Advanced Technology Attachment
ATA è l'acronimo di Advanced Technology Attachment, e consiste in un'interfaccia standard per la connessione di dispositivi di memorizzazione quali hard disk e unità CD-ROM all'interno dei personal computer. Sono molti i termini utilizzati per designare tale standard, comprese abbreviazioni e acronimi quali IDE, ATAPI e UDMA. Gli standard ATA permettono collegamenti con lunghezze di cavo comprese tra 45 e 90 cm, quindi l'utilizzo prevalente per tale tecnologia è per le memorie di massa all'interno dei personal computer. Tale soluzione rappresenta nelle implementazioni dei personal computer esistenti fino al 2004 l'interfaccia più comune e la meno costosa per tale applicazione.
Storia
Sebbene il nome ufficiale per lo standard sia sempre stato "ATA", le esigenze di marketing hanno denominato una prima versione dello standard Integrated Drive Electronics (IDE) e quella immediatamente successiva Enhanced IDE (EIDE). Although these new names originated in branding convention and not as an official standard, the terms EIDE or E-IDE often appear interchangeably with IDE and ATA. With the introduction of Serial ATA around 2003, this configuration retroactively became renamed as Parallel ATA (P-ATA), referring to the method in which data travels over wires in this interface.
Inizialmente l'interfaccia funzionava soltanto con i dischi fissi. Solo in un secondo momento, un estensione allo standard è stata realizzata per permettere il funzionamento con una varietà di dispositivi - quelli che in genere utilizzano dei media rimuovibili. In linea di massima, tali dispositivi comprendono i lettori CD-ROM, le unità a nastro magnetico, floppy ad alta capacità quali lo Zip drive e il SuperDisk drive. Le estensioni prendono il nome Advanced Technology Attachment Packet Interface (ATAPI), con l'insieme noto come ATA/ATAPI. Il cambiamento da programmed input/output (PIO) a direct memory access (DMA) ha rappresentato un'ulteriore importante transizione nella storia dell'ATA. Di questi due metodi di accesso e trasferimento dei dati all'interno dei personal computer, il PIO si è dimostrato inefficiente, dal momento che esso richiede tempi di processo significativi da parte della CPU. Ciò significava che i sistemi basati su dispositivi ATA erano generalmente più lenti nell'effettuare operazioni di input/output rispetto a quei computer che utilizzavano sottosistemi SCSI o altre interfacce. Tuttavia il DMA (e in seguito l'Ultra DMA o UDMA) hanno ridotto enormemente il tempo di elaborazione necessario da parte della CPU a parità di dati letti o scritti sui dischi.
I dispositivi ATA hanno sofferto di un certo numero di limitazioni e vere e proprie "barriere" in termini di capacità e di quantità di dati gestibili. Ogni volta nuovi sistemi di indirizzamento, uniti a tecniche di programmazione più sofisticate, hanno permesso di superare la maggior parte dei limiti, accompagnando di fatto la crescita dei dispositivi di memoria di massa alla quale abbiamo potuto assistere negli ultimi anni. Alcune delle limitazioni e barriere relative alle dimensioni massime dei dischi gestibili dall'interfaccia ATA includono: 504 MB, 32 GB e 137 GB. Ci sono state altre limitazioni, spesso dovute a driver mal scritti o alle routine di supporto del sistema operativo. In molti casi, le limitazioni elencate derivavano da implementazioni non perfette del BIOS o ad aggiornamenti tardivi dello stesso da parte dei produttori di schede madri.
Interfaccia Parallel ATA
Fino all'introduzione del Serial ATA, sono stati impiegati generalmente connettori a 40 pin impiegati sia sulle unità sia sui controller, con collegamenti per mezzo di cavo a nastro; ciascun cavo è dotato di due o tre connettori. I cavi Parallel ATA permettono il trasferimento di dati con 16 o 32 bit per volta.
For most of ATA's history, ribbon cables had 40 wires, but an 80-wire version appeared with the introduction of the Ultra DMA/66 standard. The 80-wire cable provides one ground wire to each signal wire. This reduces the effects of electromagnetic induction between neighboring wires and enables the 66 megabyte per second (MB/s) transfer rate of UDMA4. The faster UDMA5 and UDMA6 standards require 80-conductor cables. Though the number of wires doubled, the number of connector pins remains the same as on 40-conductor cables. The physical connectors are identical between the two cable types.
