 17 bayt/s.
QMDY juda rang-barangdir. Disk diametri ko’pincha 3, 5" (89 mm), lekin boshqalari ham bordir, xususan 5, 25" (133 mm) va 1, 8" (45 mm) ham bor.
Diskovodning eng ko’p tarqalgan korpusining balandligi stol usti ShK larda—25 mm, mashina-serverlarda—41 mm, ixcham ShK larda—12 mm va b.
Zamonaviy vinchesterlarda zonali yozish usuli ishlatila boshlandi. Bu holatda diskning butun yuzasi bir nechta zonalarga bo’linadi, shu bilan birga sektorlarning tashqi zonalariga ichkisiga nisbatan ko’proq qiymatlar joylashadi. Bu, xususan, qattiq disklarning sig’imini taxminan 30 % oshirish imkonini beradi. RAID diskli massivlari
Ma’lumotlar bazasining mashina-serverlarida va super-EHM larda tez-tez
RAID diskli massivlar (Redundant Arrays of Inexpective Disk) qo’llaniladi, ularda qattiq disklardagi bir nechta yig’uvchilar bitta katta mantiqiy blokka birlashtirilgan, bunda ortiqcha ma’lumotlarni kiritishga asoslangan, tizim ishlashining ishonchliligini sezilarli oshiradigan malumotlar aniqligini ta’minlash usullari ishlatiladi (xalaqitga uchragan ma’lumot payqolganda u avtomatik ravishda to’g’rilanadi, to’g’rilanmagan yig’uvchi Plug&Play rejimida to’g’risi bilan almashtiriladi).
RAID massivlarini bazaviy komponovkalashning bir necha darajalari mavjuddir:
— 1-daraja ikkita diskni o’z ichiga olib, ularning ikkinchisi birinchisini aniq nusxasidir;
— 2-daraja nazorat yig’indisini maxsus saqlash uchun bir nechta disklarni ishlatadi hamda eng murakkab funkcional va eng samarali xatoliklarni to’g’rilash usulini taminlaydi;
— 3-daraja 4 ta diskni o’z ichiga oladi: 3 tasi ma’lumotli, to’rtinchisi esa birinchi uchtasidagi xatoliklarni to’g’rilashni ta’minlaydigan nazorat yig’indilarini saqlaydi;
— 4 va 5-darajalar har birida o’zining shaxsiy nazorat yig’indilari saqlanadigan disklarni ishlatadi.
RAID6 va RAID7 — ikkinchi avlod diskli massivlaridir. RAID7 120 tagacha mantiqiy disklarni shakllantiruvchi, istalgan sig’imdagi 48 tagacha fizik disklarni birlashtirishi mumkin; u 256 Mbaytgacha ichki keshga va SCSI tipidagi tashqi interfeyslarni ulash uchun raz’yomlarga ega. Ichki X-bus shinasi 80 Mbayt/s o’tkazish qobiliyatiga ega (taqqoslash uchun: SCSI-3 transferi 40 Mbayt/s gacha, fizik diskdan o’qish tezligi esa 5 Mbayt/s gacha bo’ladi ).
RAID diskli massivlarida ishdan chiqquncha ishlashning o’rtacha vaqti yuz ninglab soat, 2 darajali komponovkada esa million soatgacha boradi. Oddiy MDY larda bu kattalik ning soatdan oshmaydi. RAID diskli massivlarining ma’lumot sig’imi — 3 dan 700 Gbaytgacha (diskli yig’uvchilarning 1997 yilda eng katta erishgani 10 Tbaytq10000 Gbayt).
Taqqoslash uchun: 10 Tbayt sig’imli xotira Rossiya Davlat milliy kutubxonasidagi hamma kitoblardagi ma’lumotlarni yozish uchun etarlidir, boshqacha aytganda, har biri 1600 betli 14 mln tom, ular har biri 10 ta tokchadan tashkil topgan qariyb 100 km li shkaflar.
Olinadigan disk paketli (Bernulli yig’uvchisi) QMDY ham ishlatiladi, ularda diametri 13 mm li disklardan iborat paketlar qo’llaniladi, bu paketlar 20 dan 230 Mbaytgacha sig’imga va kichikroq tezkorlilikka ega, lekin vinchesterga qaraganda qimmatroqdir.
Bu yig’uvchilarda magnit kallagi va tashuvchi — magnit disk orasidagi tor tirqishni minimallash va rostlash uchun Bernulli qonuni ishlatiladi: jism sirti bo’ylab harakatlanayotgan suyuqlik yoki gaz oqini yaratayotgan bosim shu oqimning tezligiga borlik bo’ladi va bu tezlik oshishi bilan kamayadi. Magnit kallaklar elastik disklar sirti ustida joylashadi: disklar qo’zg’almas bo’lganda, ular o’zining og’irligi ta’siri ostida osilib turadi va kallaklardan chetroqda bo’ladi, disklar tez aylanganda hosil bo’ladigan havoning siyraklashishi ta’siri ostida ular kallakka deyarli yopishib tortishadi, lekin unga tegmaydi. Bu kallak magnit oqinining eng kam tarqalishini ta’minlaydi va diskda ma’lumotlarning yozilish zichligini oshirish imkonini beradi. ShK da yuqori yozish zichlikli disklar ham ishlatiladi, unda magnit kallakni sirtda yanada aniqroq poziciyalash uchun lazer nuri ishlatiladi. Tashqi ko’rinishi bo’yicha bu disklar 3, 5 dyuymli (kamroq 5, 25 dyuymli) disklarni eslatadi, lekin yanada mustaxkamroq tuzulishga ega.
Bunday disklarni ishlatuvchi yig’uvchilar orasida quyidagilarni aytib o’tish kerak: 1. Floptik disklardagi yig’uvchnlar — oddiy ma’lumotlarni magnit yozishni bajaradi, lekin disk sirtida yo’lkalarning joylashish zichligi sezilarli darajada yuqori bo’ladi. Bunday zichlik disklarda lazer nuri bilan maxsus qilingan servoyo’llarning borligi hisobiga erishilib, ular o’qish-yozishda lazer nurini va mos ravishda lazer bilan mustaxkam ulangan magnit kallakni poziciyalash uchun asos bo’lib xizmat qiladi. Floptik disklarning sig’imi 20, 8 dan 120 Mbaytgachani tashkil etadi.