Первинний канал ide що. Як відновити продуктивність системи, режими PIO і DMA

Привіт всім читачам блогу. У цій статті поговоримо про те, як відновити продуктивність системи. Часто у користувачів виникає проблема дуже повільної роботи комп'ютера, особливо при записі і при читанні дисків, або просто необгрунтовані «гальма» системи при роботі або завантаженні. Чому система зависає читайте
Причин виникнення цього може бути безліч, сьогодні пропоную розглянути досить поширену - це неправильний режим роботи CD / DVD - ROM'а або жорстких дисків, Т. Е. Поговоримо про PIO і DMA. Як перевірити жорсткий диск на помилки і усунути їх читайте

У чому суть і різниця PIO і DMA.

 PIO і DMA- це два режими роботи жорстких дисків, в загальному випадку будь-якого приводу.
PIO (Programmable Input / Output)- вже застарілий режим, для роботи йому необхідно
задіятицентральний процесор, Що призводить до значної втрати продуктивності.
DMA (Direct MemoryAccess) - сучасний метод, який мине процесор і
звертається безпосередньо до оперативної пам'яті, Це дозволяє значно збільшити продуктивність і позбутися від докучливих «гальм».
Режим DMA в різних варіантах вже давно використовується в операційних системах Windows 7, 8, а також в 10, проте в Windows XP,часто трапляється ситуація в якій DMA автоматично перемикається в PIO і вже вивести його назад звичайними методами не вийде. Через що виникає ця ситуація?
У Windows XP впроваджениймеханізм контролю помилок, Якщо при читанні з жорсткого диска або іншого приводу занадто часто виникають помилки, то система автоматично переходить в більш повільний режим, де їх відсоток менше. Однак, Windows XPможе перевести в такий режим і нормально працюючий пристрій.
Як усунути помилки Windows читайте

І так, перевіримо режими роботи всіх приводів, щоб система не гальмувала ..

1 . запускаємо консоль «Керування комп'ютером»- правою кнопкою на "Мій комп'ютер"


в випадаючому меню вибираємо пункт "Диспетчер пристроїв", Або через
Панель управління. або Пуск - Виконати - devmgmt.msc
2. вибираємо « Диспетчер пристроїв", вибираємо IDE ATA / ATAPI контролери,


відкриється кілька рядків з контролерами - нас цікавлять :
Первинний і Вторинний канали IDE → заходимо по черзі в властивості цих каналів (правою кнопкою на каналі, рядок « властивості»), В закладку« Додаткові параметри",
тут виділено дві групи «Пристрій 0» і «Пристрій 1», В кожної є рядки
«Режим передачі» - в ній повинно бути вибрано «DMA, якщо доступно», Далі рядок «Поточний режим передачі», Має бути щось типу «Режим ультра DMA: 4,


якщо тут варто «Режим PIO», то це якраз наш випадок і ми будемо його виправляти.
якщо всюдиварто режим ультра DMA,то у Вас все в порядку і подальші дії можна не продовжувати.
3. Для початку спробуємо виправити вручну - в кожному рядку «Режим передачі» ставимо «DMA, якщо доступно», тиснемо «ОК» і перезавантажуємо комп'ютер. Після включення знову
дивимося режими роботи каналів, якщо скрізь коштує DMA, то все в порядку, якщо залишився PIO, то продовжуємо далі.
4. знову знайдіть Первинний і Вторинний канали IDE і видаліть їх (правою кнопкою на кожному каналі, в списку вибираємо "Вилучити"). Не бійтеся, все буде нормально працювати.
Знову перезавантажте комп'ютер - Windows XP знайде контролери і переведе їх в швидкий режим роботи, тобто в DMA. Перевірте результат, скрізь повинен стояти режим DMA.
5. Якщо все перераховане не допомогло і у Вас знову висвічується « Режим PIO », Тоді необхідно буде переставити драйвера для материнської плати - перевантажитися
і знову перевірити результат.
6. Ну і останній пункт, якщо після всіх страждань режим PIO так і не пропав, тоді доведеться відредагувати в реєстрі. Хочу відзначити - робите будь-які операції з
реєстром дуже обережно і уважно, будь неправильна дія може привести до повної непрацездатності Вашої системи. Найкраще зробити заздалегідь копію реєстру.
Як налаштувати Windows XP за допомогою реєстру читайте

Для початку спробуйте відключити систему контролю помилок.
Для цього в гілці реєстру:
HKEY_LOCAL_MACHINE \\ SYSTEM \\ CurrentControlSet \\ Services \\ Cdfs \\,
створіть ключ ErrorControlі встановіть його значення рівним 0.


Спробувати перезавантажити і виконайте пункт №4.


в ній можна вручну виставити режим DMA.
Тут розташовуються кілька папок - 0000, 0001, 0002.
0000 - відповідає за сам контролер;
0001 - відповідає за Secondary IDE Chanell;
0002 - відповідає за Primary IDE Chanell;
Відкриваємо папку для потрібного нам каналу. У ній знаходяться
кілька ключів, для початку вибираємо:
MasteDeviceTimingModeAllowed
 SlaveDeviceTimingModeAllowed
і проставляємо значення рівне 0хffffffff.
Після цього виставляємо значення наступних ключів:
MasterDeviceTimingMode
 SlaveDeviceTimingMode
відповідно до такими даними, в залежності від
підтримуваного UDMA - режиму:
UDMA Mode 2 - 0 × 2010
UDMA Mode 4 - 0 × 8010
UDMA Mode 5 - 0 × 10010
UDMA Mode 6 - 0xffff
Спробувати перезавантажити і перевірте результат - повинно все нормально працювати.

