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La interfaz  ATA/IDE


Antecedentes

Recordemos que el IBM PC nació en Agosto de 1981; que a principios de 1983 nació el PC XT, y que el IBM AT nació en en verano (boreal) de 1984.  Precisamente este año tiene su origen el estándar IDE, con un encargo de Compaq a Western Digital.  Compaq necesitaba una controladora compatible con el estándar ST506, pero debido a la falta de espacio en el interior de un nuevo modelo de PC, la interfaz debía estar integrada en el propio disco, de ahí el nombre: IDE ("Integrated Drive Electronics").  Toda la electrónica de control se concentra en el dispositivo a controlar (el disco duro), con lo que puede conectarse directamente el disco con el bus del sistema.  Las primeras unidades IDE son de 1986.

La realización práctica estaba acompañada de una serie de normas denominadas AT Attachment (ATA) que establecían las condiciones que deben seguir los fabricantes de este tipo de unidades.  El sistema fue adoptado rápidamente por otros fabricantes, y en 1994 fue aprobada la primera versión del estándar ATA.

^ Nota:  Aunque se la conoce con los dos nombres, IDE y ATA, en realidad su verdadero nombre es este último, ya que "AT Attachment" indica la intención original de conectar directamente una unidad de disco (y su controladora incrustada), en el bus del IBM PC AT de 1984.


Características

El sistema IDE/ATA dispone de varios métodos para efectuar el movimiento de datos, incluyendo la emulación de cualquier formato anterior, e incorpora un nuevo formato de grabación, denominado de zona múltiple MZR ("Múltiple Zone Recording") que consigue mayor densidad de grabación y por tanto mayor capacidad en los discos.  Además, se implementaron dos sistemas de traducción de los parámetros físicos de la unidad. Estos sistemas se denominan CHS ("Cylinder Head Sector") y LBA ("Logical Block Addressing"), y permitían solventar algunas limitaciones derivadas del diseño inicial de los servicios BIOS de disco ( 6.2).

La especificación inicial permitía una tasa de transferencia de 4 MB/s, y supuso una simplificación en la instalación y configuración de los discos duros. Sin embargo, pronto se manifestaron sus carencias, de forma que desde su aparición ha sufrido constantes actualizaciones y mejoras, apareciendo versiones de los diversos fabricantes bajo diversos nombres. Enhanced IDE (EIDE), Ultra-ATA, ATA-2, ATAPI, Fast-ATA, ATA-2, ATA-3, Etc.


Sus principales defectos se concretaban en la capacidad de almacenamiento, que debido a limitaciones de la BIOS, no podía exceder de 528 MB.  También a la capacidad de conexión, ya que solo podían coexistir dos dispositivos IDE en el sistema (denominados unidad maestra y esclava), y la ya mentada velocidad de transferencia (4 MB/s) que pronto se mostró insuficiente.

A continuación se muestra una sinopsis cronológica de los avatares sufridos por el sistema desde su nacimiento.

Estándar

Comentario

IDE

1986 Pre-estándar. 

ATA-1

ANSI X3.221-1994.  Define los modos PIO 0-2 y multi-word DMA modo 0.

ATA-2

ANSI X3.279-1996.  En 1996, como solución a los problemas planteados anteriormente, surgió la interfaz EIDE ("Extended IDE") o IDE mejorada, logrando un significativo aumento en flexibilidad y prestaciones. Su estándar fue definido en la norma  norma ATA-2, que definía los modos PIO 3-4 y multi-word DMA modo 1-2 ( 2.3), que permiten alcanzar un máximo de 16,6 MB/s.

Otra mejora en la interfaz EIDE se reflejó en el número de unidades que podían ser instaladas al mismo tiempo, que se aumentó a cuatro .  Más aún, se habilitó la posibilidad de que coexistieran unidades de CD-ROM y de cinta en el sistema.  Para ello se ideó la norma ATAPI (AT Attachment Packet Interface), una extensión del protocolo ATA creada con el fin de aportar un único conjunto de registros y mandatos, y de esta forma facilitar la coexistencia de estas unidades.  Por extensión se denominan así aquellos dispositivos que cumplen esta norma.

