Olá a todos os leitores do blog. Neste artigo, falaremos sobre como restaurar o desempenho do sistema. Os usuários costumam ter o problema de desempenho muito lento do computador, especialmente ao gravar e em lendo discos, ou simplesmente "freios" irracionais do sistema durante a operação ou carregamento. Por que o sistema congela ler
Pode haver uma grande variedade de razões para isso, hoje eu proponho considerar uma razoavelmente comum - este é o modo errado de operação CD / DVD - ROM'a ou discos rígidos, isto é, vamos falar sobre PIO e DMA. Como verificar se há erros no disco rígido e corrigi-los, leia

Qual é a essência e diferença entre PIO e DMA.

PIO e DMA- são dois modos de operação de discos rígidos, no caso geral de qualquer unidade.
PIO (entrada / saída programável)- modo já desatualizado, para o trabalho que precisa
se empenharcPU, o que leva a uma perda significativa de desempenho.
DMA (acesso direto à memória) - um método moderno que ignora o processador e
apelos diretamente para memória de acesso aleatório, isso permite significativamente aumentar a produtividade e se livrar dos "freios" irritantes.
O modo DMA em várias variantes tem sido usado por muito tempo no Windows 7, 8 e também em 10 sistemas operacionais. no Windows XP,muitas vezes há uma situação em que DMA muda automaticamente para PIO e você não poderá recuperá-lo usando os métodos usuais. O que está causando essa situação?
No Windows XP implementadomecanismo controle de errose lendo de disco rígido ou outra unidade com demasiada frequência de erros, o sistema muda automaticamente para um modo mais lento, onde sua porcentagem é menor. Mas, Windows XPpode colocar um dispositivo operando normalmente neste modo.
Como corrigir erros Leitura do Windows

E assim, vamos verificar os modos de operação de todas as unidades para que o sistema não fique lento.

1 ... Inicie o console "Gerenciamento de computador"- clique com o botão direito em "Meu computador"

no menu suspenso, selecione o item "Gerenciador de Dispositivos"ou através
Painel de controle. Ou Iniciar - Executar - devmgmt.msc

2. Nós escolhemos " Gerenciador de Dispositivos", escolha IDE ATA / ATAPI controladores,

várias linhas com controladores serão abertas - estamos interessados \u200b\u200bem :
Primário e secundário canais IDE → vamos um por um para propriedades esses canais (clique com o botão direito no canal, a linha “ Propriedades"), Para a guia" Opções extras ",
existem dois grupos "Dispositivo 0" e "Dispositivo 1", cada um tem linhas
"Modo de transferência" - deve ser selecionado DMA se disponível", Então a linha "Modo de transmissão atual", deve ser algo como Modo Ultra DMA: 4,

se houver "Modo PIO" aqui, então este é nosso caso e nós iremos consertá-lo.
Se em todo lugarexiste um regime ultra DMA,então tudo está em ordem para você e as ações futuras não podem ser continuadas.
3. Primeiro, vamos tentar consertar manualmente - em cada linha "Modo de transferência" definir "DMA, se disponível", clique "ESTÁ BEM" e reinicie seu computador. Depois de ligar novamente
olhamos os modos de operação dos canais, se houver DMA em todos os lugares, então está tudo em ordem, se houver PIO sobrando, então continuamos mais.
4. Encontrar novamente Canais IDE primários e secundários e excluí-los (clique com o botão direito em cada canal, selecione "Excluir") Não tenha medo, tudo vai funcionar bem.
Reinicie o seu computador novamente - O Windows XP encontrará controladores e os colocará em modo rápido, ou seja, em DMA... Verifique o resultado, deve haver um modo em todos os lugares DMA.
5. Se todas as opções acima não ajudarem e você exibir novamente “ Modo PIO ", então será necessário reorganizar drivers para a placa-mãe - reiniciar
e verifique o resultado novamente.
6. E o último ponto, se depois de todo o sofrimento o regime PIO não desapareceu, então você terá que editar em registro. Eu quero observar - fazer qualquer operação com
registro com muito cuidado e cuidado, qualquer ação errada pode levar à completa inoperabilidade do seu sistema. É melhor fazer uma cópia do registro com antecedência.
Como personalizar o Windows XP usando a leitura do registro

Primeiro, tente desativar o sistema de controle de erros.
Para fazer isso, no branch do registro:
HKEY_LOCAL_MACHINE \\ SYSTEM \\ CurrentControlSet \\ Services \\ Cdfs \\,
crie uma chave ErrorControle defina seu valor para 0.

Depois disso, reinicie e siga o ponto №4.

nele você pode definir manualmente o modo DMA.
Várias pastas estão localizadas aqui - 0000, 0001, 0002.
0000 - é responsável pelo próprio controlador;
0001 - responsável pelo canal IDE secundário;
0002 - responsável pelo Canal IDE Primário;
Abra a pasta do canal de que precisamos. Contém
várias chaves, primeiro selecionamos:
MasteDeviceTimingModeAllowed
SlaveDeviceTimingModeAllowed
e defina o valor igual a 0xffffffff.
Depois disso, definimos o valor das seguintes chaves:
MasterDeviceTimingMode
SlaveDeviceTimingMode
de acordo com os seguintes dados, dependendo
apoiado por UDMA - modos:
Modo UDMA 2 - 0 × 2010
Modo UDMA 4 - 0 × 8010
Modo 5 UDMA - 0 × 10010
Modo 6 UDMA - 0xffff
Depois disso, reinicie e verifique o resultado - tudo deve funcionar bem.