Як прискорити і відновити продуктивність Windows 10, читайте
Яка швидкість передачі інформації в комп'ютерах, читайте
Сподіваюся ця стаття допоможе Вам правильно виставітьрежіми PIO і DMAі підвищити загальну продуктивність системи.

Призначається "оригінальний" інтерфейс АТА виключно для підключення HDD, в ньому не підтримуються такі можливості, як інтерфейс ATAPI для підключення пристроїв IDE, які відмінні від HDD, тобто режим передачі blockmode або LBA (скор. від logical block addressing).

Через деякий час стандарт АТА перестав відповідати зростаючим потребам, тому що знову випускаються HDD вимагали значно більшої швидкості трансферу даних, а також наявності нових можливостей. Таким чином з'явився на світло АТА-2 інтерфейс, незабаром також стандартизований ANSI. При збереженні взаємосумісності зі стандартом ATA, в ATA-2 з'явилося кілька додаткових можливостей:

  • Більш швидкі PIO Modes. Додана підтримка PIOmodes 3 і 4;
  • Більш швидкі DMA Modes. Підтримується multiword DMAmodes1 і 2;
  • Block Transfer. Були включені команди, які дозволяють здійснювати трансфер в режимі blocktransfer, з метою підвищення продуктивності;
  • Logical Block Addressing (скор. LBA). У АТА-2 потрібна підтримка HDD протоколу передачі LBA. Само собою, щоб використовувати цей протокол, потрібно, щоб він підтримувався також BIOS;
  • Удосконалена команда IdentifyDrive. В інтерфейсі збільшений обсяг інформації щодо характеристик, що видається HDD по системним запитам.

Все було б добре, однак фірми-виробники в своєму прагненні здобути більший шматок ринку почали складати красиві назви, обзиваючи ними інтерфейси своїх HDD. Адже інтерфейси FastATA, FastATA-2, а також EnhancedIDE, по суті, базуються на АТА-2 стандарті, будучи не більше ніж красивими маркетинговими термінами. Відмінності між ними полягають лише в тому, яку частину стандарту і яким чином вони підтримують.

Найбільшу плутанину вносять назви FastATA і FastATA-2, які належать розумним головам з Seagate і Quantum відповідно. Цілком логічно буде припустити, що FastATA - це свого роду поліпшення АТА стандарту, в той час як FastATA-2 заснований на стандарті АТА-2. На жаль, все не так просто. В реальності FastATA-2 лише інша назва АТА-2 стандарту. У свою чергу всі відмінності FastATA від нього зводяться лише до того, що тут підтримуються найшвидші режими, а саме: PIO mode4 і DMA mode2. Обидві компанії, при цьому, нападають на Western Digital і розроблений нею стандарт EIDE за внесення ще більшої плутанини. EIDE також відрізняється своїми недоліками, проте, про них трохи пізніше.

У спробі подальшого розвитку АТА інтерфейсу був розроблений проект стандарту АТА-3, основна увага в якому приділялася поліпшенню показників надійності:

  • У AТА-3 містяться кошти, які підвищують надійність трансферу даних завдяки використанню високошвидкісних режимів, що є серйозною проблемою, тому що кабель IDE / ATA зберігся незмінним з моменту народження стандарту;
  • У АТА-3 включена технологія SMART.

АТА-3 не затверджений як ANSI стандарт в першу чергу тому, що в ньому не було використано нових режимів трансферу даних, незважаючи на те, що технологія SMART зараз досить широко використовується виробниками HDD.

Наступний виток розвитку інтерфейсу IDE / ATA - це стандарт UltraATA (також відомий, як UltraDMA або ATA-33, або DMA-33, або АТА-3 (!)). UltraATA, по суті, є стандартом використання найбільш швидкого режиму DMA - mode3, який забезпечує швидкість трансферу даних в 33.3 МВ / сек. З метою забезпечення надійного трансферу даних за старою моделлю кабелю застосовуються спеціальні схеми контролю над помилками і їх корекції. Зворотна сумісність з минулими стандартами: АТА і АТА-2, при цьому, зберігається. Таким чином, якщо Ви купили HDD з інтерфейсом UltraАТА і раптом виявили, що він не підтримується вашою системною платою, Не турбуйтеся - накопичувач все ж буде працювати, хоча і дещо повільніше.

Нарешті, саме останнє досягнення в цій сфері - це інтерфейс UltraATA / 66, який розроблений компанією Quantum. Інтерфейс дозволяє здійснювати трансфер даних на швидкості 66МВ / сек.

За часів перших розробок IDE / ATA інтерфейсу, єдиним пристроєм, які цього потребують інтерфейсі, був HDD, тому що зароджуються драйви CD-ROM і стримери оснащувалися власним інтерфейсом (ви напевно пам'ятаєте часи, коли підключення CD-ROM здійснювалося за допомогою інтерфейсу на звуковій карті). Незабаром, однак, стало зрозуміло, що використання швидкого і простого інтерфейсу IDE / ATA для підключення всіх можливих пристроїв обіцяє принести значні вигоди, в т.ч. за рахунок універсальності. На жаль, система команд IDE / ATA інтерфейсу була розрахована виключно на HDD, тому підключити, наприклад, CD-ROM просто так до IDE-каналу не можна - він просто не буде працювати. Відповідно необхідно було розробити новий протокол - ATAPI (скор. Від ATA Packet Interface). Протокол дозволяє більшості інших пристроїв підключатися за допомогою стандартного IDE шлейфа і "відчути себе" в ролі IDE / ATA HDD. Протокол ATAPI, насправді, набагато складніше, ніж ATA, тому що трансфер даних тут йде з використанням режимів DMA і PIO, реалізація ж підтримки цих режимів значним чином залежить від особливостей підключеного пристрою. Сама назва packet (з англ. Пакетний) було отримано протоколом через те, що команди пристрою доводиться передавати буквально групами або пакетами. З точки зору пересічного користувача, проте, важливіше за все, що відсутня відмінність між IDE / ATA HDD, CD-ROMом ATAPI, а також ZIP-драйвом. Сьогоднішні BIOSи навіть підтримують здійснення завантаження з ATAPI-пристроїв.