El interfaz EIDE posee dos canales relativamente independientes: primario y secundario, a cada uno de los cuales se pueden conectar dos dispositivos (maestro y esclavo), lo que da un total de cuatro conexiones. Dichos dispositivos pueden ser discos duros, lectores y grabadores de CD-Rom, unidades de cinta y de disquetes de alta capacidad.

En un canal EIDE los dos dispositivos conectados deben de turnarse en el uso del bus. Si hay un disco duro conectado con un CD-Rom en el mismo canal, aquel deberá esperar a que éste acabe su comunicación, lo que produce una pérdida de prestaciones. Por eso es buena idea conectar el CD-Rom como master del segundo canal, ya que los dos canales son más o menos independientes entre sí, dependiendo del chipset.

ATA-3

ANSI X3.298-1997.  Introducida en 1997, esta tecnología incluyó mejoras en la fiabilidad;  especialmente del PIO modo 4; esquema de seguridad basado en contraseña; posibilidad de gestionar una alimentación eléctrica mas sofisticada y tecnología SMART ("Self Monitoring Analysis and Reporting Technology"), capaz de análisis y auto observación del dispositivo, que permite prevenir fallos antes de que ocurran [3].

Esta norma incluye además comandos que pueden interrogar al disco sobre sus parámetros.  Fabricante, modelos, versión del firmaware, geometría, Etc. (ver programas de ejercicios ).

Nota:  Los equipos de Western Digital    www.wdc.com  disponen de sectores especiales ocultos (denominados ficheros WDC) que contienen información muy interesante sobre los propios discos y su firmware.  Estos sectores pueden verse utilizando funciones específicas (no documentadas) de este fabricante.


La norma ATA-3 fue un paso intermedio que incluía la función SMART en busca de una mayor fiabilidad de los discos, pero sin añadir ninguna mejora a los 16 MB/s de la norma anterior.

ATA-4

Como era de esperar, en 1998 llegó la norma ATA/ATAPI-4, más conocida por Ultra DMA/33, DMA-33 y Ultra ATA.  Incorpora un nuevo modo de alto rendimiento, Ultra DMA modo 0-2, que permite transferencias de 33 MB/s, el doble que el DMA modo 2, siendo este estándar el que actualmente impera en la mayoría de los ordenadores de consumo (2001).

La norma ATA-4 introdujo el estándar CRC ("Cyclical Redundancy Check"), un sistema que proporciona verificación y protección de los datos en la fase de transmisión, contando para ello con un algoritmo de comprobación de 32 bits.  El algoritmo CRC puede detectar errores de hasta 32 bits, e informa sobre ellos sin necesidad de introducir ningún tipo de modificación en el software.  La función CRC ofrece un elevado nivel de fiabilidad en la transmisión de datos al asegurar la integridad de la información transferida.

ATA-5

El estándar ATA/ATAPI-5, denominado también Ultra ATA/66 y Ultra DMA/66, apareció en el año 2000 y añade nuevos modos de transferencia a los anteriores estándares PIO, el modo 3 a 44,4 MBps y el modo 4 a 66,6 MBps, así como Ultra DMA modos 3-4.  El nuevo estándar es compatible hacia atrás con los anteriores, heredando la verificación CRC para los datos transferidos. 

ATA-6

Aparecido en 2002, el estándar ATA/ATAPI-6 es conocido también como Ultra DMA/100, en atención a su velocidad de 100 MB/s.  Incorpora Ultra DMA modo 5 y direccionamiento LBA de 48 bits.

ATA-7

Del 2003 y conocido también como Ultra DMA/133, el estándar ATA/ATAPI-7 es, por el momento, el más reciente. Alcanza 133 MB/s y utiliza Ultra DMA modo 6.


