Interface SCSI

La interfaz SCSI (Small Computer System Interface) ha sido tradicionalmente relegada a tareas y entornos de ámbito profesional, en los que prima más el rendimiento, la flexibilidad y la fiabilidad. Para empezar, SCSI es una estructura de bus separada del bus del sistema. De esta forma, evita las limitaciones propias del bus de la PC. Además, en su versión más sencilla esta norma permite conectar hasta 7 dispositivos SCSI en el equipo (serían 8 pero uno de ellos ha de ser la propia controladora), aunque hoy día pueden conectarse hasta 15 más la controladora; y las ventajas no se reducen al número de periféricos, sino también a su tipo: se puede conectar prácticamente cualquier dispositivo (escáneres, impresoras, unidades ópticas, unidades removibles, etc.) siempre que cumplan con esta norma.

Otra enorme ventaja de SCSI es su portabilidad; esto quiere decir que se puede conectar el disco rígido o lectora (o lo que sea) a computadoras Macintosh, Amiga, etc., que empleen también la norma SCSI. Un detalle a resaltar es que todos los periféricos SCSI son inteligentes; es decir, cada uno posee su propia ROM donde almacena sus parámetros de funcionamiento. En especial, es la controladora lo más importante de la cadena SCSI, que al poseer su propia BIOS puede sobrepasar limitaciones de la ROM BIOS del sistema.

Posiblemente lo que hace destacar a SCSI es su rendimiento, bastante superior a IDE al no depender del bus del sistema; no obstante, no todas son ventajas: SCSI es más caro que IDE, y en la mayoría de las ocasiones, más complejo de configurar, aunque esto último es cada vez menos problemático, ya que es preciso resaltar que la norma SCSI también ha evolucionado y mejorado. Otro aspecto referente al rendimiento de los discos rígido, es que su velocidad de rotación puede alcanzar las 15.000 RPM.

Hay una gran variedad de interfaces SCSI debido a su evolución, pero básicamente se diferencian en tres aspectos:

 Cantidad de hilos por conector Narrow 25 o 50 y Wide de 68 u 80
 Velocidad de transferencia
 Capacidad del canal 8 o 16 bits

La primera norma, SCSI-1, lograba un máximo de 3 MB/s de transferencia, con una anchura de 8 bits en el bus de datos. La posterior SCSI-2 introdujo mejoras en el control de los dispositivos, inclusión de mejoras de caché y otras, subiendo a 5 MB/s de ratio, con la misma anchura de bits que su predecesora. Luego se presentó la variante Fast SCSI-2, que lograba los 10 MB/s, manteniendo esos 8 bits en el bus de datos.

El modo Wide se unió después al Fast, resultando el Fast/Wide SCSI-2, con el que se amplió a 16 bits el ancho de banda del bus de datos, lográndose hasta 20 MB/s de transferencia y permitiendo un soporte de hasta 15 dispositivos en cadena. El avance más reciente (2003) es la interfaz Ultra-640 SCSI bajo la norma Ultra-5, con el que se ha conseguido llegar a 640MB/s a 16 bits con un cable de 80 hilos. La siguiente imagen ilustra algunos conectores para diferentes dispositivos, la mayoría obsoletos.

Interface Fireware

La interface FireWire (IEEE-1394) realiza conexiones serie como el USB, pero logra transferencias de 50MB/s y 100MB/s en su última versión. En realidad se parece más a un conector SCSI que a un USB (SCSI se describe más adelante). Este puerto se utiliza mayormente para cámaras digitales y en computadoras Macintosh, son pocas las mother para PC que traen este conector on-board, generalmente debe utilizarse algún adaptador. Tal como los puertos USB, las conexiones pueden ser del tipo hot, como los USB.

En realidad, los USB surgen como un complemento a los FireWire, dejando a estos últimos para transferencias rápidas como HD, audio y video, y a los USB para dispositivos más lentos como teclados y mouse. La idea del USB es tener un conector versátil y económico, relegando bandwidth.

Los USB pueden entregar hasta 5v, mientras que un puerto FireWire en teoría podría llegar a 30v En particular los USB trabajan a petición del host (a donde se conecta el dispositivo), en cambio un dispositivo con FireWire puede iniciar él la comunicación con el host.

