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Abkürzung für "Integrated Drive Electronics"

• Die bei weitem beliebteste PC-Standardschnittstelle für Massenspeicher wie Disketten-Geräte und Festplatten war in den 90er Jahren der IDE bzw. E-IDE Bus (auch: AT-Bus oder ATA).

Er basiert auf einem Standard aus dem Jahre 1989, der von einem Herstellerkonsortium geschaffen wurde. Ungenormte IDE Vorläufer gab es schon ab 1985/86. Die Abkürzung IDE deutet an, dass sich der eigentliche Festplatten-Controller - also die Steuerlogik - auf der Festplatte befindet. Der auf modernen Mainboards bzw. auf Steckkarten zu findende '(E)IDE-Controller' ist eigentlich nur ein recht primitiver Pegelwandler und weitgehend unintelligent.

Der Vorteil der Auslagerung der Steuerelektronik auf die Festplatte liegt in der besseren Anpassbarkeit an die Festplatte. Es muss nämlich nicht mehr wie früher zu MFM / RLL Zeiten ein Controller zu (fast) allen Festplatten kompatibel sein, sondern die Elektronik kann individuell auf die Festplatte abgestimmt werden.

IDE ist standardmäßig auf 63 Sektoren, 16 Köpfe und 1024 Zylinder beschränkt. Das ergibt - je nach Rechenweise - 504 'echte' Megabyte bzw. 528 MB aus Sicht der Hersteller. Erst die E-IDE-Erweiterung läßt größere Kapazitäten zu.

An einen (E)IDE Controller lassen sich pro Kanal zwei (E)IDE Geräte anschließen. Alte IDE Controller verfügen i.d.R. nur über einen Kanal. Modernere EIDE Controller bieten meist zwei Kanäle, bezeichnet mit 'Primary' und 'Secondary'. Dadurch ist es möglich bis zu vier Geräte anzuschließen. Der zweite Kanal ist zwar meist nicht elektrisch vom ersten getrennt, belegt aber aus Kompatibilitätsgründen unterschiedliche Ressourcen:

Abkürzung für "Enhanced Integrated Drive Electronics"

• E-IDE ist eine den IDE-Standard erweiternde, abwärtskompatible Schnittstelle für Massenspeicher (Festplatte, CD, DVD,...), die z.B. 1999 Datentransferraten von 33 bis 66 MB/s erlaubt(e).

Mehr als 80 Prozent aller verkauften PC-Systeme wurden 1999 mit E-IDE-Festplatten ausgeliefert. Obwohl SCSI-Systeme technologisch gesehen der E-IDE-Konkurrenz überlegen sind, hat der E-IDE-Standard im Home- und Office-Bereich immer noch die Nase vorn. Die Gründe dafür liegen auf der Hand:

• E-IDE-Festplatten benötigen keine kostspieligen Controller-Karten, da alle modernen Mainboards mit einer Onboard-Schnittstelle ausgestattet sind.
• In den meisten PCs sind nur eine Festplatte und ein CD-ROM-Laufwerk eingebaut, und dafür reicht das einfache E-IDE-Übertragungsprotokoll in der Regel vollkommen aus.

Der größte Nachteil von IDE bzw. E-IDE ist die Begrenzung der Anzahl an Peripheriegeräten auf maximal zwei pro Kanal - beim Aufrüsten des PCs mit zusätzlichen IDE-Komponenten wird diese Grenze schnell erreicht. Dennoch präsentiert sich E-IDE mittlerweile als eine modere Schnittstelle. Letzter Stand der Technik ist Ultra-DMA. Alle Festplatten-Hersteller sowie die die Hersteller von Chipsätzen wie INTEL, VIA, SiS und Promise bieten hierfür 1999 entsprechende Produkte an.

sonstige Begriffe:ATA

Abkürzung für "Advanced Technology Attachments" • Die Advanced Technology Attachments sind amerikanische Industriestandards. Sie beschreiben das Signalverhalten und das Protokoll für das IDE-Bussystem. Der ATA-Standard regelt damit also die Kommunikation zwischen PCs und Speichergeräten.

Der Datentransfer zwischen Peripherie und Hauptspeicher kann entweder von der CPU oder mit dem sogenannten Bus Mastering ausgeführt werden. Bus Mastering ist das effektivere Verfahren, weil durch direkten Speicherzugriff (Direct Memory Access: DMA) die CPU entlastet wird.

Für den Datentransfer gibt es zwei Protokolltypen:

1. Einerseits gibt es die Programmed Input/Output-Modi (PIO Mode 0 bis 4), die im höchsten PIO Mode zwar eine maximale Datentransferrate von 16,6 MByte pro Sekunde ermöglichen, jedoch die CPU-Belastung außerordentlich erhöhen.
2. Wesentlich effektiver arbeiten dagegen die neueren DMA-Modi. Ultra-DMA 2 erlaubt beispielsweise eine Übertragungsrate bis zu 33 MByte pro Sekunde.

