Paralleel-ATA

Allikas: Vikipeedia
Paralleel-ATA
Ata 20070127 002.jpg
ATA pistik
Andmed
Loomise aasta 1986
Ühendusviis paralleelühendus
Kiirus Algselt 16 MB/s, hiljem 33, 66, 100 ja 133 MB/s
Käigultvahetus Ei
Järglane SATA (2003)

Paralleel-ATA (inglise keeles Parallel ATA (PATA) algselt ATA), on riistvaraliidese standard, mis võimaldab arvutiga ühendada selliseid mäluseadmeid nagu kõvaketas, CD-ROM, floppi seade või pooljuhtketas (SSD). Standardit haldab X3/INCITS kommitee[1] ja see põhineb ATA (AT Attachment) ja ATAPI (AT Attachment Packet Interface) standarditel. Eesti keeles on kasutusel ka nimekujud paralleel ATA, rööp-ATA või lühendina PATA.

Praeguse paralleel-ATA standard kujunes välja omavahel seotud tehnika arengute käigus. Kõik algas AT Attachmenti liidesest, mis loodi varaste PC AT seadmete jaoks. ATA-liides ise arenes mitmes etapis Western Digital-i algsest integreeritud ajamielektroonika (Integrated Drive Electronics ehk IDE) liidesest. Selle tulemusel on ATA/ATAPI ja selle varasemate vormide kohta kasutusel peaaegu sünonüümseid nimesid, näiteks IDE, mida siiani kõnekeeles kasutatakse. Päast Serial ATA jõudmist turule 2003. aastal nimetati ATA tagantjärele paralleel-ATA-ks.

Paralleel-ATA kaabli pikkus on piiratud, olles maksimaalselt 457 mm (18 tolli), mistõttu seda kasutatakse peamiselt arvutisiseste salvestusseadmete jaoks. PATA oli aastaid levinuim ja odavaim liides salvestusseadmete jaoks. Alates 2007. aasta algusest on Serial ATA enamjaolt PATA uutes arvutites asendanud.

Ajalugu ja terminoloogia[muuda | redigeeri lähteteksti]

ATA pistikud emaplaadil.

Standard loodi algselt nimega PC/AT Attachement, kuna seda kasutati peamiselt ühenduseks 16-bitise ISA siiniga, mis võeti kasutusele IBM PC/AT-ga. Nime lühendati AT Attachement'iks, et vältida võimalikke vaidlusi kaubamärgi üle. Nimes olevat "Advanced Tehnology" ei ole praegustes ega mõnevõrra varasemates standardi kirjeldustes kordagi välja kirjutatud; kasutusel on "AT Attachment".

IDE ja ATA-1[muuda | redigeeri lähteteksti]

Esimene versioon nüüdseks ATA/ATAPI nime all tuntud liidesest loodi Weatern Digitali poolt integreeritud ajamielektroonika (inglise keeles Integrated Drive Electronics ehk IDE) nime all. Koostöös Control Data Corporation'iga (kes valmistas kõvaketta) ja Compaq Computer'iga (kelle arvutitesse need läksid) valmistati ühendus- ja signaaliprotokollid, mis pidid säilitama ühilduvuse olemasoleva ST-506 kõvakettaliidesega.[2] Esimesena võttis sellised kõvakettad kasutusele Compaq oma personaalarvutites 1986. aastal.[3][4] Esimesed ATA-kettad olid 5 1/4 tollised poolkõrgusega (half-height) 40 MB Control Data Corporation-i Wren II kettad, mis kasutasid Western Digitali kontrollerit.[5]

Termin "integreeritud draivi elektroonika" (Integrated Drive Electronics (IDE)) ei vihja mitte ainult pistiku ja liidese definitsioonile, vaid ka asjaolule, et ketta kontroller on integreeritud kettaseadmesse. Varem tuli kontroller lisada arvutisse eraldi kaardiga või olema juba emaplaadil. Liideskaardid, mida kasutati PATA-kõvaketaste ühendamiseks, näiteks PCI siinile, ei ole ketta kontrollerid, vaid on sillad arvuti siini ja ATA-liidese vahel. Kuna algne ATA-liides oli põhiolemuselt 16-bitine ISA-pistik, oli sild põhimõtteliselt lihtne, kui ATA-ühendus asus ISA-liideskaardil. Integreeritud kontroller näitas ketast arvutile 512-baidiste plokkide jadana, mille käsustik oli suhteliselt lihtne. See vabastas emaplaadi ja liidesplaadid kõvaketta lugemispeade liigutamise kohustusest, nagu see oli olnud ST-506 ja ESDI kõvaketaste puhul. Kõigi selliste madalatasemeliste mehaaniliste pisiasjadega tegeles kõvaketta enda kontroller. Sellega kadus ka vajadus ühtse kontrolleri järele, mis suutnuks opereerida eri tüüpi kõvaketastega, kuna kõvaketta enda draiver sai olla tüübiomane. Arvuti pidi ainult küsima spetsiifilist sektorit või plokki, millele parajasti oli tarvis andmeid kirjutada või sellelt lugeda. Selliste ketaste liidesest sai 1994. aastal ANSI standard X3.221-1994, AT Attachment Interface for Disk Drives. Kui hiljem lisandusid uuemad versioonid, sai see tuntuks kui ATA-1.[6][7]

