Memorii amovibile

In perioada anilor '80, cand un calculator avea capacitatea discului hard de 20 MB, pe 17 dischete (de 1,2 MB) se putea stoca cu usurinta continutul intregului disc hard. In anii 1998 - 1999, discul hard standard avea o capacitate intre 4 GB si 6 GB - o crestere de peste 200 de ori. In aceeasi perioada, capacitatea dischetelor (flexibile de format clasic) a crescut cu mai putin de 20 %, ceea ce constituie un oarecare dezavantaj.

In urma cu cativa ani, aceasta problema a afectat o mica parte a utilizatorilor si solutia a fost disponibila in discurile cu capacitate mare (high capacity). Unitatile SyQuest de 44 MB sau 88 MB (5.25in) au reprezentat standardul pentru transferul fisierelor cu grafica. Acest mod este rapid, usor, dar scump, motiv pentru care a cam fost inlocuit.

Cerintele s-au schimbat si azi aproape toata lumea are nevoie de memorie amovibila de mare capacitate. Aplicatiile nu mai sunt livrate pe o singura discheta (floppy) ci pe CD-ROM. Documentele care contin text, grafica si figuri au o marime de mai multi MB, incapabile de a fi stocate pe un disc flexibil.

Memoria amovibila este utilizata pentru: transferul fisierelor de la un calculator la altul, pentru eliberarea discului hard (plin) si pentru a realiza o stocare (teoretic) nelimitata. Pentru obtinerea unei capacitati suplimentare de stocare, este mult mai facila schimbarea unei dischete in unitatea corespunzatoare, decat montarea unui alt hard disc.

1 Discul magnetic flexibil (floppy disk

Discurile flexibile, numite si dischete, de 5.25 in au inceput sa apara in 1981, cu o capacitate de 160 KB, inlocuind discurile flexibile de 8 in. Repede au ajuns la 180 KB si la 360 KB, pentru cele cu stocare pe ambele fete. In 1984 acestea au ajuns la 1,2 MB. In acelasi an, firmele Apricot si HP au lansat pe piata revolutionara unitate de discuri Sony de 3.5 in cu o capacitate de 720 KB pe disc. Trei ani mai tarziu capacitatea s-a dublat ajungand la 1.44 MB si s-a mentinut si azi. Aceasta s-a datorat pe de o parte acceptarii cu dificultate a noului standard, iar pe de alta a usurintei cu care s-a acceptat CD-ROM-ul - care reprezinta o cale mai eficienta de distributie/livrare a programelor decat dischetele.

Cei mai importanti parametri ai discurilor flexibile de 5.25 in si 3.5 in sunt prezentati in tabelul 2.7, unde LD semnifica densitate scazuta (low density) si HD - densitate mare (high density

Tabelul 2.7

Dischetele de 3.5 in au un invelis protector din plastic rigid (caseta), deci nu sunt chiar flexibile ca ansamblu (doar discul propriu-zis). Deoarece dischetele de 3.5 in pot stoca mai multe date, sunt mai bine protejate la contaminare/distrugere si au gabarit mai mic, au inlocuit practic total vechile dischete de 5.25 in.

Cand o discheta de 3.5 in este introdusa in unitatea de disc, protectia metalica alunecatoare (figura 2.29) este deplasata, deschizand ferestrele de acces la suprafata magnetica, iar un magnet fixeaza (blocheaza) centrul metalic plat al discului (butucul). Arborele unitatii este rotit de un motor cu comutatie statica (magnet in rotor, bobina fixa), iar un servo-sistem regleaza turatia la 300 rot/min (circa 31,4 rad/s).

Capul de citire este deplasat linear cu ajutorul unui mecanism cu cupla elicoidala. Cand motorul pas cu pas pentru pozitionarea capetelor se roteste cu un anumit unghi, capul se deplaseaza cu o cantitate prestabilita, dependenta de pasul elicei cuplei. Densitatea radiala de informatie de pe discul flexibil este limitata in principal de precizia sistemului de pozitionare la 135 tpi (tracks per inch - piste pe tol), pentru dischete de 1.44MB (figura 2.30).