Interface E-ATA

Una variante es el E-SATA (External SATA) disponible para dispositivos SATA externos, donde la conexión al dispositivo se realiza directamente con un conector y cable SATA sin conversión de protocolos, logrando distancias máximas de 2 metros y transmisiones de 115MB/s. También se están haciendo populares los discos externos utilizando otros medios de conexión, como ser mediante un cable USB (Universal Serial Bus) o FireWire.

En realidad, los discos rígidos externos son ATA o SATA, y dentro de la carcasa en que se alojan hay un circuito encargado de traducir los datos que entran y salen al formato de la norma USB (o FireWire). Sin embargo, la velocidad de transmisión se relega a 60MB/s en USB versión 2.0. La versión USB 1.1 en desuso, podía transmitir a 12MB/s. Si bien la velocidad de 60MB/s es muy lenta comparada con 133MB/s o 150MB/s se compensa con la posibilidad de trasladar el dispositivo a cualquier otra PC posibilitando transferencia de datos y backup. En realidad hoy día se pueden conseguir USB versión 3.0 con picos de transferencia de 600MB/s.

Otro detalle, es que los conectores USB utilizan una transmisión serie (como el SATA) con tan solo 4 conductores haciendo su fabricación más sencilla y económica y logrando una distancia máxima de 5 metros. En particular este puerto se hizo muy famoso en los últimos años debido a su versatilidad, hoy día no solo para HD externos tienen utilidad, sino también para mouse (reemplazando al conector PS/2), teclados, webcam, cámaras digitales, impresoras, escáneres, parlantes.. y prácticamente cualquier dispositivo.

Quizá la su mayor difusión se deba a que este tipo de conector puede suministrar energía al dispositivo, sin necesidad de utilizar cables auxiliares, sin embargo, algunos dispositivos utilizan igual fuentes externas, como impresoras o discos rígidos. La facilidad de uso de dispositivos con este tipo de conector ayudo mucho su difusión, ya que para conectarlos no hace falta reiniciar la computadora (conexión hot), quizá debe reiniciarse una única vez, cuando se instalan los controladores del dispositivo en particular, luego se podrá utilizar el puerto estando la PC encendida).

En un único puerto USB se pueden enchufar hasta 127 dispositivos (en realidad 127 para toda la PC). Generalmente las mother vienen provistas con 2 o 4 conectores en la parte trasera y otros 2 al frente o a un costado, para poder acceder a los restantes debe utilizarse un USB hub, que es un dispositivo que permite conectar a él varios aparatos USB. Este dispositivo a su vez actúa como repetidor de la señal permitiendo extender los 5 metros máximos utilizando hasta 5 hub como máximo en cadena logrando 30 metros de distancia (serían 6 tramos de cable de 5 metros cada uno). A continuación se ilustran los modelos actuales de conectores USB, se suelen utilizar con diferentes propósitos, el más común es el USB-A.

Interface Serial ATA

Hoy día, los discos mas comunes se comunican mediante una interfaz serie, llamada Serial ATA, que utilizan menos conductores, pero que logran una velocidad mas alta, debido a que se puede aumentar muchísimo la velocidad a la que se envían/reciben los datos sin que aparezcan interferencias entre conductores. Es común que se refiera a esta tecnología como “SATA” y a la anterior como “PATA” o simplemente ATA.

Entre sus ventajas, se puede citar que SATA proporciona un mayor desempeño que el ATA equivalente, con desempeño que va de los 150 MB/seg en SATA I, a los 300 MB/seg de la segunda generación; actualmente se comercializa el SATA III con 600 MB/seg. También son totalmente transparentes al software, respecto de ATA paralelo tradicional, esto permite una fácil transición a la tecnología nueva. Y lo mejor: SATA tiene un costo competitivo en comparación con soluciones de ATA paralelo equivalentes, que incluyen los sistemas principales, dispositivos y el cableado en cantidades grandes.

Hay que recordar, ya que en la actualidad “conviven” ATA y SATA, que los cables de datos y de alimentación SATA tienen nuevos diseños y no se pueden usar los cables anteriores, de 40 y 80 conductores. Una gran ventaja de la interfaz SATA es que ya no de debe configurar cada dispositivo como maestro o esclavo debido a que en cada cable va un único dispositivo.