Teine ATA-liides[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kui personaalarvutite emaplaatide valmistajad hakkasid emaplaatidele paigutama ATA-liideseid varasemate ISA-liideskaartide asemel, oli emaplaadil tavaliselt ainult üks ATA-pistik, mis toetas kuni kahte kõvaketast. Flopiseadmete ajal oli see piisav enamiku inimeste jaoks, kuid kui CD-ROM-id kasutusele võeti, ei saanud neid paljudele ATA-seadmetega süsteemidele paigaldada, kuna kaks kõvaketast olid juba paigaldatud. CD-ROM-i paigaldamine oleks nõudnud ühe ketta eemaldamist.

SCSI oli saadaval CD-ROM-i laiendiga, kuid SCSI-ga seadmed olid kallimad kui ATA-seadmed, kuna vajasid targemat liidest siini vahendamiseks. SCSI lisas salvestusseadmete hinnale 100–300 USA dollarit, kuna neile lisandus SCSI-adapteri hind.

Vähemkulukas lahendus oli spetsiaalse CD-ROM-i liidese lisamine. See oli tavaliselt valitav helikaardi laiendina. Helikaarti kasutati, kuna varased kontoriarvutid ei toetanud rohkemat, kui mõned piiksatused, mida sisemine kõlar esile suutis tuua, sest värvikat heliesitust ei peetud varase kontoritarkvara juures oluliseks. Kui CD-ROM turule ilmus, oli loogiline samm lisada samal ajal arvutile ka digitaalne heli (samadel põhjustel oli helikaartidel tihti ka gameport liides juhtkangi jaoks). Sel viisil sai vana kontoriarvuti modifitseerida multimeediaarvutiks, mis oli võimeline kasutama varast multimeedia tarkvara, mis toetas heli (selleks ka helikaardid) ja värvilist videopilti (mis vajas CD-ROM-i, kuna flopiketaste andmemaht ei olnud piisav).

Teine ATA-liides ei olnud algselt kuigi täpselt defineeritud. Algselt pakuti seda teatud tootjate CD-ROM-seadmete spetsiifilise lahendusena (Mitsumi, Sony või Panasonic)[8] ja varaste helikaartide puhul ei olnud haruldane, kui kaardil oli 2–3 pistikut eri tootjate seadmete jaoks. Ühilduvusprobleemide kaotamiseks kujunes välja standardne ATA-liides, kuigi helikaardil leiduv ATA toetas tavaliselt ainult ühe CD-ROM-seadet ja kõvakettaid üldse mitte. Aja jooksul sai teisest ATA-liidesest helikaardil teine ATA-liides emaplaadil, mis oli niigi muutunud personaalarvutite tavaliseks komponendiks. ATA-liidestele anti baasaadressid (inglise keeles Base Address) 0x1F0 ja 0x170 ISA siinide süsteemis ning neid kutsuti "primaarseks" ja "sekundaarseks" ATA-liideseks. Pikka aega oli ATA põhiline salvestuseadmete liides ja mõningates süsteemides oli neid ka kolm või neli. Näiteks Promise Ultra-100 toetas kuni kaheksat ATA-seadet. Pärast Serial ATA (SATA) kasutuselevõttu hakkas ATA populaarsus vähenema ja emaplaatidele paigaldati vaid üks liides, seda põhiliselt optiliste seadmete jaoks. Kuna ka optilised seadmed on praegu saadaval SATA-liidesega, on ATA tihti kasutamata. Uuemate emaplaatide kiibistik ATA-t tavaliselt ei toeta.

EIDE ja ATA-2[muuda | redigeeri lähteteksti]

Aastal 1994, umbes samal ajal, kui ATA-1 standard kinnitati, tutvustas Western Digital uue nimega kettaid: täiustatud IDE (inglise keeles Enchanced IDE (EIDE)). Need sisaldasid enamikku tulevases ATA-2 standardis kasutusele võetavatest võimalustest ja mitmeid lisavõimalusi. Ka teised tootjad tõid turule oma modifikatsioone ATA-1-st, näiteks "Fast ATA" ja "Fast ATA-2".