Зараз, як було обіцяно, переходимо до EIDE. Термін цей був введений компанією WesternDigital. EIDE досить широко вживається і практично також широко критикується, цілком на наш погляд заслужено. Головною причиною для жорсткої критики є той факт, що, по суті, EIDE - зовсім і не стандарт, а чисто маркетинговий термін, причому зміст цього терміна постійно змінюється. Так, спочатку EIDE включав підтримку PIO режимів аж до mode3, потім була додана підтримка mode4. Істотним недоліком EIDE як стандарт є включення в його специфікацію абсолютно різнопланових речей. Дивіться самі, на даний момент EIDE включає:

  • ATA-2. Повністю, в т.ч. самі швидкісні режими;
  • ATAPI. цілком;
  • Dual IDE / ATA Host Adapters. У стандарті EIDE включена підтримка 2-х IDE / ATA хостів, таким чином можна використовувати паралельно до 4-х IDE / ATA / ATAPI пристроїв.

Розберемо тепер, що позначає фраза "HDD з інтерфейсом EIDE". Так як підтримувати ATAPI йому немає ніякого сенсу, а 2 канали IDE він підтримати не зможе, все це зводиться до скромного: "HDD з інтерфейсом АТА-2". Ідея, в принципі, була неплохая- створити стандарт, який охоплює чіпсет, BIOS і жорсткий диск. Однак так як більша частина EIDE як стандарт відноситься безпосередньо до чіпсету і BIOS, то виходить плутанина між EnhancedIDE і приблизно в той же час виникла EnhancedBIOS (тобто BIOS, який підтримує IDE / ATA для HDD ємністю більше 504MB). Цілком логічно було б припустити, що для використання HDD об'ємом понад 504МВ необхідний інтерфейс EIDE, однак, як Ви вже зрозуміли, потрібен лише EnhancedBIOS. Більш того, виробники карт з EnhancedBIOS рекламували їх в якості "enhanced IDE cards". На щастя, зараз ці проблеми залишилися в минулому, в іншому, як і бар'єр 540МВ.

Щоб якось систематизувати інформацію всі основні (офіційні і неофіційні) стандарти інтерфейсу IDE, які були описані вище, наведені у формі таблиці.

стандарт

інтерфейс

DMA modes

PIO modes

Відмінності від IDE / ATA

Singleword 0-2; multiword 0

Singleword 0-2; multiword 0-2

Підтримка LBA, block transfer, режим, поліпшена команда identify drive

маркетинговий термін

Singleword 0-2; multiword 0, 1

Аналогічний АТА-2

маркетинговий термін

Singleword 0-2; multiword 0-2

Аналогічний АТА-2

Неофіційний

Singleword 0-2; multiword 0-2

Аналогічний АТА-2, при цьому додана підтримка надійності трансферу на високих швидкостях, використовується технологія SMART

Неофіційний

Singleword 0-2; multiword 0-3 (DMA-33/66)

Аналогічний АТА-3

Singleword 0-2; multiword 0-2

Аналогічний АТА-2, додана підтримка відмінних від HDD пристроїв

маркетинговий термін

Singleword 0-2; multiword 0-2

Аналогічний ATA-2 + ATAPI, підтримує 2 хост-адаптера

Плавно переходимо до не менш цікавої теми. Всього існують 2 параметра, які характеризують швидкість трансферу даних при використанні HDD з інтерфейсом IDE / ATA. Перший з них - внутрішня швидкість передачі (англ. Internal transfer rate), що характеризує швидкість трансферу даних між внутрішнім буфером HDD і магнітним носієм. Вона визначається швидкістю обертання, щільністю запису і т.д. Тобто параметрами, залежними немає від типу інтерфейсу, а від конструкції носія. Другий показник - це зовнішня швидкість трансферу даних, тобто швидкість передачі даних по IDE каналу, повністю залежна від режиму передачі даних. На самому початку використання IDE / ATA дисків швидкість роботи всієї дискової підсистеми залежала від внутрішньої швидкості трансферу даних, яка була значно менше зовнішньої. Сьогодні ж, завдяки збільшенню щільності запису (це дозволяє знімати більше даних за оборот диска) і збільшення частоти обертання, чільну роль займає зовнішня швидкість передачі. У зв'язку з цим виникає питання щодо номерів режимів і відмінності PIO від DMA.

Спочатку поширеним способом трансферу даних за допомогою інтерфейсу IDE / ATA був протокол, який носить назву Programmed I / O (скор. PIO). Всього існує 5 режимів PIO, які розрізняються по максимальній швидкості пакетної передачі даних (англ. Burst transfer rates). Режими ці називаються терміном PIO modes.

