IDE控制器技术内幕:并行ATA篇
ATA接口的起源与发展
对硬盘来说，采用何种接口对其各项特性都有极大的影响，接口技术的每一次进步总是映射着硬盘的技术革新，它的历史同时也是现代硬盘的发展史。鉴于接口的重要地位，它也就顺理成章成为硬盘的分类基准，我们通常所说的IDE硬盘和SCSI硬盘便是根据接口进行分类的。而其中与我们最密切相关的就是IDE硬盘，99％以上的PC机都是用它——尽管大家对“IDE”这个称呼熟悉不过，可它的具体概念许多人都觉得很模糊，只是笼统知道它是表示这类硬盘用的是并行传输接口……这种约定俗成的说法其实并不严格，IDE为英文“Integrated Drive Electronics”缩写、原意是指盘体与控制器集成在一起的硬盘驱动器，而所谓的“IDE接口”的官方名称应该为“ATA接口”（AEA，Advanced Technology Attachment简写）才对！
从1994年至今，ATA接口已经发展了整整七代，现在正处于传统并行ATA与串行ATA的过渡期。那么，ATA接口是如何实现的？这七代ATA接口又如何发展进化、各自有哪些特点、现在为何要被串行ATA所取代？硬盘控制器、控制器、控制卡之间的关系又如何……我们有太多太多的疑问需要解答，如果你需要了解关于硬盘接口的一切，本文应该可以给你一个满意的答案！
ATA接口的起源与发展
早期硬盘和我们现在看到的硬盘其实有很大的区别，当时硬盘与控制器是分离的、它必须直接安装在控制卡上并插入ISA插槽中才能够使用。但是这种设计需要许多连接电缆，安装繁琐不说、数据可靠性也很差，而且硬盘与控制器／卡屡屡出现不兼容现象，后来硬盘厂商将控制器直接做在电路板、集成于硬盘的底部，而接口卡仍需要安装在ISA插槽中——这种硬盘也就是所谓的“IDE硬盘” （集成磁盘电子接口，Integrated Drive Electronics）。但是IDE这个名词并非正式称呼，因为它不包含任何实体规格，只是被人们笼统认为是目前所有ATA规格的通称、与SCSI规格对立，而“IDE接口”也就代表了目前所有的ATA接口。
图1：现代IDE硬盘：硬盘控制器与盘体集成在一起，可靠性得到有效提高。
上个世纪80年代中期，Imprimis公司推出Wren系列5.25英寸硬盘（当时Compaq PC机所使用的硬盘）专用的“PC AT”接口，后来的3.5英寸硬盘也采用这项规格。由于“PC AT”这个名称很容易同IBM PC／AT机混淆，人们就为它选择了另外的名字：“Advanced Technology Attachment（高级技术附件规格）”，简称ATA——但它并不是我们所说的“第一代ATA”。这项规格只生存了短短数个月，因为它令不同厂商的硬盘出现严重的不兼容问题，尤其在主从盘安装的时候更为严重。
ATA-1：并行ATA家族的始祖
在“PC AT”发展的同时，部份硬盘厂商合作成立CAM（通用存取接口，Common Access Method）委员会、来推进硬盘接口的标准化工作。起初它们打SCSI接口的主意，但最终CAM委员选择Imprimis的“PC AT”接口作为第一代ATA规格的基础——经过无数次修订后，ANSI（美国国家标准协会，American National Standards Institute）终于在1994年宣布它为正式规格（X3.221），这便是ATA-1标准。ATA-1是所有IDE规格的始祖，它解决了“PC AT”一个通道连接两个硬盘（主/从盘）的兼容性问题并一直沿用至今。ATA-1支持PIO-0/1/2模式（PIO， Programmed I/O，程序化输入输出）、DMA-0/1/2模式（DMA，Direct Memory Access，直接内存存取）和Multiword-DMA-0模式——关于这些模式我们会在后面作具体的介绍。当然，作为第一代标准化接口，ATA-1不可能尽善尽美，它不支持LBA（逻辑区块寻址，logical block addressing）模式、硬盘容量被限制在528MB以内，也不支持可大幅提升性能的区块传送模式（block mode），而且ATA-1只能用于硬盘无法用于连接光驱——可连接光驱的ATAPI规格直到ATA-4之后才得以加入。 | 