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Espero que este artigo o ajude a definir corretamente os modos PIO e DMAe melhorar o desempenho geral do sistema.

A interface ATA "original" destina-se exclusivamente à conexão de HDDs; ela não oferece suporte a recursos como a interface ATAPI para conectar dispositivos IDE diferentes do HDD, ou seja, modo de transferência modo de bloco ou LBA (abreviado de endereçamento de bloco lógico).

Depois de algum tempo, o padrão ATA deixou de atender às crescentes necessidades, uma vez que os HDDs recém-lançados exigiam velocidades de transferência de dados significativamente maiores, bem como novos recursos. Assim nasceu a interface ATA-2, logo também padronizada pela ANSI. Enquanto mantém a interoperabilidade com o padrão ATA, o ATA-2 tem vários recursos adicionais:

• Modos PIO mais rápidos... Adicionado suporte para PIOmodes 3 e 4;
• Modos DMA mais rápidos... Multiword DMAmodes1 e 2 são suportados;
• Bloquear transferência... Foram incluídos comandos que permitem transferências de modo de transferência de bloco para melhorar o desempenho;
• Endereçamento de Bloco Lógico (abbr... LBA)... ATA-2 requer suporte de HDD para protocolo de transferência LBA. Obviamente, para usar esse protocolo, ele também deve ser compatível com o BIOS;
• Comando IdentifyDrive aprimorado... A interface aumentou a quantidade de informações sobre as características emitidas pelo HDD nas solicitações do sistema.

Tudo seria ótimo, mas as empresas de manufatura em sua busca por uma fatia maior do mercado começaram a escrever nomes bonitos, chamando-os de interfaces de seus HDDs. Afinal, as interfaces FastATA, FastATA-2 e também EnhancedIDE são, na verdade, baseadas no padrão ATA-2, nada mais que belos termos de marketing. As diferenças entre eles estão apenas em qual parte do padrão e como eles oferecem suporte.

A maior confusão vem dos nomes FastATA e FastATA-2, que pertencem aos smart heads da Seagate e Quantum, respectivamente. Seria bastante lógico supor que FastATA é uma espécie de melhoria do padrão ATA, enquanto FastATA-2 é baseado no padrão ATA-2. Infelizmente, não é tão simples. Na realidade, FastATA-2 é apenas outro nome para o padrão ATA-2. Por sua vez, todas as diferenças entre FastATA e ele se resumem ao fato de que os modos mais rápidos são suportados aqui, a saber: modo PIO4 e modo DMA2. Ambas as empresas, ao fazer isso, estão atacando a Western Digital e seu padrão EIDE por adicionar mais confusão. EIDE também tem suas próprias deficiências, porém, mais sobre elas mais tarde.

Em uma tentativa de desenvolver ainda mais a interface ATA, um esboço do padrão ATA-3 foi desenvolvido, o foco principal do qual foi a melhoria dos indicadores de confiabilidade:

• ATA-3 contém ferramentas que aumentam a confiabilidade da transferência de dados através do uso de modos de alta velocidade, o que é um problema sério porque O cabo IDE / ATA permaneceu inalterado desde o nascimento do padrão;
• ATA-3 inclui tecnologia SMART.

O ATA-3 não é aprovado como um padrão ANSI, principalmente porque não usa novos modos de transferência de dados, apesar do fato de que a tecnologia SMART agora é amplamente usada pelos fabricantes de HDD.

O próximo estágio no desenvolvimento da interface IDE / ATA é o padrão UltraATA (também conhecido como UltraDMA ou ATA-33, ou DMA-33 ou ATA-3 (!)). UltraATA, na verdade, é o padrão para usar o modo DMA mais rápido - mode3, que fornece uma velocidade de transferência de 33,3 MB / s. Para garantir uma transferência confiável de dados no modelo de cabo antigo, são usados \u200b\u200besquemas especiais de controle e correção de erros. Compatibilidade com padrões anteriores: ATA e ATA-2, no entanto, permanece. Assim, se você comprou um HDD com interface UltraATA e de repente descobriu que ele não é compatível com o seu placa mãenão se preocupe - a unidade ainda funcionará, embora seja um pouco mais lenta.

Por fim, a conquista mais recente nessa área é a interface UltraATA / 66, desenvolvida pela Quantum. A interface permite a transferência de dados a uma velocidade de 66 MB / seg.

Na época do primeiro desenvolvimento da interface IDE / ATA, o único dispositivo que precisava dessa interface era o HDD. as unidades de CD-ROM e unidades de fita nascentes tinham sua própria interface (você provavelmente se lembra dos dias em que os CD-ROMs eram conectados usando uma interface em uma placa de som). Logo ficou claro, no entanto, que usar uma interface IDE / ATA rápida e simples para conectar todos os dispositivos possíveis promete trazer benefícios significativos, inclusive. devido à sua versatilidade. Infelizmente, o sistema de comando da interface IDE / ATA foi projetado exclusivamente para o HDD, portanto, por exemplo, você não pode conectar um CD-ROM a um canal IDE assim - simplesmente não funcionará. Assim, foi necessário desenvolver um novo protocolo - ATAPI (abreviatura de ATA Packet Interface). O protocolo permite que a maioria dos outros dispositivos se conectem usando um cabo IDE padrão e "pareçam" com um HDD IDE / ATA. ATAPI é na verdade muito mais complexo do que ATA porque a transferência de dados aqui é feita usando os modos DMA e PIO, enquanto a implementação do suporte para esses modos depende significativamente das características do dispositivo conectado. O próprio nome do pacote (do inglês pacote) foi recebido pelo protocolo devido ao fato de o dispositivo ter que enviar comandos literalmente em grupos ou pacotes. Do ponto de vista do usuário médio, entretanto, o mais importante é que não há distinção entre IDE / ATA HDD, ATAPI CD-ROM e ZIP drive. Os BIOS de hoje suportam até mesmo a inicialização de dispositivos ATAPI.

