ST-506

Жёсткий диск Seagate ST 506 со снятой крышкой.

ST-506 — первый жёсткий диск форм-фактора 5,25 дюйма.

ST-506

ST-506 был первым 5,25-дюймовым жёстким диском, пусть и полной (full-height) высоты. Представленный в 1980 году^[1] фирмой Seagate Technology, дисковый накопитель имел ёмкость в 6 (после форматирования — 5) Мбайт. Для кодирования записываемой на диск информации применялся метод модифицированной частотной модуляции МЧМ, который уже широко использовался в дисководах на гибких дисках. С вычислительной системой ST-506 связывался с помощью интерфейса SA1000,^[2] который использовал контроллер жёсткого диска (en). Интерфейс ST-506, разработанный компанией Shugart Associates, в свою очередь являлся базой разработки интерфейса дисководов на гибких дисках,^[3] таким образом, вынуждая проектировать контроллер жёсткого диска относительно простым^[1]. Особенностью интерфейса ST-506 является подключение диска при помощи нескольких кабелей:

• первый — для передачи управляющих сигналов (с двумя разъёмами в случае одного накопителя в системе, и тремя — в случае двух накопителей),
• второй (третий) — для передачи данных первому (второму) накопителю,
• питание каждого накопителя традиционно обеспечивал отдельный кабель.

Диски были просты и вызывались одновременно, потому что плата управления транслировала запросы на требуемую операционной системе дорожку и сектор в последовательности команд, позиционирующих считывающие головки по кабелю одновременно всем накопителям, затем считывала с них сигнал и оправляла считанные данные. 34-контактный «управляющий кабель» только управлял механическими движениями диска при помощи одной линии, например для выбора одой из 16 головок использовались сигналы от «HD SLCT 0» до «HD SLCT 3» и шаг, чтобы переместить считывающую головку на соответствующую дорожку передавался по проводу сигналом «STEP»/«DIRECTION IN». Данные затем последовательно могли читаться или записываться, используя соответствующие два контакта 20-контактного «кабеля данных». Это приводило к принципиально медленной производительности в работе жёсткого диска, обусловленной ограниченной пропускной способностью «кабеля данных», хотя в то время это не было принципиальной задачей. Приводы современных жёстких дисков имеют внутри значительные возможности обработки данных, и таким образом операционной системе требуется только запросить блок данных и жёсткий диск внутри себя осуществляет все шаги, которые требуются, чтобы отыскать запрошенный блок данных.

ST-412

В 1981 году были представлены более дорогие и ёмкие (10 Мбайт форматированной ёмкости, 12 — неформатированной) накопители с интерфейсом ST-412. В них появилось обновление интерфейса — добавилась способность «буферизированного поиска».^[4] В режиме буферизованного поиска, контроллер диска отправлял диску сигнал «STEP» так быстро, как мог получить ответ на него без необходимости дожидаться перемещения шагового двигателя. Затем встроенный микроконтроллер отправлял сигнал шаговому двигателю, с той скоростью, с какой он мог работать, или перепрограммировал сервосистему на приводе головок, чтобы переместиться на требуемую дорожку. Буферизованный поиск значительно улучшил показатель времени поиска и в конце 1980-х обеспечил дискам, использующим эту способность, показатель среднего времени поиска в 15-30 миллисекунд (старые диски наподобие ST-506 имели показатель среднего времени поиска в среднем равный 100—200 миллисекунд, примерно как у дисководов на гибких дисках или современных оптических приводах).

В ST-412 использовался метод записи RLL, что прибавляло накопителю до 50 % в ёмкости и скорости передачи данных (см. также ESDI)

Историческая значимость

Ряд других компаний быстро приступили к производству жёстких дисков, использовав те же соединители и сигналы, приняв за стандарт жесткие диски на базе ST-506. IBM выбрала его, приобретя платы адаптера для IBM PC/XT (выпущенные Xebec)^[5] и для IBM PC/AT (выпущенные Western Digital). Кроме Seagate ST-412 в IBM PC/XT модели 5012 IBM также использовался адаптер Miniscribe 1012 производства International Memories^[6]. Как следствие одобрения со стороны IBM, большинство жёстких дисков в 1980-х были на базе ST-506. Сложность контроллера и кабельной системы привела к новым решениям подобно ESDI, SCSI и позже — IDE. Несколько ранних дисков SCSI было фактически дисками ST-506 со SCSI->ST-506 контроллером внутри диска. Однако, большинство SCSI и все ATA имели встроенный контроллер в составе диска и таким образом, в таких моделях исключался интерфейс ST-506.