ANSI standardi uus versioon AT Attachment Interface with Extensions ATA-2 (X3.279-1996) kiideti heaks 1996. aastal. See sisaldas enamikku tootjaspetsiifilisi variante.[9][10] ATA-2 oli ka esimene standard, kus mainiti, et sellega saab ühendada ka muid seadmeid peale kõvaketaste.[10]

ATAPI[muuda | redigeeri lähteteksti]

Nagu eelpool mainitud, oli ATA algselt loodud vaid kõvaketaste jaoks või selliste seadmete jaoks, mis neid emuleerida suutsid. ATAPI (ATA Packet Interface) kasutuselevõtt Small Form Factori kommitee nime kandva grupi poolt võimaldas ATA kasutamist mitmete teiste seadmete jaoks, mis vajasid rohkem funktsioone kui kõvakettad. Näiteks vajavad kõik eemaldatava meedia seadmed "väljasta meedia" käsku ja arvuti vajab võimalust tuvastada meedia olemasolu. Neid võimalusi ATA protokoll ei andnud. Small Form Factor kommitee lahendas selle probleemi ATAPI protokolli väljatöötamisega. ATAPI on iseenesest protokoll, mis võimaldab ATA-liidesele vahendada SCSI käske ja tagasisidet, mis tähendab, et ATAPI seadmed "räägivad SCSI keeles". Tegelikult olid varased ATAPI seadmed lihtsalt SCSI seadmed, millele oli lisatud protokolli konverter, ATA/ATAPI-st SCSI-sse. SCSI käsud ja tagasiside on "pakendatud" (sellest ka nimi) ATA-kaablis edastamiseks. See võimaldab kõigil seadmetüüpe, mille jaoks SCSI käsud on defineeritud, ATA/ATAPI liidese kaudu ühendada. ATAPI seadmed mõistavad ka " ATA keelt", kuna füüsiliselt kasutatakse ATA-liidest pakettide edastamiseks. Teisest küljest, ATA-kõvakettad ja pooljuhtkettad (SSD) ATAPI-liidest ei kasuta. ATAPI-seadmete hulka kuuluvad CD-ROM- ja DVD-ROM-seadmed, lindiseadmed, suure mahutavusega flopiseadmed nagu Zip ketas ja Superdisk ketas. ATAPI kinnitati osana ATA-st INCITS 317-1998, AT Attachment with Packet Interface Extension (ATA/ATAPI-4) standardis.[11][12][13]

UDMA ja ATA-4[muuda | redigeeri lähteteksti]

ATA/ATAPI-4-s võeti kasutusele ka mitmeid "Ultra DMA" ülekanderežiime. Need toetasid algselt andmeedastuskiirusi 16–33 MB/s.[14] Hilisemates versioonides lisati kiiremaid Ultra DMA režiime, mis nõudsid uut, 80-juhtmelist kaablit, et läbikostvust vähendada.[11] Viimane paralleel-ATA versioon toetab andmeedastuskiirust kuni 133 MB/s.[15]

ATA/ATAPI-5[muuda | redigeeri lähteteksti]

Töö selle standardi kallal algas 1998. aastal ja standard avaldati 2000. aastal: ANSI NCITS 340–2000, AT Attachment – 5 with Packet Interface. Uus standard põhines ATA-4-l ja tõi endaga kaasa UDMA/66 režiimi ehk maksimaalne andmeedastuskiirus tõusis 66 MB/s. Kuna 40-juhtmeliste kaablitega esines suurtel kiirustel probleeme, muutus 80-juhtmeline kaabel kõigil suuremaid andmeedastuskiirusi kasutavatel ketastel nõutavaks (varem oli valikuline). Vigade avastamiseks andmeedastusel võeti kasutusele cyclical redundancy checking ehk CRC-mehhanism. Et kasutada UDMA/33 või UDMA/66 režiime, pidid seda võimaldama BIOS, ATA-liides ja kõvaketas. Operatsioonisüsteem pidi toetama mälu otsepöördumist. Vaikimisi oli see võimalus olemas alates Windows 95 OSR2-l ja Windows NT-l alates Service Pack 3-st.[16]

ATA/ATAPI-6[muuda | redigeeri lähteteksti]

Arendamist alustati 2000. aastal ja ametlik standard (ANSI NCITS 361-2002, AT Attachment – 6 with Packet Interface) avaldati 2002. aastal. Uuendusteks oli UDMA/100 režiim ja maksimaalse ketta mahu suurendamine seniselt 137 GB-lt 144,12 PB-le. Suurem andmevahetuskiirus saavutati ettevalmistusaja lühendamise ja taktsageduse tõstmise abil. Maksimaalse kettamahu suurendamiseks võeti senise 28-bitise LBA adresseerimise asemel kasutusele 48-bitine. Samuti lõpetati CHS adresseerimismeetodi kasutamine.[17]

ATA/ATAPI-7[muuda | redigeeri lähteteksti]

Arendamist alustati 2001. aastal ja standard avalikustati 2004. aastal. Võeti kasutusele UDMA/133 režiim, lisati tugi pikkade füüsiliste ja loogiliste sektorite jaoks. Esmakordselt integreeriti standardisse ka SATA. Alates 2004. aastast on töötatud ATA/ATAPI-8 standardi kallal, mis avaldati osaliselt 2008. ja 2009. aastal.[17] Samal ajal on paralleel-ATA kasutamine uutes süsteemides praktiliselt lakanud ja kasutatakse SATA-t.