Зрозуміло, тут мається на увазі зовнішня швидкість трансферу даних, яка визначається швидкістю інтерфейсу, а не HDD. Слід також враховувати, хоч сьогодні це навряд чи актуально, що PIO modes 3 і 4 потребують використання шини PCI або VLB, тому що ISA шина не здатна забезпечувати швидкість трансферу даних більше 10 МВ / сек.

Аж до появи DMA-33 режиму, максимальна швидкість трансферу даних у PIO і DMA була ідентичною. Основним недоліком PIO режимів вважається те, що трансфером даних управляє процесор - це значно збільшує його завантаження. З іншого боку, ці режими не потребують спеціальних драйверах і прекрасно підходять для однозадачних ОС. На жаль, це, швидше за все, вимираючий вид ...

Direct Memory Access (скор. Від DMA) - прямий доступ до пам'яті - позначає збірне назва протоколів, які дозволяють периферійних пристроїв передавати дані в системну пам'ять безпосередньо без участі ЦП. Сучасними жорсткими дисками ця можливість використовується в поєднанні з можливістю, перехоплюючи управління шиною, самостійно управляти передачею даних (т.зв. bus mastering). Існуючі режими DMA (т.зв. DMAmodes) наведені в таблиці. Слід зазначити, що singleword режими на сьогоднішній день більш не використовуються, вони наведені виключно для порівняння.

Максимальна швидкість трансферу (МВ / сек)

Підтримують стандарти:

ATA-2, FastATA, FastATA-2, ATA-3, UltraATA, EIDE

ATA-2, FastATA-2, ATA-3, UltraATA, EIDE

Multiword 3 (DMA-33)

UltraATA (АТА / 66)

Ще однією цікавий момент щодо роботи інтерфейсу IDE / ATA - це 32-розрядний доступ до HDD. Як Ви вже знаєте, інтерфейс IDE / ATA завжди був і залишається донині 16-бітовим. В такому випадку буде доречне запитання, чому при виключенні драйверів 32-розрядної доступу до HDD в Windows швидкість роботи цього диска падає? В першу чергу, тому що робота Windows, в принципі, далека від досконалості. По-друге, PCI шина, на якій зараз розташовуються host-контролери IDE, 32-розрядна. Отже, 16-бітний трансфер по цій шині є пусте витрачання пропускної здатності. Host-контролер в нормальних умовах формує з 2-х 16-бітних пакетів 32-бітний, пересилаючи його в подальшому по PCI шині.

Раніше зустрічався такий термін, як режим blocktransfer. Тут нічого складного. Насправді цей термін просто позначає режим, що дозволяє передавати певне число команд читання / запису за час одного переривання. Сучасні IDE / ATA HDD дозволяють передавати 16-\u003e 32 секторів за одне переривання. Так як переривання генеруються рідше, завантаження процесора знижується, а також зменшується відсоток команд в загальній кількості переданих даних.

Кожен канал IDE дозволяє підключити до нього одне або два пристрої. Сучасні комп'ютери, як правило, відрізняються установкою двох каналів IDE (відповідно до специфікації EIDE), незважаючи на те, що теоретично можливо встановлювати до чотирьох (!), Що дозволяє здійснювати підключення восьми IDE пристроїв. Все IDE канали є рівноправними. У таблиці наведено використання системних ресурсів різними каналами.

Канал

I / O Addresses

Підтримка, можливі проблеми, що виникають при використанні

1F0-1F7h, а також 3F6-3F7h

Використовується в будь-яких комп'ютерах, оснащених інтерфейсом IDE / ATA

170-177h, а також 376-377h

Поширений широко, коли вони присутні практично у всіх сучасних ПК.

1E8-1Efh, а також 3EE-3Efh

Рідко використовується. Можливі певні проблеми з софтом

168-16Fh, а також 36E-36Fh

Використовується вкрай рідко. Проблеми з софтом дуже ймовірні

Ресурси, які використовуються третім і четвертим каналами, зазвичай конфліктують з іншими пристроями (наприклад, IRQ 12 використовується PS / 2 мишею, IRQ 10 - традиційно зайнятий мережевою картою).

Як вже було зазначено, кожен IDE / AТА канал інтерфейсу підтримує підключення 2-х пристроїв, а саме: master і slave. Конфігурація задається зазвичай перемичкою, що розташовується на задній стінці пристрою. Крім цих двох позицій на ній часто присутня також третя - cableselect. Що станеться, якщо перемичку встановити в це положення? Виявляється, для функціонування пристроїв в положенні cableselect перемички необхідний спеціальний Y-подібний шлейф, у якого центральний роз'єм підключається безпосередньо до системній платі. У такого роду кабелю крайні роз'єми нерівноправні - пристрій, що підключений до одного роз'єму, автоматичним чином визначається, як master, а до іншого, відповідно, як slave (аналогічно А і В флоп). Перемички на обох пристроях, при цьому, повинні перебувати в положенні cableselect. Основною проблемою цієї конфігурації є те, що вона екзотична, незважаючи на те, що де-юре вважається стандартною, а значить, підтримується не всіма. Через це Y-подібний шлейф дістати дуже важко

Якщо припустити, що, незважаючи на екзотику, Ви все-таки будете використовувати описану конфігурацію IDE / ATA пристроїв, запам'ятайте наступне:

  • У кожен момент кожен канал може обробляти лише один запит і лише до одного пристрою. Тобто наступного запиту, навіть до іншого пристрою, доведеться чекати завершення поточного. Різні канали, при цьому, можуть функціонувати незалежно. Отже, не варто підключати 2 пристрої, які активно використовуються (наприклад, два HDD), до одного каналу. Оптимальним варіантом буде підключення кожного IDE-пристрої до окремого каналу (це, мабуть, головний мінус в порівнянні з SCSI).
  • Практично всі чіпсети на сьогоднішній день підтримують можливість використання різних режимів трансферу даних для пристроїв, які підключені до одного каналу. Зловживати цим, однак, не варто. Два пристрої, які значно розрізняються за швидкістю, рекомендується рознести по різних каналах.
  • Також рекомендується не підключати HDD і ATAPI-пристрій (наприклад, CD-ROM) до одного каналу. Як було зазначено вище, ATAPI протокол використовує іншу систему команд, і, більш того, навіть самі швидкісні ATAPI-пристрої набагато повільніше HDD, що може істотно уповільнити роботу останнього.