Unitatea de discuri are mai multi senzori, pentru: detectarea protectiei la scriere, detectarea prezentei discului, detectarea pozitiei pe pista 0 (pozitia de referinta), detectarea densitatii acceptate de disc (DD/HD).

Procesul de scriere si cel de citire decurg asemanator discurilor rigide (hard). O exceptie este faptul ca, spre deosebire de discurile rigide, unde capetele plutesc pe o perna de aer, in miscarea lor rapida deasupra suprafetei discului, capetele unitatii de discuri flexibile vin in contact direct cu suprafata magnetica. Rezultatul este ca atat mediul cat si capetele se uzeaza mai repede. Pentru a reduce uzarea, calculatoarele personale retrag capetele si opresc rotatia daca discul flexibil nu este folosit pentru citire/scriere pe o perioada de 2-3 secunde. Ca urmare, atunci cand se da urmatoarea comanda de scriere sau citire, apare o intarziere de aproximativ jumatate de secunda, necesara motorului sa atinga viteza de rotatie nominala a discului.

    a).

b).

Figura 2. Disc magnetic flexibil (floppy): a-5.25 in, b-3.5 in

Figura 2. Organizarea sectoarelor la un disc flexibil

In decursul anilor s-a incercat cresterea capacitatii discurilor flexibile dar nu s-a ajuns prea departe. Mai intai in 1991, IBM a ajuns la 2,88 MB prin utilizarea discurilor din bariu-ferita (foarte scumpe) iar apoi Iomega si 3M, in 1993, au produs discul floptical, cu capacitatea de 21 MB. Acesta utilizeaza o combinatie de tehnologie magnetica si optica, pentru a inregistra date cu o densitate foarte mare pe o discheta de 3.5 in. Datele sunt scrise si citite prin mijloace magnetice, dar capul de citire/scriere este pozitionat optic cu ajutorul unui laser. Termenul a fost introdus de Insite Peripherals.

Aceasta solutie insa nu a fost suficient de avantajoasa pentru a capta interesul pietei.

2 Unitatea optica de discuri

In ciuda esecului discului floptical de a inlocui traditionalul disc flexibil, au aparut si unitati optice, cu ajutorul carora se pot citi/scrie date prin intermediul laserului. Sunt mai precise decat unitatile de discuri hard traditionale si au fost destinate sa inlocuiasca tehnologia discului magnetic.

Au urmat, apoi, discurile care se pot rescrie, dar care au pastrat aceeasi capacitate ca si discurile WORM sau CD-ROM. In ciuda progresului semnificativ facut de recentele tehnologii optice, performantele continua sa ramana inferioare fata de cele magnetice la discurile rigide. Pe de alta parte, unitatile optice ofera cateva avantaje: suportul de stocare este usor de transportat, relativ imun la distrugerea de catre cap si la diversi factori de mediu.

Cele doua tipuri (magnetic si optic) sunt complementare si nu in competitie, cu avantaje relative: unitatea optica asigura securitate, iar cea magnetica performante in timp real. Dezvoltarea tehnologiilor CD/DVD de a reinregistra si rescrie, a avut un dramatic impact asupra domeniului memoriilor externe. Domeniile de capacitati rezultante oferite pot fi grupate in modul urmator:

inlocuitoare de disc flexibil (100 MB . 150 MB)

super floppies (200 MB . 300 MB)

complementare pentru disc hard (500 MB . 1GB)

disc hard amovibil (peste 1 GB).

a.     Inlocuitoare de disc flexibil

Cu discurile rigide (hard) de azi, cu o capacitate de ordinul GB si cu fisierele multimedia sau grafice care masoara zeci de MB, capacitatile de stocare de 100 . 150 MB pentru medii amovibile sunt perfect potrivite. Pentru aceste capacitati se utilizeaza un suport flexibil si tehnologia magnetica de stocare (traditionala).

Cel mai popular procedeu, in aceasta categorie, este cel lansat de firma IOMEGA in 1995, numit Zip. Secretul performantelor (pentru o viteza de rotatie de 3000 rot/min) este tehnologia bazata pe principiul aerodinamic al lui Bernoulli, spre care aspira discurile flexibile. Discurile sunt usoare si flexibile (ca discurile floppy), relativ ieftine si mai putin sensibile la socuri.