Ventajas e inconvenientes
:

La inclusión de la controladora en la unidad de disco permitió eliminar la necesidad de dos cables separados (control y datos) que unían las antiguas controladoras con las unidades de disco, bastando un único cable que sirve como bus de datos y de control.  Este diseño tiene además la ventaja de que se reduce el número total de componentes, las trayectoria de las señales es más corta y por tanto menos vulnerable a las interferencias electromagnéticas.

Estar la controladora embebida en el disco dio mucha libertad a los diseñadores, ya que no había ninguna otra cosa que pudiera conectarse a esta controladora, lo que mejoró las prestaciones de las unidades.  Sin embargo presenta también sus inconvenientes.  Algunas áreas de las normas ATA dejaron cierta libertad a los diseñadores, lo que motivó comandos específicos de los proveedores.  Esto hace que sea difícil dar formato de bajo nivel a estas unidades y redefinir sus tablas de sectores defectuosos, ya que los comandos cambian de un proveedor a otro.  La mayoría de fabricantes de unidades ATA ofrecen el software de formateo a bajo nivel en sus sitios Web.

Nota:  Siempre se ha de tener muy en cuenta que la velocidad de transferencia que puede soportar el puerto del sistema debe exceder la velocidad media de los dispositivos conectados a él.  Es decir, la tasa de transferencia permitida por los puertos IDE debe ser mayor que la tasa media que pueden alcanzar los discos duros conectados a éste.  Si no fuera así, el rendimiento del equipo se vería reducido significativamente debido a las mayores prestaciones de los nuevos discos duros que ocasionarían graves atascos en el bus, motivado por los frecuentes períodos en los cuales el buffer de memoria estaría lleno o vacío en operaciones, generalmente, secuenciales de lectura o escritura, respectivamente.


^ Modos de transferencia

Aparte de las distintas interfaces, la velocidad de transferencia de un disco viene determinada por los modos de transferencia que pueden soportar tanto la controladora como el disco duro.  Los dispositivos IDE pueden transferir información principalmente empleando dos métodos: PIO y DMA.  El modo PIO (Programmed I/O) depende del procesador principal del ordenador para efectuar el trasiego de datos repercutiendo en el rendimiento del sistema.  Por el contrario, en el método DMA (Direct Memory Access), el procesador del equipo se desentiende de las operaciones concernientes al disco duro, dejando estas labores a un chip dedicado, el controlador DMA.

La variante de la transferencia DMA usada actualmente en los discos duros es la Bus master DMA.  Esta modalidad aprovecha las ventajas de los chipsets de las placas base, cada vez más optimizados para estas labores (de acceso directo a memoria).  Además de liberar al procesador, puede obtener por parte de éste un control casi total, de forma que la información sea transferida con la máxima prioridad. Asimismo, existen dos tipos de modos DMA, singleword y multi-word, si bien el primero quedó obsoleto con la aparición de la norma ATA-2.

Desde luego, para disfrutar de esta técnica es preciso contar con los correspondientes controladores (drivers), que deben cargarse previamente.

Con el IDE original se usaban los modos de transmisión PIO O, 1 y 2, que podían llegar a unos 8 MBps o el DMA (single-word O, 1 y 2 o multi-word O) que no superaba esta cifra.  El estándar Fast ATA amplió los modos PIO al 3, y estableció el multi-word DMA 1, con lo que se logró una tasa entre 11 y 13 MBps.


Conexión

Por lo general, el conector IDE/ATA de la placa-base es un sencillo conector de 40 pines al que se abrocha un cable plano, que va desde la placa-base a la unidad de disco [2].  Estos pines son un subconjunto de los 98 contactos de las ranuras ISA de 16 bits.  La razón es que un controlador de disco nunca necesita más de 40 señales del bus ISA.