Praegune terminoloogia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Termineid "integrated drive electronics" (IDE), "enhanced IDE" ja "EIDE" on hakatud kasutama sünonüümidena ATA-le (nüüd paralleel-ATA või PATA). Tegelikkuses on terminid IDE ja EIDE ebatäpsed. Iga ATA-ketas on "integreeritud kõvaketta elektroonikaga" kõvaketas, kuid ka SCSI-kõvakettaid võib õigustatult samuti kirjeldada kui "integreeritud kõvaketta elektroonikaga" kõvakettaid. Samas ei kasutata terminit "IDE" kunagi SCSI-ketaste kohta.

Kõvaketta mahu piirangud[muuda | redigeeri lähteteksti]

Algne ATA spetsifikatsioon kasutas 28-bitist adresseerimisrežiimi, mis lubas adresseerida 228 (268 435 456) sektorit, igaüks 512 baiti. See tähendas, et maksimaalne andmemaht võis olla 128 GiB (137 GB). Varaste personaalarvutite BIOS seadis oluliselt suuremad piirangud, võimaldades kasutada 8,46 GB kettaid maksimaalselt 1024 silindri, 256 pea ja 63 sektoriga, kuid seda piirangut ei seadnud ATA-liides. ATA-6 võttis kasutusele 48-bitise adresseerimise, mis suurendas limiiti 128 PiB-ni (144 PB). Seega kõik ATA-kõvakettad, mille andmemaht on suurem kui 137 gigabaiti, peavad olema kas ATA-6 või hilisema standardiga. Sellise ketta ühendamine ATA-5 või varasema liidesega piirab ketta andmemahu vastavaks liidese maksimaalsele võimekusele. Mõned operatsioonisüsteemid, teiste seas SP 1 eelne Windows XP ja Windows 2000 ei võimalda vaikimisi 48-bitise LBA kasutamist, mis tähendab, et kasutaja peab üle 137-gigabaidiste ATA-ketaste kasutamiseks eraldi vaeva nägema.[18][19]

Paralleel-ATA-liides[muuda | redigeeri lähteteksti]

Lintkaabel kahe pistikuga kõvaketaste jaoks

Enne SATA kasutuselevõttu ühendati kõvakettad 40 jalaga (pin) lintkaabliga. Igal kaablil on kaks või kolm pistikut, millest üks käib adapterisse, mis suhtleb ülejäänud arvutiga. Ülejäänud pistik(ud) ühendatakse kõvaketastega. Paralleel-ATA-kaableid mööda liigub korraga 16 bitti andmeid. Kaabli maksimaalne pikkus on standardi järgi 457 mm (18 tolli). Samas on toodetud ka pikemaid, kuni 914 mm (36-tolliseid) kaableid. Pikemad kaablid võivad olla ebakindlad, aga katsed näitavad, et 80-juhtmeline kaabel on töökindel pikkuseni 685 mm (27 tolli). Ilmselt sellepärast esitati 685 mm kaabel ka 2000. aasta oktoobris standardisse kaasamiseks, kuid seda siiski ei tehtud.[20]

ATA lintkaablitel on pea kogu ajaloo jooksul olnud 40 juhet (44 pistikut osade väiksemate 2,5" kõvaketaste jaoks, neli lisapistikut oli voolu ja seadistamise jaoks), kuid Ultra DMA/33 (UDMA)-ga koos koos võeti kasutusele 80 juhtmega kaablid. Kõik uude kaablisse lisandunud juhtmed on maandusjuhtmed, mis paiknevad juba varem olnud juhtmete vahel. Maandusjuhtmete eesmärk on vähendada mahtuvuslikke lekkeid ja läbikostvust. Mahtuvuslikud lekked on suuremaks probleemiks suurtel andmeedastuskiirustel ja see muudatus oli vajalik, et UMDA4 66 MB/s andmeedastuskiirus oleks võimalik. Kiiremad UMDA5 ja UMDA6 vajavad samuti 80-juhtmelist kaablit. Kuigi 80-juhtmelise kaabli kasutamine on vajalik ainult suurematel andmevahetuskiirustel, võib seda kasutada ka väiksemate kiiruste puhul, kuna parem varjestus tagab igal juhul puhtama signaali.[20]

ATA cables:
40-juhtmeline kaabel (üleval)
80-juhtmeline kaabel (all)

