HSCSA-Storage认证网课 二章 硬盘基础知识 - 1.0(8)

性，PATA使用Ultra总线，通过“双倍数据比率”或者2个边缘(上升沿和下降沿)时钟机制用来进行DMA传输。 PATA技术是自80年代以来一直被应用在桌上型系统作为主流的内部储存互连技术，由于运用领域十分广泛时间又较长，所以成熟的技术带来的是大规模集成制造的低成本和飞速发展的大容量。 由于长时间没有改变，在数据的传输上来看，这种IDE接口硬盘显得有一些滞后，因为目前主流的PATA硬盘仅能支持ATA/100和ATA/133两种数据传输规范，传输速率最高只能达到 每秒100MB或133MB，这仅可以满足目前一般情况下的大容量硬盘数据传输。另外，这类硬盘所使用的80-pin数据线在机箱内部杂而乱，它会阻碍空气在机箱里的流动，从而影响到系统的散热。

在过去的20年中，PATA成为ATA硬盘接口的主流技术。但随着CPU时钟频率和内存带宽的不断提升，PATA逐渐显现出不足来。一方面，硬盘制造技术的成熟使ATA硬盘的单位价格逐渐降低，另一方面，由于采用并行总线接口，传输数据和信号的总线是复用的，因此传输速率会受到一定的限制。如果要提高传输的速率，那么传输的数据和信号往往会产生干扰，从而导致错误。PATA的技术潜力似乎已经走到尽头，在当今的应用中，PATA现有的传输速率已经逐渐不能满足用户的需求。人们迫切期待一种更可靠、更高效的接口协议来替代PATA，在这种需求的驱使下，串行(Serial) ATA总线接口技术应运而生，直接导致了传统PATA技术的没落。

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ATA的英文全称为“Advanced Technology Attachment”,中文名称“高级技术附加装置”。ATA接口标准最初是在1986年由CDC、康柏和西部数据3家公司共同开发的。ATA接口是从80年代末期开始逐渐取代了其它老式接口，随着它自身的发展，“ATA”也就成了“IDE”的代名词。目前最新的ATA 133标准中硬盘数据传输速率可达到133.7MB/s。要识别硬盘属于哪种ATA接口版本，只需看硬盘正面右上面所印标注。在ATA接口标准的整个发展过程中，到目前为止可以划分为7个不同的版本，也就是从ATA-1（IDE）、ATA-2

（EIDE Enhanced IDE/Fast ATA）、ATA（FastATA-2）、?，一直到现在ATA-7（ATA133）。

（1）第一代的ATA标准称之为“ATA-1”。ATA-1只支持PIO－0和PIO-1、PIO-2模式，其数据传输速度只有可怜的3.3MB/s，使用40芯电缆，硬盘大小也为5英寸（而不是现在普遍的3.5英寸），容量为40MB（根据其技术标准，其硬盘容量限制在504MB之内）。

（2）ATA－2：也就是我们常说的EIDE（Enhanced IDE）或Fast ATA，它在ATA的基础上增加了2种PIO和2种DMA模式（PIO-3），不仅将硬盘的最高传输率提高到16.6MB/s，还同时引进LBA地址转换方式，突破了固有的504MB的限制，可以支持最高达8.4GB的硬盘。在支持ATA－2的电脑的BIOS设置中，一般可以见到LBA和CHS（Cylinder，Head，Sector）的设置，同时在EIDE接口的主板一般有两个EIDE插口，它们也可以分别连接一个主设备和一个从设备，这样一块主板就可以支持四个EIDE设备，这两个EDIE接口一般称为IDE1和IDE2。

（3）ATA-3：ATA-3并没有提高IDE接口的工作速度，最高传输速度仍为16.6MB/s（支持PIO-3），但引入了密码保护机制，对电源管理方案进行了修改，引入了S.M.A.R.T（ Self- Monitoring Analysis ＆ Reporting Technology ，硬盘自监测、自分析和报告技术），这是一个划时代的重大改进。这一技术也在许多主板的BIOS中有所体现。

