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L’affidabilità dei dati

Scritto da Simone Zanardi

Tra gli aspetti in cui Serial Ata porta benefici maggiori rispetto alle architetture precedenti vi è indubbiamente quello della salvaguardia dell’integrità dei dati e della protezione dagli errori, con funzioni Crc (Cyclical Redundancy Checking, controllo ciclico di ridondanza) per il rilevamento di imprecisioni nella trasmissione dei dati sul canale.

Il monitoraggio avviene innanzitutto a livello fisico, con un controllo sui segnali che consente di individuare e riportare errori di natura elettrica e meccanica, dovuti ad esempio alla non disponibilità fisica dei dispositivi coinvolti, a segnalazioni fuori banda errate o alla mancata sincronizzazione delle unità.

A livello di collegamento, i dati vengono codificati a gruppi di 8 bit in modo da generare stringhe di 10 bit in uscita. Questo processo avviene in due fasi consecutive, la prima operante sui primi 5 bit, la seconda sui rimanenti 3. Alla fine dell’algoritmo le stringhe contengono 2 bit di parità, che possono essere utilizzati per la verifica di ridondanza. Questo tipo di analisi individua errori di stato dei dispositivi e controlla l’integrità dei dati veicolati.

Salendo al livello di trasporto, il più alto dell’interfaccia Serial Ata, i meccanismi di controllo esaminano i frame di trasmissione, ovvero i pacchetti secondo i quali il flusso logico delle informazioni è organizzato.

I frame Serial Ata sono composti da un prefisso costante (Sof, Start Of Frame), dal payload, contenente le informazioni utili (Fis, Frame Information Structure), dal blocco Crc per il controllo degli errori e infine dal suffisso finale Eof (End Of Frame). A questo livello sono rilevati errori interni (dovuti ad esempio a una scorretta gestione dei processi Fifo), presenza di frame corrotti o errori di stato. Come in tutti i modelli a strati, le informazioni relative a un livello sono visibili e utilizzabili da quello direttamente superiore, fino ad arrivare allo strato applicativo, che riceve rapporti dal livello di trasporto tramite i registri di controllo e stato.

Oltre ai meccanismi Crc, vi sono altre caratteristiche intrinseche di Serial Ata che hanno l’effetto di incrementare l’affidabilità dei sistemi in cui è impiegato. Il supporto per l’hot plugging, ad esempio, riduce tutta la serie di problematiche derivanti dalla non corretta installazione e rimozione dei dispositivi a caldo. Potendo operare con il sistema in funzione, sono infatti facilitate le operazioni di sostituzione dei dischi danneggiati, frequenti ad esempio in configurazioni Raid con disco di hot spare, ovvero un’unità riservata al rimpiazzo automatico di dispositivi danneggiati. Queste soluzioni, impiegate innanzitutto in server Nas (Network Attached Storage), ma anche in workstation di alto livello, consentono ai sistemi di storage di continuare a operare ininterrottamente, a patto che le unità danneggiate possano essere sostituite senza dover spegnere l’unità. Il supporto nativo di Serial Ata per i meccanismi di hot plugging rende quindi queste procedure più efficienti e ne semplifica l’implementazione.