Externa hårddiskar

Externa hårddiskar

Hårddiskar är bra på att lagra stora mängder data. Det finns främst två typer av externa hårddiskar: 2,5” och 3,5”. Valet av typ beror främst på huruvida portabilitet (2,5”) eller stort lagringsutrymme (3,5”) prioriteras. Detta kapitel behandlar även de olika överföringsteknikerna.

Externa hårddiskar

De portabla hårddiskarna är normalt uppbyggda av tre komponenter: en 2,5”-hårddisk, en omvandlare från Sata till USB samt ett kabinett. Den stora fördelen med 2,5”-hårddiskar är att de kan drivas direkt från USB-porten; ingen extra nätadapter behövs. Vissa modeller levereras med en förgrenad USB-kabel för att säkerställa att strömmen ska räcka till hårddisken. Ibland räcker det trots detta med att den ena kabeln kopplas in.

Normalstora externa diskar använder 3,5”-hårddiskar och måste därför strömförsörjas med en separat nätadapter. Fördelen med 3,5”-modeller är att priset per gigabyte är lägre jämfört med 2,5”-modeller. Den externa hårddisken är lämplig för backup och många modeller levereras därför med en mjukvara som underlättar säkerhetskopiering.

Anslutning av externa hårddiskar

Det finns flera mer eller mindre vanliga sätt att ansluta externa hårddiskar. Följande diagram visar den teoretiska hastigheten (före bortdrag av overheadinformation) för olika populära gränssnitt. Thunderbolt är inte med i diagrammet på grund av skalan.

Det finns även nätverksanslutna hårddiskar som kallas Nas (Network Attached Storage) och behandlas närmare i Nätverk 18. Teknikerna som nämns ovan är för anslutning av en hårddisk direkt till en dator. Följande avsnitt kommer att behandla varje anslutning för sig.

Traditionella USB-versioner

USB (Universal Serial Bus) är en mycket utbredd standard som idag stöds av alla datorer. Den finns i flera olika versioner.  

USB 1.1

USB började som en leverantörsoberoende standard. Målsättningen var att få fram en billig och snabb teknik för att enkelt kunna ansluta kringutrustning till datorer. Den första versionen som blev kommersiellt stor var USB 1.1 (även känd som USB Full Speed).

Den teoretiskt maximala överföringshastigheten med USB 1.1 är 12 Mb/s, vilket räcker för till exempel tangentbord och möss. Tekniken fungerar däremot dåligt till externa hårddiskar då det tar lång tid att överföra filer. De flesta USB-enheter som släpps idag är bakåt­kompatibla mot USB 1.1. Det finns dock vissa undantag. TV-mottagare är exempelvis helt inkompatibla med USB 1.1 och kräver minst USB 2.0.

USB 2.0

USB 2.0 är även känt under namnet USB Hi-speed. Denna version har varit standard i många år och är teoretiskt hela 40 gånger snabbare än föregångaren. Standarden är även bakåtkompatibel med tidigare versioner. Enligt specifikationen klarar USB 2.0 upp till 480 Mb/s (60 MB/s) och fungerar därför bra med externa DVD-läsare och andra multimediatillbehör. I verkligheten klarar den dock endast runt 320 Mb/s (40 MB/s) och är därför inte lämplig för exempelvis hårddiskar och snabba USB-minnen.

USB 3.0

USB 3.0 (Superspeed) är upp till tio gånger snabbare än sin föregångare och möjliggör överföringshastigheter på upp till 4,8 Gb/s (600 MB/s) i teorin och cirka 3,2 Gb/s (400 MB/s) i verkligheten. Den högre hastigheten är framförallt önskvärd till externa hårddiskar som idag begränsas till runt halva sin hastighet på grund av den gamla USB-standarden.

Exakt hur mycket snabbare USB 3.0 blir beror mycket på vilket material som överförs, framförallt om det rör sig om stora eller små filer. Western Digital har pekat ut några exempel där skillnaden blir väldigt stor och redovisar dessa i produktbladet till sin My Book 3.0-hårddisk3. Hårddisken jämförs med en av deras egna My Book USB 2.0-modeller. 