Pin

Descripción

Pin

Descripción

1

-RESET

2

GND

3

Data bit 7

4

Data bit 8

5

Data bit 6

6

Data bit 9

7

Data bit 5

8

Data bit 10

9

Data bit 4

10

Data bit 11

11

Data bit 3

12

Data bit 12

13

Data bit 2

14

Data bit 13

15

Data bit 1

16

Data bit 14

17

Data bit 0

18

Data bit 15

19

GND

20

(falta este pin)

21

DRQ 3

22

GND

23

-IOW

24

GND

25

-IOR

26

GND

27

IOCHRDY

28

SPSYNC:CSEL

29

-DACK 3

30

GND

31

IRQ 14/15

32

-IOCS16

33

Addr bit 1

34

-PDIAG

35

Addr bit 0

36

Addr bit 2

37

-CS1FX

38

-CS3FX

39

-DA/SP

40

GND




Nota:  Las unidades muy pequeñas, principalmente de equipos portátiles, no disponen de espacio para un conector de alimentación independiente, por lo que utilizan un conector con 44 pines, en el que los 4 pines adicionales se utilizan para alimentación de energía.


El cable de 40 hilos no asegura una transmisión correcta cuando se emplean frecuencia superiores a 44,4 ó 66,6 MBps para la transferencia de datos, ya que el sistema se vuelve inestable debido a las interferencias electromagnéticas (EMI).  Para asegurar la calidad de transmisión, se empezó a utilizar un cable con 80 hilos que mantiene la misma configuración en el conector de 40 pin,  pero con 40 líneas adicionales de tierra (GND).  En otras palabras, las 40 nuevas líneas están todas conectadas a tierra sin que transporten ningún tipo de señal, pero protegen las señales de datos de posibles interferencias.

Es frecuente que los conectores IDE falte el pin 20 (que nunca se utiliza) o esté anulado en el lado del conector instalado en el cable (hembra).  Esto se hace para evitar que este cable pueda ser insertado al revés, aunque también suele instalarse un conector polarizado (que dispone de una muesca que hace que solo pueda conectarse en la posición correcta).

También se utilizan conectores de 68 pines para las unidades IDE montadas en tarjetas PC-CARD (PCMCIA).

En la tabla adjunta se muestra el esquema de conexiones de un disco IDE.


La selección de unidad maestra/esclava dentro de cada uno de los dos canales, puede realizarse mediante puentes ("Jumpers") instalados en la propia unidad de disco o mediante cable.  La teoría es que cada controlador solo debe responder a los comandos que van dirigidos a él.  En principio si se instala una sola unidad, esta responde a todos los comandos (es la configuración denominada maestra unidad simple), pero cuando se instala un segundo disco, uno de los controladores debe estar asignado como maestro y otro como esclavo (son las configuraciones mestro unidad doble y esclavo unidad doble).  En el momento de inicio del Sistema, la unidad configurada como esclava envía una señal DA/SP ("Device Activated/Slave Present"), por la línea 39, lo que hace que a partir de ahí, la maestra ponga atención a la línea de selección de unidad (lo que no hace si está sola).

En ocasiones la selección puede hacerse mediante el propio cable.  En estos casos, los jumpers de la unidad maestra y esclava se ponen en la misma posición CS -"Cable Selection"-.  Una de las unidades, la maestra tiene conexión con todos los hilos del cable, pero la unidad esclava no tiene conexión con la línea 28, que está interceptada antes de llegar a esta controladora.  Todos los cables de 80 conductores UltraATA de 80 conductores están diseñados para usar selección por cable.

La inmensa mayoría de las placas-base actuales disponen de dos conectores IDE/ATA, ya que esta interfaz es con mucho la más popular.  Sin embargo, si no se dispusiera de ella, es posible disponer una tarjeta auxiliar adaptadora que si disponga de estos conectores y que pueda insertarse en uno de los zócalos ISA o PCI de la placa-base.