Unitatile Zip lucreaza cu discuri de 3,5 in cu capacitate nominala de 100 sau 250 MB si sunt disponibile atat in varianta interna (montate in carcasa calculatorului, alaturi de celelalte unitati de discuri), cat si externa.

Varianta interna, cu interfata SCSI sau ATAPI, este rapida, cu marimea timpului de acces (de pozitionare a capului de citire / scriere) de 29 ms si o rata de transfer de 14 KB/s.

Unitatea externa exista si in varianta cu conectare la un port paralel. Varianta Zip 100 PLus (1998) ofera posibilitatea de detectare automata a interfetei. Etapa urmatoare a materializat-o versiunea USB din 1999.

Avantajul variantelor externe consta in portabilitatea acestora. Marele dezavantaj este constituit de faptul ca aceste unitati nu sunt compatibile cu dischetele magnetice uzuale de 3.5".

LS 120 este o unitate de dischete capabila sa stocheze 120 MB de date pe o singura discheta de 3.5". Initiata de IOMEGA, preluata de 3M, a fost dezvoltata de Matsushita, 3M si Compaq.

In 1998, corporatia Imation a imbogatit piata specializata cu produsul SuperDisk. SuperDisk arata ca si discheta de 1.44 MB (de 3.5 in) si prin utilizarea tehnologiei floptical asigura o viteza si o capacitate mai mare de 21 MB. Numit dupa tehnologia Laser Servo (LS), discul LS 120 are piste optice pentru servo-pozitionare, scrise si citite cu ajutorul unui sistem laser. Aceste "servo-piste" sunt mult mai inguste decat cele normale: o discheta LS 120 are o densitate de piste de 2490 tpi in comparatie cu 135 tpi ale unei dischete standard de 1.44 MB. Rezultatul este ca discheta LS 120 poate stoca 120 MB de date.

Potentiala problema a unitatilor Superdisk o prezinta utilizarea interfetei IDE, controlerul IDE permitand conectarea doar a doua dispozitive, pe cand controllerul EIDE suporta patru dispozitive. Cu rata de transfer de 450 KB/s si timpul de pozitionare de 70 ms, aceste unitati sunt de 5 ori mai rapide decat unitatea standard floppy de 3.5 in si in acelasi timp mai lente decat unitatile Zip.

Avantajele unitatii LS 120 fata de Zip sunt:

unitatile LS 120 pot utiliza dischete de 120 MB SuperDisk, de 1.44 MB si de 720 KB tip floppy

compatibilitate BIOS, care ii permite sa lucreze in modul safe (protejat) in eventualitatea distrugerii capetelor de citire ale discului hard.

In 1999 a aparut pe piata un alt dispozitiv din aceasta categorie, HiFD al firmei Sony. Cu o capacitate de 200 MB per disc, HiFD mareste considerabil capacitatea de stocare fata de 100 MB prin Zip al firmei Iomega (dar care are si varianta de 250 MB), sau cele 120 MB prin SuperDisk ale firmei Imation. Initial a fost lansat ca un model extern (figura 2.28A) cu port conector paralel si conectare prin portul de imprimanta. Pentru anul 1999 Sony a proiectat un model intern (figura 2.28B) cu interfata IDE sau SCSI. Compatibilitatea cu o unitate conventionala floppy de 1.44 MB s-a realizat prin echiparea unitatii HiFD cu un mecanism dublu pentru capetele de citire / scriere. Cand este citita o discheta floppy de 1.44 MB este folosit capul conventional pentru floppy. Acesta vine in contact direct cu suprafata suportului (dischetei), care se roteste cu 300 rot/min. Celalalt cap de citire al HiFD lucreaza asemanator cu cel al hard discului, planand pe suprafata discului, fara a-l atinge. Aceasta ii permite discului HiFD sa se roteasca cu 3600 rot/min, ceea ce asigura avantaje fata de concurenti (Iomega si Imation). In vara anului 1999 insa, au aparut probleme de aliniament al capului de citire / scriere.