Hårddiskar är dock långsamma i jämförelse med många flash-baserade USB-minnen. Vid överföring till och från ett sådant blir USB 3.0-gränssnittet flerdubbelt snabbare än USB 2.0.

USB 3.0 klarar även att ge ut mer ström än sin föregångare, vilket gör att behovet av separata nätadaptrar minskar. USB 2.0 klarar upp till 500 mA, medan USB 3.0 klarar upp till 900 mA. Tyvärr krävs det fortfarande en separat nätadapter för att driva externa 3,5”-hårddiskar.

USB 3.1

USB 3.1 är en mindre revidering av USB 3.0-standarden och möjliggör fortfarande överföringshastigheter på upp till 4,8 Gb/s. På sikt kommer USB 3.1-hastigheten att uppdateras till 9,6 Gb/s (prel. namn ”USB 3.1 generation 2”).

Traditionella USB-kablar

Traditionella USB-kablar har olika kontakttyper i vardera änden. Den ena kallas A och den andra kallas B. Anledningen till att det finns två huvudtyper (A och B) är att produkttillverkarna på ett tydligt sätt ska kunna visa anslutningsmöjligheterna. A-kontakten ansluts till en USB-värd (eng. host). En värd kan exempelvis vara en dator eller en mediaspelare. B-kontakten sitter på tillbehör. Exempel: en minneskortläsare med B-kontakten kan kopplas till en dator med A-kontakten. Det går däremot inte att koppla samma minneskorts­läsare till en vanlig extern hårddisk. Ett tillbehör (slave) måste kopplas till en värd (host). Ett tillbehör kan inte kopplas till ett annat tillbehör.  Det går inte heller att ansluta en värd till en annan värd. Det finns dock ett undantag: för att koppla samman två datorer via USB finns en specialkabel med A-kontakter i båda ändar. Den gör att datorerna upplever varandra som externa hårddiskar. Denna kabel kallas USB-Link-kabel eller liknande. Observera att principen inte fungerar med vanliga USB A-till-A-kablar.

USB 2.0 (och USB 1.1) använder kablar med fyra poler och skärm. De ser ut på följande vis.

USB-A 2.0 
USB-A-kontakten sitter på datorer och andra ­enheter som kan få tillbehör kopplade till sig (t.ex. TV-apparater). 
USB-B 2.0 
USB-B-kontakten är vanlig på skrivare, skannrar och fysiskt stora externa hårddiskar.

USB-B-kontaktens fysiska dimensioner gör den olämplig att använda på små USB-tillbehör. Därför finns två mindre versioner av den: USB-B Mini (bättre känd som Mini-USB) och USB-B Micro (bättre känd som Micro-USB).

Mini-USB 2.0 (USB-B Mini) 
Mini-USB-kontakten var vanlig på portabla hårddiskar och andra enheter som hade begränsat med plats för anslutningar. Den var till exempel vanlig på mobiler 2008. 
Micro-USB 2.0 (USB-B Micro)
Micro-USB-kontakten håller på att ta över där Mini-USB tidigare användes. Kontakterna har samma egenskaper, men Micro-USB är mindre rent fysiskt. Kontakten var standard på Android-mobiler 2010-2014 (delvis 2015) och har stöd för USB 1.1 och USB 2.0. 

Enligt standarden kan en USB 2.0-kabel vara upp till fem meter lång. Om det behövs en längre kabel kan en repeater eller en vanlig USB-hubb anslutas efter fem meter (de behöver generellt inte ens någon separat strömförsörjning). Då går det att förlänga kabeln ytterligare fem meter innan nästa repeater måste kopplas in. Det finns även speciella repeaterkablar som gör det möjligt att förlänga USB-kabeln med hela tjugo meter, utan att skarva kabeln var femte meter. För ännu längre sträckor (15 - 60 meter) finns aktiva omvandlare som gör att USB-signalen går att skicka i en vanlig nätverkskabel.