Aufgrund der historischen Entwicklung werden mehrere ATA-Versionen unterschieden:

• 1981 beherrschte ATA(-1 ) die gleichzeitige Ansteuerung von bis zu zwei Festplatten mit einer maximalen Übertragungsrate von 4 MByte/s. ATA-1 machte keinen Unterschied zwischen Daten- und Steuerleitungen und arbeitete asynchron ein Kommando nach dem anderen ab.
• Über 13 Jahre zogen ins Land, bis der ATA-1-Standard von ATA-2 abgelöst wurde. Eines der Hauptmerkmale von ATA-2 war der sogenannte Synchronous Transfer: Daten- und Steuersignale konnten damit synchron übertragen werden, die Leistungsfähigkeit der Schnittstelle kletterte durch die Einführung von neuen Übertragungsmodi wie PIO Mode 4 und DMA Mode 2 auf bis zu 16,6 MByte/s.
  Bei PIO und DMA handelt es sich übrigens um sogenannte Busmaster-Modi, die speziell vom Betriebssystem (und BIOS) unterstützt werden müssen, will man in den Genuß des höheren Datendurchsatzes kommen.
• Bereits zwei Jahre (1996) nach der Einführung von ATA-2 wurde der ATA-3-Standard vorgestellt, der um die Sicherheitsfunktionen S.M.A.R.T. und den sogenannten Secure Mode um zwei Funktionen zur Vorbeugung und Sicherung gegen Plattenausfälle erweitert wurde - die Performance und Übertragungsmodi von ATA 3 entsprechen denen von ATA-2.
• Die Einführung von ATA 4 1997 verbessertet deutlich das Handling für Steuersignale. ATA-4 erkennt auch Nicht-Festplatten wie CD-ROM-Laufwerke oder -Brenner bereits beim Booten ohne speziellen Treiber. Mit der Einführung eines neuen Busmaster-Modus namens Ultra-DMA 2 erhöht sich die maximale Datentransferrate von 16,6 MByte/s auf 33,3 MByte/s. ATA-4 unterstützt abwärtskompatibel auch die alten Modi PIO und DMA.
• 1999 wurde der ATA-5 Modus eingeführt. Das Protokoll wurde um den Ultra-DMA-4-Modus erweitert, der eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 66,6 MByte/s erlaubt - damit steht ATA-5 deutlich über Ultra- und sogar Ultra-Wide-SCSI, die maximale Übertragungsraten von 20 respektive 40 MByte/s bieten. Um auch das bessere Signalhandling von SCSI zu kompensieren, wird im ATA-5-Standard durch den Einsatz eines neuen Kabels von einer höheren Zuverlässigkeit (Data Reliability) gesprochen. Zwar basiert das Kabel immer noch auf 40 Leitungen, allerdings befinden sich 40 zusätzliche Leitungen mit Masseanschluß zwischen diesen Adern. Diese Methode wurde gewählt, um elektromagnetische Interferenzen (EMI), die zu Übertragungsfehlern führen können, möglichst auszuschließen. Alle reinen ATA-5-Geräte sollten über ein solches spezielles Kabel betrieben werden.
• Die Serial ATA Working Group hat Ende 2000 die erste Spezifikation 1.0 für den kommenden Schnittstellenstandard für Speicherlaufwerke vorgestellt. "Serial ATA" wird gemeinsam von APT, Dell, IBM, Intel, Maxtor, Quantum und Seagate entwickelt und soll Laufwerke wie Festplatten, DVD- und CD-RW-Geräte mit dem Mainboard eines PC verbinden. Die Working Group erwartet, dass Serial ATA den alten Standard "Parallel ATA" bis Mitte 2002 ersetzt haben wird.
  Serial ATA soll vor allem den Datentransfer deutlich erhöhen. Die Bandbreite von "SATA/1500" wird mit 1,5 Gigabit je Sekunde angegeben. Die Technologie soll bis auf das Vierfache dieser Bandbreite skalierbar sein.
  Außerdem soll mit Serial ATA die Verbindung zwischen Laufwerken und weniger komplex ausfallen als bei Parallel ATA. Das Upgrade von Komponenten wird laut der Working Group wesentlich einfacher sein, als da bislang der Fall war.

PIO-Mode

Abkürzung für "Programmed Input/Output" • Der PlO-Mode ist ein E(lDE)-Protokoll, das die externe Datentransferrate festlegt:

• PIO-Mode 0 schafft 3,3 MB/s,
• PlO-Mode 1 kommt auf 5,2,
• PlO-Mode 2 auf 8,3,
• PlO-Mode 3 auf 11,1 und
• PlO-Mode 4 auf 16,6 MB/s.

Bei diesem veralteten Protokoll ist die CPU für jeden Lese- und Schreibvorgang verantwortlich. Das Nachfolge-Protokoll ist der Ultra-DMA-Modus.

Das Nachfolgeprotokoll des PIO-Modes ist Ultra-DMA (Direct Memory Access). Dieser Modus ermöglicht es der Festplatte, über den DMA-Controller ohne eine Beteiligung des Prozessors: direkt in den Arbeitsspeicher zu schreiben. Es gibt 2000 drei Standards - nämlich Ultra-DMA/33, 66 und 100, die (theoretisch) eine externe Datentransferrate von 33, 66 bzw. 100 MB/s erreichen.