Agora, como prometido, para EIDE. Este termo foi cunhado pela WesternDigital. EIDE é amplamente utilizado e praticamente também amplamente criticado, em nossa opinião é merecido. O principal motivo para duras críticas é o fato de que, na verdade, EIDE não é um padrão, mas um termo puramente de marketing, e o conteúdo desse termo está em constante mudança. Portanto, a princípio o EIDE incluiu suporte para os modos PIO até o mode3, depois o suporte para o mode4 foi adicionado. Uma desvantagem significativa do EIDE como padrão é a inclusão de coisas completamente diversas em suas especificações. Veja você mesmo, o EIDE atualmente inclui:

• ATA-2... Completamente, incl. os modos mais rápidos;
• ATAPI... Inteiramente;
• Adaptadores de host IDE / ATA duplos... O padrão EIDE inclui suporte para 2 hosts IDE / ATA, então você pode usar até 4 dispositivos IDE / ATA / ATAPI em paralelo.

Vamos agora examinar o que significa a frase "HDD com interface EIDE". Como não faz sentido suportar ATAPI e não pode suportar 2 canais IDE, tudo se resume a um modesto: "HDD com interface ATA-2". A ideia, a princípio, não era ruim - criar um padrão que abranja o chipset, BIOS e disco rígido. No entanto, uma vez que a maior parte do EIDE como um padrão se refere diretamente ao chipset e BIOS, há uma confusão entre EnhancedIDE e quase ao mesmo tempo que o EnhancedBIOS surgiu (ou seja, BIOS que suporta IDE / ATA para HDDs acima de 504 MB). Seria bastante lógico supor que para usar HDDs com um volume de mais de 504 MB, uma interface EIDE é necessária, no entanto, como você já entendeu, você só precisa de EnhancedBIOS. Além disso, os fabricantes de cartões com EnhancedBIOS os anunciaram como "cartões IDE aprimorados". Felizmente, esses problemas agora são coisa do passado, assim como a barreira de 540MV.

Para sistematizar de alguma forma as informações, todos os principais padrões de interface IDE (oficiais e não oficiais), que foram descritos acima, são fornecidos na forma de uma tabela.

Padrão	Interface	Modos DMA	Modos PIO	Diferenças de IDE / ATA
		Palavra única 0-2; multiword 0
		Palavra única 0-2; multiword 0-2		Suporte LBA, transferência de bloco, modo, comando de unidade de identificação aprimorada
Termo de marketing		Palavra única 0-2; multiword 0, 1		Semelhante a ATA-2
Termo de marketing		Palavra única 0-2; multiword 0-2		Semelhante a ATA-2
Informal		Palavra única 0-2; multiword 0-2		Semelhante ao ATA-2, com suporte adicional para confiabilidade de transferência em altas velocidades, a tecnologia SMART é usada
Informal		Palavra única 0-2; multiword 0-3 (DMA-33/66)		Semelhante a ATA-3
		Palavra única 0-2; multiword 0-2		Semelhante ao ATA-2, adicionou suporte para dispositivos não HDD
Termo de marketing		Palavra única 0-2; multiword 0-2		Igual a ATA-2 + ATAPI, suporta 2 adaptadores host

Estamos avançando suavemente para um tópico igualmente interessante. Existem 2 parâmetros no total que caracterizam a velocidade de transferência de dados ao usar um HDD com uma interface IDE / ATA. O primeiro deles é a taxa de transferência interna, que caracteriza a velocidade de transferência de dados entre o buffer interno do HDD e a mídia magnética. É determinado pela velocidade de rotação, densidade de gravação, etc. Essa. parâmetros que dependem não do tipo de interface, mas da construção da portadora. O segundo indicador é a velocidade externa de transferência de dados, ou seja, taxa de transferência de dados no canal IDE, totalmente dependente do modo de transferência de dados. No início do uso de discos IDE / ATA, a velocidade de todo o subsistema de disco dependia da velocidade de transferência de dados interna, que era muito mais lenta do que a externa. Hoje, graças a um aumento na densidade de gravação (isso permite que mais dados sejam coletados por rotação do disco) e um aumento na frequência de rotação, a taxa de transferência externa assume o papel principal. A este respeito, surge a pergunta sobre os números de modo e a diferença entre PIO e DMA.

Inicialmente, a forma mais comum de transferência de dados por meio da interface IDE / ATA era um protocolo denominado E / S programada (abreviado como PIO). Existem 5 modos PIO no total, que diferem nas taxas máximas de transferência de burst. Esses modos são chamados de modos PIO.

Claro, isso se refere à velocidade externa de transferência de dados, que é determinada pela velocidade da interface, não do HDD. Também se deve ter em mente, embora hoje seja pouco relevante, que os modos PIO 3 e 4 precisam usar o barramento PCI ou VLB, porque O barramento ISA não é capaz de fornecer uma taxa de transferência de dados de mais de 10 MB / s.

