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1. IDE, ATAPI & Co.
- Standards und ihre Bedeutung
2. IDE / ATA
3. ATA-2
4. Fast ATA / Fast ATA-2
5. ATA-3
6. ATAPI
7. S.M.A.R.T.
wird in Kürze erweitert...
Produkt-/Preislisten:
CD-ROM Laufwerke
CD-Writer & Rewriteable
Festplatten
E-IDE 2.5" Festplatten
E-IDE Festplatten
IDE-Controller
Wechselplatten AT/IDE
1. IDE, ATAPI &
Co. - Standards und ihre Bedeutung
Festplatten mit IDE-Schnittstelle gehören
seit fast 20 Jahren zu den Standardbauteilen im PC. Bei der Verbindung
zum Motherboard kommt ein 40-poliges Kabel zum Einsatz, das sich leicht
auch von ungeübten Anwendern anschließen lässt. Obwohl
sich das äußere Design der Schnittstelle nicht verändert
hat, hat es dennoch zahlreiche technologische Weiterentwicklungen bei
der Übertragung der Daten von der Festplatte zum Computer gegeben.
Protokolle nennen sich die Spezifikationen, nach deren Regeln die Kommunikation
zwischen den Geräten erfolgt. Im Folgenden stellen wir die Begriffe
rund um IDE und deren wichtigste Eigenschaften vor: (pr)
2. IDE / ATA
IDE bedeutet Integrated Drive Electronics.
Der Standard wurde entwickelt, da es in der Anfangszeit der Festplatten
Probleme bei deren Ansteuerung gab. Die Elektronik, die für die Steuerung
der Festplatte verantwortlich ist, saß früher auf dem Motherboard
des PCs. Die Steuerelektronik und die Festplatten der verschiedenen Herstellen
passten jedoch oft nicht zusammen. Zu Beginn der 80er Jahre wurde die
Elektronik direkt auf der Festplatte untergebracht, was zu erheblichen
Verbesserungen führte, da die Signalwege der Steuerbefehle jetzt
viel kürzer waren.
ATA bedeutet AT Attachment und wird oft
mit IDE gleichgesetzt. Während IDE allerdings den elektrischen Anschluss
der Festplatte definiert, wird mit ATA das Protokoll beschrieben, mit
dem die Daten über die Leitungen transportiert werden. Mit ATA konnten
gleichzeitig zwei Festplatten vom PC aus angesteuert werden, deren Übertragungsrate
bei maximal 4 MB pro Sekunde lag. Nachteil von ATA: Sowohl die Befehle
zur Steuerung der Festplatte, als auch die Daten wurden nacheinander über
die Leitungen transportiert. Die Daten konnten also nicht ungehindert
in den PC fließen.
Kennzeichen von ATA:
- Die Ansteuerung der Festplatten erfolgt
über einen Kanal, den sich zwei Festplatten teilen können.
Dazu werden sie als Master und Slave angeschlossen.
- ATA unterstützt die PIO Modi 0,
1, und 2
- ATA unterstützt die Single Word
DMA Modi 0, 1 und 2, sowie den Multiword DMA Modus 0.
3. ATA-2
1994 wurde ATA durch den Standard ATA-2
abgelöst. Hier wurde der Flaschenhals des vorherigen Standards beseitigt:
Die Daten und die Befehle zur Steuerung der Festplatte wurden durch den
"synchronous transfer" gleichzeitig, also synchron, übertragen.
Zur Steigerung der Übertragungsgeschwindigkeit wurden zusätzlich
die Busmaster-Modi PIO Mode 4 und DMA Mode 2 eingeführt. Die Festplatten
waren nun in der Lage, mehr als 16 MB pro Sekunde zu übertragen.
Kennzeichen von ATA-2:
- ATA-2 unterstützt die PIO Modi
0, 1, 2, 3 und 4
- ATA-2 unterstützt die Single Word
DMA Modi 0, 1 und 2, sowie die Multiword DMA Modi 0, 1 und 2
- ATA-2 ermöglicht Block Transfers
- ATA-2 ermöglicht Logical Block
Adressing (LBA). LBA muss sowohl von der Festplatte, als auch vom BIOS
des Computers unterstützt werden.
- In ATA-2 können die Festplatten
mit Hilfe des "Identify Drive"-Befehls Auskunft über
ihren Aufbau an die Software liefern
Obwohl ATA-2 die korrekte Bezeichnung für
den Standard ist, haben viele Firmen eigene Namen wie E-IDE, Fast ATA,
oder Fast ATA-2 eingeführt. Diese Laufwerke beruhen zwar auf dem
ATA-2 Standard, jedoch gibt es beispielsweise leichte Unterschiede bei
der Unterstützung der verschiedenen Übertragungsmodi.