Kuigi juhtmete arv kahekordistus, jäi pistikute arv samaks nagu 40-juhtmelisel kaablil ja kaablid näevad samasugused välja. Sisemiselt on pistikud erinevad: 80 juhtmega kaablis ühildub maandusjalgade külge rohkem juhtmeid, 40 juhtmega kaablis on vahekord üks-ühele. 80-juhtmelisel kaablil on pistikute värv erinev: sinine kontrolleri jaoks, hall alamketta (slave drive) ja must ülemketta (master drive) jaoks, samas, kui 40-juhtmelisel kaablil on kõik pistikud ühte värvi (mustad). Hallil pistikul on jalg 28 (CSEL) ühendamata, mis teeb sellest alamketta.[20]

Jalg 20[muuda | redigeeri lähteteksti]

Jalg 20 on ATA standardis defineeritud kui mehaaniline võti ja seda ei kasutata. Pistiku emane pool on tavaliselt täidetud, et kaablit ei saaks pistikusse panna valet pidi. Mõningad välkmälu kettad võivad siiski seda kasutada ketta varustamiseks vooluga (VCC_in), et mitte kasutada eraldi toitekaablit.[21]

Lisaks täidetud 20. pistikule on enamikul PATA pisikutel väljaulatuv nukk, mis mehaanilise võtmena takistab pistiku ühendamist valet pidi. Siiski leidub pisikuid, kus puudub 20 kontakt on täitmata ja puudub ka nukk. Sellisel juhul on võimalik pisitk paigaldada valet pidi. Tavaliselt ei põhjusta see mingeid püsivaid kahjustusi, kuid süsteem keeldub töötamast.[20]

Jalg 28[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kasutatakse peamisel valiku signaali saatmiseks (CSEL) ja mõningatel juhtudel ka teatud sünkroniseerimissignaalide (SPSYNC) jaoks, kuid uuematel ketastel seda jalga üldiselt ei kasutata. CSEL käsku kasutatakse peamisel ketta määramiseks kas ülem (master) või alamkettaks (slave). [22]

Jalg 34[muuda | redigeeri lähteteksti]

Jalg 34 on 80-juhtmelise kaabli sinises pistikus ühendatud maandusega, kuid pole ühendatud ühegi juhtmega kaablis. See on ühendatud tavaliselt hallis ja mustas pistikus.[23]

Mitu ketast ühe kaabli küljes[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kui ühe kaabliga on ühendatud kaks ketast, peab üks neist olema device 0 (tavaliselt nimetatakse seda masteriks) ja teine peab olema device 1. Selline eristus on vajalik, et mõlemad kettad saaksid kaablit kasutada, ilma et tekiks seadmetevahelisi konflikte.[22] Ülemketas paistab tavaliselt "esimesena" BIOS-ile ja/või operatsioonisüsteemile. Vanades BIOS-ides (Intel 486 ajastu ja vanemad) nimetati kettad tavaliselt C-ks (ülem) ja D-ks (alam) vastavalt sellele, kuidas DOS viitaks aktiivsele primaarsele partitsioonile kummalgi kettal.[24]

Ketta seadistamine ülemaks või alamaks käib tavaliselt käsitsi silluse abil ketta peal. Kui kaabli küljes on vaid üks seade, tuleks see seadistada ülemaks. Samas, mõningatel kõvaketastel (eriti Western Digital-i tooted) on eriline seadistus single (üksik). Olenevalt kasutatavast tark- ja riistvarast võib üksik ketas töötada ka alamaks seadistatuna (sellist seadistust kohtab tihti CD-ROM-seadmete puhul, millele on antud oma kanal).[24]

Cable select[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ketta režiim ’’cable select’’ oli ATA-1 standardis valikvariant ja on alates ATA-5-st suhteliselt levinud. Ketas, mis on pandud ’’cable select’’ režiimi, määratleb ennast automaatselt ülema või alamana vastavalt sellele, millisesse pistikusse ta on ühendatud. Režiimi juhib jalg 28. Kui kaabel selle jala maandab, muutub ketas ülemkettaks, kui mitte, siis alamkettaks.[24]

Režiimi saab valida kettal silluse abil. Kettad, mis seda võimaldavad, on tavaliselt märgisega CS, mis on eraldi ülema ja alama seadetest.[24]

Kui kettad on käsitsi seadistatud ülemaks ja alamaks, siis ei ole vahet, millisesse kaablipistikusse kettad on tegelikult ühendatud. Jalg 28 kasutatakse ainult selleks, et näidata arvutile, millise pistiku külge milline ketas on ühendatud.

40-juhtmeliste kaablitega oli tavaline, et 28 jalga ühendav juhe kahe seadme vahel lõigati lihtsalt läbi. Keskmisesse kontakti paigutati ülemketas ja viimasesse alamketas. Selline paigutus muutus hiljem standardiks. Kui kaabli küljes oli vaid üks seade, jäi üks pistik kasutamata. See põhjustas aga signaali peegeldumist, eriti suurtel andmeedastuskiirustel.

Ülem- ja alamketta seaded[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kuigi termineid ülem- ja alamketas kasutatakse üsna tihti, siis tegelikult neid kõige uuemas ATA standardis ei esine. Kahele seadmele viidatakse kui seade 0 ja seade 1 (device 0 ja device 1), seda alates ATA-2 standardist.

