1、硬盘接口技术详解硬盘接口技术详解 1、IDE/ATA 1.1 概述 IDE 即 Integrated Drive Electronics，它的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的 IDE 接口，也叫 ATA（Advanced Technology Attachment）接口，现在PC 机使用的硬盘大多数都是 IDE 兼容的，只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。 IDE 接口是由 Western Digital 与 COMPAQ Computer 两家公司所共同发展出来的接口。因为技术不断改进，新一代 Enhanced IDE(加强型 IDE，简称为 EIDE)
2、最高传输速度可高达100MB秒(Ultra ATA100)。 IDE 接口有两大优点：易于使用与价格低廉，问世后成为最为普及的磁盘接口。但是随着CPU 速度的增快以及应用软件与环境的日趋复杂，IDE 的缺点也开始慢慢显现出来。Enhanced IDE 就是 Western Digital 公司针对传统 IDE 接口的缺点加以改进之后所推出的新接口。Enhanced IDE 使用扩充 CHS(Cylinder-Head-Sector)或 LBA(Logical Block Addressing)寻址的方式，突破 528MB 的容量限制，可以顺利地使使用容量达到数十 GB 等级的 IDE 硬盘。
3、在 PC 中，I/O 设备，如硬盘驱动，不是直接与系统中央总线连接的（AT 总线在 AT 系统，或 PCI 总线在之后的系统）。而 I/O 设备与接口芯片相连，而接口芯片与系统总线连接。 接口芯片组成了 I/O 设备与系统总线的桥，在系统总线协议（PCI 或 AT）与 I/O 设备协议（如 IDE 或 SCSI）之间进行翻译。这使 I/O 设备可以独立于系统总线协议。 下图展示了 PC 工作站的基本系统结构，展示了 IDE 设备与系统余下部分的关系。 1.2 IDE 传输模式 IDE 硬盘接口的几种传输模式有明显区别。IDE 接口硬盘的传输模式，经历过三个不同的技术变化，由 PIO(Progr
4、ammed IO) 模式，DMA(Direct Memory Access)模式，直至现今的 Ultra DMA 模式( 简称 UDMA)。 PIO(Programmed IO)模式的最大弊端是耗用极大量的中央处理器资源，在以前还未有 DMA 模式光驱的时候，光驱都是以 PIO 模式运行。大家可能还记得，当时用光驱播放VCD 光盘，再配以软件解压，就算使用 Pentium 166，其流畅度也不理想，这就是处理器被长期大量占用的缘故。以 PIO 模式运行的 IDE 接口，数据传输率达 33MB 秒(PIO mode 0)至 16MB秒(PIO mode 4)不等。后来随着 Fast ATADMA
5、 模式的出现，IDE接口及装置都开始有了 DMA 的支持，DMA 模式分为 Single-Word DMA 及 Multi - Word DMA 两种，跟 PIO 模式的最大区别是：DMA 模式并不用过分依赖 CPU 的指令而运行，可达到节省处理器运行资源的效果。不过，后来由于 Ultra DMA 模式的出现和决速普及。这两个模式也只会是昙花一现，不久即被 UDMA 所取代。Single-Word DMA 模式的最高传输率达 8 33MB秒，Multi-Word DMA(Double Word)则可达 1666MB/ 秒。 由于 Ultra DMA 模式(Ultra ATA 制式下所引用的一个
6、标准) 的普及，UDMA 模式就全以16-bit Multi-Word DMA 模式作为基准。UDMA 其中一个优点是它除已拥有 DMA 模式的优点外，更应用了 CRC(Cyclic Redundancy Check)技术，加强了资料在传送过程中侦错及除错方面的效能。在最初 UATA33 规格制定时，为了保留 IDE 系统的最高兼容性，所以在硬件的设计上并没做出太大的修改，不仅能完全向下兼容旧式 ATA 装置，也无需硬件生产商改变接头及讯号联接的设计。自 Ultra ATA 标准推行以来，其接口便应用了 DDR(Double Data Rate 技术将传输的速度提升了一倍，目前已发展到 Ult
7、ra ATA100 了，其传输速度高达 100MB秒。 Ultra DMA/66/100 专用的硬盘连接线和一般的 40 芯连接线有所不同。 Quantum 在制定 Ultra ATA66 的同时，在旧有 IDE 排线的规格上略作修改。除沿用 40 芯的 IDE 接头外，排线更换成 80 芯，在原有 40 芯排线的每条线芯之间，都多加一条线来相隔，并将这40 条新线跟原先 40 芯排线之中原有的 7 条地线相连，把构成 Crosstalk 现象的电磁波滤走而增加了数据传输的稳定性(在高速的电子讯号传输时，当一大堆带着高频讯号的电线互相靠近一起的时候，讯号线上发出的电磁波便会互相干扰，这就是所谓
8、的“Crosstalk”现象) 。Ultra ATA66100 排线的基本规格是徘线全长不超过 18 英寸。也就是说要真正发挥Ultra DMA66 的高速传输是需硬盘、排线的配合的，当然如果搭配一般的 40 芯排线，Ultra DMA66 接口的硬盘依然能够以向下兼容的方式工作，只不过无法使用 Ultra DMA66 罢了。 硬盘的传输模式进入 UltraATA/100 的时代。目前，硬盘的传输模式已由最早的 PIO Mode 4(传输速率为 166 MB秒) 进入 UltraATA/100 的时代。提醒 DIY 朋友注意，所选购的硬盘不仅要本身支持 Ultra ATA100，而所选购的主板
9、的芯片组也要支持 Ultra ATA100，这样才能真正达到100MB/秒的传输速度。如果你现在使用的主板不支持 Ultra ATA1OO，只要购买一块i815E 的主板或支持 Ultra ATA100 的硬盘控制卡就行了。 Serial ATA：（即串行 ATA），是英特尔公司在 2000 年 IDF（Intel Developer Forum，英特尔开发者论坛）上发布的将于下一代外设产品中采用的接口类型，就如其名所示，它以连续串行的方式传送资料，在同一时间点内只会有 1 位数据传输，此做法能减小接口的针脚数目，用四个针就完成了所有的工作（第 1 针发出、2 针接收、3 针供电、4 针地线）。这样做法能降低电力消耗，减小发热量。目前市面也有了部份支持此接口的硬盘，如希捷公司推出的新款硬盘就支持串行 ATA，不过非常少见。 1.3 小结 ATA 接口优点： 兼容性非常好 ATA 接口缺点： 只能内置使用 适应面广，在一块 SCSI 控制卡上就可以同时挂接 15 个设备 具有外置和内置两种 SCSI 接口缺点： 安装复杂 3、 Fibre Channel（光纤通道） 2KMI Intermediate:100m to 200mS Short: 具有很好的升级性 具有非常宽的带宽（现在一般的光纤都具有 1.06GBps，而如果采用多光纤通道可以达到更宽的带宽） 价格非常昂贵 组建复杂
