IDE控制器技术内幕:并行ATA篇

    ATA/ ATAPI-6：100MB/s与突破137GB限制

    ATA-6也就是我们所说的ATA/100、UltraDMA/100，是当前最为普遍的ATA规格，它在2001年才通过ANSI认证。ATA-6增加了UltraDMA 5传输模式、速率提高到100MB/s的高水平，同时LBA模式的寻址能力也由原来的28位扩充到48位，这样就突破了硬盘最大可用容量只能低于137GB的限制！ATA-6加入噪音管理（Acoustic Management）功能，用户可以通过专门的软件来控制硬盘存取速度、以此来降低运转中的噪音，不过这项功能基本上是多余的，虽有一些硬盘厂商这么做但根本不被用户接受，最终也不了了之。

    ATA技术发展到100MB/s，可以说接近它的极限，毕竟随着频率提升、信号干扰已经相当严重，数据传输出错的事情屡屡发生，可以说传统的并行ATA技术发展到尽头。看到这一点，希捷与英特尔联手进行串行ATA（Serial ATA，简称S-ATA）的开发，而迈拓则走上继续改良的道路，它拿出的就是得不到广泛认可的UltraDMA/133。

    UltraDMA/133：迈拓自己的“ATA-7”

    UltraDMA/133是第七代硬盘接口标准，也是ATA发展的最后一代——之所没称它为ATA-7是因为它并没有通过ANSI的标准认证、不过是迈拓自己的标准罢了，而UltraDMA/133也是它的正式名称而非俗称，这一点同以前的标准有所区别。

    UltraDMA/133增加了UltraDMA 6模式的支持、理论速度提高到133MB/s，它仍然使用80针排线，由于现在IDE硬盘的内部传输率还没突破80MB/s，133MB/s的传输速率基本派不上用场，而且UltraDMA/133的干扰现象非常严重，其实际效果同UltraDMA/100没什么差异，也正因为此，UltraDMA/133得不到其他硬盘厂商的响应、也就无法被ANSI接纳为正式标准。

ATA的信号定义与特点

遍观ATA的历史，我们会发现它只使用过40针排线和80针排线：前者用于ATA-4及之前，后者用于ATA-5之后、它也是我们大家都在用的硬盘线。那么，40针线和80针线具体有何区别，它们的针脚又是如何定义的呢？

    ATA排线的针脚定义

    不管是40针排线还是80针排线，它们的连接头及接口部分都只有40针，而每一针脚对应的信号定义也完全没什么两样，这样80针排线可以向下兼容ATA-4及以前的规格。

    ATA连接头用共有40根连接针脚，每一个针脚都对应一根信号线。这样40针排线的结构很简单：除可几根专用的信号控制线外剩下的都是数据传输线，信号控制线负责ATA模式侦测、主从盘识别等等控制功能，而数据传输线则用于数据传送；排线的线路排列与连接头针脚按顺序一一对应。而80针排线就不是如此，尽管接口针角的信号定义没有改变，但内部信号线的排列顺序却有了巨大变化，其中偶数线全部为新增加的地线，而奇数线则完全延续原有的40针排线——40根地线与40根排线彼此交错排列，有效减弱了内部信号线的串扰及外来电磁干扰等现象、令数据传输得更稳定！需要提到的是，80针排线的第39线被定义为Key-pin（也被称为IIRC，与连接头的20针相连），主板上的硬盘控制器就是根据这个信号来识别硬盘是否支持66.6MB/s的Ultra DMA 4模式。

    符合ATA-5以后规范的80针排线拥有蓝色、黑色和灰色3个联结头，其中蓝色接头必须与主板IDE接口连接，黑色接头则连接主硬盘，灰色连接连接从盘。这个顺序不能任意颠倒，它与排线中的信号定义有关——按照规范，排线连接头的第34针脚（PDIAG－ground）必须与主板IDE接口相连但不能同硬盘相连，它对应的是线缆中的第67条线——有些排线的第67线位置上有一个孔洞，作用就是将该信号断开，有些尽管没有这个孔洞，但在内部也已经被切断。此外，排线接头的第28针脚信号（CSEL）负责主硬盘识别，它只通过第线缆内的第55条线连接到主硬盘接口而没有连接到从盘上，因此这些接口的顺序是不可改变的。