Những hiểu biết cần thiết về IDE

Giao diện được sử dụng để nối kết ổ cứng và ổ đĩa quang vào một PC hiện đại được gọi là IDE (Integrated Drive Electronics); tuy nhiên, tôi luôn luôn thích chỉ ra tên chính thức của giao diện này là ATA (AT Attachment).

Tổng quan về giao diện IDE

Tên ATA cho biết giao diện này đầu tiên được thiết kế để nối kết một ổ đĩa và bộ điều khiển được phối hợp trực tiếp vào bus 16 bit trong AT IBM vintage 1984 (AT: Advanced Technology) và các máy tính tương thích. Bus AT được biết theo cách khác như bus ISA (Industry Standard Architecture). Mặc dầu ATA là tên chính thức của giao diện này, một số nhà sản xuất ổ cứng dùng thuật ngữ tiếp thị IDE để mô tả sự phối hợp ổ đĩa/bộ điều khiển được sử dụng trong các ổ đĩa với giao diện ATA. Integrated Drive Electronics cho biết các linh kiện điện tử giao diện hay bộ điều khiển được xây dựng vào ổ đĩa và không là một bo riêng biệt, như những giao diện ổ đĩa cũ hơn. Mặc dầu tên đúng cho giao diện IDE mà chúng tôi thường dùng về mặt kỹ thuật là ATA, ngày nay nhiều người vẫn dùng tên IDE. Nếu còn kén chọn, bạn có thể nói IDE chỉ một cách tổng quát cho bất kỳ giao diện ổ đĩa nào trong đó bộ điều khiển được dựng vào ổ đĩa, trong khi ATA nhắc đến sự thực thi cụ thể của IDE trong phần lớn PC.

ATA khởi đầu là giao diện Parallel 16 bit, nghĩa là 16 bit được truyền đồng thời xuống cáp giao diện. Giao diện mới hơn, gọi là Serial ATA, được giới thiệu chính thức vào cuối năm 2000 và được chấp nhận ở những hệ thống máy để bàn bắt đầu năm 2003, máy tính xách tay cuối năm 2005. Serial ATA (SATA) gửi 1 bit xuống cáp tại một thời điểm, cho phép những cáp nhỏ hơn và mảnh hơn được sử dụng, cũng như cung cấp tốc độ cao hơn do bởi các tốc độ tính theo chu kỳ cao hơn mà nó có khả năng. Mặc dù SATA là thiết kế giao diện vật lý khác hoàn toàn, nó vẫn tương thích ngược trên mức phần mềm với Parallel ATA. Suốt quyển sách này, ATA chỉ ra phiên bản Parallel hay cả hai phiên bản Parallel và Serial, trong khi Parallel ATA (PATA) chỉ một cách cụ thể phiên bản Parallel và Serial ATA (SATA) chỉ cụ thể phiên bản Serial.

Những tiền thân của IDE

Vài loại giao diện ổ cứng được sử dụng trong các máy tính qua nhiều năm. Như được thể hiện trong bảng 1 thời gian trôi qua, số lượng lựa chọn tăng lên: tuy nhiên, nhiều tiêu chuẩn giao diện cũ hơn đã lỗi thời và không còn thấy trong các hệ thống mới hơn.

Bảng 1: Các giao diện ổ cứng PC

Trong các giao diện này, chỉ ST-506/412 và ESDI là cái bạn có thể gọi là những giao diện bộ điều khiển đĩa đến ổ đĩa thực sự và chúng đã lỗi thời. Các phiên bản Non-ATA của IDE được sử dụng trước tiên trong các hệ thống IBM PS/2 và cùng đã lỗi thời. SCSI, ATA và Serial ATA hiện hành là những giao diện mức hệ thống thường kết hợp giao diện bộ điều khiển dựa trên chipset. Cho ví dụ, nhiều ổ đĩa SCSI, Parallel ATA và Serial ATA kết hợp cùng mạch bộ điều khiển cơ bản nằm bên trong ổ đĩa. Giao diện SCSI thêm vào lớp nữa kết hợp giữa bộ điều khiển ổ đĩa và bus PCI (hay ISA), trong khi PATA và Serial ATA có kết nối trực tiếp từ bộ điều khiển tới giao diện trực thuộc bus AT. Bất chấp những khác biệt của chúng, chúng tôi gọi card SCSI, ATA hay Serial ATA là thiết bị tiếp hợp giao diện chủ (host interface adapter) thay vì là card bộ điều khiển (controller card) bởi vì những bộ điều khiển thực sự đều nằm trong ổ đĩa. Hầu như tất cả ổ đĩa hiện đại dùng các giao diện Parallel ATA. Serial ATA hay SCSI để nối kết vào hệ thống.

