Ultra ATA/66

Ultra ATA/66 – один из стандартов передачи данных по интерфейсу IDE и, как и сам интерфейс, является недорогим способом подключения жестких дисков, допуская при этом высокую скорость передачи данных. Как и его предшественник Ultra ATA/33, был предложен Quantum и принят большинством производителей дисков и наборов системной логики. Также известен под именами Ultra DMA/66. По сранению с Ultra ATA/33, Ultra ATA/66 удваивает предельное значение для скорости передачи данных между кэш-буфером жесткого диска и системной шиной - до 66.6 MB/s, против 33.3 MB/s у Ultra DMA/33. Несмотря на то, что ограничения на быстродействие дисков накладываются прежде всего их механическими характеристиками и технологией изготовления компонентов, задача разработчиков электроники и протоколов передачи данных состоит в том, чтобы не допускать сближения пиковых значений внутренней скорости передачи данных между рабочими поверхностями через головки во внутренний кэш дисков с ограничениями кремния. Благодаря удвоенному "запасу прочности" Ultra ATA/66 гарантирует, в еще большей степени чем Ultra ATA/33, что электроника дисков и материнских плат не окажется узким местом при передаче данных, и в особенности, при операциях последовательного чтения и записи. Кроме этого Ultra ATA/66 обеспечивает целостность данных, что имеет важное значение для интерфейса EIDE, недостатком которого является слабая помехозащищенность. Для этого вводится добавочное экранирование, с использованием 40-контактного 80-жильного кабеля и проверка ошибок по циклически избыточному коду CRC (Cyclic Redundancy Check). Дополнительные к обычным 40 линиям сигнала и земли еще 40 линий заземления уменьшают наводки и повышают качество сигнала. Разъем является совместимым по контактам с существующей 40-контактной распайкой, что минимизирует дополнительные расходы на кабель нового типа.

Предшествующий Ultra ATA/66 протокол передачи данных Ultra ATA/33 гарантирует потоки данных с максимальной пиковой скоростью 33.3 MB/s. В свою очередь, до появления Ultra ATA/33 его роль играли стандарты передачи данных с участием центрального процессора PIO Mode 4 и пакетных посылок с непосредственным доступом к системной памяти DMA Mode 2 с предельной скоростью 16.6 MB/s. Ultra ATA/66 вдвое превышает возможности Ultra ATA/33 и вчетверо - PIO Mode 4/DMA Mode 2. Развитие возможностей интерфейса происходит на сигнальном уровне, путем изменения спецификации следования данных синхронизирующим импульсам. С изменением механических параметров современных жестких дисков, скоростей их вращения, совершенствованием подвесок головок, изменением их типа, материала, и технологии нанесения магнитного слоя на рабочие поверхности дисков, внутренняя скорость передачи данных заметно возросла, и будет расти дальше, все больше приближаясь к пределам, задаваемым интерфейсом диска с системной шиной. Ultra ATA/66 приводит в разумное соответствие эффективную скорость передачи по системной шине с внутренней скоростью дисков. Новый протокол позволяет гарантировать большую пропускную способность шины, что особенно актуально для режимов непрерывной последовательной передачи данных, характерных для аудио/видеоприложений.

Скорость передачи данных в системную шину и из нее должна превышать внутреннюю скорость работы с поверхностью, в противном случае производительность падает - необходимы дополнительные обороты привода для опустошения буфера при считывании с поверхности и наполнения его при записи. Бороться с этим можно, увеличивая размер кэш-буфера диска или повышая эффективность его обменов с системной шиной. Первый способ связан с использованием дорогостоящей памяти и противоречит самому назначению IDE-дисков, производители как раз-таки всячески минимизируют размер кэша.

Продолжающееся увеличение емкости дисков и скоростей их вращения, внутренние их скорости также продолжают расти. Передача больших по размеру файлов, особенно записанных последовательно на диск, особенно чувствительна к возможностям интерфейса. При последовательном чтении диск, благодаря высокой внутренней скорости, может наполнять буфер быстрее, чем система считывает из него данные. Производительность дисковой подсистемы чаще всего падает из-за таких узких мест. Ultra ATA/66 - средство усовершенствования интерфейса, актуальное именно сейчас в силу изменения структуры потоков передаваемой информации в сторону мультимедийных данных.

Стандартная передача данных по ATA-шине в спецификации DMA Mode 2 (16.6 MB/s) состояла из посылок данных, синхронизируемых импульсами, но только по переднему фронту строб-сигнала. Основная идея расширения Ultra ATA/33 состояла в использовании и переднего и заднего фронтов сигнала для синхронной передачи данных, достигая удвоенной скорости передачи данных без увеличения частоты импульсов. Имея жесткий диск в качестве генератора и импульсов и данных в процессе чтения, спецификация Ultra ATA/33 исключала задержки прямого и обратного прохождения данных, что позволило улучшить временную диаграмму передачи. Ultra ATA/66 использует ту же частоту следования строб-импульсов, но опять удваивает пиковое значение возможной скорости передачи, на этот раз за счет уменьшения времен вхождения в режим передачи. Тактирование данных происходит вдвое быстрее. Однако, при этом для обеспечения целостности данных требуется новый 80-жильный кабель. Стандартный 40-контактный 40-жильный кабель не справляется с обработкой временных циклов при скоростях передачи порядка 66 MB/s. 80-жильный кабель будет использоваться с тем же 40-контактным разъемом, но сигнальные линии в нем будут разделены линиями земли, играющими роль экрана. Никакие новые сигналы генерироваться и передаваться не будут.

В Ultra ATA/33 впервые была применена проверка ошибок по циклически избыточному коду CRC, новая для интерфейса IDE опция, предназначенная для верификации данных. Ultra ATA/66 использует ту же процедуру: CRC рассчитывается в момент передачи хост-системой и жестким диском и информация размещается в соответствующих CRC-регистрах. После каждого пакета данных хост-система посылает содержимое CRC-регистра жесткому диску, который сравнивает полученное значение со своим. При этом, в случае расхождения, переданные данные запрашиваются еще раз.

Заключение

Спор "Что лучше: IDE или SCSI" входит в число самых распространенных во многих телеконференциях. Однако этот вопрос, как и знаменитое "Windows NT or OS/2 or Unix" является неразрешимым.

Чтобы не складывалось впечатление, что IDE это очень плохо отмечу и положительные качества IDE интерфейса:

1. Цена.

2. Не всем нужно подключать 4 HDD и 3 CD. Часто двух каналов IDE более чем достаточно, а всякие там сканеры идут со своими карточками

3. В корпусе minitower сложно использовать шлейф, длиннее 80см)

4. IDE HD установить гораздо проще, там всего один jumper, а не 4-16 как на SCSI)

5. IDE контроллер уже есть у большинства материнских плат