Режимы DMA

Этот режим в большинстве операционных систем и BIOS не предусмотрен, однако стандартом АТА-2 он поддерживается. Передача через какал прямого доступа к памяти (DMA) означает, что, в отличие от режима РЮ, данные передаются непосредственно с жесткого диска в системную (основную) память, минуя центральный процессор.

Существует два типа прямого доступа к памяти: однословный (8-разрядный) и многословный (16-разрядный). Однословные режимы DMA были удалены из стандарта АТА-3, а также спецификаций более поздних версий и в настоящее время не используются. Режимы DMA, использующие хост-адаптер, который поддерживает технологию администрирования данных (bttsmastering), получили название режимов Bus Master АТА. В первом случае обработка запросов, захват шины и передача данных осуществляются контроллером DMA на системной плате. Во втором случае все эти операции выполняет устройство, смонтированное на самой плате интерфейса. Это, естественно, увеличивает сложность и стоимость интерфейсов подобного типа.

В системах с микросхемой Intel РПХ (PCI IDE ISA eXcelerator) и более поздними компоненты South Bridge могут поддерживать режим Bus Master IDE. При этом используется режим Bus Master на шине PCI при передаче данных. Характеристики однословного и многословного режимов Bus Master IDE приведены в табл. 9.17 и 9.18.

Таблица 9.17. Однословные (8-разрядные) режимы DMA и скорости передачи

Примечание. Стандарт АТА-2 также может именоваться EIDE (Enhanced IDE) или Fast-ATA.

К сожалению, даже самый быстрый режим Bus Master IDE 2 имеет ту же скорость передачи 16,67 Мбайт/с, что и режим РЮ 4. Это связано с тем, что контроллеры DMA в компьютерах с шиной ISA обладают очень низким быстродействием, и поэтому нет никакого смысла использовать их для работы с современными жесткими дисками. В большинстве случаев рекомендуется использовать стандартный режим PI04, если дисководы его поддерживают. Режимы Bus Master IDE никогда не были очень эффективными и теперь заменены режимами Uitra-DMA, поддерживаемыми совместимыми устройствами от АТА-4 до АТА-7,

В табл. 9Л9 приведены спецификации режимов Ultra-DMA, которые в настоящее время описываются спецификациями от АТА-4 до АТА-7.

Таблица 9.19. Спецификации режимов Ultra-DMA

Режим Ultrn-DMAВремя цикла, нсКоэффициент передачи данных, Мбайт/о Спецификация

024016,67ATA-4, Uttr9-ATA/33

116025.00АТА-4, Ultra-ATA/33

212033,33АТА-4, Ultra-AT А/33

39044,44АТД-5. Urtra-ATA/66

46066.67АТА-5, Шга-АТА/66

540100АТА-Б. Ultra-АТА/100 6 30 133 АТА-7, Ultra-ATA 133

Интерфейс ATAPI (АТА Packet Interface)

Данный интерфейс был разработал для того, чтобы накопители на магнитной ленте, CD-ROM и другие устройства можно было подключать к обычному IDE-разъему. Основное преимущество устройств, выполненных в стандарте ATAPI, -- это их дешевизна и возможность подключения к уже установленному адаптеру. Что касается накопителей CD-ROM, то они используют ресурсы центрального процессора гораздо реже, чем аналогичные устройства, подключенные к специальным адаптерам; но они не дают выигрыша в быстродействии. А вот быстродействие и надежность накопителей на магнитной ленте могут существенно возрасти, если их подключить к интерфейсу ATAPI, а не к контроллерам дисководов на гибких дисках.

Хотя накопители CD-ROM и подключаются к интерфейсу жесткого диска, это отнюдь не означает, что с позиций системы они выглядят как обычные жесткие диски. Напротив, в контексте программного обеспечения они напоминают устройства SCSI. Все современные накопители АТА CD-ROM поддерживают протоколы ATAPI, поэтому эти термины можно с полным основанием использовать в качестве синонимов. Другими словами, накопитель ATAPI CD-ROM представляет собой АТА CD-ROM и наоборот.

Внимание!

8 BIOS некоторых систем непосредственно не предусмотрена поддержка ATAPI. Системы без поддержки ATAPI в базовой системе ввода-вывода не могут загружаться с компакт-диска ATAPI, так как предварительно нужно загрузить драйвер. В Windows 95/NT/2000/XP встроена поддержка интерфейса ATAPI, а многие версии B!OS позволяют выполнять загрузку системы с ATAPI-накопителя CD-ROM. Это значительно упрощает инсталляцию таких систем, как Windows 98 или Windows 2000/XP.

