7.4 Интерфейсы внешней памяти

Развитие интерфейсов НЖМД шло двумя путями. Одно решение заключалось в создании в самом накопителе отдельного «интеллектуального» контроллера, который брал бы на себя значительную часть работы по взаимодействию с НЖМД. Результатом этого подхода явился интерфейс SCSI (Small Computer System Interface),быстро завоевавший популярность для серверов.

Более дешевое решение состояло в том, чтобы переложить значительную часть операций по управлению вводом-выводом на ЦП. У этого решения есть вполне очевидный недостаток: снижение мощности ВС, особенно заметное при многозадачной работе. Результатом такого подхода явился интерфейс IDE/АТА (Integrated Drive Electronics/AT Attachment for Disk Drives).

Интерфейс IDE (ATA)

В выпущенном в 80-х годах компьютере PC АТ накопитель на жестком диске был подсоединен к 16-бит шине ISA и управлялся отдельным собственным контроллером. Но затем было предложено управ­ляющую электронику встроить в сам накопитель. Стандарт на такой интерфейс получил название АТА; он

обеспечил возможность модер­низации ПК путем простой замены или добавления жестких дисков. Позднее появилось обозначение этого же интерфейса IDE.

Спецификация АТА определила, что к одному каналу можно подключать два устройства – ведущее и ведомое и установила режимы программного обмена данными PIO и прямого доступа в память DМА.

Режим программного ввода-вывода PIO предусматривает участие ЦП в обмене данными между диском и ОП. В режиме прямого доступа в память DМА устройство напрямую общается с системной памятью, перехватывая управление шиной.

Интерфейс АТА разрабатывался исключительно для подключения жестких дисков. Между тем появились новые компо­ненты: дисководы, например, СD-ROM, магнитооптика, стримеры и т.д., кроме того, скорость считывания жестких дисков быстро увеличивалась, и режимы, предусмотренные АТА, не удовлетворяли возрастающим требованиям. Все это вызвало появление нового интерфейса АТА-2.

Стандарт АТА-2 установил более быстрые протоколы PIO и DMA, определил новый режим обмена данными при передаче блоками, а также новую адресацию дискового пространства LBA (Logical Block Addressing). Затем в очередном стандарте АТА-3 был определен новый элемент, так назы­ваемая технология SМАRТ. Существенным шагом вперед стало появле­ние протокола АТАРI (АТА Packet Interface – пакетный интерфейс АТА). Он обеспечил возможность подключения к IDE компонентов, отлич­ных от жестких дисков. Различные фирмы производители ЖМД стали использовать собственные названия этих интерфейсов.

Обобщенно возможности разновидностей интерфейса IDE/ATA представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Основные возможности разновидностей интерфейса IDE/ATA

Параметры	ATA	ATA-2	ATA-3	ATA/ ATAPI-4	ATA/ ATAPI-5	ATA/ ATAPI-6
Режим работы	PIO 1	PIO 4 DMA 2	PIO 4 DMA 2	PIO 4 DMA 2 UDMA 2	PIO 4 DMA 2 UDMA 4	PIO 4 DMA 2 UDMA 5
Пропускная способность, Мбайт/c	4	16	16	33	66	100
Число подключаемых устройств	2	2	2	2 на канал	2 на канал	2 на канал
Число проводников шлейфа	40	40	40	40	80	80
Контроль четности	Нет	Нет	Нет	Есть	Есть	Есть

Возможности дальнейшего совершенствования параллельного интер­фейса IDE, несмотря на появление жестких дисков UltraAТА-133 практически исчерпаны.