Até o advento do modo DMA-33, as taxas máximas de transferência de dados para PIO e DMA eram idênticas. A principal desvantagem dos modos PIO é que o processador controla a transferência de dados - isso aumenta significativamente sua carga. Por outro lado, esses modos não requerem drivers especiais e são perfeitos para sistemas operacionais de tarefa única. Infelizmente, esta é provavelmente uma espécie em extinção ...

Acesso direto à memória (abreviado de DMA) - acesso direto à memória - refere-se ao nome coletivo de protocolos que permitem a um dispositivo periférico transferir dados para a memória do sistema diretamente, sem a participação da CPU. Os discos rígidos modernos usam esse recurso em combinação com a capacidade, ao interceptar o controle do barramento, de controlar independentemente a transferência de dados (o chamado barramento mastering). Os modos DMA existentes (chamados modos DMA) são mostrados na tabela. Deve-se notar que os modos de palavra única não são mais usados \u200b\u200bhoje, eles são fornecidos apenas para comparação.

	Velocidade máxima de transferência (MV / s)	Suporte para padrões:
		ATA-2, FastATA, FastATA-2, ATA-3, UltraATA, EIDE
		ATA-2, FastATA-2, ATA-3, UltraATA, EIDE
Multiword 3 (DMA-33)		UltraATA (ATA / 66)

Outro ponto interessante em relação à interface IDE / ATA é o acesso ao HDD de 32 bits. Como você já sabe, a interface IDE / ATA sempre foi e permanece até hoje de 16 bits. Nesse caso, a pergunta será pertinente, por que quando você desliga os drivers de acesso de 32 bits ao HDD no Windows, a velocidade desse disco diminui? Em primeiro lugar, porque o trabalho do Windows, em princípio, está longe de ser perfeito. Em segundo lugar, o barramento PCI, que atualmente hospeda os controladores IDE de host, é de 32 bits. Portanto, uma transferência de 16 bits neste barramento é um desperdício de largura de banda. Em condições normais, o controlador de host gera um de 32 bits a partir de 2 pacotes de 16 bits, enviando-o posteriormente no barramento PCI.

Anteriormente, existia um termo como modo de transferência de blocos. Nada complicado aqui. Na verdade, este termo significa simplesmente um modo que permite enviar um certo número de comandos de leitura / gravação durante uma interrupção. Os HDDs IDE / ATA modernos permitem a transferência de 16-\u003e 32 setores por interrupção. Como as interrupções são geradas com menos frequência, a carga do processador é reduzida e a porcentagem de comandos na quantidade total de dados transmitidos também diminui.

Cada canal IDE permite que você conecte um ou dois dispositivos a ele. Os computadores modernos, via de regra, diferem na instalação de dois canais IDE (de acordo com a especificação EIDE), apesar de teoricamente ser possível instalar até quatro (!), O que permite conectar oito dispositivos IDE. Todos os canais IDE são iguais. A tabela mostra o uso de recursos do sistema por vários canais.

Canal	Endereços I / O		Suporte, possíveis problemas ao usar
	1F0-1F7h, bem como 3F6-3F7h		Usado em qualquer computador equipado com uma interface IDE / ATA
	170-177h e também 376-377h		É amplamente distribuído, presente em quase todos os PCs modernos.
	1E8-1Efh, bem como 3EE-3Efh		Raramente usado. Pode haver alguns problemas com o software
	168-16Fh e 36E-36Fh		É usado muito raramente. Problemas com software são muito prováveis

Os recursos usados \u200b\u200bpelo terceiro e quarto canais geralmente entram em conflito com outros dispositivos (por exemplo, o IRQ 12 é usado por um mouse PS / 2, o IRQ 10 é tradicionalmente ocupado por uma placa de rede).

Conforme já mencionado, cada canal IDE / ATA da interface suporta a conexão de 2 dispositivos, a saber: mestre e escravo. A configuração geralmente é definida por um jumper localizado na parte traseira do dispositivo. Além dessas duas posições, geralmente tem uma terceira - seleção de cabos. O que acontece se o jumper for colocado nesta posição? Acontece que para os dispositivos funcionarem na posição de seleção de cabos do jumper, é necessário um cabo especial em forma de Y, no qual o conector central é conectado diretamente ao placa mãe... Para este tipo de cabo, os conectores extremos são desiguais - o dispositivo que está conectado a um conector é automaticamente detectado como mestre e ao outro, respectivamente, como escravo (semelhante aos flops A e B). Os jumpers em ambos os dispositivos devem estar na posição de seleção de cabos. O principal problema desta configuração é que ela é exótica, apesar de ser considerada padrão de jure, o que significa que não é suportada por todos. Isso torna o trem-Y muito difícil de alcançar.