Om antalet USB-portar på en dator inte räcker till kan en USB-hubb användas. Enligt standarden går det med hjälp av hubbar att ansluta upp till 127 enheter till en enda USB-port. Tänk på att hastigheten delas mellan de enheter som finns på samma anslutning. Höghastighetstillbehör bör därför kopplas in direkt på datorns USB-port. Det går även att lösa problemet på ett bättre sätt, nämligen genom att installera en extra USB-kontroller. Den installeras i datorns interna PCI- eller PCI-express-sockel och medför inte samma prestandabegränsning som en USB-hubb.

Många moderkort har interna USB-anslutningar. De sitter normalt parvis och ansluts med två fempoliga kontakter. Enheter såsom inbyggda kortläsare och USB-hubbar brukar ha den interna fempoliga USB-kontakten. Det finns även uttagsplåtar med extra USB-uttag som kan kopplas dit. Tänk på att den interna USB-kontakten inte är skyddad mot felkoppling. Innan något ansluts dit bör alltid moderkortets manual kontrolleras.

Anslutning av interna USB-kontakter
Uttagsplåt för anslutning till intern USB

Vissa USB-tillbehör levereras med en niopolig kontakt istället. Den bär signal från två USB-portar samtidigt. Samma sak gäller normalt kabeln som kommer från USB-­portarna som chassit har på framsidan.

Med USB 3.0 lanserades nya kontakter och kablar som lyckligtvis är bakåtkompatibla. Det innebär att A-kontakten (den som kopplas till datorn) även passar i äldre datorer. B-kontakten består av två sektioner så att det ska gå att använda äldre kablar om ­användaren inte har en USB 3.0-kabel till hands. För att få den höga hastigheten krävs dock alltid att hela kedjan är USB 3.0-kompatibel (även kablarna). Med en äldre kabel sänks hastigheten automatiskt till USB 2.0 (max. 480 Mb/s) då den inte har de extra USB 3.0-stiften.

USB-A 3.0 USB-A kontakten sitter på datorer och andra ­enheter som kan få tillbehör kopplade till sig (t.ex. TV-apparater). 3.0-hanen passar även i ­datorer med USB 2.0-portar. 
USB-B 3.0 USB-B-kontakten används till tillbehör där stor­leken på kontakten inte spelar någon roll (t.ex. ­fysiskt stora externa hårddiskar). 3.0-hanen passar inte till 2.0-tillbehör men 2.0-hanar kan kopplas till 3.0-tillbehör.
Micro-USB 3.0 (USB-B Micro) Micro-USB-kontakten används till tillbehör där storleken på kontakten är av betydelse (t.ex. kameror och mobiler). 3.0-hanen passar inte till 2.0-tillbehör men 2.0-hanar kan kopplas till 3.0-tillbehör. 

USB 3.0-kompatibla kablar kännetecknas av sin karakteristiska SS-logotyp och de är ofta blåa. Detta för att förtydliga skillnaden mellan vanliga Hi-speed-kablar (för USB 2.0) och Superspeed-kablar (för USB 3.0).

Logotyp för USB SuperSpeed-kablar

Äldre datorer som inte har USB 3.0 kan få det genom ett tilläggskort. Sådana finns för både PCI-express (stationära datorer) och PC-expresscard (bärbara datorer). Det finns däremot inte tilläggskort för de äldre PCI- och PCMCIA-platserna då dessa är för långsamma för att klara USB 3.0-hastigheter. Installationen av båda korttyperna är mycket enkel. Observera att det krävs extra ström till tilläggskorten för att de ska kunna leverera mer än 500 mA till anslutna enheter.

USB 3.0-kontrollerkort för PCIe. Lägg märke till 4-pin molexkontakten som används för att strömförsörja kortet för att det ska kunna leverera 900 mA till anslutna enheter.
USB 3.0-kontrollerkort för PC Expresscard. Ger USB 3.0-stöd till bärbara datorer.

USB-C-kablar

När den första USB-kontakten lanserades, blev det mycket enklare att koppla tillbehör till sin dator. En myriad av kontakter (t.ex. PS/2, seriellport och parallellport) ersattes av en enda kontakt.  Cirka 15 år senare var det dags att ta nästa steg i samma riktning. Den ursprungliga USB-kontakten ersatte hälften av datorkontakterna. Nya USB-C ­ersätter resten!

