Obecnie rozróŜniamy następujące interfejsy:
•E-IDE (ATA)
•SCSI
•Serial ATA (SATA)
Interfejs IDE wprowadzono w połowie lat osiemdziesiątych, po
raz pierwszy w komputerach IBM PC AT (ang, Advanced
Technology). Standard ten (któremu nadano równieŜ nazwę
ATA - AT Attachment) wyposaŜono w 16-bitową szynę danych,
z myślą o współpracy z magistralą ISA.
Dyski z interfejsem IDE posiadają zintegrowaną z
mechanizmem elektronikę: układy zapisu i odczytu danych oraz
układy sterowania (stąd nazwa interfejsu IDE - IntegratedDrive
Electronics). Dyski IDE/ATA pierwotnie mogły osiągnąć
maksymalną pojemność równą 504 MB. Ograniczał tę wartość
BIOS starszych komputerów IBM PC. Ze względu na niską
przepustowość magistrali ISA, szybkość transmisji danych nie
mogła być większa niŜ 8,33 MB/s. Interfejs pozwalał dołączyć
do systemu dwa dyski twarde.
Współczesne dyski (tak jak wszelkie urządzenia peryferyjne)
mogą współpracować z pamięcią operacyjną komputera (czyli
wykonywać operacje wejścia/wyjścia) na dwa sposoby:
•pod nadzorem procesora (sygnały sterujące i adresy,
niezbędne do przesłania informacji do/z pamięci operacyjnej
generowane są przez procesor - ten sposób operacji zwany jest
trybem PIO - ang. Programmed Input/Output); w trakcie tej
czynności procesor nie moŜe wykonywać Ŝadnych innych
operacji - fakt ten spowalnia pracę komputera,
•bezpośredni dostęp do pamięci (ang. Direct Memory Access - DMA)
podczas którego wymiana informacji pomiędzy pamięcią operacyjną a
urządzeniem peryferyjnym zachodzi bez udziału procesora (który w tym
czasie moŜe wykonywać inne operacje); sterowanie operacją
wejścia/wyjścia realizowane jest przez specjalny układ zwany
kontrolerem DMA.
•Dla dysków z interfejsem IDE opracowano wiele protokołów wymiany
informacji z pamięcią operacyjną; są to protokoły PIO oraz protokoły
DMA (tzw. jednosłowowy bezpośredni dostęp do pamięci - ang. single
word DMA i wielosłowowy, szybszy - ang. multiword DMA). Nazwy tych
protokołów (trybów pracy) oraz odpowiadające im szybkości transmisji
danych pokazano w poniŜszej tabeli.
Maksymalną pojemność 504 MB, jaką mogły osiągnąć pierwotnie dyski
IDE, narzucił pierwszy scalony kontroler dysku twardego (firmy Western
Digital z roku 1984) WD1003 i bazujący na nim BIOS w komputerach
IBM PC-AT. BIOS płyty głównej komputera AT wyposaŜony w procedury
obsługujące ten sterownik wprowadził metodę adresowania dysku
twardego, zwaną CHS - "Cylinder, Head, Sector". Metoda ta pozwalała
obsługiwać dyski posiadające maksymalnie: 1024 cylindry, 16 głowic i 63
sektory (po 512 bajtów kaŜdy). Dla pokonania granicy 504 MB
współczesne standardy wykorzystują metodę adresowania LBA (ang.
Logical Block Address), która dokonuje translacji adresów rzeczywistych
na adresy logiczne (zamienia rzeczywisty numer cylindra, głowicy i
sektora na logiczny odpowiednik); odpada więc skomplikowana
adresacja za pomocą metody CHS.
Wraz z opracowaniem nowych protokołów transmisji i nowych
metod adresacji danych, przechowywanych na dysku,
stworzone zostały nowe standardy (wg zasady, iŜ kaŜdy nowy
standard jest kompatybilny ze swoimi poprzednikami): ATA-2,
ATA-3, ATAPI, Ultra ATA(/66, /100, /133), E-IDE.
Współczesne płyty główne wyposaŜane są w dwa kanały E-IDE
(w dwa 40-stykowe złącza), do których moŜna podłączyć po
dwa urządzenia, które pracują w systemie Master i Slave.
Rysunek ilustruje sposób połączenia dwóch dysków twardych
do jednego ze złącz płyty głównej. Blok zworek, umieszczonych
na kaŜdym dysku, pozwala skonfigurować te urządzenia. Jeśli
do sterownika będzie dołączony jeden dysk twardy, wtedy
naleŜy zewrzeć zworki MASTER. Jeśli natomiast w kanale będą
pracować dwa dyski twarde, wtedy na pierwszym naleŜy
zewrzeć zworki MASTER oraz SLAYE PRESENT, na drugim
zaś nie zwierać Ŝadnej z tych zworek. Dysk wyposaŜony jest
ponadto w 4-stykowe (czasami w 3-stykowe) złącze zasilania
(ang. 4-Pin DC Power).
Standard Ultra ATA/66 zapewnia szybkości przesyłania danych
(do 66,6 MB/s), dzięki podwojeniu częstotliwości impulsów
Strobe. Tak duŜa szybkość transmisji (podobnie jak w
przypadku Ultra ATA/100), wymaga zastosowania specjalnego
80-Ŝyłowego kabla (łączącego dysk z systemem), w którym linie
sygnałowe oddzielone są od siebie liniami masy (40 linii
standardowego interfejsu i 40 linii uziemienia). Warto
zaznaczyć, iŜ dysk Ultra ATA/66/100 sprawdza czy kabel
łączący go z systemem jest 80-Ŝyłowy. Jeśli okaŜe się, Ŝe jest
to zwykły 40-Ŝyłowy kabel, dysk realizuje transmisję wg
starszego standardu.