Interface IDE / EIDE

Escoger la mejor interfaz según las necesidades no es una tarea menor, ya que la misma influirá en factores como la vida útil del dispositivo, la escalabilidad del sistema, el método de actualizaciones, el método de backup, el rendimiento de la unidad, la velocidad de transferencia, etc. En las próximas páginas se describen varios medios para la transferencia de información, en particular los IDE, SATA y SCSI son los más utilizados y los USB y FireWire van ganando terreno en otras áreas.

Se presentarán las diferentes variedades, aplicaciones, pros y contras de cada medio para tener una idea de la versatilidad del mercado hoy día y de su evolución. Existen varias maneras de conectar una unidad de disco a la computadora. Hasta hace unos años, lo más común era utilizar una “cinta” ancha, casi siempre de color gris, que contenía 40 cables en su interior. Esta interfaz, que enviaba los datos en paralelo al HD se llamo IDE (Integrated Drive Electronics), y funcionaba a una respetable velocidad de 33MB/s.

También se la conoció como ATA (AT Attachment) por las normas a las que deben respetar los fabricantes para unidades de este tipo. Como todos los demás componentes de la computadora, fue quedando obsoleta, y se la reemplazo por la interfaz EIDE (Enhanced IDE) o Fast-ATA, que con un cable muy parecido pero de 80 conductores lograba velocidad de hasta 133 MB/s y la posibilidad de conectar hasta cuatro unidades simultáneamente eliminando el límite de IDE de un máximo de dos unidades en el sistema.

Las placas bases vienen provistas con dos conectores EIDE que se identifican como IDE1 y IDE2 para denotar el canal primario y el secundario. A su vez, en cada canal se pueden conectar hasta dos dispositivos, los cuales compartirán el canal. Hoy día la mayoría sólo incluye un conector IDE. El cable de datos es una cinta ancha con tres conectores, el conector del tramo más alejado se conecta a la mother y los otros dos a los dispositivos. Estos dispositivos deben competir por el uso del canal, es decir, que no pueden enviar datos al mismo tiempo.

Para establecer prioridades en las transmisiones e identificar los dispositivos para otras configuraciones, las unidades traen pines que se conectan mediante jumpers o puentes. Esta configuración permite establecer a la unidad como Master (Maestro), Slave (Esclavo) o Cable Select (Elige el Cable). La primera opción le da mayor prioridad a ese dispositivo que al que esta como Slave. Solo uno de los dos dispositivos puede estar en Master o Slave y si uno esta como Cable Select, el otro también debe tener esa configuración. Si hay un único dispositivo prácticamente carece de importancia su configuración, aunque por norma se establece como Master.

En caso de elegir la opción CS, el primer dispositivo (conector del medio) se establece como maestro y el otro como esclavo. De esto se puede resumir que en este tipo de interfaces se debe elegir entre un canal primario o secundario, y luego a su vez entre maestro o esclavo.

Velocidad de rotación en discos rígidos

Los discos giran continuamente a gran velocidad; este detalle, la velocidad de rotación, incide directamente en el rendimiento de la unidad, concretamente en el tiempo de acceso. Es el parámetro más usado para medir la velocidad de un disco rígido, y lo forman la suma de dos factores: el tiempo medio de búsqueda y la latencia. El primero es lo que tarde el brazo en desplazarse a una pista determinada, y el segundo es el tiempo que se emplea para que los datos pasen por el cabezal.

Si se aumenta la velocidad de rotación, la latencia se reduce; en antiguas unidades era de 3.600 RPM (Revoluciones Por Minuto), lo que daba una latencia de 8,3 milisegundos. La mayoría de los discos rígidos actuales giran a 7.200 RPM, con lo que se obtienen 4,17 ms de latencia. Y actualmente, existen discos de alta gama aún más rápidos, hasta 10.000 RPM. Particularmente el HD Savvio 15K de Seagate gira a 15.000 RPM, aunque el rendimiento es superado por el modelo WD 740GD Raptor de Western Digital que gira a 10.000 RPM, esto indica que hay otros factores que hacen al rendimiento de una unidad de disco rígido.

