IDE控制器技术内幕:并行ATA篇

    ATA-2：速度提升与改良

    ANSI委员会的作风严谨，这也令接口进步非常缓慢，硬盘厂商为此大感头痛，后来希捷（Seagate）干脆推出自己的Fast-ATA规格，而西部数据（Western Digital）也拿出所谓的“加强型IDE”（Enhanced IDE），它们其实是一样的东西。1996年，ANSI委员正式将它们标准化并命名为ATA-2，但是不同的硬盘厂商使用不同的名词，官方说法反而少被提起——ATA-2在ATA-1的基础上作了不少改良，具体包括追加了PIO-3/4模式和Multiword-DMA-1/2模式、并支持区块传送模式与LBA硬盘寻址功能，而且ATA-2首次内建了对磁盘驱动器的识别功能，这样主板的BIOS才能够独立检测出硬盘及其参数。

ATA接口的起源与发展（续）

ATA-3：过渡性的ATA-3

    1997年，ANSI正式制定了ATA-3规格（X3.298-1997），但它只是在ATA-2基础上增加了数据可靠性的改良——在Multiword-DMA 2与PIO-4等高速传输模式下，传统40针排线无法有效杜绝信号、容易造成数据传输错误，ATA-3则加入了改善可靠性的功能；同时ATA-3也引入SMART技术（Self-Monitoring Analysis And Reporting Technology，自我检测分析与报告技术）让硬盘自身可进行自我检测、一旦发现错误并立刻报回BIOS。

    ATA-3的传输速率和ATA-2一样、都只有16.6MB/s，多数硬盘厂商对其兴趣缺缺，最终只有像SMART这类的功能得到广泛应用，而完全遵守ATA-3规范的厂商很少。

    ATA/ ATAPI-4：揭开UltraDMA的序幕

    早在ANSI制定出ATA-3规格的前一年（即1996年），著名的硬盘厂商昆腾（Quantum，后为迈拓所收购）与Intel共同制定UltraDMA/33并在1998年获得ANSI通过，它的官方名称则是ATA-4。众所周知，无论ATA-1、ATA-2还是ATA-3，它们都只能在一个时钟周期内传输一次数据，而ATA-4将时钟脉冲的上升沿与下降沿都作为读写选通信号、这样在一个时钟周期内可以传输两次数据——在UltraDMA 2 模式下，ATA-4的最大传输率可达33.3MB/s，因此UltraDMA/33的名称就比冷冰冰的ATA-4更易为大家接受。

    ATA-4的另一个大进步就是可以支持其他存储设备，而原先的ATA只能专用于IDE硬盘上而无法扩展，这样诸如光驱之类的存储设备如何与计算机连接就成问题。为此，ANSI决定将ATAPI规格（NCITS 317）纳入到ATA-4规范体系中，这样ATA-4不仅能够连接硬盘、也能够连接光驱和其它储存设备。除了上述改进，ATA-4还加入了CRC校验功能（Cyclical Redundancy Checking，循环冗余检查）以降低数据传输出错的可能，同时定义了命令队列（Command Queuing）和指令多任务（command overlapping）等额外指令，这一系列改进都令ATA-4获得空前成功，ATA-4也由此成为ATA接口发展成熟的标志！

    ATA/ ATAPI-5：速度提升与80针排线引入

    在ATA-4推出之后，硬盘技术也因为竞争激烈而获得飞速发展，看到ATA-4的瓶颈可能很快便会产生，昆腾与英特尔又在1998年2月联手推出Ultra DMA/ 66规格，但直到2000年Ultra DMA/66被正式认可为ANSI标准、官方名称为ATA-5。ATA-5对时钟信号的边沿特性继续作改进——在ATA-4的DMA传输中，只有当时钟脉冲的上升沿和下降沿各传输一次数据才能构成一个完整的时钟周期，而经ATA-5改进之后，上升沿信号和下降沿信号可以各被识做一个时钟周期，这样ATA-5就获得最高66.6MB/s的理论速率。另外，Ultra DMA 66也使用了CRC循环冗余校验技术，保证了在高速传输过程中数据的完整性；同时它也毫不客气删除了过时的指令并将所有指令都作了修改、以满足未来更高的扩充需求！

    早在制定ATA-4标准时，业界就意识到ATA接口的信号干扰将随着速度提高变得越来越严重，这对ATA的未来发展提出严峻的挑战。而ANSI提出使用80针排线来缓解该问题，这种排线是在原有40针排线基础上加入40针地线、这样可以大大减弱信号间的相互干扰。果然，80针排线在ATA-5规格出现之后得到全面采用并完全取代了传统的40针排线。