A B

Figura 2. Unitati si discuri HiFD (Sony)

In tabelul 2.28 sunt prezentate caracteristicile unitatilor de dischete floppy

Tabelul 2.8

b.          Super floppies

Capacitatile de 200 MB si 300 MB apartin teritoriului super floppies Acestea dubleaza capacitatea oferita de inlocuitoarele de floppy cu performante inrudite mai degraba cu ale discului hard decat ale unei unitati floppy. Unitatile din aceasta categorie utilizeaza fie stocarea magnetica, fie tehnologia magneto-optica. Suportul magnetic ofera performante superioare, dar si unitatile magneto-optice performante, cu SCSI, sunt suficient de bune ca sa permita vizionarea unui video-clip[1] direct de pe unitate. In vara anului 1999, Iomega modifica peisajul pietei de super-floppy cu unitatea Zip, versiunea de 250 MB. Ca si predecesorul sau acesta este disponibil atat cu SCSI cat si cu conectare la portul paralel. Capacitatea reala utilizabila a unui disc formatat de 250 MB este de 237 MB.

Unitatile Zip 250 sunt compatibile cu discurile cu capacitatea de 100 MB, singurul neajuns fiind slaba performanta a unitatii la citirea discurilor mai vechi.

c.           Unitati complementare pentru discuri hard

Urmatorul pas in capacitatea de stocare, de la 500 MB la 1 GB, este suficient pentru acoperirea necesitatilor unei copii de siguranta a unei partitii relativ mari. Asemenea dispozitive ofera performante suficiente pentru a functiona ca un disc hard secundar.

Si aici predomina tehnologiile magnetice si magneto-optice, dar in plus, in aceasta categorie apar in competitie si cateva echipamente cu modificare de faza.

d.          Unitati cu discuri magnetice rigide amovibile

Tehnologiile cele mai utilizate pentru unitati cu disc amovibil, de ordinul 1 GB, deriva din cele ale discului hard conventional. Discul hard amovibil nu permite (intotdeauna) o capacitate de stocare mare, dar asigura performante foarte apropiate de cele ale discului hard conventional neamovibil.

Stocarea magnetica si magneto-optica sunt tehnologiile predominante. Cea dintai ofera performante mai bune iar cea din urma - o capacitate mai mare. Uneori discurile magneto-optice au doua fete active, dar numai jumatate din capacitate este disponibila, gata de lucru la orice moment.

Chiar cand a aparut pe piata, in 1996, unitatea Jaz a firmei Iomega a fost considerata ca un produs necesar. Ideea de a avea un hard disc de 1 GB amovibil cu performante excelente a fost una la care multi utilizatori de PC au visat multa vreme. Cu ajutorul unitatii Jaz se pot face prezentari care sa nu mai necesite transferul datelor pe discul fix. Unitatea ofera un timp de pozitionare de 12 ms, o rata de transfer de 5.4 MB/s si are posibilitatea de alegere a interfetei intre IDE sau SCSI-2. Aceasta varianta este o buna alegere pentru lucrul in domeniul audio-vizual, deoarece poate stoca un film MPEG pe un disc.

O riposta la unitatea Jaz a aparut pe piata in vara anului 1997: SyJet, cu o capacitate de 1.5 GB. SyJet asigura rata de transfer de 6,9 MB/s si are variantele: externa cu interfata SCSI respectiv interna cu IDE. Cu toata capacitatea sa de stocare mare, nu realizeaza acelasi nivel de succes ca si Jaz.

CastleWood este primul sistem universal de stocare cu capete magnetorezistive (MR). Aceasta tehnologie este diferita de cele utilizate de peste 20 de ani si se bazeaza pe rezistenta unui strat subtire inductiv de pe capul de citire/scriere. Aceasta tehnologie a fost dezvoltata mai intai de IBM si permite marirea volumului de informatii stocat fata de tehnologia clasica.

Unitatea CastleORB utilizeaza suport amovibil de 3.5 in, identic cu cel utilizat in discul hard neamovibil. Capacitatea de stocare oferita este de 2.2 GB cu o rata de transfer de 12.2 MB/s. Pretul lor insa este de 2 . 3 ori mai mare decat al unui produs similar conventional.

In tabelul 2.9 sunt comparate tipurile de discuri hard amovibile.

Tabelul 2.9