Вищесказане, зрозуміло, не можна вважати аксіомою - це лише рекомендації, які засновані на здоровому глузді і досвіді експертів. Крім того, здоровий глузд і досвід говорить про те, що чотири IDE-пристроїв на справній платі можуть працювати в будь-яких поєднаннях і при мінімальних витрачених зусиль з боку користувача, якщо дотримуватися вимог щодо сумісності. В цьому і полягає головна перевага IDE перед SCSI.

Інші ідентичні назви опції: IDE Channel 0 Master, Primary Master.

В BIOS існує кілька опцій, призначених для настройки параметрів жорстких дисків та інших внутрішніх накопичувачів (приводів). Опція Primary IDE Master (Основний накопичувач на первинному каналі IDE) є однією з найбільш часто використовуваних подібного роду.

Як правило, до появи інтерфейсу SATA, материнські плати більшості персональних комп'ютерів підтримували лише приводи інтерфейсу IDE. Зазвичай користувач міг встановити не більше 4 накопичувачів - жорстких дисків або дисководів CD / DVD. Два з них можуть бути розташовані на первинному каналі IDE (Primary), а два інших - на вторинному каналі (Secondary). У кожній з цих двох пар накопичувачів один накопичувач є головним (Master), а другий - підлеглим (Slave). Таким чином, всього в BIOS, як правило, є чотири опції для настройки накопичувачів:

  • Primary IDE Master
  • Primary IDE Slave
  • Secondary IDE Master
  • Secondary IDE Slave

Кожен канал IDE являє собою роз'єм, до якого приєднується кабель даних IDE, який, в свою чергу, має три роз'єми. Один з них призначений для підключення до роз'єму IDE на материнської плати, Два інших - для підключення накопичувачів. Вибір того, до якої категорії буде ставитися привід - до категорії Master або Slave, визначається виключно установкою перемичок на накопичувачах, яка повинна здійснюватися відповідно до прикладеної інструкцією до накопичувача.

У параметрі можна побачити ряд підлеглих опцій, які можуть визначати тип приводу, його характеристики, ємність і деякі робочі параметри.

Найважливішою з цих опцій є опція Type (Тип). Як правило, вона може набувати таких значень:

  • Auto - типу приводу визначається автоматично
  • User - користувач може встановити тип привід вручну
  • CDROM - накопичувач є CD / DVD-дисководом
  • ZIP - накопичувач є пристроєм типу Iomega ZIP
  • LS-120 - накопичувач є пристроєм типу LS-120
  • None - даний пристрій не використовується

Також в даній опції іноді можна вибрати заздалегідь визначений тип накопичувача, позначений будь-яким номером, наприклад, від 0 до 50.

Якщо користувач вибере значення User, то йому доведеться самому вказати характеристики жорсткого диска, такі, як кількість головок, циліндрів і секторів.

Часто зустрічаються також наступні додаткові опції:

  • LBA Mode (Режим LBA)
  • (Режим блокової записи)
  • Programmed I / O Modes (Програмовані режими введення-виведення)

Яке значення вибрати?

Як правило, після підключення накопичувача і завантаження комп'ютера BIOS автоматично вибирає для нього значення опції Type, рівне Auto. Це означає, що BIOS автоматично визначає всі значення параметрів приводу, і ручна настройка для нього не потрібно.

Переважна більшість приводів IDE підтримують автоматичну настройку. Виняток можуть становити лише дуже старі накопичувачі, зрідка зустрічаються в древніх комп'ютерах, для яких може знадобитися ручна установка кількості головок, циліндрів і секторів.

Деяких пояснень вимагає опція LBA Mode. Ця опція призначена для включення режиму адресації, що використовується в жорстких дисках об'ємом понад 504 МБ. Якщо ви використовуєте жорсткий диск меншого обсягу, то ви повинні відключити цю опцію. Для інших параметрів найкраще залишити значення за замовчуванням.

І з його появою отримав назву PATA (Parallel ATA).

Історія

Шлейфи ATA (IDE): 40-провідний зверху, 80-провідного кабельної вибіркою знизу

Перехідник з IDE на 2,5 "IDE (жорстких дисків ноутбуків)

Попередня назва інтерфейсу було PC / AT Attachment ( «З'єднання з PC / AT»), так як він призначався для під'єднання до 16-бітної шині ISA, відомої тоді як шина AT. В остаточній версії назва переробили в «AT Attachment» для уникнення проблем з торговими марками.