Som det visades tidigare i detta kapitel har en traditionell USB-kabel olika kontakter i vardera änden. Produkttillverkarens kontaktval har skvallrat om huruvida deras produkt är tänkt att kopplas till en dator eller få ett tillbehör kopplat till sig. Den uppdelningen behövs inte längre, så den nya USB-C-kontakten används på både datorer och tillbehör.

USB-C på Macbook. Bildkälla: Apples pressarkiv.
USB-C på surfplattan Nokia N1. Bildkälla: Nokias pressarkiv.

Ett ständigt problem vid inkoppling av USB-kontakter är vilket håll de ska kopplas in på. Det vardagsproblemet råder USB-C bot på. Likt Apples Lightning-kontakt passar USB-C-kontakten på båda hållen.

USB-C-kontakten passar på båda hållen.

USB-C-kontakten har stöd för USB 3.1 och är även fullt bakåtkompatibel med USB 2.0. Det innebär att all befintlig USB-utrustning kommer att fortsätta fungera, även om en adapter eller ny anslutningskabel behövs för att kontakterna ska passa rent fysiskt. Tyvärr innebär det också att USB-C-kontakten inte garanterar USB 3.1-hastighet. Apples Macbook från mars 2015 har USB-C med stöd för USB 3.1 generation 1 (4,8 Gb/s). Nokia N1 och Oneplus Two har också USB-C, men endast stöd för USB 2.0-hastighet (480 Mb/s).

Adapterkabel för att koppla vanliga USB-tillbehör (3.0 och 2.0) till en dator med USB-C-port.

Variationen av kontakter bland laddare för bärbara datorer är oerhört stor. USB-C löser även det problemet. Den nya kontakten kan användas för att ladda allt från bärbara datorer till mobiler. Kontakten kan överföra upp till 100 W, vilket räcker mer än väl för nästan alla bärbara datorer. Det är dock upp till datortillverkarna om de vill använda en eller flera av datorernas USB-C-portar för laddning. Google valde att sätta en USB-C-port med laddningsstöd på vardera sidan av Chromebook Pixel 2, så att användarna själva får välja var de vill koppla in sina laddare.

USB-C-kontakten kan även användas för att överföra andra signaler än USB, bland annat Displayport-signal som är den mest kompetenta bildskärmssignalen. Displayport-stödet gör i sin tur att det även går att få ut VGA-, DVI- och HDMI-signal ur en USB-C-kontakt (om datortillverkaren valt att skicka ut bildsignal ur USB-C-kontakten). Till skillnad från de traditionella USB-bildskärmslösningarna är USB-C en riktig bildskärmsutgång och inte någon typ av extern grafikkortslösning. Det innebär att USB-C-kontakten kan leverera samma bildskärmsprestanda som en vanlig Displayport-kontakt.

USB-hubbar har historiskt använts för att utöka antalet USB-portar på en dator. Nu finns även USB-C-­hubbar som har bildskärmsanslutningar. USB-C kan nämligen inte enbart användas för en signaltyp i taget. ­Genom att först koppla datorladdare, bildskärm och USB-tillbehör (t.ex. tangentbord) till en USB-C-hubb, kan all kringutrustning sedan kopplas till datorn med en enda kabel.

USB-C-hubb med USB-C- och USB-A-port samt HDMI-utgång.
Relaterade produkter

Firewire

Standarden som populärt kallas Firewire heter egentligen IEEE1394. Den har även fått andra namn såsom iLink (används av Sony). Standarden finns i två olika versioner som kallas Firewire 400 respektive Firewire 800. Siffran syftar på hastigheten. För externa hårddiskar är det många, framförallt Mac-användare, som väljer Firewire framför för USB. Firewire är också vanligt för videoöverföring från DV-kameror.