Se assumirmos que, apesar do exótico, você ainda usará a configuração descrita de dispositivos IDE / ATA, lembre-se do seguinte:

• Cada canal pode processar apenas uma solicitação por vez e apenas para um dispositivo. Ou seja, a próxima solicitação, mesmo para outro dispositivo, terá que aguardar a conclusão da atual. Os diferentes canais, no entanto, podem funcionar de forma independente. Portanto, você não deve conectar 2 dispositivos que são usados \u200b\u200bativamente (por exemplo, dois HDDs) a um canal. A melhor opção seria conectar cada dispositivo IDE a um canal separado (esta é talvez a principal desvantagem em comparação com o SCSI).
• Quase todos os chipsets hoje suportam a capacidade de usar diferentes modos de transferência de dados para dispositivos que estão conectados ao mesmo canal. Isso, no entanto, não deve ser usado em demasia. Recomenda-se que dois dispositivos que diferem significativamente em velocidade sejam distribuídos em canais diferentes.
• Também é recomendado não conectar o HDD e o dispositivo ATAPI (por exemplo, CD-ROM) ao mesmo canal. Como mencionado acima, o protocolo ATAPI usa um sistema de comando diferente e, além disso, mesmo os dispositivos ATAPI mais rápidos são muito mais lentos que os HDDs, o que pode retardar significativamente o funcionamento destes últimos.

O que foi dito acima, é claro, não pode ser considerado um axioma - são apenas recomendações baseadas no bom senso e na experiência de especialistas. Além disso, o bom senso e a experiência dizem que quatro dispositivos IDE em uma placa de trabalho podem funcionar em qualquer combinação e com o mínimo de esforço por parte do usuário, desde que os requisitos de compatibilidade sejam atendidos. Esta é a principal vantagem do IDE sobre o SCSI.

Outros nomes de opções idênticos: IDE Channel 0 Master, Primary Master.

Existem várias opções no BIOS para configurar discos rígidos e outras unidades internas (unidades). A opção IDE principal principal é uma das mais comumente usadas em seu tipo.

Como regra, antes do advento da interface SATA, as placas-mãe da maioria dos computadores pessoais suportavam apenas unidades IDE. Normalmente, o usuário não pode instalar mais de 4 unidades - discos rígidos ou unidades de CD / DVD. Dois deles podem estar localizados no canal IDE primário (Primário) e os outros dois no canal secundário (Secundário). Em cada um desses dois pares de drives, um drive é o Master e o outro é o Slave. Assim, no total na BIOS, via de regra, existem quatro opções de configuração de drives:

• Mestre IDE primário
• Escravo IDE Primário
• IDE Master Secundário
• Escravo IDE Secundário

Cada canal IDE é um conector ao qual se conecta um cabo de dados IDE, que por sua vez possui três conectores. Um deles é para conectar ao conector IDE em placa mãe, os outros dois são para conectar unidades. A escolha da categoria a que o drive pertencerá - a categoria Master ou Slave, é determinada exclusivamente pela configuração dos jumpers nos drives, que deve ser realizada de acordo com as instruções anexas ao drive.

No parâmetro, você pode ver uma série de opções subordinadas que podem determinar o tipo de drive, suas características, capacidade e alguns parâmetros operacionais.

A mais importante dessas opções é a opção Tipo. Como regra, pode assumir os seguintes valores:

• Auto - o tipo de unidade é detectado automaticamente
• Usuário - o usuário pode definir o tipo de unidade manualmente
• CDROM - a unidade é uma unidade de CD / DVD
• ZIP - a unidade é um dispositivo Iomega ZIP
• LS-120 - a unidade é um dispositivo do tipo LS-120
• Nenhum - este aparelho não usado

Além disso, nesta opção, às vezes você pode selecionar um tipo predefinido de unidade, indicado por um número, por exemplo, de 0 a 50.

Se o usuário escolher o valor Usuário, ele deverá especificar ele mesmo as características do disco rígido, como número de cabeçotes, cilindros e setores.

As seguintes opções adicionais também são comuns:

• Modo LBA
• (Modo de gravação de bloco)
• Modos de E / S programados

Qual valor escolher?

Via de regra, após conectar o drive e inicializar o computador, o BIOS seleciona automaticamente a opção Type para ele, igual a Auto. Isso significa que o BIOS detecta automaticamente todos os valores dos parâmetros do inversor e não requer configuração manual.

A grande maioria das unidades IDE suporta configuração automática. A única exceção podem ser unidades muito antigas, raramente encontradas em computadores antigos, que podem exigir instalação manual o número de cabeças, cilindros e setores.

A opção Modo LBA requer alguma explicação. Essa opção tem como objetivo habilitar o modo de endereçamento usado em discos rígidos maiores que 504 MB. Se você estiver usando um disco rígido menor, deverá desativar esta opção. Para o restante dos parâmetros, é melhor deixar os valores padrão.

E com sua aparência ganhou o nome PATA (ATA paralelo).

História

Cabos ATA (IDE): 40 fios superior, 80 fios com entrada de cabo inferior

Adaptador de IDE para 2,5 "IDE (discos rígidos de laptop)

O nome preliminar da interface era Anexo PC / AT ("Conexão PC / AT"), pois foi projetado para ser conectado ao barramento ISA de 16 bits, então conhecido como Ônibus AT... Na versão final, o nome foi alterado para "Anexo AT" para evitar problemas de marcas registradas.

A versão original do padrão foi desenvolvida em 1986 pela Western Digital e por razões de marketing foi nomeada IDE (Inglês Integrated Drive Electronics - "componentes eletrônicos integrados ao drive"). Ele destacou uma inovação importante: o controlador da unidade está localizado em si mesmo, e não na forma de uma placa de expansão separada, como no padrão ST-506 anterior e nas interfaces SCSI e ST-412 existentes. Isso possibilitou melhorar as características das unidades (devido à distância menor até o controlador), simplificar seu gerenciamento (já que o controlador do canal IDE foi abstraído dos detalhes da operação da unidade) e reduzir o custo de produção (o controlador da unidade poderia ser projetado apenas para "seu" drive, e não para todos os possíveis ; o controlador de canal geralmente se tornou padrão). Deve-se notar que o controlador de canal IDE é mais corretamente chamado adaptador de hostporque ele mudou do controle direto do inversor para se comunicar com ele usando o protocolo.