On levinud müüt, et ülemketta kontroller võtab mõlema ketta juhtimise üle või et ülemkettal on eesõigus andmete edastusel. Tegelikkuses tegutsevad kummagi kõvaketta kontrollerid üksteisest sõltumatult ning nendevahelist koostööd vahendavad ja järjekorda korraldavad arvuti operatsioonisüsteemi draiverid.

Samuti on terminite "ülem" ja "alam" (inglise keeles master ja slave) vastu sõna võtnud Los Angelese maakonna võimud, kes nimetasid neid vastuvõetamatuteks „kultuurilise tundlikkuse“ tõttu.[25]

Kaks seadet, üks kaabel: mõju kiirusele[muuda | redigeeri lähteteksti]

Palju on vaieldud selle üle, kui suurt mõju avaldab aeglasem seade sama kaabli otsas olevale kiiremale seadmele.[26] Mõju kiirusele on olemas, kuid tihti aetakse segi kaks eri põhjust.

"Madalaim kiirus"[muuda | redigeeri lähteteksti]

On üsna levinud väärarusaam, et kui ühendada ühe kaabliga kaks seadet, mille kiirus erineb, siis langeb mõlema seadme andmeedastuskiirus aeglaseima seadme tasemele.

Kõikide uuemate ATA-seadmete puhul seda probleemi pole, kuna kõik uued ATA-seadmed toetavad mõlema ketta iseseisvat ajastamist (independent device timing). See võimaldab igal seadmel edastada infot vastavalt oma kiirusele. Isegi vanemate seadmete korral kehtivad sellised piirangud kirjutamis- ja lugemisoperatsioonide andmeedastusfaasile, mis on tavaliselt kogu kirjutamis- või lugemisprotsessi kõige lühem osa.[27]

"Üks tegevus korraga"[muuda | redigeeri lähteteksti]

Selle põhjuseks on nii kattuvuse kui ka järjekorra funktsioonide kasutamata jätmine enamikul paralleel-ATA-seadmetel. Ainult üks kaabliga ühendatud seade saab korraga lugeda andmeid või neid kirjutada, mistõttu kiirem seade peab ootama sama kaabli küljes oleva aeglasema seadme järel, kui mõlemad suure koormusega töötavad.[26]

Samas teatab enamus uutest seadmetest, et kirjutamisprotsess on lõppenud, kui andmed on kirjutatud ketta vahemällu enne, kui need reaalselt kettale kirjutatakse, mis on aeglasem protsess. See võimaldab hakata kohe kasutama teist seadet sama kaabli küljes, mis vähendab oluliselt "Üks tegevus korraga" põhimõttest lähtuvat kiirusepiirangut.

Konkreetne mõju kogu süsteemile oleneb konkreetsest rakendusest, mis parajasti käigus on. Näiteks andmete kirjutamise puhul kõvakettale optiliselt kettalt (mis leiab tihti aset tarkvara paigaldamise käigus), see erilist rolli ei mängi, sest kiiruse piirangu seab ilmselt optiline ketas ise, olenemata, kuidas ta parajasti ühendatud on. Kui aga sama kõvaketas peab samal ajal kiiresti andmeid liigutama mingite muude rakenduste jaoks, siis oleks parem, kui optilise ketta seade ei ole sama kaabliga ühendatud.

Kõvaketta salasõna ja turvalisus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ketta lukk on kõvaketta sisseehitatud turvalahendus. Kuna see on kirjas juba ATA standardis, siis ei sõltu selle olemasolu ka mingist konkreetsest tootjast või seadmest. Lukku saab aktiveerida või välja lülitada spetsiaalsete käskudega. Kui ketas on lukustatud, siis keeldub see andmeid jagamast, kuni lukk on välja lülitatud.[28]

Igal kettal on alati kaks salasõna: kasutaja salasõna ja administraatori salasõna. Ketta lukustamiseks on kaks võimalust kõrge turvalisus või maksimaalne turvalisus. Kõrge turvalisuse seadetega saab ketast lahti lukustada nii kasutaja kui ka administraatori salasõnaga. Salasõnaga võib eksida kuni viis korda, päast mida tuleb arvuti kas korraks välja lülitada või uuesti lähtestada (hard reset), enne kui uuesti proovida saab. Maksimaalse turvaseade korral ei saa ketast lahti lukustada ilma kasutaja salasõnata. Ketast on küll võimalik ka ilma lahti lukustada, kuid kõik andmed kustutatakse.[29]

ATA-kettalukk peaks iseenesest olema murdmatu ilma salasõnata, kuid tegelikult on võimalik ka ümber selle töötada. Mitmed firmad pakuvad ketaste lahtilukustamise teenust. Seega tuleb arvestada, et kuigi see turvalahendus peatab tõenäoliselt tavalise rünnaku, siis spetsialisti eest see andmeid ei kaitse.[30]