Firewire och USB 2.0 har många likheter, men de är inte kompatibla med varandra. Det går alltså inte att med passiva adaptrar omvandla från den ena till den andra standarden. För att kunna ansluta en Firewire-hårddisk till en dator som saknar Firewire-port måste datorn öppnas och utrustas med en separat Firewire-kontroller. Den kan, liksom USB 2.0, antingen anslutas till PCI-express- eller PCI-sockeln.

IEEE1394 standarden

Firewire 400 klarar upp till 400 Mb/s och är på pappret långsammare än USB 2.0 (480 Mb/s). I verkligheten brukar Firewire ändå vara några MB/s snabbare än USB 2.0 då Firewire kan använda en större andel av databandbredden till informationen som ska skickas. Däremot är Firewire-anslutningen inte lika vanligt förekommande på datorer som USB. USB anses därför vara bättre för portabiliteten och kompatibiliteten.

Firewire 800 är en vidareutveckling som tyvärr inte fått lika stort genomslag som sin föregångare. Den använder nämligen en annan kontakt än Firewire 400, vilket säkert har varit till nackdel för spridningen. Standarden är bakåtkompatibel med hjälp av passiva adaptrar.  Med sådana går det att ansluta en Firewire 400-enhet till en Firewire 800-port.

Kontakter

Det finns tre kontakter som används för Firewire.

Firewire 800-uttag (9-polig)
Firewire 400-uttag (6-polig)
Firewire 400-uttag (4-polig)
Firewire 800-kontakt (9-polig)
Firewire 400-kontakt (6-polig)
Firewire 400-kontakt (4-polig)

E-sata

E-sata (external Sata) är bland de bästa anslutningarna för externa hårddiskar, tillsammans med USB 3.0, USB 3.1 och Thunderbolt. E-sata är egentligen samma signal som vanliga Sata, men kabeln är framtagen för externt bruk. Både den och kontakterna är nämligen kraftigare och bättre skärmade. Detta gör att det går att använda E-sata-kablar på upp till två meter. Den vanliga maxlängden för Sata är annars bara en meter. Kontakten som används för externt bruk har också ett annat utseende. Med samma kontakt hade det funnits risk för att en oskärmad kabel hade använts där det borde ha varit en skärmad.

Skillnaden mellan intern och extern SATA-anslutning

Med E-sata går det att uppnå högre hastigheter än vad som är möjligt med USB 2.0 och Firewire. Det beror bland annat på att signalen inte behöver omvandlas utan kan skickas oförändrad hela vägen till Sata-kontrollern. Annars måste den först omvandlas till USB eller Firewire och väl framme i datorn omvandlas tillbaka igen. I och med lanseringen av USB 3.0 har behovet av E-sata dock minskat något. Båda standarderna överskrider på långa vägar det som dagens hårddiskar klarar av och USB har fördelen att det är mer utbrett.

Precis som USB stödjer E-sata dessutom hot-swap. Detta möjliggör in- och urkoppling under drift. Skillnaden är att med E-sata måste datorn söka upp enheten på nytt. Anslutningen är alltså inte riktigt lika smidig som USB där enheten dyker upp av sig själv.

Tyvärr är det fortfarande få datorer som har en E-sata-kontakt. På nya moderkort börjar det dock att bli vanligt. Vill man installera ett E-sata-uttag på datorn är det enkelt. Sata-kontakter på moderkortet kan omvandlas till E-sata genom en uttagsplåt. Det går även att installera en extra E-sata-kontroller.

eSATA-uttagsplåt
eSATA-kontroller för PCIe
eSATA-kontroller för Expresscard till bärbara datorer

Thunderbolt

I början av 2011 hade det länge talats om att Intel skulle lansera en ny överföringsteknik vid namn Light Peak. Som det hörs på namnet var det tal om optisk överföring, alltså en lösning som skulle påminna mer om optisk nätverksfiber än om USB. I samband med Apples lansering av nya Macbook Pro-modeller i februari 2011 lanserades äntligen tekniken, men då under namnet Thunderbolt. Det blev dock ingen optisk överföring utan i stället en elektrisk sådan.

