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HDDFAQ
von Holger Ehlers |
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Abkürzung für "Advanced Technology Attachments" • Die Advanced
Technology Attachments sind amerikanische Industriestandards. Sie beschreiben das
Signalverhalten und das Protokoll für das IDE-Bussystem.
Der Datentransfer zwischen Peripherie und Hauptspeicher
kann entweder von der CPU oder mit dem sogenannten Bus
Mastering ausgeführt werden. Bus Mastering ist das effektivere Verfahren, weil
durch direkten Speicherzugriff (Direct Memory Access: DMA)
die CPU entlastet wird.
Für den Datentransfer gibt es zwei Protokolltypen:
- Einerseits gibt es die Programmed Input/Output-Modi
(PIO Mode 0 bis 4), die im höchsten PIO Mode zwar eine maximale Datentransferrate von
16,6 MByte pro Sekunde ermöglichen, jedoch die CPU-Belastung außerordentlich erhöhen.
- Wesentlich effektiver arbeiten dagegen die neueren DMA-Modi. Ultra-DMA 2 erlaubt beispielsweise eine
Übertragungsrate bis zu 33 MByte pro Sekunde.
Aufgrund der historischen Entwicklung werden mehrere ATA-Versionen unterschieden:
- 1981 beherrschte ATA(-1 ) die gleichzeitige Ansteuerung von bis zu zwei Festplatten mit
einer maximalen Übertragungsrate von 4 MByte/s. ATA-1 machte keinen Unterschied zwischen
Daten- und Steuerleitungen und arbeitete asynchron ein Kommando nach dem anderen ab.
- Über 13 Jahre zogen ins Land, bis der ATA-1-Standard von ATA-2 abgelöst wurde. Eines
der Hauptmerkmale von ATA-2 war der sogenannte Synchronous Transfer: Daten- und
Steuersignale konnten damit synchron übertragen werden, die Leistungsfähigkeit der
Schnittstelle kletterte durch die Einführung von neuen Übertragungsmodi wie PIO Mode 4
und DMA Mode 2 auf bis zu 16,6 MByte/s.
Bei PIO und DMA handelt es sich übrigens um sogenannte Busmaster-Modi,
die speziell vom Betriebssystem (und BIOS) unterstützt werden müssen, will man in den Genuß
des höheren Datendurchsatzes kommen.
- Bereits zwei Jahre (1996) nach der Einführung von ATA-2 wurde der ATA-3-Standard
vorgestellt, der um die Sicherheitsfunktionen S.M.A.R.T. und den sogenannten Secure Mode
um zwei Funktionen zur Vorbeugung und Sicherung gegen Plattenausfälle erweitert wurde -
die Performance und Übertragungsmodi von ATA 3 entsprechen denen von ATA-2.
- Die Einführung von ATA 4 1997 verbessertet deutlich das Handling für Steuersignale.
ATA-4 erkennt auch Nicht-Festplatten wie CD-ROM-Laufwerke oder -Brenner bereits beim
Booten ohne speziellen Treiber. Mit der Einführung eines neuen Busmaster-Modus namens Ultra-DMA 2 erhöht
sich die maximale Datentransferrate von 16,6 MByte/s auf 33,3 MByte/s. ATA-4 unterstützt
abwärtskompatibel auch die alten Modi PIO und DMA.
- 1999 wurde der ATA-5 Modus eingeführt. Das Protokoll wurde um den Ultra-DMA-4-Modus
erweitert, der eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 66,6 MByte/s erlaubt - damit
steht ATA-5 deutlich über Ultra- und sogar Ultra-Wide-SCSI,
die maximale Übertragungsraten von 20 respektive 40 MByte/s bieten. Um auch das bessere
Signalhandling von SCSI zu kompensieren, wird im ATA-5-Standard durch den Einsatz eines
neuen Kabels von einer höheren Zuverlässigkeit (Data Reliability) gesprochen. Zwar
basiert das Kabel immer noch auf 40 Leitungen, allerdings befinden sich 40 zusätzliche
Leitungen mit Masseanschluß zwischen diesen Adern. Diese Methode wurde gewählt, um
elektromagnetische Interferenzen (EMI), die zu Übertragungsfehlern führen können,
möglichst auszuschließen. Alle reinen ATA-5-Geräte sollten über ein solches spezielles
Kabel betrieben werden.
Abkürzung für "Enhanced Integrated Drive Electronics" • E-IDE ist eine
den IDE-Standard erweiternde, abwärtskompatible Schnittstelle für Massenspeicher (Festplatte, CD, DVD,...), die z.B. 1999 Datentransferraten von 33 bis 66
MB/s erlaubt(e).
Mehr als 80 Prozent aller verkauften PC-Systeme wurden 1999 mit E-IDE-Festplatten
ausgeliefert. Obwohl SCSI-Systeme technologisch gesehen
der E-IDE-Konkurrenz überlegen sind, hat der E-IDE-Standard im Home- und Office-Bereich
immer noch die Nase vorn. Die Gründe dafür liegen auf der Hand:
- E-IDE-Festplatten benötigen keine kostspieligen Controller-Karten,
da alle modernen Mainboards mit einer Onboard-Schnittstelle ausgestattet sind.
- In den meisten PCs sind nur eine Festplatte und ein CD-ROM-Laufwerk eingebaut, und
dafür reicht das einfache E-IDE-Übertragungsprotokoll in der Regel vollkommen aus.
Der größte Nachteil von IDE bzw. E-IDE ist die Begrenzung der Anzahl an
Peripheriegeräten auf maximal zwei pro Kanal - beim Aufrüsten des PCs mit zusätzlichen
IDE-Komponenten wird diese Grenze schnell erreicht. Dennoch präsentiert sich E-IDE
mittlerweile als eine modere Schnittstelle. Letzter Stand der Technik ist Ultra-DMA. Alle Festplatten-Hersteller sowie
die die Hersteller von Chipsätzen wie INTEL,
VIA, SiS und Promise bieten hierfür 1999 entsprechende Produkte an.
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