With the release of successive high-speed versions of the ATA standard in the late 1990s, the original cable length specifications became much less generous. With a maximum length of just 18 inches (450 mm), difficulties can ensue in connecting drives within large computer cases, or when mounting several physical drives into one computer.
Se due unità vengono collegate ad un solo cavo, è generalmente necessario configurare una delle due unità come master e l'altra come slave. L'unità master generalmente viene elencata prima di quella slave da parte del sistema operativo. L'unità master gestisce l'accesso ai dispositivi su quel canale. Per questa ragione, dispositivi come le prime versioni dei masterizzatori, che possono risentire nel funzionamento a causa dei tempi di latenza aggiuntivi necessari per l'arbitraggio da parte dell'unità master, dovrebbero essere configurati come master, inoltre ogni canale dovrebbe avere un master per funzionare correttamente.
Nella maggior parte dei casi, un'unità singola all'interno di un canale viene configurata come master. Ad ogni modo, alcune unitò possiedono un'impostazione specifica single, che indica questo tipo di configurazione (in particolare il produttore Western Digital, utilizza quest'impostazione aggiuntiva). Inoltre, a seconda dell'hardware e del software disponibile, alcune unità possono operare da sole in un canale anche se impostate come slave.
Una configurazione possibile per alcune unità a disco è quella denominata cable select, realizzata solo in tempi recenti. In questa modalità, l'unità si configura automaticamente come master o slave. Questa funzione viene ottenuta tagliando il conduttore 28 sul cavo con 40 conduttori, o i conduttori 56 e 57 sul cavo con 80 conduttori) tra i due connettori riservati alle periferiche (HDD e CDROM). I cavi più recenti non recano alcun taglio nella piattina, dal momento che la disconnessione viene effettuata internamente sui connettori, che, in questo caso, sono sempre di colore diverso: nero il connettore per la periferica master, grigio il connettore per la periferica slave. Il connettore destinato all'inserimento sul controller (normalmente integrato nella scheda madre) è di colore blu.
| Modalità | Velocità |
|---|---|
| UDMA0 | 16.7 MB/s |
| UDMA1 | 25.0 MB/s |
| UDMA2 | 33.3 MB/s |
| UDMA3 | 44.4 MB/s |
| UDMA4 | 66.7 MB/s |
| UDMA5 | 100.0 MB/s |
| UDMA6 | 133 MB/s |
Nota che il transfer rate per ciascuna modalità UltraDMA riporta il transfer rate massimo teoricamente. I dati aggiuntivi dovuti al protocollo impiegato per il trasferimento riducono tale valore ed altri fattori derivanti ad esempio da un'eventuale congestione del bus PCI possono ulteriormente ridurre le velocità di trasferimento. Inoltre, al febbraio 2004 non esistono dischi fissi capaci di mantenere velocità maggiori di 50 MB/s, quindi i limiti di velocità dell'Ultra DMA possono limitare soltanto quei trasferimenti che avvengono quando l'unità opera in burst mode, ossia quando i dati richiesti vengono recuperati dalla cache e l'unità non effettua fisicamente una lettura da uno dei suoi piatti magnetici.
Serial ATA
The largest change in ATA happened with the introduction of Serial ATA. This interface uses 7-pin cables for the data connection, and transmits the data serially rather than in parallel. In addition, Serial ATA should give users the ability to hot swap hard drives. This adds a capability that more expensive systems such as SCSI and Fibre Channel have had for a long time, though the future will tell how widely users exploit that aspect of the technology. Serial ATA also reduces the signalling voltage from the 5 volts used in P-ATA down to 0.5 volts, which reduces power consumption and electrical interference. Due to serial transfer and lower power the maximum allowable length of SATA cables exceeds that of ATA ribbon cables, which eliminates some of the problems mentioned previously.
The transition to Serial ATA should largely remain transparent to operating systems, though these will probably need to add new features to make full use of the technology.
Collegamenti esterni
- Overview and History of the IDE/ATA Interface (in inglese)
- ATA/ATAPI history (in inglese)
- Enhanced IDE/Fast-ATA/ATA-2 FAQ (in inglese)
- Hard Drive Size Barriers (in inglese)
- T13 Technical Standards Group (in inglese)
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Advanced Technology Attachment