Välised PATA-seadmed[muuda | redigeeri lähteteksti]

Välised PATA-seadmed on vähe levinud ja PATA-t kasutatakse peamiselt arvutisiseste seadmete ühendamiseks, kuna PATA-kaabli pikkus on piiratud. Välise seadme jaoks vajab kaabel lisapikkust, et seadmeni ulatuda. Väliste seadmete ühendamiseks on tarvis, et kaabel ulatuks seadmeni, mis on PATA-kaabli pikkuse piirangute juures küllaltki keeruline. Kuna enamik PATA-seadmeid asub arvutikasti esiosas, on ka vastavad pistikud emaplaadil just sinna paigaldatud. See muudab kaabli ulatumise arvuti tagant välise seadmeni veelgi keerulisemaks.

Lisaks on lintkaablid üsna kehvasti varjestatud ja mõeldud kasutamiseks arvuti kesta sees, mis pakub lisavarjestust.

Sellepärast kasutavad kõik välised PATA-seadmed mingeid muid liideseid, nagu näiteks USB või Firewire. Spetsiaalne kiip konverteerib USB-liidese signaali PATA-signaaliks ja toetab tüüpiliselt korraga ainult ühte seadet.

ATA standardite versioonid, andmeedastuskiirused ja omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Järgnevas tabelis on toodud ATA standardite versioonide nimed, andmeedastuskiirused ja režiimid, mida need toetavad. Tabelis toodud andmeedastuskiirused iga režiimi kohta on kaabli maksimaalsed teoreetilised väärtused. See on lihtsalt kaks baiti korrutatud efektiivse taktsagedusega ja eeldab, et igat kella tsüklit kasutatakse kasutaja andmete edastamiseks. Tegelikult kahandab protokolli täitmisest tulenev lisaaeg seda kiirust.

Ummik arvuti siinil, mille külge ATA adapter on kinnitatud võib veelgi kiirust piirata. Näiteks tavalise PCI siini kiirus on 133 MB/s ja seda peavad jagama kõik aktiivsed seadmed, mis selle külge on ühendatud.

Maksimaalne andmeedastuskiirus on 2010. aprilli seisuga mehaaniliste kõvaketaste puhul 157 MB/s,[31] mis on üle PATA/133 standardi võimete. Suure võimsusega välkmälud saavutavad kiirusi 308 MB/s.[32]

Ainult Ultra DMA režiimid kasutavad CRC-d, et leida kontrolleri ja ketta vahelises andmeedastuses vigu. Tegemist on 16-bitise CRC-ga ja seda kasutatakse ainult andmeblokkide kontrollimiseks. See erineb SATA-st, kus 32-bitist CRC-d kasutatakse nii käskude kui ka andmete kontrollimiseks.[33]

Standard Muud nimed Uued ülekanderežiimid Maksimaalne ketta suurus
(512 baidised sektorid)
Muud uued omadused ANSI etalonid
IDE (ATA-eelne) IDE PIO 0 GiB (2.1 GB) 22-bitine Loogiline plokiadresseerimine (LBA)
ATA-1 ATA, IDE PIO 0, 1, 2
Single-word DMA 0, 1, 2
Multi-word DMA 0
128 GiB (137 GB) 28-bitine loogiline plokiadresseerimine (LBA) X3.221-1994
(Vananenud alates 1999. aastast)
ATA-2 EIDE, Fast ATA, Fast IDE, Ultra ATA PIO 3, 4
[Multi-word DMA 1, 2
PCMCIA pistik X3.279-1996
(Vananenud alates 2001. aastast)
ATA-3 EIDE loobuti Single-word DMA-st dropped[34] S.M.A.R.T., turvalisus, 44-jalaga pistik 2.5" ketastele X3.298-1997
(Vananenud alates 2002. aastast)
ATA/ATAPI-4 ATA-4, Ultra ATA/33 Ultra DMA 0, 1, 2
aka UDMA/33
AT Attachment Packet Interface (ATAPI) (tugi CD-ROM-ile, lindiseadmetele jne.), Võimalik valida kattuv ja järjekorraga keskude võimalused, Host Protected Area (HPA), CompactFlash Assotastiooni (CFA) funktsioonide komplekt SSD seadmete jaoks NCITS 317-1998
ATA/ATAPI-5 ATA-5, Ultra ATA/66 Ultra DMA 3, 4
aka UDMA/66
80-juhtmega kaablid; CompactFlash pistik NCITS 340–2000
ATA/ATAPI-6 ATA-6, Ultra ATA/100 UDMA 5
aka UDMA/100
128 PiB (144 PB) 48-bitine LBA, Device Configuration Overlay (DCO),
Automatic Acoustic Management
NCITS 361-2002
ATA/ATAPI-7 ATA-7, Ultra ATA/133 UDMA 6
aka UDMA/133
SATA/150
SATA 1.0, Voogedastuse funktsioonide komplekt, long logical/physical sector feature set for non-packet devices NCITS 397-2005 (vol 1) / NCITS 397-2005 (vol 2) / NCITS 397-2005 (vol 3)
ATA/ATAPI-8 ATA-8  — Hübriidketas Kasutab säilivat vahemälu, et kiirendada tähtsate OS failide kasutamist Arendamisel