En los sistemas Linux es fácil comprobar la disposición lógica de las unidades IDE conectadas (en su caso), así como el método de transferencia utilizado, consultando el contenido del fichero /proc/ide/piix mediante el comando

cat /proc/ide/piix

En el caso de uno de mis equipos de trabajo (con una sola unidad de disco) el resultado es el siguiente:

Controller: 0

                                Intel PIIX4 Ultra 33 Chipset.
--------------- Primary Channel ---------------- Secondary Channel -------------
                 enabled                          enabled
--------------- drive0 --------- drive1 -------- drive0 ---------- drive1 ------
DMA enabled:    yes              no              no                no 
UDMA enabled:   yes            no              no                no 
UDMA enabled:   2               X               X                 X
UDMA
DMA
PIO  

Una vez averiguadas las unidades instaladas en el sistema, es fácil indagar el detalle de las características de tales unidades inspeccionando los directorios correspondientes:

Canal primario unidad maestra

/proc/ide/ide0/hda

Canal primario unidad esclava

/proc/ide/ide0/hdb

Canal secundario unidad maestra

/proc/ide/ide1/hdc

Canal secundario unidad esclava

/proc/ide/ide1/hdd

Cada uno de estos directorios contiene una serie de ficheros con distinto tipo de información sobre la unidad que pueden ser leídos con el comando cat correspondiente.  Por ejemplo, en el caso anterior, el comando cat /proc/ide/ide0/hda/model produce:

HITACHI_DK23BA-15

En los ejercicios se muestran otros métodos para obtener información detallada de los dispositivos IDE conectados en el sistema .


^ Integridad en la transferencia de datos:

La interfaz ATA original se basaba en una lógica TTL ("Transistor-Transistor Logic") y se fundamenta en el viejo protocolo para el bus ISA.  Este protocolo usaba un método de transferencia de datos asíncrono, en el que tanto los comandos como los datos eran intercambiados con el dispositivo en un pulso de la señal, pero sin que existiera una interconexión entre ambos tipos de señales.  Es decir, cada pulso podía transportar únicamente datos u órdenes (comandos).

Para mejorar el bus ATA, con los modos de transferencia ATA-2 y ATA-3 se modificó el tipo de señalización, pasando a un nuevo método que consistía en el envió de datos en pulsos síncronos.  En este modo de funcionamiento, la unidad controla la señalización sincronizando las señales de datos y comandos en un mismo pulso pero sólo en el flanco positivo de la señal.

Para aumentar el rendimiento en este entorno, lo más lógico era incrementar la frecuencia de la señalización.  El incremento de la frecuencia incidiría directamente en un incremento de la tasa de transferencia, pero a frecuencias elevadas el sistema se vuelve inestable debido a las interferencias electromagnéticas (EMI) llegando a producirse errores en la transmisión de los datos.

El siguiente paso, ATA-4, se basó en el uso de los flancos positivo como negativo de la señal, doblando así la frecuencia de transmisión sin incrementar la frecuencia, por lo que las interferencias y perturbaciones EM mantenían sus niveles anteriores.  El resultado inmediato de la nueva técnica fue doblar la tasa de transferencia de datos. Asimismo, el Ultra DMA/33 redujo al mínimo las demoras en la transmisión de los datos y consecuentemente, la eliminación de estos retrasos mejoró el rendimiento global.

Con el protocolo Ultra DMA/66 se dobla nuevamente la velocidad de transferencia en los disco duros IDE mediante dos técnicas:  Reducción de los tiempos de iniciación y el aumento de la frecuencia de sincronismo.

Por otro lado, el Ultra ATA/33 ya introdujo en su día el estándar CRC ("Cyclical Redundancy Check"), un sistema que proporciona verificación de datos y detección de errores de transmisión mediante un algoritmo de comprobación de 32 bits.  Esta característica ha continuado en la especificación ATA-5, de modo que ha sido heredada por Ultra ATA/66.  El algoritmo CRC ofrece un elevado nivel de fiabilidad, pudiendo detectar errores de hasta 32 bits, lo que garantiza una casi total seguridad en la integridad de la información.


Evolución

Desde su concepción en 1986, la interfaz ATA/IDE ganó aceptación rápidamente.  Tanto los fabricantes de placas-base y chipsets, con Intel a la cabeza, como los principales fabricantes de discos, como Fujitsu, IBM, Maxtor, Quantum, Seagate, Toshiba y Western Digital entre otros, aunaron esfuerzos para sacar adelante este iniciativa que se ha mantenido al día gracias a las constantes mejoras en el rendimiento y fiabilidad.

