Pourquoi mettent-ils des "processeurs" sur les disques durs ?

Je ne comprends pas : l'unité centrale de l'ordinateur est le processeur et le disque dur transfère son contenu à la mémoire vive de l'ordinateur hôte. Les processeurs supplémentaires pré-traitent-ils les données d'une manière ou d'une autre ?

L'unité centrale est a processeur ; il en existe d'autres. Un processeur est ce qui exécute le code du programme, donc tout appareil qui possède un micrologiciel (qui est un code) possède un processeur d'une certaine sorte.

Un disque dur possède son propre (petit) processeur exécutant un micrologiciel qui met en œuvre un protocole d'interface (par exemple, SATA ou SCSI) et contrôle les moteurs du disque. Considérez votre disque dur comme un ordinateur spécialisé dans un ordinateur ; le câble SATA est comme un câble réseau qui lui permet de communiquer avec l'ordinateur "principal". L'unité centrale crée des messages (tels que les paquets de commande SATA) pour indiquer au disque les données qu'elle souhaite, et les envoie au disque par le biais du câble. Le processeur du disque examine les messages de l'unité centrale et contrôle les moteurs et les têtes magnétiques du disque pour lire ou écrire les données.

Un NAS est un ordinateur qui exécute un logiciel de serveur de fichiers. En principe, ce n'est pas différent de la configuration de dossiers partagés sur votre PC ; le NAS exécute un système d'exploitation plus léger sur un processeur plus lent, mais fait essentiellement le même travail. Il en va de même pour un routeur.

Si vous pouviez examiner en détail le fonctionnement d'un PC de bureau typique, vous trouveriez des processeurs un peu partout. Si vous avez un clavier et une souris connectés à des ports USB, il y a un processeur dans le clavier et un autre dans la souris qui parle le protocole USB.

Dans le cas d'un disque dur, il y a une tonne de choses à faire pour ce processeur. D'abord, il doit positionner la tête, attendre le bon moment, puis envoyer les données aux plateaux. Lorsque l'unité centrale demande la lecture d'un ensemble de données, le processeur trouve l'ordre optimal pour récupérer ces données sur le disque, et peut même récupérer des données supplémentaires qui sont passées sous la tête pour les mettre en cache au cas où l'unité centrale les demanderait ensuite.

Les disques durs modernes peuvent également effectuer des contrôles de santé SMART en arrière-plan. L'unité centrale n'a pas à s'en préoccuper, si ce n'est pour demander les résultats périodiquement.

Les "routeurs" modernes de SoHo ne sont pas seulement des routeurs. Ce sont aussi des points d'accès, des commutateurs, des serveurs DHCP, des serveurs web, et ils mettent en œuvre la NAT, le pare-feu, parfois même des fonctions NAS, et une tonne d'autres choses. Leurs processeurs ont des tonnes de travail à faire.

Fondamentalement, un processeur est si peu coûteux à mettre en œuvre de nos jours qu'il est utilisé dans presque tous les cas où il a un sens. L'exception serait les cas où la tâche est très simple ou lorsque de hautes performances sont requises. Il y en a même probablement un dans votre bloc d'alimentation pour gérer la vitesse des ventilateurs et optimiser la consommation d'énergie.

De nombreux appareils "intelligents" actuels sont en fait des ordinateurs à part entière, qui fonctionnent souvent sous un clone de Linux. Si l'appareil est suffisamment autorisé, ou s'il a été rooté/jailbreaké, vous pourrez peut-être le bricoler, installer de nouveaux paquets ou même modifier le système d'exploitation. Ils utilisent bien sûr des processeurs.

Les exemples incluent les téléphones, les téléviseurs, les lecteurs de DVD, les lecteurs de livres électroniques, les boîtiers NAS, les routeurs domestiques, les modems et la gestion hors bande dans les serveurs, qui sont en fait des ordinateurs entiers avec leur propre système d'exploitation.

Cependant, même les appareils muets sont dotés de processeurs, souvent appelés microcontrôleurs, responsables notamment de la lecture et de l'écriture des données. La carte Micro SD de votre téléphone contient un processeur et une carte SIM en possède un autre, capable d'exécuter des applications Java.

Même les simples jouets pour enfants, comme un feu de signalisation, sont équipés d'un microcontrôleur, car c'est plus facile et plus rapide. moins cher d'implémenter la logique d'éclairage dans le logiciel du microcontrôleur plutôt que dans des composants discrets.

Pour répondre à votre question spécifique sur les disques durs que personne ne semble avoir abordé.

SATA (et toutes les autres interfaces d'attachement de disque auxquelles je peux penser) fonctionne avec des blocs. Les commandes sont définies pour (parmi beaucoup d'autres choses) lire et écrire des blocs de stockage physique spécifiques, et les données sont fournies par le câblage de l'interface d'attachement. Cette commande doit être traitée quelque part, ce qui peut être fait soit dans un logiciel qui tourne sur un processeur embarqué, soit en utilisant une sorte de configuration matérielle pure qui devrait probablement faire à peu près la même chose.

Devinez ce qui est moins cher, physiquement plus petit, loin d'être improbable, plus facile à travailler et généralement beaucoup plus polyvalent ? C'est exact, un processeur, une petite quantité de mémoire de programme (flash, EPROM, ROM, ou tout ce qui correspond à vos besoins) et une petite quantité de RAM, les deux dernières pouvant même être incluses dans le processeur lui-même si vos besoins sont assez modestes (voir par exemple la famille de microcontrôleurs PIC ).

N'oubliez pas non plus que les plateaux de disques ne stockent pas réellement de bits. Ils stockent codage du flux magnétique des bits. Quelque chose doit traiter les lectures de flux provenant de la tête de lecture, ou traiter les données en transitions de flux à donner à la tête d'écriture. Si une lecture est imparfaite, les données de correction d'erreur (stockées avec les données) sont utilisées pour idéalement (c'est malheureusement pas toujours le cas ) corriger l'erreur et renvoyer de bonnes données plutôt que des déchets, ou renvoyer une erreur si le problème est trop grave pour être corrigé. Encore une fois, c'est le plus facile à mettre en œuvre dans un logiciel qui doit fonctionner sur quelque chose, et un processeur avec de la mémoire fait parfaitement l'affaire.

Le fait de disposer d'une grande puissance de traitement signifie que vous êtes en mesure d'utiliser des schémas de codage et de récupération des erreurs plus avancés, ce qui, dans le cas des disques durs, signifie que vous pouvez entasser davantage de données sur la même surface physique. Le résultat final est une capacité de stockage plus importante que ce qui serait possible autrement. La puissance de traitement du microcontrôleur du disque dur lui-même n'est toutefois pas d'une importance capitale pour l'utilisateur du disque.