Kiirus vastavate andmeedastus režiimide korral[muuda | redigeeri lähteteksti]

Andmeedastus režiimid
Mode # Suurim Andmeedastuskiirus
(MB/s)
PIO 0 3.3
1 5.2
2 8.3
3 11.1
4 16.7
Single-word DMA 0 2.1
1 4.2
2 8.3
Multi-word DMA 0 4.2
1 13.3
2 16.7
3 20
4 25
Ultra DMA 0 16.7
1 25.0
2 (Ultra ATA/33) 33.3
3 44.4
4 (Ultra ATA/66) 66.7
5 (Ultra ATA/100) 100
6 (Ultra ATA/133) 133

ATA over Ethernet[muuda | redigeeri lähteteksti]

ATA over Ethernet ehk AoE on protokoll, mis vahendab ATA käske üle Etherneti, mitte ei ühildu otse PATA-pistikusse. See võimaldas juba sissetöötatud protokolli kasutada kettavõrkudes (inglise keeles Storage area network ehk SAN).[35]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Technical Committee T13
  2. System Architecture: a look at hard drives. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  3. Charles M. Kozierok. The PC Guide: Overview and History of the IDE/ATA Interface. Kasutatud 12.12.2010. (Inglise k.)
  4. Gene Milligan. The History of CAM ATA. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  5. Scott Mueller Upgradeing and... lk 437–445
  6. Charles M. Kozierok. The PC Guide: ATA (ATA-1). Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  7. Technical Committee T13 AT Attachment AT Attachment Interface for Disk Drives (ATA-1), Global Engineering Documents, 1994
  8. Creative Labs helikaardi dokumentatsioon, kus on näidatud Mitsumi, Sony ja Panasonic-u CD-ROM seadme pistikud: dokumentatsioon
  9. Charles M. Kozierok. The PC Guide: ATA (ATA-2). Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  10. 10,0 10,1 Technical Committee T13 AT Attachment AT Attachment Interface with Extensions (ATA-2) Global Engineering Documents, 1996
  11. 11,0 11,1 Charles M. Kozierok. The PC Guide: ATA/ATAPI-4. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  12. Charles M. Kozierok. The PC Guide: SFF-8020 / ATA Packet Interface (ATAPI). Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  13. Technical Committee T13 AT Attachment AT Attachment with Packet Interface Extension (ATA/ATAPI-4) Global Engineering Documents, 1998
  14. Mis on Ultra DMA, Ultra ATA, DMA-33.... ?. 17.11.2005. Kasutatud 12.12.2010. (eesti k.)
  15. What is SATA or Serial ATA?. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  16. Scott Mueller Upgradeing and... lk 442–443
  17. 17,0 17,1 Scott Mueller Upgradeing and... lk 444–445
  18. Large Disk HOWTO: History of BIOS and IDE limits. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  19. Scott Mueller Upgradeing and..., lk 485
  20. 20,0 20,1 20,2 20,3 Scott Mueller Upgradeing and..., lk 445–450
  21. [1]
  22. 22,0 22,1 Scott Mueller Upgradeing and..., lk 451–454
  23. http://www.t10.org/t13/project/d1321r3-ATA-ATAPI-5.pdf. 29.02.2000. (pdf) Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  24. 24,0 24,1 24,2 24,3 Charles M. Kozierok. Single, Master and Slave Drives and Jumpering. 17.04.2001. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  25. Master/Slave. 02.12.2007. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  26. 26,0 26,1 PATA. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  27. Charles M. Kozierok. Independent Master/Slave Device Timing. 17.04.2010. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  28. Scott Mueller Upgradeing and..., lk 464–466
  29. Unlocking a password protected harddisk. 09.03.2008. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  30. Hard Drive Passwords Easily Defeated; the Truth about Data Protection. 10.09.2008. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  31. Patrick Schmid ja Achim Roos. VelociRaptor Returns: 6Gb/s, 600GB, And 10,000 RPM. 06.04.2010. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  32. Patrick Schmid ja Achim Roos. Spring 2010 Solid State Drive Roundup, Part 2. 13.04.2010. Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  33. Serialata — a comparison with ultra ata technology. (pdf) Kasutatud 12.12.2010. (inglise k.)
  34. Direct Memory Access (DMA) Modes and Bus Mastering DMA
  35. What Is ATA Over Ethernet wisegeek.com

Kirjandus[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • Scott Mueller Upgradeing and repairing PCs 19th edition, Indianapolis 2010 ISBN 9780789739544

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]