Puede decirse que la especificación inicial ATA ha ido "estirándose" al máximo para sostener el paso de la exigencia, siempre creciente, de más prestaciones en los equipos.  Que, en lo que a las interfaces se refiere, puede resumirse en dos palabras: mayor velocidad.  El estándar ATA/IDE prácticamente ha copado el mercado de equipos domésticos desde 1997/98 hasta la actualidad (2005).  Sin embargo, a partir del 2002 empezó a ceder protagonismo en los sistemas personales de gama alta, en los que empezaba a emerger un nuevo estándar de arquitectura serie conocido como SATA ("Serial ATA  6.5).


Los discos ATA/IDE

Existen algunos aspectos lógicos respecto a los discos ATA/IDE que hemos mencionado de pasada, pero que conviene resaltar.  El controlador de disco utilizado por los ATs utilizaba la dirección 1F0h ( 2.5) e IRQ 14 ( 2.4). Que, como se ha indicado, solo permitía instalar dos unidades (maestra y esclava).  Sin embargo, a fin de aumentar el número de unidades que pudieran conectarse al mismo tiempo, se obligó a los fabricantes de sistemas y BIOSes a soportar controladores secundarios (dirección 170h, IRQ 15).  Presentes desde siempre en el diseño del PC AT pero nunca usados hasta entonces.  De esta forma que se conseguía montar otras dos unidades (maestra y otra esclava) como secundarias.  La terminología común ha acabado refiriéndose a estos dos controladores como "canales", de forma que es frecuente referirse a ellos como el primer y segundo canal IDE.

La situación actual es que los equipos disponen de dos canales IDE (primario y secundario), cada uno de los cuales puede instalar dos unidades físicas distintas (maestra y esclava).  Dependiendo del sistema operativo, cada una de estas unidades puede contener 2 (DOS-Windows) o 4 (Linux) particiones primarias [1].

Nota:  Lo que sigue es de aplicación a todo tipo de discos, no solo a los ATA/IDE.


Bajo ciertas condiciones, una partición primaria puede contener un número ilimitado de particiones lógicas (también llamadas volúmenes lógicos) que aparecen frente al Sistema Operativo como unidades de disco independientes.  De forma que  pueden ser formateados individualmente, y disponen de su propio sistema de directorios (incluso pueden montar distintos Sistemas Operativos).  De hecho, desde el explorador del Sistema, es imposible saber si tales discos corresponden realmente a distintas unidades físicas. Véase al respecto el ejercicio Linux del capítulo siguiente ( 6.2).

De las 4 particiones primarias, una puede ser declarada partición extendida (un tipo especial de partición primaria), que puede contener distintos volúmenes lógicos (solo una partición extendida en cada unidad física).  Por esta razón es posible que encuentre referencias a particiones primarias, particiones extendidas y volúmenes lógicos.  Aunque en realidad, todas se refieren a cierta forma de partición lógica dentro de la unidad física.

Una de las particiones puede estar marcada como principal.  Lo que indica que el la tabla de particiones del registro maestro de carga MBR ( 4.3), contiene una marca especial señalando que el primer sector de dicha partición, contiene el software necesario para la carga del Sistema Operativo durante la secuencia de arranque inicial del Sistema.

Nota:  En los equipos que montan varios sistemas operativos.  Por ejemplo, Windows y Linux, el software anterior carga un pequeño programa (puede ser GRUB, LILO o cualquier otro) que permite seleccionar como continuará la secuencia de carga.


Mencionemos finalmente que en el SO Windows, las particiones aparecen siempre como unidades distintas (designadas por las letras C:, D:, E:, F:, etc).  En cambio, en Linux es posible montar las distintas particiones en una sola estructura lógica a partir del directorio raíz "/".  Además Linux suele utilizar una partición primaria para su propio uso (la denominada "Swap") que, en caso necesario, es utilizada por el Sistema como una extensión, aunque muchísimo más lenta, de la memoria RAM principal.