Реальный уровень совместимости с дисковым интерфейсом — уровень поддержки в BIOS, обеспечивается материнской платой. Когда компьютерной индустрии в 1983 году была представлена инновация IBM PC, поддержка интерфейса жесткого диска была обеспечена микросхемой BIOS на контроллере жёсткого диска. Наиболее вероятно, что BIOS материнских плат IBM PC и IBM PC/XT так и не имеет никакой собственной поддержки интерфейса жесткого диска. Когда была представлена система IBM PC/AT, IBM разместила поддержку интерфейса ST-506/412 в BIOS материнской платы, исключив задачи этой поддержки со стороны контроллера. С тех пор любая IBM PC/AT совместимая система также имеет расширенную версию и также обеспечивает поддержку интерфейса жёстких дисков в BIOS’е материнской платы. Поскольку эта поддержка была отчасти ограничена, особенно в BIOS старых версий, много изготовителей дисковых контроллеров разместило дополнительную BIOS-поддержку непосредственно на контроллерах своих жёстких дисков. В некоторых случаях возможно одновременное использование и BIOS контроллера жёсткого диска и BIOS материнской платы; в других случаях, можно отключить BIOS одного из контроллеров (либо на жёстком диске либо на материнской плате), а затем использовать оставшийся.

См. также: Контроллеры жёстких дисков IBM PC

Описание разъёмов

Следующая таблица приведена из Руководства OEM ST506/ST412^[4]

В этой таблице, знаком, «~» указывается сигнал, активный уровень которого — низкий.

Описание контрольного кабеля

Земля	1	2	~HD SLCT 3 (Или ~Уменьшение тока записи)
Земля	3	4	~HD SLCT 2
Земля	5	6	~WRITE GATE
Земля	7	8	~SEEK CMPLT
Земля	9	10	~TRACK 0
Земля	11	12	~WRITE FAULT
Земля	13	14	~HD SLCT 0
Ключ (нет контакта)	15	16	Резерв
Земля	17	18	~HD SLCT 1
Земля	19	20	~INDEX
Земля	21	22	~READY
Земля	23	24	~STEP
Земля	25	26	~DRV SLCT 0
Земля	27	28	~DRV SLCT 1
Земля	29	30	~DRV SLCT 2
Земля	31	32	~DRV SLCT 3
Земля	33	34	~DIRECTION IN

Описание кабеля данных

~DRV SLCTD	1	2	Земля
Не подключен	3	4	Земля
Не подключен	5	6	Земля
Не подключен	7	8	Ключ (Нет контакта)
Не подключен	9	10	Не подключен
Земля	11	12	Земля
+MFM WRITE	13	14	-MFM WRITE
Земля	15	16	Земля
+MFM READ	17	18	-MFM READ
Земля	19	20	Земля

Описание разъема питания

Вывод 1	+12В=
Вывод 2	+12В возврат
Вывод 3	+5В возврат
Вывод 4	+5В=

Ссылки

1. ↑ ^{1 2} «Disc-storage innovations keep coming while manufacturers ponder user needs, „ EDN, May 20, 1980, pg 59
2. ↑ Главной разницей стало увеличение скорости передач данных с 4,34 до 5,00 Мбит/с
3. ↑ “ Упрощенный системный проект с единым комбинированным контроллером жёсткого диска/дисковода на гибких дисках» Electronic Design, October 25, 1979, pg 76-80.
4. ↑ ^{1 2} http://www.bitsavers.org/pdf/seagate/ST412_OEMmanual_Apr82.pdf
5. ↑ «Xebec Lands Key IBM Controller Pact», Computer System News, November 29, 1982, pg. 1, 29.
6. ↑ Hard Disk Interfaces