Escritos
B. Piropo
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01/01/1996
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Os nomes dos arquivos em disco destas colunas têm mantido a mesma estrutura desde o início: as letras TZ seguidas de ano, mês e dia, nesta ordem, com dois algarismos cada para completar oito caracteres (porque ano, mês e dia e não dia, mês e ano? Ora, para fazer coincidir a ordem alfabética com a cronológica, evidentemente). A primeira coisa que faço quando crio o arquivo após transpor o cabeçalho é gravá-lo no disco. O nome do arquivo que guarda esta coluna é, portanto, tz960101.DOC. Acabei de digitá-lo e assim me dei conta que você está lendo este pé de página no primeiro dia de um novo ano. Os que foram suficientemente pacientes e complacentes para seguir esta Trilha desde os primeiros passos, entram comigo no sexto ano de caminhada conjunta. Obrigado por perder seu tempo lendo estas mal traçadas justamente na aurora do ano que será para nós ambos, com certeza, o melhor de nossas vidas. Que assim seja.

Semana passada vimos que o esquema de tradução empregado pelo padrão ATA tem por finalidade "esconder" do sistema operacional e dos programas o fato de que há mais setores nas trilhas externas, de maior comprimento, que nas trilhas centrais mais curtas. E esta é realmente a razão mais importante. Mas ele traz muitas outras vantagens. Veja lá: se você lida com discos rígidos desde os tempos dos velhos MFM e RLL deve se lembrar como eram comuns os setores com defeito. Qualquer utilitário de disco apontava dezenas deles mesmo nos discos recém saídos da fábrica. Por isto, quando se instalava um disco rígido novo, era necessário executar um programa especial para efetuar a chamada "formatação física" (ou de "baixo nível") para marcar fisicamente o início e fim de cada setor nas diversas trilhas e verificar o estado do meio magnético, assinalando os setores onde eventualmente eram encontrados defeitos para que neles o sistema operacional não gravasse dados. Só então se efetuava a formatação lógica com o comando Format do sistema operacional. Pois você já reparou que os discos IDE prescindem da formatação física? E notou como neles são raros os setores com defeito (eventualmente nem existem)? Será que os novos meios magnéticos são tão confiáveis que os discos saem da fábrica sem um único setor defeituoso?

É claro que não. Apesar da evolução tecnológica não há meio magnético perfeito e discos IDE também saem de fábrica com alguns setores defeituosos. A diferença é que eles não aparecem. Vejamos como essa mágica é possível.

O número real de setores de um disco IDE é sempre maior que o indicado por sua capacidade. Os setores excedentes são mantidos como reserva para substituir setores defeituosos. No final do processo de fabricação a superfície do disco é examinada e os circuitos da controladora gravam no próprio disco um mapa com a localização dos setores com defeito. Mas ao invés de informar sua localização ao sistema operacional, eles são substituidos pelos setores reservados. Isto só pode ser feito graças ao esquema de tradução: quando o sistema operacional solicita que uma informação seja gravada em um dos setores defeituosos, a controladora usa um setor de reserva e informa ao sistema operacional que gravou no setor solicitado. Se aparecem mais setores com defeito ao longo do tempo, a controladora os substitui pelos de reserva e atualiza o mapa. Por isso setores com defeito são tão raros nos discos IDE: os que aparecem em geral estão em perfeita ordem e fazem parte de esquemas de proteção contra cópia usados por programas que ainda castigam seus usuários com essa prática medieval.

É claro que para isso é imprescindível que os discos já saiam da fábrica formatados fisicamente. Pois como fazer o mapa dos setores defeituosos se eles ainda não foram marcados sobre as trilhas? Mas a formatação física dos discos é feita na fábrica por uma outra razão, ainda mais importante: o método usado para posicionar as cabeças magnéticas exatamente sobre a trilha desejada.

Como sabemos, os antigos HD MFM e RLL usavam os chamados motores de passo para mover as cabeças (dê uma olhada na coluna de 20 de novembro passado). Um sistema razoavelmente preciso para a tecnologia da época dos discos de 5"1/4 e suas trilhas mais espaçadas, mas decididamente insatisfatório para os pequenos discos modernos (há discos IDE para notebooks de menos de duas polegadas de diâmetro).

A solução foi usar as próprias informações magnéticas gravadas no disco para mover as cabeças até a posição exata. O conjunto de cabeças é movido por um servo-mecanismo acionado por uma bobina semelhante às usadas nos alto-falantes e que por isso mesmo se chama "bobina de voz" (voice coil). A medida que a cabeça se desloca transversalmente ao longo do raio do disco, capta os sinais magnéticos que indicam sua localização e os transmite para a bobina, que ajusta a posição das cabeças de acordo com a intensidade do sinal recebido.

Antigamente empregava-se uma técnica denominada servo-dedicada que usava uma das faces do disco exclusivamente para este fim. Nela não se gravavam dados, mas apenas informações relativas à localização das trilhas (não se esqueça que as cabeças se movem em um bloco único e quando uma delas está sobre uma determinada trilha todas as demais também estarão - daí o conceito de "cilindro"). Mas isto implicava um significativo desperdicio de espaço, especialmente nos drives com poucas faces. Por isso, modernamente, usa-se a técnica denominada servo-embutida, na qual as informações sobre a localização, na forma de seqüências de padrões especiais de dados, são mescladas com os próprios dados gravados nas diversas trilhas. Quando a cabeça se desloca radialmente ao longo do disco, detecta as informações relativas à localização e as envia ao controlador, que baseado nelas ajusta a posição precisamente até receber um sinal de máxima intensidade (o que ocorre somente se a cabeça se localizar exatamente sobre o centro da trilha). Esta técnica, apesar da dificuldade de ser implementada em drives que usam gravação em múltiplas zonas (MZR), é a que se mostrou mais eficaz e de melhor custo/benefício para drives de pequeno tamanho.

Pronto. Agora já conhecemos as principais características dos drives IDE, que obedecem ao padrão ATA. Semana que vem, afinal, vamos discutir a forma usada pela interface para efetuar a comunicação entre disco e sistema operacional.

B. Piropo