Se debe tener en cuenta que a mayor velocidad de giro, mayor temperatura generará el disco rígido y mayor será el ruido. Es importante que el disco sea herméticamente acústico y que el gabinete provea una buena refrigeración.

Entonces, repasando, las características generales de un HD serían:

Capacidad: Se mide en gigabytes (GB). Es el espacio disponible para almacenar secuencias de 1 byte. La capacidad aumenta constantemente en el desarrollo de los discos en GB y hasta en TB.

Velocidad de giro: Se mide en revoluciones por minuto (RPM). Cuanto más rápido gire el disco, más rápido podrá acceder a la información la cabeza lectora. Los discos actuales giran desde las 5.400 a 15.000 RPM, dependiendo del tipo de computadora al que estén destinadas. El valor más común es de 7.200 RPM.

Capacidad de transmisión de datos: De poco servirá un disco rígido de gran capacidad si transmite los datos lentamente. Los discos actuales pueden alcanzar transferencias de datos de más de 400 MB/s.

Caché: La cache o buffer es una memoria que va incluida en la controladora interna del disco rígido, de modo que todos los datos que se leen y escriben al disco se almacenan primero en el buffer. Actualmente este valor oscila entre 2 y 16MB, cuanto más grande mejor.

Error al detectar dispositivos USB

Tengo una PC montada sobre una mother Asrock G31M-VS con Windows XP, siempre tuvo este problema: nunca reconoció dispositivos USB, siempre que conectaba un pen por ejemplo aparecía el mensaje de "no se puede reconocer el dispositivo..." a menos que tuviese los drivers del dispositivo que quería conectar, por ejemplo la impresora.

Hice las pruebas de rigor, cambié el sistema operativo, actualicé los drivers de la mother, y nada. Finalmente y como sucede en estos casos, de casualidad, encontré el problema, la PC tiene un lector de tarjetas, al conectar un pen aparecen como conectadas todas las ranuras del lector. Se medio por desconectar el lector de tarjetas y sin problemas comenzaron a funcionar los USB de la mother.

Al conectar nuevamente el lector de tarjeta vuelta el problema, así que lo que hice fue desde windows desmontar todas las ranuras del lector que aperecían conectadas, luego probé de conectar el pen y funcionó

Turbo Boost

Turbo Boost es una tecnología desarrollada de Intel a partir de su microarquitectura Nehalem. Ésta función hace que el procesador sea capaz de incrementar su frecuencia de funcionamiento, de forma automática, en determinadas circunstancias. 

Nehalem fue implementada en la primer generación de la familia de procesadores conocida como Core i, en particular la tecnología Turbo Boost se hace presente a partir de los procesadores Core i5 600 en adelante.

La frecuencia máxima de la tecnología Intel Turbo Boost depende de la cantidad de núcleos activos del procesador. El tiempo durante el cual el procesador se mantiene en el estado de Turbo Boost depende de la carga de trabajo y del entorno operativo.

Cualquiera de los siguientes factores puede definir el límite superior de la tecnología Intel Turbo Boost con una determinada carga de trabajo:

• Cantidad de núcleos activos
• Consumo estimado de corriente
• Consumo estimado de energía
• Temperatura del procesador

Cuando el procesador funciona por debajo de estos límites y la carga de trabajo del usuario exige mayor desempeño, la frecuencia del procesador aumentará de forma dinámica hasta alcanzar su límite superior. La tecnología Intel Turbo Boost posee varios algoritmos que funcionan en paralelo para administrar la corriente, energía y temperatura, a fin de maximizar el desempeño y la eficiencia energética.

Con el desarrollo de la microarquitectura de próxima generación denominada Sandy Bridge, Intel mejora las prestaciones de sus procesadores Core i. En esta nueva arquitectura Intel mejora la tecnología Turbo Boost y la denomina Turbo Boost 2.0

Microprocesadores Intel Core i3

En enero de 2010, Intel lanzó el primer procesador Core i3 basados en la microarquitectura Nehalem. Son procesadores de doble núcleo con procesador gráfico integrado. Poseen 4 MiB de caché de nivel 2, y controlador de memoria para DDR3 hasta 1333 MHz. La función Turbo Boost no está habilitada, pero la tecnología Hyper-Threading se encuentra activada, ésta permite que cada núcleo del procesador funcione en dos tareas al mismo tiempo.. Este procesador es el más bajo de la gama.

