ATA介面詳解

平常所說的IDE介面，也稱之為ATA介面。ATA的英文拼字為“Advanced Technology Attachment”，含義是“進階技術附加裝置”。ATA介面最早是在1986年由康柏、西部資料等幾家公司共同開發的，在九十年代初開始應用於台式機系統。它使用一個40芯電纜與主板進行串連，最初的設計只能支援兩個硬碟，最大容量也被限制在504 MB之內。

ATA介面從誕生至今，共推出了7個不同的版本，分別是：ATA-1（IDE）、ATA-2（EIDEEnhanced IDE/Fast ATA）、ATA-3（FastATA-2）、ATA-4（ATA33）、ATA-5（ATA66）、ATA-6（ATA100）、ATA-7（ATA 133）。

ATA-1
ATA-1在主板上有一個插口，支援一個主裝置和一個從裝置，每個裝置的最大容量為504MB，支援的PIO-0模式傳輸速率只有3.3MB/s。ATA-1支援PIO模式包括有PIO－0和PIO-1、PIO-2模式，另外還支援四種DMA模式（沒有得到實際應用）。ATA-1介面的硬碟大小為5英寸，而不是現在主流的3.5英寸。

ATA-2
ATA-2是對ATA-1的擴充，習慣上也稱為EIDE（Enhanced IDE）或Fast ATA。它在ATA的基礎上增加了2種PIO和2種DMA模式（PIO-3），不僅將硬碟的最高傳輸率提高到16.6MB/S，還同時引進LBA地址轉換方式，突破了固有的504MB的限制，可以支援最高達8.1GB的硬碟。在支援ATA－2的電腦的BIOS設定中，一般可以見到LBA（Logical Block Address），和CHS（Cylinder，Head，Sector）的設定，同時在EIDE介面的主板一般有兩個EIDE插口，它們也可以分別串連一個主裝置和一個從裝置，這樣一塊主板就可以支援四個EIDE裝置，這兩個EDIE介面一般稱為IDE1和IDE2。

ATA-3
ATA-3沒有引入更高速度的傳輸模式，在傳輸速度上並沒有任何的提升，最高速度仍舊為16.6MB/s。只在電源管理方案方面進行了修改，引入了了簡單的密碼保護的安全方案。但引入了一個劃時代的技術，那就是S.M.A.R.T（Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology，自監測、分析和報告技術）。這項及時會對包括磁頭、碟片、電機、電路等硬碟組件進行監測，通過檢測電路和主機上的監測軟體對被監測對象進行檢測，把其健全狀態和記錄同預設的安全值進行分析、比較，當超出了安全值的範圍，會自動向使用者發出警告，進而對硬碟潛在故障做出有效預測，提高了資料存放區的安全性。

ATA-4
從ATA-4介面標準開始正式支援Ultra DMA資料轉送模式，因此也習慣稱ATA-4為Ultra DMA 33或ATA33。首次在ATA介面中採用了Double Data Rate（雙倍資料轉送）技術，讓介面在一個刻度內傳輸資料兩次，時鐘上升和下降期各有一次資料轉送，這樣資料轉送率一下從16MB/s提升至33MB/s。Ultra DMA 33還引入了一個新技術－冗餘校正計術（CRC），該技術的設計方針是系統與硬碟在進行傳輸的過程中，隨資料發送迴圈的冗餘校正碼，對方在收取的時候也對該校難碼進行檢驗，只有在完全核對正確的情況下才接收並處理得到的資料，這對於高速傳輸資料的安全性有著極有力的保障。

ATA-5
ATA-5也就是“Ultra DMA 66”，也叫ATA66，是建立在Ultra DMA 33硬碟介面的基礎上，同樣採用了UDMA技術。Ultra DMA 66讓主機接收/發送資料速率達到66.6 MB/s，是U-DMA/33的兩倍。保留了上代Ultra DMA 33的核心技術冗餘校正計術（CRC）。在工作頻率提成的同時，電磁幹擾問題開始在ATA介面中，為保障資料轉送的準確性，防止電磁幹擾，Ultra DMA 66介面開始使用40針腳80芯的電纜，40針腳是為了相容以往的ATA插槽，減小成本的增加。80芯中新增的都是地線，與原有的資料線一一對應，這種設計可以降低相鄰訊號線之間的電磁幹擾。

ATA-6
ATA100介面和資料線與ATA66一樣，也是使用40針80芯的資料轉送電纜，並且ATA100介面完全向下相容，支援ATA33、ATA66介面的裝置完全可以繼續在ATA100介面中使用。ATA100規範可以輕鬆應付目前ATA33和ATA66介面所棘手的難題。ATA100可以讓硬碟的外部傳輸率達到100MB/s，它提高了硬碟資料的完整性與資料轉送率，對案頭系統的磁碟子系統效能有較大的提升作用，而CRC技術更有效提高高速傳輸中資料的完整性和可靠性。

ATA-7
ATA-7是ATA介面的最後一個版本，也叫ATA133。只有邁拓公司推出一系列採用ATA133標準的硬碟，這是第一種在介面速度上超過100MB/s的IDE硬碟。邁拓是目前惟一一家推出這種介面標準硬碟的製造商，而其他IDE硬碟廠商則停止了對IDE介面的開發，轉而生產Serial ATA介面標準的硬碟。ATA133介面支援133 MB/s資料轉送速度，在ATA介面發展到ATA100的時候，這種並行介面的電纜屬性、連接器和訊號協議都表現出了很大的技術瓶頸，而在技術上突破這些瓶頸存在相當大的難度。新型的硬碟介面標準的產生也就在所難免。