O padrão ATA define a interface entre o controlador e o drive, bem como os comandos transmitidos por meio dele.

A interface possui 8 registradores ocupando 8 endereços no espaço de E / S. A largura do barramento de dados é de 16 bits. O número de canais presentes no sistema pode ser superior a 2. O principal é que os endereços dos canais não se sobreponham aos endereços de outros dispositivos de E / S. Você pode conectar 2 dispositivos (mestre e escravo) a cada canal, mas apenas um dispositivo pode funcionar por vez.

O princípio de endereçamento CHS está no nome. Primeiro, o bloco de cabeça é instalado pelo posicionador na pista necessária (Cilindro), em seguida, a cabeça necessária (Cabeça) é selecionada e, em seguida, a informação do setor necessário (Setor) é lida.

Padrão EIDE (Inglês Enhanced IDE - "Extended IDE"), que surgiu após o IDE, permitia o uso de drives com uma capacidade superior a 528 MB (504 MiB), até 8,4 GB. Embora essas abreviações tenham se originado como nomes comerciais e não como nomes oficiais da norma, os termos IDE e EIDE frequentemente usado em vez do termo ATA... Após a introdução do padrão em 2003 Serial ATA ("Serial ATA") ATA tradicional passou a ser denominado ATA paralelo, referindo-se ao método de transmissão de dados através de um cabo paralelo de 40 ou 80 fios.

A princípio essa interface era usada com discos rígidos, mas depois o padrão foi expandido para funcionar com outros dispositivos, principalmente usando mídia removível. Esses dispositivos incluem unidades de CD-ROM e DVD-ROM, unidades de fita e disquetes de grande capacidade, como ZIP e disquetes (usa cabeças magnéticas guiadas por laser) (LS-120/240). Além disso, a partir do arquivo de configuração do kernel do FreeBSD, pode-se concluir que até mesmo disquetes (disquetes) foram conectados ao barramento ATAPI. Este padrão estendido é chamado Interface de pacote de anexo de tecnologia avançada (ATAPI), em relação ao qual o nome completo do padrão se parece com ATA / ATAPI... ATAPI coincide quase completamente com SCSI no nível de comando e, na verdade, é "SCSI sobre cabo ATA".

Inicialmente, as interfaces para conectar unidades de CD-ROM não eram padronizadas e eram de propriedade dos fabricantes das unidades. Como resultado, para conectar um CD-ROM, era necessário instalar uma placa de expansão separada específica para um determinado fabricante, por exemplo, para Panasonic (havia pelo menos 5 opções de interface específicas para conectar um CD-ROM). Algumas variantes de placas de som, como a Sound Blaster, foram equipadas exatamente com essas portas (geralmente a unidade de CD-ROM e a placa de som foram fornecidas como um kit multimídia). O advento da ATAPI tornou possível padronizar todos esses periféricos e possibilitar sua conexão a qualquer controlador ao qual um disco rígido possa ser conectado.

Outra etapa importante no desenvolvimento do ATA foi a transição de PIO (entrada / saída programada) para DMA (acesso direto à memória). Ao usar o PIO, a leitura dos dados do disco era controlada pelo processador central do computador, o que aumentava a carga do processador e diminuía a velocidade em geral. Por esse motivo, os computadores que usam a interface ATA normalmente executam operações relacionadas ao disco mais lentamente do que os computadores que usam SCSI e outras interfaces. A introdução do DMA reduziu significativamente o tempo do processador gasto em operações de disco.

Nessa tecnologia, o fluxo de dados é controlado pelo próprio drive, lendo os dados na memória ou da memória quase sem a participação do processador, que emite apenas comandos para realizar uma determinada ação. Em que hDD emite um sinal de solicitação DMARQ para uma operação DMA para o controlador. Se a operação DMA for possível, o controlador emite um sinal DMACK, e o disco rígido começa a enviar dados para o 1º registrador (DATA), a partir do qual o controlador lê os dados para a memória sem a participação do processador.

A operação DMA é possível se o modo for suportado pelo BIOS, controlador e sistema operacional ao mesmo tempo, caso contrário, apenas o modo PIO é possível.

No desenvolvimento posterior do padrão (ATA-3), um modo UltraDMA 2 adicional (UDMA 33) foi introduzido.

Este modo tem as características de temporização do Modo 2 de DMA, mas os dados são transmitidos nas bordas ascendente e descendente do sinal DIOR / DIOW. Isso dobra a taxa de transferência de dados na interface. Também foi introduzido um CRC de verificação de paridade, que aumenta a confiabilidade da transferência de informações.

Na história do desenvolvimento da ATA, houve uma série de barreiras associadas à organização do acesso aos dados. Muitas dessas barreiras, graças aos modernos sistemas de endereçamento e técnicas de programação, foram superadas. Isso inclui limites no tamanho máximo do disco de 504 MiB, cerca de 8 GiB, cerca de 32 GiB e 128 GiB. Havia outras barreiras, principalmente relacionadas a drivers de dispositivo e E / S em sistemas operacionais não ATA.