4. Fast ATA / Fast ATA-2
Fast ATA und Fast ATA-2 erwecken den Eindruck,
dass es sich hierbei um schnellere Versionen des ATA bzw. des ATA-2 Standards
handelt. Dies ist jedoch nicht der Fall. Beide Begriffe wurden aus Marketinggründen
von Herstellerfirmen wie Seagate oder Quantum eingeführt. Fast ATA-2
ist identisch mit dem ATA-2 Standard. Bei Fast ATA gibt es nur leichte
Unterschiede zum ATA-2 Standard, so wird der PIO Modus 4 nicht unterstützt,
zudem gibt es lediglich eine Unterstützung für den DMA Modus 1.
5. ATA-3
1996 wurde ATA-2 durch ATA-3 abgelöst.
Die Geschwindigkeit wurde dabei nicht verbessert, wohl aber die Sicherheit
der Daten auf der Harddisk durch S.M.A.R.T.. ATA-3 wurde nie groß
vermarktet, da lediglich minimale Veränderungen zu ATA-2 vorhanden
sind. ATA-3 darf übrigens nicht mit Ultra-ATA verwechselt werden.
Kennzeichen von ATA-3:
- ATA-3 unterstützt die PIO Modi
0, 1, 2, 3 und 4
- ATA-3 unterstützt die Single Word
DMA Modi 0, 1 und 2, sowie die Multiword DMA Modi 0, 1 und 2
- ATA-3 ermöglicht Block Transfers
- ATA-3 ermöglicht Logical Block
Adressing (LBA). LBA muss sowohl von der Festplatte, als auch vom BIOS
des Computers unterstützt werden
- In ATA-3 können die Festplatten
mit Hilfe des "Identify Drive"-Befehls Auskunft über
ihren Aufbau an die Software liefern
- ATA-3 verbessert die Zuverlässigkeit
der Laufwerke durch die Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology
(SMART)
6. ATAPI
Die IDE/ATA Schnittstelle war ursprünglich
nur für die Verwendung mit Festplatten vorgesehen. Die ersten CD-ROM
Laufwerke und Tape-Streamer benutzten für deren Ansteuerung eigene
Controller. Schnell wurden Überlegungen der Hardwarehersteller laut,
auch diese damals neuen Laufwerktypen über die IDE / ATA-Schnittstelle
zu unterstützen. Allerdings gab es zunächst Probleme bei der
Ansteuerung der Laufwerke. Erst ein spezielles Protokoll mit der Bezeichnung
ATA Packet Interface(ATAPI) ermöglichte die gleichzeitige Verwendung
von CD-ROM-Laufwerken und Festplatten mit gemeinsamer Verkabelung und
der Fähigkeit, einzelne Geräte als Master und Slave zu definieren.
CD-ROM-Laufwerke, die als IDE-Laufwerk angeboten werden, lassen sich also
über ATAPI ansteuern. ATAPI benutzt dazu einen Treiber, der in das
Betriebssystem des Computers eingebunden wird. Aktuelle BIOS-Versionen
gestatten das Booten des PCs von ATAPI CD-ROM-Laufwerken.
7. S.M.A.R.T.
Eine Festplatte ist ein kleines Wunderwerk,
dessen Innenleben an den Grenzen der Physik arbeitet. Der Schreib-/Lesekopf
schwebt auf einem winzigen Luftkissen in enormer Geschwindigkeit über
die Plattenoberfläche, vergleichbar mit einem Jumbo-Jet, der in Schallgeschwindigkeit
in einer Höhe von 5 Metern über der Erde fliegt.
Bereits kleinste Störung in Form von
Staub haben fatale Folgen. Der Kopf wird aus der Bahn geworfen, federt
zurück und gräbt sich in die Oberfläche der Festplatte
ein. Head-Crash nennen Profis diese Form der Zerstörung, bei der
die Daten hoffnungslos verloren gehen. Das Problem eines solchen Schadens
besteht darin, dass er sich nicht andeutet. Alles scheint reibungslos
zu funktionieren, doch plötzlich leitet ein Klack-Geräusch das
Ende der Festplatte ein.
Um dies zu verhindern wurde die Self Monitoring
And Analysis Technology (S.M.A.R.T.) eingeführt. Sobald die Elektronik
der Festplatte feststellt, dass sich das Verhalten der Harddisk verändert
- so kann die Umdrehungsgeschwindigkeit langsamer werden - meldet sie
dies an das BIOS des Computers, der daraufhin eine Warnmeldung ausgibt.
So lassen sich wichtige Daten eventuell noch sichern. Die Unterstützung
für S.M.A.R.T. muss in der Regel im BIOS aktiviert werden.
wird in Kürze erweitert...
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Text von Oliver Kürten, 24.02.2000
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