Первісна версія стандарту була розроблена в 1986 році фірмою Western Digital і з маркетингових міркувань отримала назву IDE (Англ. Integrated Drive Electronics - «електроніка, вбудована в привід»). Воно підкреслювало важливе нововведення: контролер приводу розташовується в ньому самому, а не у вигляді окремої плати розширення, як в попередньому стандарті ST-506 і існуючих на той час інтерфейсах SCSI і ST-412. Це дозволило поліпшити характеристики накопичувачів (за рахунок меншого відстані до контролера), спростити управління ним (так як контролер каналу IDE абстрагувався від деталей роботи приводу) і здешевити виробництво (контролер приводу міг бути розрахований тільки на «свій» привід, а не на всі можливі ; контролер каналу же взагалі ставав стандартним). Слід зазначити, що контролер каналу IDE правильніше називати хост-адаптером, Оскільки він перейшов від прямого управління приводом до обміну даними з ним по протоколу.

У стандарті АТА визначений інтерфейс між контролером і накопичувачем, а також передані по ньому команди.

Інтерфейс має 8 регістрів, що займають 8 адрес в просторі введення-виведення. Ширина шини даних становить 16 біт. Кількість каналів, присутніх в системі, може бути більше 2. Головне, щоб адреси каналів не перетиналися з адресами інших пристроїв введення-виведення. До кожного каналу можна підключити 2 пристрої (master і slave), але в кожен момент часу може працювати лише один пристрій.

Принцип адресації CHS закладений в назві. Спершу блок головок встановлюється позиционером на необхідну доріжку (Cylinder), після цього вибирається необхідна головка (Head), а потім зчитується інформація з необхідного сектора (Sector).

стандарт EIDE (Англ. Enhanced IDE - «розширений IDE»), що з'явився слідом за IDE, дозволяв використання приводів ємністю, перевищує 528 Мб (504 МІБ), аж до 8,4 Гб. Хоча ці абревіатури виникли як торгові, а не офіційні назви стандарту, терміни IDE і EIDE часто вживаються замість терміна ATA. Після введення в 2003 році стандарту Serial ATA ( «Послідовний ATA») традиційний ATA стали іменувати Parallel ATA, Маючи на увазі спосіб передачі даних по паралельному 40- або 80-жильному кабелю.

Спочатку цей інтерфейс використовувався з жорсткими дисками, але потім стандарт був розширений для роботи і з іншими пристроями, в основному - використовують змінні носії. До числа таких пристроїв відносяться приводи CD-ROM і DVD-ROM, стрічкові накопичувачі, а також дискети великої місткості, такі, як ZIP і флоптіческіе (використовують магнітні головки з лазерним наведенням) диски (LS-120/240). Крім того, з файлу конфігурації ядра FreeBSD можна зробити висновок, що на шину ATAPI підключали навіть накопичувачі на гнучких магнітних дисках (дискета). Цей розширений стандарт отримав назву Advanced Technology Attachment Packet Interface (ATAPI), в зв'язку з чим повне найменування стандарту виглядає як ATA / ATAPI. ATAPI практично повністю збігається зі SCSI на рівні команд і, по суті, є «SCSI по ATA-кабелю».

Спочатку інтерфейси для підключення приводів CD-ROM були стандартизовані і були пропрієтарними розробками виробників приводів. В результаті для підключення CD-ROM було необхідно встановлювати окрему плату розширення, специфічну для конкретного виробника, наприклад, для Panasonic (існувало не менше 5 специфічних варіантів інтерфейсів, призначених для підключення CD-ROM). Деякі варіанти звукових карт, наприклад, Sound Blaster, оснащувалися саме такими портами (часто привід CD-ROM і звукова плата поставлялися у вигляді мультимедіа-комплекту). Поява ATAPI дозволило стандартизувати всю цю периферію і дати можливість підключати її до будь-якого контролера, до якого можна підключити жорсткий диск.

Іншим важливим етапом у розвитку ATA став перехід від PIO (англ. Programmed input / output - програмний введення-виведення) до DMA (англ. Direct memory access - прямий доступ до пам'яті). При використанні PIO зчитуванням даних з диска керував центральний процесор комп'ютера, що призводило до підвищеного навантаження на процесор і уповільнення роботи в цілому. Унаслідок цього комп'ютери, які використовували інтерфейс ATA, зазвичай виконували операції, пов'язані з диском, повільніше, ніж комп'ютери, які використовували SCSI і інші інтерфейси. Введення DMA істотно знизило витрати процесорного часу на операції з диском.

У даній технології потоком даних управляє сам накопичувач, зчитуючи дані в пам'ять або з пам'яті майже без участі процесора, який видає лише команди на виконання тієї чи іншої дії. При цьому жорсткий диск видає сигнал запиту DMARQ на операцію DMA контролера. Якщо операція DMA можлива, контролер видає сигнал DMACK, і жорсткий диск починає видавати дані в 1-й регістр (DATA), з якого контролер зчитує дані в пам'ять без участі процесора.

Операція DMA можлива, якщо режим підтримується одночасно BIOS, контролером і операційною системою, в іншому випадку можливий лише режим PIO.

В подальшому розвитку стандарту (АТА-3) був введений додатковий режим UltraDMA 2 (UDMA 33).

Цей режим має тимчасові характеристики DMA Mode 2, проте дані передаються і по передньому, і по задньому фронту сигналу DIOR / DIOW. Це вдвічі збільшує швидкість передачі даних по інтерфейсу. Також введена перевірка на парність CRC, що підвищує надійність передачі інформації.

В історії розвитку ATA був ряд бар'єрів, пов'язаних з організацією доступу до даних. Більшість з цих бар'єрів, завдяки сучасним системам адресації і техніці програмування, були подолані. До їх числа відносяться обмеження на максимальний розмір диска в 504 МІБ, близько 8 гинув, близько 32 гинув, і 128 гинув. Існували й інші бар'єри, в основному пов'язані з драйверами пристроїв, і організацією введення-виведення в операційних системах, які не відповідають стандартам ATA.