Si bien son procesadores dual core (doble núcleo), físicamente tienen 4 núcleos como sus predecesores i5 e i7, pero dos de ellos están deshabilitados.

La segunda generación de Core i3 lanzada en 2011 se basa en la microarquitectura de Intel denominada Sandy Bridge que reemplaza a Nehalem. Este cambio de arquitectura no presenta grandes modificaciones pero alcanzan para mejorar el rendimiento del procesador.

En esta nueva generación  i3 incorpora:

• La memoria caché Intel® inteligente se asigna dinámicamente a cada núcleo de procesador sobre la base de la carga de trabajo, lo que reduce significativamente la latencia y mejora el desempeño.

 

Microprocesadores Intel Core i5

Intel Core i5 es una familia de procesadors introducida por Intel en 2009. A pesar de que en el nombre se mantuvo el nombre Core, este no hace referencia a la microarquitectura Core de Intel. Esta gama de procesadores están basados en la microarquitectura Nehalem de Intel.

Son procesadores de 4 núcleos y dentro de la famila se ubican entre el Core i7 y el Core i3. Intel salíó al mercado con este micro por dos razones una es la de intentar ganar el terreno perdido con los procesadores Phenom II X4 de AMD y la otra la de hacer más accesible la tecnología Nehalem, hasta el momento implementada en los Core i7 con un elevado costo. 

En esta línea de procesadores no está presente la tecnología HyperThreading  aunque incorpora la tecnología Intel Turbo Boost. La controladora de video está incluida en el micro y soporta memorias DDR3.

La segunda generación de Core i5 se basan en la microarquitectura Sandy Bridge desarrollada por Intel en reemplazo de la microarquitectura Nehalem. Los cambios en la arquitectura nos son sustanciales pero sufientes para elevar el rendimiento del microprocesador. Esta generación incluye:

• Tecnología Intel® Turbo Boost 2.0 que aumenta de forma dinámica la frecuencia del procesador cuando sea necesario, aprovechando el margen térmico y de potencia cuando opera bajo los límites establecidos. 

• Intel® Smart Cache que se asigna dinámicamente a cada núcleo del procesador en función de la carga de trabajo, lo que reduce significativamente la latencia y mejora el rendimiento.

• Nuevas instrucciones AES-NI que añaden aceleración de hardware a los algoritmos AES y aceleran la ejecución de las aplicaciones AES.

Microprocesadores Intel Core i7

Intel Core i7 es una familia de procesadores de Intel. Si bien en el nombre se mantuvo la sigla Core, esta no hace referencia a la microarquitectura Core de Intel, esta nueva línea de micros utiliza la microarchitectura Nehalem de Intel.

Nehalem representa el cambio de arquitectura más grande en la familia de procesadores Intel desde el Pentium Pro en 1995. La arquitectura Nehalem tiene muchas nuevas características significativas. Intel lanzó estos procesadores en 2008.

i7 reemplaza el FSB por la interfaz QuickPath eliminando el NorthBrige e implementando puertos PCI Express  directamente, debido a que es mas complejo y caro. Las placas base deben utilizar un chipset que soporte QuickPath. 

El controlador de memoria se encuentra integrado en el mismo procesador. Las mothers compatibles con Core i7 tienen cuatro (3+1) o seis ranuras DIMM en lugar de dos o cuatro, y las DIMMs deben ser instaladas en grupos de tres, no de dos. i7 soporta memorias DDR3 únicamente.

i7 incluye Turbo Boost, esta tecnología permite a los distintos núcleos acelerarse "inteligentemente" por sí mismos cada 133 MHz por encima de su velocidad oficial, mientras que los requerimientos térmicos y eléctricos de la CPU no sobrepasen los predeterminados.

También incluyen la tecnología HyperThreading. Cada uno de los cuatro núcleos puede procesar dos tareas simultáneamente, por tanto el procesador aparece como ocho CPUs desde el sistema operativo.

El Core i7 tiene un alto consumo eléctrico, puede consumir hasta 160W él solo, con el consiguiente problema térmico. Por tanto, requiere un gabinte de calidad y una fuente de alimentación potente. Por este motivo se debe tener en cuenta que el equipo completo, más monitor, pueden consumir 500 ó 600 watts.

