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IDE的不同解释

IDE的不同解释

IDE有多种含义

  解释一:

  集成设备电路,Integrated Device Electronics,一般会作为ATA硬件的接口,它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度,数据传输的可靠性得到了增强,硬盘制造起来变得更容易,因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言,硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展,性能也不断的提高,其拥有的价格低廉、兼容性强的特点,为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。

  解释二:

  集成开发环境,Integrated Development Environment,可以辅助开发程式的应用软件(详细见百度百科之集成开发环境)

  IDE ATA/ATAPI控制器

  PIO的英文拼写是“Programming Input/Output Model”,PIO模式是一种通过CPU执行I/O端口指令来进行数据的读写的数据交换模式。是最早先的硬盘数据传输模式,数据传输速率低下,CPU占有率也很高,大量传输数据时会因为占用过多的CPU资源而导致系统停顿,无法进行其它的操作。PIO数据传输模式又分为PIO mode 0、PIO mode 1、PIO mode 2、PIO mode 3、PIO mode 4几种模式,数据传输速率从3.3MB/s到16.6MB/s不等。受限于传输速率低下和极高的CPU占有率,这种数据传输模式很快就被淘汰。

  IDE架构剖析与发展趋势

  Enhanced IDE接口历史(一)

  1. AT ATTACHMENT (ATA):ATA接口是个人电脑上最具有实力的存储接口,ATA接口早先被广泛应用于IBM及其兼容机,它被定义为标准的硬盘接口。

  2. ATA-1:ATA硬盘接口的第一代标准ANSI X3.279-1994,也就是早期的IDE接口。

  3. ATA-2:ATA硬盘接口的第二代标准ANSI X3.279-1995,就是大家所知道的Fast ATA或者称之为Enhanced IDE(EIDE)接口。

  4. Apple-ATA:Apple上使用的ATA接口,当然也是由标准的ATA接口演化而来的,在ANSI的国际标准提案申请为X3T9.2/90-143.Revision 3.1,这一个由标准ATA接口规格演化而来Apple-ATA支持IDE接口的硬盘LBA驱动模式,但是没有支持ATATP。

  5. ATA-3:ATA硬盘接口的第三代标准ANSI X3T13/2008D Revision 7(draft),同样包含在Fast ATA或Enhanced IDE的接口之中,一般使用者大多都知道Fast ATA或是Enhanced IDE接口,而对原来Fast ATA或Enhanced IDE接口居然还包括了ATA-2以及ATA-3两组国际标准。

  6. ATAPI:AT Attachment Packet Interface,这是ATA Protocol的延伸,被定义用来支持CD-ROM光驱以及Tape磁带机,这一个ATAPI Protocol容许硬盘以外的设备使用ATA数据线。

  7. ATA/ATAPI-4:ATA硬盘接口的第四代标准ANSI X3T13/D96153(draft),也就是大家所知道的Ultra ATA或是Ultra DMA,这一个版本支持33MB/sec的数据传输率(in burst mode),相信各位读者对ATA-4/Ultra DMA都是比较熟悉的了。

  8. ATA/ATAPI-5:这是目前ATA硬盘接口的比较新的一代标准,这一规格里规定的数据流传输速率(in burst mode)为66MB/sec,并且加强了内部资料的检查与错误修正的算法,强化了资料的完整性和可靠性。

  9. ATA/ATAPI-6:还有更新的一个标准,是ATA/ATAPI-5的改进,这一规格里规定的数据流传输速率(in burst mode)为100MB/sec。

  表一:

  PIO驱动模式的资料传输速率

  PIO Mode Cycle time Transfer Rate

  PIO Mode 0 600ns 3.3Mbytes/sec

  PIO Mode 1 383ns 5.2Mbytes/sec

  PIO Mode 2 240ns 8.3Mbytes/sec

  PIO Mode 3 180ns 11.1Mbytes/sec

  PIO Mode 4 120ns 16.6Mbytes/sec

  Enhanced IDE接口发展至今,ULTRA DIRECT MEMORY ACCESS(ULTRA-DMA)的是目前最新的目前大家最为熟悉的就是Ultra-DMA的资料传输率最高可以达到ATA-3标准的四倍,也就是66.6Mbytes/sec。

  实际上硬盘接口的鼻祖,除了SCSI界面以外,就是MFM/ST-506 Bus接口了,后来经过不断的演变才演进成为今天的Enhanced IDE接口,而在Enhanced IDE之前的IDE/AT-BUS接口,则仅仅提供了PIO驱动模式,而没有DMA驱动模式,这两种驱动模式简单来讲区别主要是在数据传输时是否需要CPU来控制。在PIO模式下,任何一个硬盘的读取动作,都必须经过CPU来控制管理,所以只要硬盘读写动作频繁的时候,CPU的资源就被大量的消耗,今儿降低了电脑整体的效率。而在DMA模式下,硬盘和内存之间的数据可以直接交换,这样就不会占用CPU的资源,提高了电脑的整体效率。读者千万不要忽略掉从PIO到DMA的进步,事实上个人电脑内的任何一个动作都必须运用系统的内存,毕竟CPU内部的缓存器容量太小了,所以凡是程序的读取、运算都必须在内存上操作,这样从硬盘到内存的数据交换就会非常频繁,所以简化这么一步对于电脑整体性能的提高还是非常突出的。

  以前硬盘采用PIO模式的时候,只要一开始大量的硬盘读写操作,就会使得电脑的性能急剧下降,让人感觉电脑总在等待什么似的,实际上SCSI接口一开始也是采用PIO模式,后来也演变成了DMA模式,IDE/AT-BUS接口也不例外,到了PIO Mode 4驱动模式之后,IDE/AT-BUS接口已经成功的演化成为Enhanced IDE接口,驱动模式也由PIO Mode 4升级为Multi-word DMA Mode2,原本预计还有一个PIO Mode 5会问世的,但是DMA Mode已经出现,PIO Mode已经没有市场了。

  所以读者可以认为Enhanced IDE接口的特点主要在于:驱动模式的改变,增加了对非硬盘存储设备的支持等,而且原本是一组的IDE界面现在也增加到了两组。

  DMA的全名为Direct Memory Access直接内存存取,采用DMA驱动模式以后,CPU不再象往常那样需要花费相当多的时间在硬盘的O/I操作上,DMA的意义就是在于让硬盘和内存直接沟通,所有的硬盘操作都不需要占用太多的CPU时间。

  接着让我们来看看DMA Mode的相关资料。

  DMA驱动模式资料传输速率

  DMA Mode I/O Cycle time Transfer Rate

  Single-word DMA Mode 0 900ns 2.1 Mbytes/sec

  Single-word DMA Mode 1 480ns 4.2 Mbytes/sec

  Single-word DMA Mode 2 240ns 8.4 Mbytes/sec

  Multi-word DMA Mode 0 480ns 4.2 Mbytes/sec

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