Thunderbolt är en teknik som skiljer sig mycket från traditionella överföringssätt. För det första har den ingen egen kontakt. Den använder i stället andra kontakters fysiska former. Version ett och två av Thunderbolt använder Mini-displayport-formen och version 3 använder USB-C-formen. Vanligtvis används en blixt som symbol för att visa om en kontakt är av Thunderbolt-typ eller vanlig Mini-displayport- respektive USB-C-typ.

USB-C-kontakter med och utan Thunderbolt-stöd.
Mini-displayportkontakter med och utan Thunderbolt-stöd

Portarna på datorer är fullt bakåtkompatibla. Det innebär att en Thunderbolt-port med Mini-displayportdesign också fungerar som en Mini-displayportutgång. Vanliga Mini-displayporttillbehör såsom DVI-adaptrar går därför utmärkt att ansluta till datorers Thunderbolt-portar. Thunderbolt-portar med USB-C-design fungerar också som vanliga USB-portar.

Blixtsymbolen används också på portarna för att visa huruvida de har Thunderbolt-stöd. En USB-C-kontakt utan blixt är en vanlig USB-kontakt medan en USB-C-kontakt med blixt också är en Thunderbolt-kontakt. Observera att det inte går att få Thunderbolt-funktionalitet ur en vanlig USB-C- eller Mini-displayportkontakt.

För det andra är Thunderbolt ingen egen signaltyp utan en kombination av både data- och bildöverföring. Bildöverföringen är traditionell Displayportsignal och dataöver­föringen är faktiskt vanliga PCI-express (se Dator 15.1). PCI-express har tidigare endast använts inne i datorer för att ansluta grafikkort och dylikt, men nu gör Thunderbolt det möjligt att ansluta sådana prestandaenheter externt. Thunderbolt blir därmed en multifunktionell port som gör att kompatibla datorer inte endast kan byggas ut med interna PCI-expresskort utan även motsvarande externa Thunderbolt-donglar.

Thunderbolt-donglar för Firewire 800 och nätverk.

Med tiden har hastigheten för Thunderbolt ökat. Thunderbolt har gått från att klara upp till 10 Gb/s till hela 40 Gb/s. När USB 3.1 generation 2 börjar användas blir USB-gränssnittet lika snabbt som Thunderbolt var i sin lanseringsversion.

Hastighetsutvecklingen för Thunderbolt (jämfört med USB 3.1)

Något som är lite speciellt med Thunderbolt är att tekniken har stöd för serie­koppling av enheter. Det går exempelvis att koppla en extern Thunderbolt-hårddisk till datorn och sedan koppla en skärm till hårddisken så att de tre apparaterna ligger i serie med varandra. Totalt kan upp till sju enheter4 vara seriekopplade på detta sätt, under förut­sättning att enheterna har dubbla Thunderbolt-portar. Hur många av dessa enheter som kan vara skärmar begränsas av datorns grafikkort. Det kommer även att lanseras adaptrar från Thunderbolt till traditionella hårddiskanslutningar, så att det går att koppla en vanlig extern hårddisk sist i en kedja.

Det går att seriekoppla flera Thunderbolt-enheter (exempelvis en hårddisk och en skärm till en dator)
Likt vanliga Mini Displayport går det även att koppla skärmar i serie.

I skrivande stund är det fortfarande ont om Thunderbolt-produkter på den nordiska marknaden. Det har lanserats ett fåtal externa hårddiskar, några nätverkskort samt en och annan dockningsstation. Thunderbolt har visat sig vara dyrt i förhållande till exempel­vis USB, vilket gör att tekniken (i alla fall inledningsvis) endast kommer att användas när den verkligen behövs. Den kommer alltså inte att inom överskådlig tid konkurrera ut USB.

Referenser

3. Western Digital (2010). My Book 3.0 External Hard Drives. Produktblad från april 2010.
www.wdc.com/wdproducts/library/AAG/ENG/4178-705081.pdf

4. Intel (2011). Thunderbolt Technology. Teknisk beskrivning hämtad 2011-07-18.
www.intel.com/technology/io/thunderbolt/325136-001US_secured.pdf

Senast ändrad: 2017-06-19