回顧硬盤接口發展史

　　不久前，英特爾公司剛剛舉行了2001年秋季的開發者論壇（IDF 2001），在此次大會上正式確立了硬盤接口新標准——Serial ATA 1.0，相信大家對其或多或少也有所聽說。在本屆IDF上確定的最初版本串行ATA支持最高傳輸率為150MB/s，這比邁拓公司制定的 ATA/133標准還高了一些，而它的最終目標將是實現600MB/s的外部數據傳輸率，我們每個人肯定都非常期盼將來能有這麼快的硬盤數據傳輸率，但硬盤能達到那樣的速度，也是經過了一個曲折的接口發展纔能實現。

回顧歷史，我們可以看出硬盤接口發展所帶來的系統效能增強非常顯著，從最早的ST-506/412到現在最新的Serial ATA 1.0，硬盤不僅在速度上有了『飛一般』的提高，而且在數據傳輸的完整性與穩定性方面也有了質的提高。

　　最早的ST-506/412是希捷公司開發的一種硬盤接口，首先使用這種接口的硬盤為希捷的ST－506及ST－412。ST－506 接口使用起來相當簡便，它不需要任何特殊的電纜及接頭，但是它支持的傳輸速度很低，因此到了1987 年左右這種接口就基本上被淘汰了，采用該接口的老硬盤容量多數都低於200MB，早期IBM PC/XT和PC/AT機器使用的硬盤就是ST－506/412硬盤或稱MFM硬盤。

　　在ST之後，硬盤出現了ESDI（Enhanced Small Drive Interface）接口，它是邁拓公司於1983年開發完成。它的特點是將編解碼器放在硬盤本身之中，而不是在控制卡上，理論傳輸速度是前面所述的 ST-506的2-4倍，一般可達到10Mbps，但其成本較高，與後來產生的IDE/EIDE接口相比無優勢可言，因此在九十年代後就補淘汰了。

　　上面介紹的兩種接口在早期對奠定硬盤接口標准起到了非常重要的作用，但對於 ATA硬盤接口來說有實質意義上的飛躍還是 IDE接口推出，因為從 IDE開始，硬盤接口開始走向了規范化的道路，我們現在經常稱呼的 IDE 硬盤也有些在延續那時 IDE接口的意思，由此不難想像 IDE接口推出的意義。在這個硬盤接口規范化道路的建設過程中，許多公司為之付出了許多努力，例如英特爾公司、希捷公司、邁拓公司、IBM 公司，但有一家公司我們不能不提，那就是美國的『西部數據（Western Digital）』公司，因為是WD制定了 EIDE的接口標准，而在那之後制定的所有 IDE接口（並行 ATA）差不多都是在 IDE/EIDE的基礎上不斷創新產生得。

　　追溯歷史，最早 IDE（Integrated Drive Electronics）的本意實際上是指把控制器與盤體集成在一起的硬盤驅動器，這樣的做法減少了硬盤接口的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬盤制造起來變得更容易，因為廠商不需要再擔心自己的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容，對用戶而言，硬盤安裝起來也更為方便。正是基於它所具有這麼多優點與好處，因此至今個人電腦上使用的硬盤大多數都是 IDE兼容的，它只需用一根電纜將它們與主板或接口卡連起來就可以了。

　　在IDE之後，西部數據公司在原有基礎上制定了增強版IDE（EIDE，Enhanced IDE），它增加了2種PIO和2種DMA模式，把最高傳輸率提高到了16.7MB/s，同時引進了LBA地址轉換方式，突破了老BIOS固有504MB的限制，支持最高可達8.1GB的硬盤。如你的電腦支持EIDE，則可以在CMOS設置中找到（LBA，Logical Block Address）或（CHS，Cylinder,Head,Sector）的設置。其兩個插口分別可以連接一個主設備和一個從設備，從而可以支持四個設備，兩個接口也分為主接口和從接口。通常可將最快的硬盤和CD—ROM放置在主接口上，而將次要一些的設備放在從插口上，這種放置方式對於486及早期的Pentium電腦是必要的。

　　隨著IDE/EIDE得到了越來越廣泛的應用，全球標准化協議將該接口制定成了全球硬盤標准，這樣就產生ATA（Advanced Technology Attachment），此後的硬盤接口發展則一直在延續著並行 ATA的發展腳步，從ATA-1一直發展到了ATA-6標准，它所包含的接口類型也越來越先進。在最早的ATA-1中一共規定了3種PIO模式和4種DMA模式（沒有得到實際應用），速度最高不超過 8.3 MByte/s；之後的ATA-2是對ATA-1的擴展，它增加了2種PIO和2種DMA模式，把最高傳輸率提高到了16.7MB/s，從根本上講它就是對西部數據公司制定的EIDE接口規范化。

而後的ATA標准不斷昇級，推出了廣為人知並且應用廣泛的Ultra ATA/33(DMA 33)、Ultra ATA/66(DMA 66)，這兩種接口分別被劃為ATA-3、ATA-4規范中，其中Ultra ATA/33支持的最高傳輸率為 33MB/s，目前已基本上看不到支持該標准的產品推出。而Ultra ATA/66是去年硬盤的主流接口類型，從根本上說，它跟Ultra ATA/33太大的區別，只是將支持的最高傳輸率提高了一倍。

　　現在市場上主流硬盤接口使用的 Ultra ATA/100(DMA 100)則屬於ATA-5規范，顧名思意，它支持的最高傳輸率為 100MB/s，從技術角度來看，它與ATA/33或ATA/66也沒有太大的區別，也還只是將硬盤帶寬進一步拓寬至100MB/s。最近邁拓公司推出的 ATA/133接口類型如果正式被列為標准則將會是屬於ATA-6規范中，它依然是在延續並行 ATA的發展腳步，它支持的最高數據傳輸率為 133MB/s。在所有這些並行 ATA接口中，都是完全向後兼容得，即新版本的 ATA接口可以兼容舊版本的 ATA接口，例如在ATA/100上也可以使用上ATA/66或者ATA/33的產品。

　　縱觀由ATA-1至ATA-6標准，IDE 硬盤接口的技術核心一直都沒怎麼變化，即都是在西部數據公司制定的IDE/EIDE基礎上不斷創新而推出產生得，它們都屬於並行 ATA接口，自ATA/66起硬盤的接口電纜也一直沒有變化過，都是采用 40針80芯的接口電纜。隨著並行 ATA接口的不斷提速，在 40針80芯的電纜上的速度極限到底有多大？硬盤業內專家普遍認為並行 ATA的最高傳輸率將不超過 200MB/s。

　　正是基於並行 ATA接口即將耗竭，英特爾公司聯合西部數據公司（Western Digital）等幾大硬盤廠商共同制定了完全不同於並行 ATA接口的Serial ATA接口（串行 ATA），如其名所示，它以連續串行的方式傳送資料，在同一時間點內只會有1位數據傳輸，此做法能減小接口的針腳數目，用四個針就完成了所有的工作（第1針發出、2針接收、3針供電、4針地線），這樣做法能降低電力消耗，減小發熱量。目前的Serial ATA 1.0支持最高傳輸率為 150MB/s，它的最終目標將是實現 600MB/s接口傳輸率，基於串行 ATA的特點及其發展潛力，業內普遍認為Serial ATA將取代並行 ATA接口類型成為將來硬盤的主流接口類型。