§11  Ejercicios

  Utilizar el programa Ideinfo     http://www.tech-pro.co.uk   Utilidad MS_DOS de Julian Moss para mostrar información sobre los discos IDE / ATA.  Puede mostrar el número de cilindros, cabezas, sectores por pista y el tamaño total.  Esta información es útil en caso de unidades antiguas de las que se necesita conocer los parámetros del disco instalado pero la CMOS ha perdido la información por agotamiento de las baterías.

  Utilizar el programa Idediag    www.penguin.cz/~mhi/idediag/   Copyright (c) 2000,2001 Martin Hinner mhi@penguin.cz

  ^ Western Digital TBLCHK    WDtblchk   Utilidad de Western Digital que proporciona el número de dispositivos físicos detectados en el sistema; el número de dispositivos definidos en la BIOS y características de la tabla de parámetros de cada dispositivo.


Nota
:  Estos programas, como la mayoría de las utilidades de diagnóstico, se ofrecen sin ningún tipo de garantía; deben funcionar en MS-DOS nativo (no en una ventana DOS-Windows), y se supone que el usuario es cuidadoso en su manejo y se ejecutan sobre sistemas limpios (sin datos sensibles), o cuando menos, disponiendo de una copia de seguridad.  El primero (Ideinfo) es algo antiguo, puede que no funcione sobre sistema IDE actuales, pero puede ser de utilidad para chequear sistemas antiguos.  TBLCHK puede ser utilizado sin problemas, dado que no origina ninguna modificación en el equipo (a lo sumo escribir un fichero texto con un resumen de la exploración).

En caso que no funcionen los enlaces anteriores, puede probar con estas copias antiguas que conservo:  IdeinfoIdediag.

  Los usuarios Linux pueden utilizar la utilidad hdparm del propio sistema ( 6.2)


§11 Webografía

  Grupo de trabajo T13     http://www.incits.org/tc_home/t13.htm 

Su nombre es Technical Commitee T13, y pertenece al INCITS ("InterNational Committee on Information Technology Standards"  http://www.incits.org/ ), una sección del ANSI ("American National Standards Institute") que se ocupa de los estándares relacionados con las tecnologías de la Información.  En concreto el grupo T13 se ocupa de las especificaciones ATA.

Nota:  Las especificaciones ATA (como la mayoría de normas) tienen un precio; generalmente bastante elevado para el presupuesto de un estudiante.  Si desea profundizar en estos temas, en las direcciones adjuntas puede encontrar los últimos borradores de algunos estándares [4].

 

  Inicio.



[1]  El sector de arranque maestro ("Master boot record") de cada unidad física tiene 512 bytes de capacidad.  Además de cierto software, este espacio contiene una tabla, denominada tabla de particiones, que no puede albergar más de 4 entradas.  El resultado es que las plataformas i386 no permiten utilizar más de 4 particiones primarias en cada unidad física.  Independientemente, las unidades IDE están limitadas a un máximo de 63 particiones, mientras que en los SCSI se reducen a 15.  Además el número de sectores de cada partición no puede ser cualquiera; debe corresponder a un número exacto de cilindros.

[2]  Se recomienda que el cable plano no exceda de 18 pulgadas (unos 45 centímetros), con objeto de que no se vea afectado por las interferencias.

[3]  Esta tecnología se basa en que antes de que ocurran errores fatales en el disco, ciertos parámetros de funcionamiento sufren ligeras alteraciones.  Estas alteraciones pueden ser monitorizadas y detectadas en caso de presentarse (es un mantenimiento preventivo).  En caso de que una unidad presente ciertos síntomas, debe ser reemplazada inmediatamente.

[4]  Por lo general, este tipo de borradores suele coincidir con la norma en lo sustancial, a veces casi exactamente; en otros casos no contienen algunos añadidos de última hora.  En cualquier caso ofrecen una magnífica perspectiva de lo que puede encontrarse en el documento oficial.


