Disques durs : évolution et anatomie - Lecture d'information sur un disque dur PDF Imprimer Envoyer
Dossier spécial stockage - Stockage et disques durs
Par Jean-Baptiste Faure   
Dimanche 22 mars 2009 - 16:33
Index de l'article
Disques durs : évolution et anatomie
Anatomie d'un disque dur
Lecture d'information sur un disque dur
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 Cheminement d'une lecture d'information typique sur un disque dur :

    1.  Le processeur demande au contrôleur disque l'accès à un emplacement précis du disque dur (via le bus PCI).

    2.  Le contrôleur acquitte réception de la demande auprès du processeur et transmet la requête au disque dur en même temps.

    3.  Le processeur se met en veille, ou va faire autre chose en attendant la suite.

    4.  Le disque dur pendant ce temps commence à déplacer ses têtes de lecture à l'emplacement où se trouve l'information.

5.  Une fois les têtes de lecture en place, l'information est lue et stockée dans la mémoire cache du disque dur.

6.  Le disque transmet ensuite l'information au contrôleur.

7.  Le contrôleur copie l'information en mémoire puis notifie le processeur que l'information est arrivée.

     8.  Le processeur revient à son travail et continue de traiter les données.

Pour bien comprendre l'importance de chaque étape, il faut garder en mémoire que les temps d'accès et de lecture d'un disque dur se comptent en millisecondes (ce sont des opérations utilisant de la mécanique), alors que le reste de l'électronique travaille plutôt à des vitesses de l'ordre de la nanoseconde. Par conséquent, les étapes 1. et 2. sont presque instantanées, d'autant qu'elles ne nécessitent que l'échange de quelques octets. Les étapes 4. 5. 6. et 7. sont en revanche relativement lentes puisqu'elles se comptent en...  millisecondes! On peut cependant, dans une certaine mesure, optimiser les étapes 6. et 7. en intervenant d'une part sur l'interface et le contrôleur disque, au niveau de l'étape 6., et d'autre part sur le bus PCI et la vitesse de la mémoire vive pour l'étape 7.

L'étape 6. va consister à faire transiter souvent quelques Méga-octets du disque dur au bus PCI. Le protocole de communication du contrôleur disque va donc déterminer la vitesse d'arrivée des données. Entre alors en jeu l'interface et le contrôleur de disque! Bien que l'information ait été récupérée par le disque dur, il faut la transmettre en mémoire vive. En ce qui concerne le protocole de communication, il en existe deux grandes familles bien connues : l'IDE et le SCSI. L'IDE a l'avantage en parts de marchés, car il est simple, bon marché et de série sur tous les PC vendus dans le monde. Le SCSI est moins utilisé, car son implémentation coûte plus cher, mais a la faveur des professionnels, pour ses performances intrinsèques, sa supériorité dans les domaines vraiment multitaches, sa capacité à travailler en paquets (pour les serveurs) et à pouvoir lancer un nombre de requêtes de lecture/écriture beaucoup plus important que sur un disque à interface IDE (256 contre 8 ).

L'étape 7. dépend du bus PCI et de la vitesse de la mémoire vive. Le bus PCI standard est limité à 133 Mo/s, ce qui est bien au-delà du débit maximal du meilleur disque dur existant. Mais, lorsque plusieurs disques durs tournent simultanément, ce débit peut devenir insuffisant! Certaines cartes Ultra 160/m SCSI peuvent contrôler 30 disques durs, sur deux interfaces à 160 Mo/s chacune. Soit 320 Mo/s de données en pointe... non seulement le bus PCI arrive à saturation, mais même la mémoire vive (800 Mo/s sur un PC avec SDRAM PC100) commence à être sérieusement occupée.

 

Les différents types d'interface (01/2002)

Dénomination

Débit théorique

Connecteur

IDE (PIO4)

16 Mo/s

IDE

IDE (Ultra-DMA/33)

33 Mo/s

IDE

IDE (Ultra-DMA/66)

66 Mo/s

U-DMA/66

IDE (Ultra-DMA/100)

100 Mo/s

U-DMA/66

Fast SCSI II

10 Mo/s

50 broches

Ultra SCSI

20 Mo/s

50 broches

Wide SCSI

20 Mo/s

68 broches

Ultra Wide SCSI

40 Mo/s

68 broches

Ultra 2 SCSI

80 Mo/s

68 broches LVD

Ultra 160/m SCSI

160 Mo/s

68 broches LVD

Ultra 320/m SCSI

320 Mo/s

68 broches LVD



 
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