Кроме того, обычно рекомендуется устанавливать различные типы устройств IDE на разные каналы. Дело в том, что некоторые старые наборы микросхем системной логики не поддерживают разных скоростей передачи, а это означает, что канал приходится настраивать на скорость самого медленного устройства. Поскольку по сравнению с жестким диском накопители на магнитной ленте и дисководы компакт-дисков работают в более низкоскоростных режимах IDE, жесткий диск, подсоединенный к одному с ними кабелю, будет работать медленнее, чем позволяют его возможности. Но даже если набор микросхем системной логики поддерживает разные скорости передачи данных, рекомендую подключать к устройствам отдельные кабели, поскольку IDE, в отличие от SCSI, обычно не допускает (временного) перекрытия операций доступа. Другими словами, когда один диск выполняет команды, к другому нельзя обратиться.

Serial АТА

С появлением стандарта АТА-7 могло показаться, что параллельный интерфейс АТА, используемый более 10 лет, уже выходит из игры. Передача данных, осуществляемая по плоскому кабелю со скоростью более 133 Мбайт/с, порождает множество проблем, связанных с синхронизацией сигнала и электромагнитным излучением. Их решением стал новый последовательный интерфейс АТА (Serial АТА), пришедший на смену параллельному интерфейсу физических накопителей. Serial АТА (SATA) обратно совместим на программном уровне, т.е. используемое программное обеспечение взаимодействует с новой архитектурой без каких-либо ограничений. Другими словами, существующая BIOS, операционные системы и утилиты, работающие с параллельным АТА, точно так же будут работать и с последовательным интерфейсом. SATA поддерживает все существующие устройства АТА и ATAPI, в число которых входят дисководы CD-ROM, CD-RW и DVD, накопители на магнитной ленте, дисководы SuperDisk, а также накопители других типов, поддерживаемые в настоящее время параллельным АТА.

Существуют, конечно, определенные физические различия: нельзя, например, подключить дисководы стандарта АТА к хост-адаптерам последовательного интерфейса АТА или наоборот. В SATA используются более узкие 7-контактные кабели, позволяющие упростить схему подключения системных компонентов и уменьшить габариты кабельных разъемов. Конструкция микросхемы SATA отличается меньшим количеством контактов и пониженным напряжением питания. Все эти изменения позволили избежать многих проблем, характерных для параллельного интерфейса АТА.

Несмотря на то что SATA не предназначен для немедленной замены параллельного интерфейса АТА, многие новые системы поддерживают как последовательный, так и параллельный интерфейсы. Со временем SATA как фактический стандарт внутренних запоминающих устройств, используемых в ПК, полностью вытеснит параллельный интерфейс АТА. Конструктивные особенности современных системных плат указывают на то, что переход от стандартов АТА к SATA будет осуществляться постепенно, причем возможностями параллельного интерфейса АТА можно будет пользоваться в течение всего переходного периода. Думаю, что устройства параллельного интерфейса АТА, имеющего более чем 10-летнюю историю, будут использоваться даже тогда, когда большинство персональных компьютеров перейдут к интерфейсу SATA,

В феврале 2000 года состоялся официальный Форум разработчиков Intel, на котором было объявлено о создании специальной рабочей группы, занимающейся разработкой стандарта SATA. Первыми членами этой группы стали компании APT Technologies, Dell, IBM, Intel, Maxtor, Quantum и Seagate, В настоящее время группа насчитывает более 60 компаний, относящихся к различным отраслям промышленности. В ноябре 2000 года была завершена первая спецификация SATA 1.0, а в октябре 2002 года выпущена следующая версия спецификации SATA, позволившая использовать этот интерфейс для подключения сетевых устройств хранения данных. Загрузка документации возможна с Web-узла Serial АТА Working Group по адресу: http: www.serialata.org. С момента ее организации, членами рабочей группы SATA стало более 100 компаний, представляющих различные отрасли промышленности. Первые системы, поддерживающие интерфейс SATA, были выпущены в конце 2002 года.

Эффективность SATA производит сильное впечатление. В настоящее время существует три версии стандарта SATA, в которых используются кабели и разъемы одних и тех же размеров. Эти версии отличаются только скоростью передачи данных. После появления первой версии стало очевидно, что эффективность интерфейса может быть увеличена в два или даже в четыре раза. В табл. 9,20 приведены спецификации как уже существующих, так и планируемых версий SATA; следующая версия интерфейса, скорость передачи данных которого достигнет 300 Мбайт/с, выпущена в 2005 году; версия со скоростью 600 Мбайт/с ожидается не ранее 2007 года.

Таблиц* 9.20. Спецификации стандартов SATA

Как следует из табл. 9.20, последовательный интерфейс АТА единовременно передает только один бит данных. В интерфейсе используется узкий 7-жильный кабель с ключевыми разъемами шириной не более 14 мм (0,55 дюйма) на каждом конце. Подобная конструкция позволяет избежать проблем с циркуляцией воздуха, которые возникают при использовании более широких плоских кабелей стандарта АТА. Следует заметить, что разъемы находятся только на концах кабелей. Кабели, в свою очередь, используются для соединения устройства непосредственно с контроллером (обычно на системной плате). В последовательном интер-