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. The movement from programmed input/output (PIO) to direct memory access (DMA) provided another important transition in the history of ATA. Of these methods for accessing and transferring data within computers, PIO proved inefficient, requiring a significant amount of oversight by the computer's CPU. This meant that systems based around ATA devices generally performed disk-related activities much more slowly than computers using SCSI or other interfaces. However, DMA (and later Ultra DMA or UDMA) greatly reduced the amount of processing time the CPU had to use in order to read and write the disks.
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
Until the introduction of Serial ATA, 40-pin connectors generally attached drives to a ribbon cable. Each cable has two or three connectors, one of which plugs into a controller that interfaces with the rest of the computer system. The remaining one or two connectors plug into drives. Parallel ATA cables transfer data 16 or 32 bits at a time. One occasionally finds cables that allow for the connection of three ATA devices onto one IDE channel, but in this case one drive remains read-only (this type of configuration virtually never occurs).
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.
Most systems configure a single drive as a master. However, some drives have a special setting called single for this mode of operation (the brand Western Digital, in particular, utilizes this additional setting). Also, depending on the hardware and software available, a single drive can operate as the slave drive.
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 |
Note that the transfer rate for each UDMA mode gives its maximum theoretical transfer rate. Protocol overhead effectively reduces this value, and other factors such as PCI or interconnect bus congestion may reduce transfer rates even further. In addition, as of February 2004 no IDE hard drives exist capable of sustaining transfers at or above 50 MB/s, so these transfer limits only really affect performance when the hard drive operates in burst mode, which means that the requested data comes from its cache and the drive therefore does not have to read the data from its platters.
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)
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