（4）ATA-4：这就是现在市面上仍比较常见的Ultra ATA/33，自这一版本开始，硬盘开始支持DMA（Direct Memory Access，直接内存存取）技术，所以又称之为“Ultra DMA/33”。DMA是I/O设备与主存储器之间由硬件组成的直接数据通道，用于高速I/O设备与主存储器之间的成组数据传送。硬盘控制器采用总线主控方式进行数据传输，它将PIO下的最大数据传输率提高了一倍，达到33MB/s，称之为PIO-4。微软的Windows98系统正式支持这一接口技术，不过有一些太老的主板可能不支持这一接口，所以并不一定安装了Windows 98以后的系统都支持DMA技术。注意Windows95则不支持这一技术。

（5）ATA-5：这一版本就是市面上标注为“Ultra ATA/66”的硬盘。因为同样采用了DMA技术，所以通常在市面上又可看到名为“Ultra DMA66”的标注，

其实都是一个意思。Ultra ATA/66不仅将接口通道的数据交换速度提高了一倍，同时也继承了上一代Ultra ATA/33的核心技术－校验冗余计术（CRC），该技术的设计方针是系统与硬盘在进行传输的过程中，随数据发送循环的冗余校验码，对方在收取的时候也对该校难码进行检验，只有在完全核对正确的情况下才接收并处理得到的数据，这对于高速传输数据的安全性有着极有力的保障。除此之外，ULTRA DMA66还有一个核心的技术就是将普通的40芯排线改成80芯排线（自这以后的所有并行ATA标准都采用这一芯线标准），但该线仍然使用40针的接口，但传输线却增加了一倍。不过要注意，Windows98并不支持Ultra ATA/66这一新技术，所以当你在使用这种新型硬盘时，除使用DMA66专用数据线连接硬盘与主板外，还必须正确安装主板驱动程序，才能够识别出你的Ultra ATA/66硬盘，否则只能当作Ultra ATA/33硬盘来用，有点大材小用了。 （6）ATA-6：这就是市面上标注为Ultra ATA/100的硬盘接口标准，也是目前较新的一种硬盘接口标准。这一新标准主要是提高了硬盘数据的传输速率，从原来ATA-5标准中的66MB/s提高到新的100MB/s。

（7）ATA-7：这就是ATA系列中的最新版本Ultra ATA/133了，它的传输速率达到了133MB/s。但目前这一最新标准只有ATA 133标准的提出者迈拓公司（Maxtor）一家支持，并没有得到广大厂商的支持，因为有一种新的硬盘接口标准——Serial ATA。它一改ATA标准长达十几年以来的并行数据传输方式，采用串行方式。主要原因是并行接口的电缆属性、连接器和信号协议都已经到达一个顶点，在技术和设计上都有许多问题。随着工作频率的提高，原来在低频率下的ATA接口标准越来越受到交叉干扰、地线增多、信号混乱等因素的制约，特别是在新的Ultra ATA/133标准中。而新的Serial ATA标准不仅可以全面解决以上问题，而且其数据传输速率有相当大的发展空间，目前其最低的Serial ATA 1.0标准中数据传输速率就可达到150MB/S，高于ATA 133标准中的133MB/s。据规划其后续版本数据传输速率可按150MB/s的倍数递增，这样就为彻底解决硬盘接口这一最终瓶颈打下了坚实的理论基础。综合所有ATA标准的接口类型（其实就是IDE接口类型）硬盘可以看出它具有以下主要特点：ATA接口具有：价格低廉、兼容性非常好、性价比高等优点。但同时ATA接口也具有：数据传输速度慢、只能内置使用、对接口电缆的长度有很严格的限制等缺点。

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ATA接口的特点：

使用广泛，兼容性好所以价格低廉但只能内置使用，对接口电缆的长度有严格的限制，数据的传输率也比较低。