Оригінальна специфікація АТА передбачала 28-бітний режим адресації. Це дозволяло адресувати 2 28 (268 435 456) секторів по 512 байт кожен, що давало максимальну ємність в 137 Гб (128 гинув). У стандартних PC BIOS підтримував до 7,88 гинув (8,46 Гб), допускаючи максимум 1024 циліндри, 256 головок і 63 сектора. Це обмеження на число циліндрів / головок / секторів CHS (Cyllinder-Head-Sector) в поєднанні зі стандартом IDE призвело до обмеження адресуєтьсяпростору в 504 МІБ (528 Мб). Для подолання цього обмеження було запроваджено схема адресації LBA (Logical Block Address), що дозволило адресувати до 7,88 гинув. Згодом і це обмеження було знято, що дозволило адресувати спочатку 32 гинув, а потім і все 128 гинув, використовуючи всі 28 розрядів (в АТА-4) для адресації сектора. Запис 28-бітного числа організована шляхом запису його частин у відповідні регістри накопичувача (з 1 по 8 біт в 4-й регістр, 9-16 в 5-й, 17-24 в 6-й і 25-28 в 7-й) .

Адресація регістрів організована за допомогою трьох адресних ліній DA0-DA2. Перший регістр з адресою 0 є 16-розрядних і використовується для передачі даних між диском і контролером. Решта регістри 8-бітові та використовуються для управління.

Новітні специфікації ATA припускають 48-бітну адресацію, розширюючи таким чином можлива межа до 128 ПІБ (144 петабайт).

Ці обмеження на розмір можуть проявлятися в тому, що система думає, що обсяг диска менше його реального значення, або зовсім відмовляється завантажуватися і висне на стадії ініціалізації жорстких дисків. У деяких випадках проблему вдається вирішити оновленням BIOS. Іншим можливим рішенням є використання спеціальних програм, таких, як Ontrack DiskManager, що завантажують в пам'ять свій драйвер до завантаження операційної системи. Недоліком таких рішень є те, що використовується нестандартна розбивка диска, при якій розділи диска виявляються недоступні, в разі завантаження, наприклад, зі звичайною DOS-івської дискети. Втім, багато сучасних операційні системи (починаючи від Windows NT4 SP3) можуть працювати з дисками більшого розміру, навіть якщо BIOS комп'ютера цей розмір коректно не визначає.

інтерфейс ATA

Для підключення жорстких дисків з інтерфейсом PATA зазвичай використовується 40-дротовий кабель (іменований також шлейфом). Кожен шлейф зазвичай має два або три роз'єми, один з яких підключається до роз'єму контролера на материнській платі (в старіших комп'ютерах цей контролер розміщувався на окремій платі розширення), а один або два інших підключаються до дисків. В один момент часу шлейф P-ATA передає 16 біт даних. Іноді зустрічаються шлейфи IDE, що дозволяють підключення трьох дисків до одного IDE каналу, але в цьому випадку один з дисків працює в режимі read-only.

Розведення Parallel ATA
Контакт призначення Контакт призначення
1 Reset 2 Ground
3 Data 7 4 Data 8
5 Data 6 6 Data 9
7 Data 5 8 Data 10
9 Data 4 10 Data 11
11 Data 3 12 Data 12
13 Data 2 14 Data 13
15 Data 1 16 Data 14
17 Data 0 18 Data 15
19 Ground 20 Key
21 DDRQ 22 Ground
23 I / O Write 24 Ground
25 I / O Read 26 Ground
27 IOC HRDY 28 Cable Select
29 DDACK 30 Ground
31 IRQ 32 No Connect
33 Addr 1 34 GPIO_DMA66_Detect
35 Addr 0 36 Addr 2
37 Chip Select 1P 38 Chip Select 3P
39 Activity 40 Ground

Варіант підключення 4 дискових пристроїв

Перемичка на оптичному приводі встановлена \u200b\u200bв режимі slave (SL)

Варіанти установок перемичок на дискових пристроях з IDE інтерфейсом

Довгий час шлейф ATA містив 40 провідників, але з введенням режиму Ultra DMA / 66 (UDMA4) З'явилася його 80-дротова версія. Всі додаткові провідники - це провідники заземлення, що чергуються з інформаційними провідниками. Таким чином замість семи провідників заземлення їх стало 47. Таке чергування провідників зменшує ємнісні зв'язок між ними, тим самим скорочуючи взаємні наведення. Ємнісна зв'язок є проблемою при високих швидкостях передачі, тому дане нововведення було необхідно для забезпечення нормальної роботи встановленої специфікацією UDMA4 швидкості передачі 66 МБ / с (мегабайт в секунду). Більш швидкі режими UDMA5 і UDMA6 також вимагають 80-проводового кабелю.

Хоча число провідників подвоїлася, число контактів залишилося колишнім, як і зовнішній вигляд роз'ємів. Внутрішня ж розводка, звичайно, інша. Роз'єми для 80-проводового кабелю повинні приєднувати велику кількість провідників заземлення до невеликого числа контактів заземлення, в той час як в 40-дротовому кабелі провідники приєднуються кожен до свого контакту. У 80-провідниковий дріт роз'єми зазвичай мають різне забарвлення (синій, сірий і чорний), на відміну від 40-дротових, де зазвичай всі роз'єми одного кольору (частіше чорні).