Nguyên bản IDE

Bất kỳ ổ đĩa với một bộ điều khiển tích hợp được gọi là ổ đĩa IDE, mặc dù thông thường khi gọi IDE, chúng tôi thực sự chỉ phiên bản cụ thể IDE được gọi là ATA. Không vấn đề với tên bạn gọi nó, kết hợp ổ đĩa và bộ điều khiển làm đơn giản hóa đáng kể sự cài đặt bởi vì không có những cáp nguồn và tín hiệu từ bộ điều khiển đến ổ đĩa. Cùng vậy, khi bộ điều khiển và ổ đĩa được lắp ráp thành một bộ, số thành phần giảm đi, các đường dẫn tín hiệu ngắn hơn, các kết nối điện khá chịu được nhiều mạch. Điều này dẫn đến thiết kế rẻ hơn và đáng tin cậy hơn là bộ điều khiển rời, được kết hợp với ổ đĩa bằng những cáp.

Đặt bộ điều khiển, bao gồm thiết bị mà hóa/giãi mà tín hiệu ra tín hiệu tương tự (endec), trên ổ đĩa cho một lợi thế đáng tin cậy vượt qua những giao diện với những bộ điều khiển riêng biệt như là ST506 và ESDI. Sự đáng tin cậy được gia tăng bởi vì sự mã hóa dữ liệu, từ tín hiệu ra tín hiệu tương tự, được thể hiện trực tiếp trên ổ đĩa trong môi trường không nhiễu chặt chẽ. Thông tin tương tự nhạy bén định thời gian không phải di chuyển với những cáp dây thô thiển có khả năng gây nhiễu và thêm vào những chậm trễ trong sự truyền những tín hiệu. Cấu hình kỹ thuật tích hợp cho phép gia tăng tốc độ đồng hồ của thiết bị mã hóa và mật độ lưu trữ của ổ đĩa.

Sự tích hợp bộ điều khiển và ổ đĩa cũng không ràng buộc các kĩ sư ổ đĩa và bộ điều khiển phải tuân thủ những nguyên tắc chặt chẽ được soạn thảo bởi những tiêu chuẩn giao diện cũ hơn. Các kĩ sư có thể thiết kế cái thực sự là những thực thi bộ điều khiển và ổ đĩa người dùng do không có bộ điều khiển nào khác phải được kết nối vào ổ đĩa. Sự kết hợp bộ điều khiển và ổ đĩa có được cho tốc độ cao hơn những thiết kế ổ đĩa và bộ điều khiển riêng rẽ cù hơn. Các ổ đĩa IDE đôi khi được gọi là các ổ đĩa với bộ điều khiển được nhúng vào.

Các ổ đĩa IDE cũ nhất được gọi là hardcard và không có gì nhiều hơn ổ cứng và bộ điều khiển được đóng chốt trực tiếp vào nhau và cắm thẳng vào một khe cấm như một bộ đơn. Các công ty như là Plus Development Division của Quantum lấy các ổ đĩa 3 1/2” nhỏ (ST-506/412 hoặc ESDI) và gắn chúng trực tiếp vào bộ điều khiển tiêu chuẩn. Ổ đĩa/bộ điều khiển lắp ráp được cắm vào Slot bus ISA như thể nó là card bộ điều khiển ổ đĩa thông thường. Không may, phần trên của một ổ đĩa rung lắc, nặng nề trong một khe cắm mở rộng không có cái gì thậm chí một con ốc giữ nó trong vị trí không màng đến sự va chạm vật lý với những card gần kề do nhiều trong những bộ này khá dày hơn card bộ điều khiển đơn độc.

Nhiều công ty có ý tưởng thiết kế lại bộ điều khiển để thay thế sự lắp ráp bo hợp lý trên ổ cứng tiêu chuẩn và đặt nó trên khoang ổ cứng tiêu chuẩn giống như bất kỳ ổ đĩa khác. Do bộ điều khiển dựng sẵn trong những ổ cứng này vẫn cần cấm trực tiếp vào bus mở rộng giống như bất kỳ bộ điều khiển khác, một cáp nối ổ đĩa và một trong những khe cắm. Đó là nguồn gốc của IDE.

Tìm hiểu thêm các loại màn hình!