EIDE amplió los modos PIO al 3, y estableció el MultiWord DMA 1; con ello se logró una tasa de 11 o 13 Megas/s, dando lugar al término Fast ATA. Con posterioridad, se definió la norma Fast ATA-2, para identificar aquellos productos que se acogían a los modos PIO 4 y MultiWord DMA 2, que permiten alcanzar un máximo de 16,6 Megas/s. Existe otro método de transferencia propio del Fast ATA, y es la múltiple lectura/escritura; es decir, la capacidad de leer o escribir varios sectores (normalmente hasta 32) en una sola interrupción, lo que permite optimizar la transferencia incluso en buses lentos, como ISA.

Conviene resaltar que las tasas de transferencia citadas se consiguen en el mejor de los casos, y no siempre son sostenidas, es decir, que suelen ser “picos” de transferencia.

Es preciso también abordar en esta introducción a los discos duros otro término muy conocido; ya hemos comentado que EIDE amplió la flexibilidad en el conexionado, permitiendo la coexistencia de discos duros con unidades de cinta y de CD-ROM, usando el estándar IDE. Para ello se ideó la norma ATAPI (ATA Packet Interface), una extensión del protocolo ATA creada con el fin de aportar un único conjunto de registros y mandatos, y de esta forma facilitar la coexistencia de estas unidades. Los dispositivos de este tipo también pueden, por tanto, beneficiarse de todas las ventajas de los modos PIO y DMA.

 

^ MODO DE TRANSFERENCIA

MB DE TRANSFERENCIA (PICOS)

PIO 0

2/3 Mb/s

PIO 1 y 2

4 Mb/s

PIO 3

11 Mb/s

PIO 4

16 Mb/s

MultiWord DMA 1

13 Mb/s

MultiWord DMA 2

16,6 Mb/s

Ultra DMA 33

33 Mb/s

Ultra DMA 66

66 Mb/s

 





^

El surtido SCSI


La primera norma, SCSI-1, lograba un máximo de 3 Megas por segundo de transferencia, a una anchura de 8 bits en el bus de datos. La posterior SCSI-2 introdujo mejoras en el control de los dispositivos, inclusión de mejoras de caché y otras, subiendo a 5 Megas de ratio, con la misma anchura de bits que su predecesora. Luego se presentó la variante Fast SCSI-2, que lograba los 10 Megas por segundo, manteniendo esos 8 bits en el bus de datos. El modo Wide se unió después al Fast, resultando el Fast/Wide SCSI-2, con el que se amplió a 16 bits el ancho de banda del bus de datos, lográndose hasta 20 Megas/s de transferencia y permitiendo un soporte de hasta 15 dispositivos en cadena.

Lo último ha sido el Ultra SCSI, con el que se ha conseguido llegar a 40 Megas por segundo a 16 bits y 20 Megas a 8 bits, aunque no debemos pasar por alto la inclusión de la norma SCAM (SCSI Configured Automatically), alo parecido al Plug & Play, que nos libera de la clásica dificultad de configuración de las cadenas SCSI, aunque para ello los dispositivos también deben contemplar el SCAM. Por diversos motivos, SCSI siempre ha sido la alternativa profesional, pero cada vez podemos verla con más frecuencia en el ámbito doméstico; no hay que olvidar que periféricos como unidades Zip o Jaz, magneto-ópticos y escáneres vienen cada vez de forma más frecuente en SCSI, así como el progresivo abaratamiento al que se ven sometidos este tipo de componentes.

 

^ Norma SCSI

Ancho Bus

Megas/segundo

SCSI-1

8 bits

3 Megas/s

SCSI-2

8 bits

5 Megas/s

Fast SCSI-2

8 bits

10 Megas/s

Fast/Wide SCSI-2

16 bits

20 Megas/s

Ultra SCSI

8/16 bits

20/40 Megas/s

Ultra2 SCSI LVD

8/16 bits

40/80 Megas/s

 

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