A especificação ATA original fornecia um modo de endereçamento de 28 bits. Isso permitia que 2 28 (268 435 456) setores fossem endereçados, 512 bytes cada, dando uma capacidade máxima de 137 GB (128 GiB). Em PCs padrão, o BIOS suportava até 7,88 GiB (8,46 GB), permitindo um máximo de 1024 cilindros, 256 cabeçotes e 63 setores. Este limite no número de cilindros / cabeças / setores CHS (Cyllinder-Head-Sector) combinado com o padrão IDE resultou em um limite de espaço endereçável de 504 MiB (528 MB). Para superar essa limitação, foi introduzido o esquema de endereçamento LBA (Logical Block Address), que permitia o endereçamento de até 7,88 GiB. Com o tempo, essa limitação também foi removida, o que tornou possível endereçar primeiro 32 GiB, e depois todos os 128 GiB, usando todos os 28 bits (em ATA-4) para endereçamento de setor. A gravação de um número de 28 bits é organizada gravando suas partes nos registros correspondentes do drive (de 1 a 8 bits no 4º registro, 9-16 no 5º, 17-24 no 6º e 25-28 no 7º) ...

O endereçamento de registro é organizado usando três linhas de endereço DA0-DA2. O primeiro registro, endereço 0, é de 16 bits e é usado para transferir dados entre o disco e o controlador. O resto dos registros são de 8 bits e são usados \u200b\u200bpara controle.

As especificações ATA mais recentes permitem endereçamento de 48 bits, expandindo assim o limite possível para 128 PiB (144 petabytes).

Essas restrições de tamanho podem se manifestar no fato de que o sistema pensa que o volume do disco é menor que seu valor real, ou mesmo se recusa a inicializar e trava na fase de inicialização dos discos rígidos. Em alguns casos, o problema pode ser resolvido atualizando o BIOS. Outra solução possível é usar programas especiais, como Ontrack DiskManager, que carregam seu driver na memória antes de carregar sistema operacional... A desvantagem de tais soluções é que o particionamento de disco não padrão é usado, no qual as partições de disco são inacessíveis, se inicializadas, por exemplo, a partir de um disquete de boot normal do DOS. No entanto, muitos sistemas operacionais modernos (a partir do Windows NT4 SP3) podem funcionar com discos maiores, mesmo que o BIOS do computador não determine corretamente esse tamanho.

Interface ATA

Um cabo de 40 fios (também chamado de cabo de fita) é geralmente usado para conectar discos rígidos PATA. Cada cabo de fita geralmente tem dois ou três conectores, um dos quais se conecta ao conector do controlador na placa-mãe (em computadores mais antigos, este controlador estava localizado em uma placa de expansão separada) e um ou dois outros são conectados a discos. Em um determinado momento, o loopback P-ATA transmite 16 bits de dados. Às vezes, existem cabos IDE que permitem conectar três unidades a um canal IDE, mas, neste caso, uma das unidades funciona no modo somente leitura.

Pinagem ATA paralela

Contato	Compromisso	Contato	Compromisso
1	Redefinir	2	Terra
3	Dados 7	4	Dados 8
5	Dados 6	6	Dados 9
7	Dados 5	8	Dados 10
9	Dados 4	10	Dados 11
11	Dados 3	12	Dados 12
13	Dados 2	14	Dados 13
15	Dados 1	16	Data 14
17	Dados 0	18	Data 15
19	Terra	20	Chave
21	DDRQ	22	Terra
23	Gravação de E / S	24	Terra
25	Leitura I / O	26	Terra
27	IOC HRDY	28	Seleção de cabo
29	DDACK	30	Terra
31	IRQ	32	Sem conexão
33	Addr 1	34	GPIO_DMA66_Detect
35	Addr 0	36	Addr 2
37	Chip Select 1P	38	Chip Select 3P
39	Atividade	40	Terra

Opção para conectar 4 dispositivos de disco

O jumper na unidade óptica está definido no modo escravo (SL)

Configurações de jumpers em unidades de disco com interface IDE

Por muito tempo, o loop ATA continha 40 condutores, mas com a introdução do Ultra DMA / 66 (UDMA4) sua versão de 80 fios apareceu. Todos os condutores adicionais são condutores de aterramento alternados com condutores de informação. Assim, ao invés de sete condutores de aterramento, são 47. Essa alternância de condutores reduz o acoplamento capacitivo entre eles, reduzindo assim a interferência mútua. O acoplamento capacitivo é um problema em altas taxas de baud, então essa inovação foi necessária para garantir o funcionamento normal da especificação estabelecida UDMA4 velocidade de transferência de 66 MB / s (megabytes por segundo). Modos mais rápidos UDMA5 e UDMA6 também requerem um cabo de 80 fios.

Embora o número de condutores tenha dobrado, o número de contatos permaneceu o mesmo, assim como aparência conectores. A fiação interna, é claro, é diferente. Os conectores para um cabo de 80 fios devem conectar um grande número de condutores de aterramento a um pequeno número de pinos de aterramento, enquanto em um cabo de 40 fios, os condutores são conectados a um pino diferente. Os cabos de 80 fios geralmente têm conectores de cores diferentes (azul, cinza e preto), ao contrário dos cabos de 40 fios, onde geralmente todos os conectores são da mesma cor (geralmente preto).