Стандарт ATA завжди встановлював максимальну довжину кабелю рівною 45,7 см (18 дюймів). Це обмеження ускладнює приєднання пристроїв у великих корпусах, або підключення декількох приводів до одного комп'ютера, і майже повністю виключає можливість використання дисків PATA як зовнішніх дисків. Хоча в продажу широко поширені кабелі більшої довжини, слід мати на увазі, що вони не відповідають стандарту. Те ж саме можна сказати і з приводу «круглих» кабелів, які також широко поширені. Стандарт ATA описує тільки плоскі кабелі з конкретними характеристиками повного і ємнісного опорів. Це, звичайно, не означає, що інші кабелі не працюватимуть, але, в будь-якому випадку, до використання нестандартних кабелів слід ставитися з обережністю.

Якщо до одного шлейфу підключені два пристрої, одне з них зазвичай називається провідним (Англ. Master), а інше - веденим (Англ. Slave). Зазвичай ведучий пристрій йде перед веденим в списку дисків, що перераховуються BIOS'ом комп'ютера або операційної системи. У старих BIOS'ах (486 і раніше) диски часто невірно позначалися буквами: «C» для провідного диска і «D» для веденого.

Якщо на шлейфі тільки один привід, він в більшості випадків повинен бути налаштований як ведучий. Деякі диски (зокрема, виробництва Western Digital) мають спеціальну настройку, іменовану single (Тобто «один диск на кабелі»). Втім, в більшості випадків єдиний привід на кабелі може працювати і як ведений (таке часто зустрічається при підключенні CD-ROM'а на окремий канал).

Налаштування, іменована cable select (тобто «вибір, який визначається кабелем», кабельна вибірка), була описана як опциональная в специфікації ATA-1 і стала широко поширена починаючи з ATA-5, оскільки виключає необхідність переставляти перемички на дисках при будь-яких перепідключення. Якщо привід встановлений в режим cable select, він автоматично встановлюється як провідний або ведений в залежності від свого місця розташування на шлейфі. Для забезпечення можливості визначення цього місця розташування шлейф повинен бути з кабельної вибіркою. У такого шлейфу контакт 28 (CSEL) не підключений до одного з роз'ємів (сірого кольору, зазвичай середній). Контролер заземляє цей контакт. Якщо привід бачить, що контакт заземлений (тобто на ньому логічний 0), він встановлюється як провідний, в іншому випадку (високоімпедансное стан) - як ведений.

За часів використання 40-провідниковий дріт широко поширилася практика здійснювати установку cable select шляхом простого перерізання провідника 28 між двома роз'ємами, підключається до дисків. При цьому ведений привід опинявся на кінці кабелю, а ведучий - в середині. Таке розміщення в пізніх версіях специфікації було навіть стандартизовано. Коли на кабелі розміщується тільки один пристрій, таке розміщення призводить до появи непотрібного шматка кабелю на кінці, що небажано - як з міркувань зручності, так і за фізичними параметрами: цей шматок призводить до відбиття сигналу, особливо на високих частотах.

80-провідні кабелі, введені для UDMA4, позбавлені зазначених недоліків. Тепер ведучий пристрій завжди знаходиться в кінці шлейфа, так що, якщо підключено тільки один пристрій, не виходить цього непотрібного шматка кабелю. Кабельна ж вибірка у них «заводська» - зроблена в самому роз'ємі просто шляхом виключення даного контакту. Оскільки для 80-дротових шлейфів в будь-якому випадку були потрібні власні роз'єми, повсюдне впровадження цього не склало великих проблем. Стандарт також вимагає використання роз'ємів різних кольорів, для більш простий ідентифікації їх як виробником, так і збирачем. Синій роз'єм призначений для підключення до контролера, чорний - до ведучого пристрою, сірий - до веденого.

Терміни «ведучий» і «ведений» були запозичені з промислової електроніки (де зазначений принцип широко використовується при взаємодії вузлів і пристроїв), але в даному випадку є некоректними, і тому не використовуються в поточній версії стандарту ATA. Більш правильно називати провідний і ведений диски відповідно device 0 (пристрій 0) і device 1 (пристрій 1). Існує поширений міф, що ведучий диск керує доступом дисків до каналу. Насправді управління доступом дисків і черговістю виконання команд здійснює контролер (яким, в свою чергу, управляє драйвер операційної системи). Тобто фактично обидва пристрої є веденими по відношенню до контролера.

Версії стандарту ATA, швидкість передачі і властивості

У наведеній далі таблиці наведені назви версій стандарту ATA і підтримувані ними режими і швидкість передачі. Слід зазначити, що швидкість передачі, що вказується для кожного стандарту (наприклад, 66,7 МБ / с для UDMA4, так званої зазвичай «Ultra-DMA 66»), вказує максимальну теоретично можливу швидкість в кабелі. Це просто два байта, помножені на фактичну частоту, і передбачає, що кожен цикл використовується для передачі призначених для користувача даних. На практиці швидкість, природно, менше.

Перевантаження на шині, до якої підключений ATA-контролер, також може обмежувати максимальний рівень передачі. Наприклад, максимальна пропускна здатність шини PCI, що працює на частоті 33 МГц і має розрядність 32 біта, становить 133 МБ / с, і ця швидкість ділиться між усіма підключеними до шини пристроями.

Скотт Мюллер. Модернізація і ремонт ПК \u003d Upgrading and Repairing PCs. - 17-е изд. - М.: Вільямс, 2007. - С. 573-623. - ISBN 0-7897-3404-4.
стандарт інші назви Додані режими передачі (МБ / с)

Вас може зацікавити