A partir de 2011 Intel lanzó la segunda generación de procesadores Core i3,i5 e i7, esta nueva generación se basa en la microarquitectura denominada Sandy Bridge por Intel que reemplaza a Nehalem.

Estos procesadores Intel Core que no tienen sustanciales cambios en arquitectura respecto a Nehalem, pero si los necesarios para hacerlos más eficientes y rápidos que los modelos anteriores. Es la segunda generación de los Intel Core con nuevas instrucciones de 256 bits, duplicando el rendimiento, mejorando el desempeño en 3D y todo lo que se relacione con operación en multimedia. A partir de la serie 2000 de i3, i5 o i7 es que nos encontramos con esta nueva tecnología.

Internet una red de redes

Aunque existen beneficios por el uso de una LAN o WAN, la mayoría de los usuarios necesitan comunicarse con un recurso u otra red, fuera de la organización local. Los ejemplos de este tipo de comunicación incluyen:

• ­    enviar un correo electrónico a un amigo en otro país,

• ­    acceder a noticias o productos de un sitio Web,

• ­    obtener un archivo de la computadora de un vecino,

• ­    mensajería instantánea con un pariente de otra ciudad, y

• ­    seguimiento de la actividad de un equipo deportivo favorito a través del teléfono celular.

Internetwork

Una malla global de redes interconectadas (internetworks) cubre estas necesidades de comunicación humanas. Algunas de estas redes interconectadas pertenecen a grandes organizaciones públicas o privadas, como agencias gubernamentales o empresas industriales, y están reservadas para su uso exclusivo. La internetwork más conocida, ampliamente utilizada y a la que accede el público en general es Internet.

Internet se crea por la interconexión de redes que pertenecen a los Proveedores de servicios de Internet (ISP). Estas redes ISP se conectan entre sí para proporcionar acceso a millones de usuarios en todo el mundo. Garantizar la comunicación efectiva a través de esta infraestructura diversa requiere la aplicación de tecnologías y protocolos consistentes y reconocidos comúnmente, como también la cooperación de muchas agencias de administración de redes.

Intranet

El término intranet se utiliza generalmente para referirse a una conexión privada de algunas LAN y WAN que pertenecen a una organización y que está diseñada para que puedan acceder solamente los miembros y empleados de la organización u otros que tengan autorización.

Nota: Es posible que los siguientes términos sean sinónimos: internetwork, red de datos y red. Una conexión de dos o más redes de datos forma una internetwork: una red de redes. También es habitual referirse a una internetwork como una red de datos o simplemente como una red, cuando se consideran las comunicaciones a alto nivel. El uso de los términos depende del contexto y del momento, a veces los términos pueden ser intercambiados.

Redes de área amplia

Cuando una compañía o una organización tiene ubicaciones separadas por grandes distancias geográficas, es posible que deba utilizar un proveedor de servicio de telecomunicaciones (TSP) para interconectar las LAN en las distintas ubicaciones. Los proveedores de servicios de telecomunicaciones operan grandes redes regionales que pueden abarcar largas distancias. Tradicionalmente, los TSP transportaban las comunicaciones de voz y de datos en redes separadas. Cada vez más, estos proveedores ofrecen a sus subscriptores servicios de red convergente de información.

Por lo general, las organizaciones individuales alquilan las conexiones a través de una red de proveedores de servicios de telecomunicaciones. Estas redes que conectan las LAN en ubicaciones separadas geográficamente se conocen como Redes de área amplia (WAN). Aunque la organización mantiene todas las políticas y la administración de las LAN en ambos extremos de la conexión, las políticas dentro de la red del proveedor del servicio de comunicaciones son controladas por el TSP.

Las WAN utilizan dispositivos de red diseñados específicamente para realizar las interconexiones entre las LAN. Dada la importancia de estos dispositivos para la red, la configuración, instalación y mantenimiento de éstos son aptitudes complementarias de la función de una red de la organización.

Las LAN y WAN son de mucha utilidad para las organizaciones individuales. Conectan a los usuarios dentro de la organización. Permiten gran cantidad de formas de comunicación que incluyen intercambio de e-mails, capacitación corporativa y acceso a recursos.