A ATA sempre definiu um comprimento máximo de cabo de 18 polegadas (45,7 cm). Essa limitação torna difícil conectar dispositivos em gabinetes grandes ou conectar várias unidades a um computador e elimina quase completamente a possibilidade de usar unidades PATA como unidades externas. Embora comprimentos de cabo mais longos estejam amplamente disponíveis no mercado, lembre-se de que eles não estão em conformidade com o padrão. O mesmo pode ser dito dos cabos “redondos”, também amplamente utilizados. O padrão ATA descreve apenas cabos de fita com especificações específicas de impedância e capacitância. Isso não significa, é claro, que outros cabos não funcionarão, mas em qualquer caso, use cabos não padrão com cuidado.

Se dois dispositivos estiverem conectados ao mesmo loop, um deles geralmente é chamado conduzindo (Mestre inglês), e o outro - escravo (Escravo inglês). Normalmente, o mestre vem antes do escravo na lista de discos listados pelo BIOS de um computador ou sistema operacional. Em BIOS mais antigas (486 e anteriores), as unidades eram frequentemente designadas incorretamente com letras: "C" para a unidade mestre e "D" para a escrava.

Se houver apenas um drive no loop, ele deve, na maioria dos casos, ser configurado como mestre. Alguns discos (em particular aqueles feitos pela Western Digital) têm uma configuração especial chamada solteiro (ou seja, "uma unidade em um cabo"). No entanto, na maioria dos casos, a única unidade no cabo pode funcionar como escrava (isso geralmente ocorre quando um CD-ROM é conectado a um canal separado).

Uma configuração chamada seleção de cabo foi descrita como opcional na especificação ATA-1 e se espalhou desde ATA-5 porque elimina a necessidade de fazer jumpers em qualquer reconexão. Se a unidade estiver configurada para o modo de seleção de cabo, ela será automaticamente configurada como master ou slave com base em sua localização no loop. Para ser capaz de determinar esta localização, o loop deve ser com amostra de cabo... Para tal loop, o pino 28 (CSEL) não está conectado a um dos conectores (cinza, geralmente no meio). O controlador aterra este pino. Se o inversor vê que o contato está aterrado (ou seja, tem uma lógica 0), ele é definido como mestre, caso contrário (estado de alta impedância) - como escravo.

Na época dos cabos de 40 fios, era prática comum instalar a seleção de cabos simplesmente cortando o condutor 28 entre os dois conectores que se conectavam aos drives. Nesse caso, a unidade escrava estava no final do cabo e a unidade mestre estava no meio. Esse posicionamento foi padronizado até mesmo em versões posteriores da especificação. Quando apenas um dispositivo é colocado no cabo, esse arranjo resulta em um pedaço de cabo desnecessário na extremidade, o que é indesejável - tanto por razões de conveniência quanto por razões físicas: essa peça leva à reflexão do sinal, especialmente em altas frequências.

Os cabos de 80 fios introduzidos para UDMA4 não têm essas desvantagens. O mestre agora está sempre no final do loop, portanto, se apenas um dispositivo estiver conectado, esse pedaço de cabo desnecessário não será obtido. Sua amostra de cabo é "de fábrica" \u200b\u200b- feita no próprio conector, simplesmente excluindo este contato. Uma vez que os loops de 80 fios exigiam seus próprios conectores de qualquer maneira, a adoção generalizada disso não significava grandes problemas... A norma também requer a utilização de conectores de cores diferentes para facilitar a identificação pelo fabricante e montadora. O conector azul é para conexão com o controlador, o preto é para o mestre e o cinza é para o escravo.

Os termos "mestre" e "escravo" foram emprestados da eletrônica industrial (onde este princípio é amplamente utilizado na interação de nós e dispositivos), mas neste caso estão incorretos e, portanto, não são usados \u200b\u200bna versão atual do padrão ATA. É mais correto nomear os discos mestre e escravo, respectivamente. dispositivo 0 (dispositivo 0) e dispositivo 1 (dispositivo 1) Existe um mito comum de que a unidade mestre controla o acesso das unidades ao canal. Na verdade, o controlador (que, por sua vez, é controlado pelo driver do sistema operacional) controla o acesso ao disco e a ordem dos comandos. Ou seja, na verdade, os dois dispositivos são escravos em relação ao controlador.

Versões padrão, taxa de transmissão e propriedades ATA

A tabela abaixo lista os nomes das versões do padrão ATA e os modos e taxas de transmissão que eles suportam. Deve-se observar que as taxas de transferência cotadas para cada padrão (por exemplo, 66,7 MB / s para UDMA4, comumente referido como "Ultra-DMA 66") indica a velocidade máxima teoricamente possível do cabo. Isso é apenas dois bytes multiplicados pela frequência real e assume que cada ciclo é usado para transferir dados do usuário. Na prática, a velocidade é naturalmente mais baixa.

Uma sobrecarga no barramento ao qual o controlador ATA está conectado também pode limitar o nível máximo de transferência. Por exemplo, a largura de banda máxima do barramento PCI operando a 33 MHz e 32 bits é de 133 MB / s, e essa velocidade é dividida entre todos os dispositivos conectados ao barramento.

Scott Mueller. Atualizando e reparando PCs \u003d Atualizando e reparando PCs. - 17ª ed. - M: Williams, 2007 .-- S. 573-623. - ISBN 0-7897-3404-4.

Padrão	Outros nomes	Modos de transferência adicionados (MB / s)