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INTERFACE IDE / ATA

Criado em 01/03/2022, por Hosco.

Introdução

Até meados de 1960, a computação era restrita a mainframes alocados em órgãos militares e grandes empresas. O primeiro HD (hard drive ou disco rígido, em português) foi desenvolvido pela IBM, em 1956, e vendido para a empresa Zellerbach, de São Francisco (CA, US).

Os primeiros computadores pessoais, lançados nos anos 70, tinham seu armazenamento limitado às arcaicas fitas magnéticas e disquetes - por serem mais baratos que os HDs da época. O surgimento da interface IDE trouxe melhorias no armazenamento de dados, além de popularizar o uso dos discos rígidos.

HD IBM Ramac 350
IBM Ramac 350, o primeiro HD na história da computação

A Origem do Padrão IDE

No início da década de 1980, grandes companhias começaram a estudar melhorias para os HDs Seagate ST-506. Eram relativamente baratos para sua época, porém muito lentos porque usavam o mesmo barramento dos floppy drives. Em contraponto, HDs Parallel SCSI tinha boa performance e estavam há alguns anos no mercado. No entanto, estes drives eram limitados a data centers e empresas que podiam arcar com os altos custos de ambientes com tecnologia SCSI.

Em 1986, a Western Digital, em parceria com a Compaq, criou a interface IDE que significa Integrated Drive Electronics. IDE é um padrão para conectar drives de armazenamento à computadores e o termo integrated é uma referência por usar controladora integrada ao próprio HD. Alguns anos mais tarde, durante seu processo de padronização, o acrônimo IDE foi oficialmente substituído por ATA, cujo significado é Advanced Technology Attachment ou AT Attachment.

Os primeiros computadores contendo HDs ATA foram comercializados pela Compaq e IBM. Embora não fossem tão rápidos quanto os discos SCSI, eles eram mais baratos e não precisavam de controladoras proprietárias. O barramento IDE também permitia conectar outros tipos de mídias de armazenamento, como Zip Drive e CD-ROM. Os fabricantes perceberam a grande oportunidade de mercado e passaram a intensificar a produção de placas mães com controladoras PATA on-board.

HD IDE Seagate, com fundo branco.
Disco rígido Seagate, com conector IDE em cor branca

Especificações Técnicas

A interface IDE usa as interrupções 13 à 16 do BIOS para conectar um drive de armazenamento ao sistema operacional. Ela é composta, fisicamente, de 40 pinos frontais que são responsáveis por transmissão de dados e sinais de controle.

Há um conjunto adicional de terminais (quatro à oito), configurados com jumpers, que sinalizam para a controlodora as posições dos dispositivos no barramento. As possíveis configurações são master, slave, single drive e cable select. É um conceito parecido com a daisy chain dos drives SCSI.

O cabo de dados IDE (conhecido como cabo flat>, no Brasil) permite transferências de 16 bits e pode ter 40 ou 80 vias. O comprimento máximo de um cabo IDE é 45,7 cm. A alimentação elétrica dos drives ocorre em tensões de 5 e 12 volts, por intermédio de conetores molex.

No padrão IDE a maior quantidade possível de bits de dados é transmitida em modo parallelo e de única vez. A controladora de host sincroniza e reorganiza os bits para a ordem correta.

As taxas de transferência da primeira geração IDE variam de 3.3 MB/s (usando transmissão PIO 0) à 16 MB/s (usando transmissão PIO 4). A última geração IDE usa tecnologia Ultra DMA e pode atingir 133 MB/s.

Descrição dos 40 Pinos IDE

#

Sinal

Função


#

Sinal

Função

1

reset

reset de drive


2

ground

ground

3

data 7

bus de dados


4

data 8

bus de dados

5

data 6

bus de dados


6

data 9

bus de dados

7

data 5

bus de dados


8

data 10

bus de dados

9

data 4

bus de dados


10

data 11

bus de dados

11

data 3

bus de dados


12

data 12

bus de dados

13

data 2

bus de dados


14

data 13

bus de dados

15

data 1

bus de dados


16

data 14

bus de dados

17

data 0

bus de dados


18

data 15

bus de dados

19

ground

ground


20

key

soquete nulo

21

DMARQ

solicita DMA


22

ground

ground

23

DIOW

I/O de escrita


24

ground

ground

25

DIOR-

I/O de leitura


26

ground

ground

27

IORDY

pronto p/ I/O


28

CSEL

cable select

29

DMARK

verifica DMA


30

ground

ground

31

INTRQ

interrupção


32

IOCS16

fluxo 16 bits

33

DA1

end. do master


34

PDIAG

diagnóstico

35

DA0

end. de HC


36

DA2

end. do slave

37

CS1FX

registradores


38

CS3FX

registradores

39

DASP

detecta slave


40

ground

ground

Sinais do conector IDE
Esquema de sinais no conector de um cabo IDE/PATA

Hegemonia do Padrão IDE

Os primeiros HDs ATA eram mais lentos que os HDs SCSI, mas tinham melhor performance quando comparados aos floppy disks (disquetes) e fitas magnéticas. O custo-benefício em comprar um dipositivo ATA era superior para a maioria dos cenários. Rapidamente, computadores pessoais com essa nova tecnologia passaram a ser produzidos e vendidos em larga escala.

Também era possível instalar placas (com barramento ISA de 16 bits) IDE, offboard, em computadores mais antigos. No entanto, a tarefa ficava restrita às assistências técnicas e usuários com nível técnico elevado.

Além de fazer parte dos computadores domésticos, a tecnologia ATA foi uma opção para empresas que não podiam comprar servidores com armazenamento em SCSI.

A interface IDE/ATA foi predominante entre o fim dos anos 80 e começo dos 2000, causando uma ruptura na forma como usuários domésticos e grande parte das empresas passaram a armazenar seus dados. A interface também foi usada em equipamentos Iomega Zip e, posteriomente, em drives de CD e DVD. Porém, no começo dos anos 2000 começou a migração para o padrão SATA (Serial ATA).

Placa ISA IDE
Placa Controladora ISA com interface IDE

Parallel ATA vs Serial ATA

No início de dos anos 2000, o mercado começou demandar por novas tecnologias de armazenamento de dados e melhorias no padrão ATA (popularmente conhecido como IDE). Como resposta às demandas, em 2003, a Seagate lançou o primeiro HD ATA com transmissão de bits em modo serial, denominado SATA ou Serial ATA. O padrão IDE (antes conhecido como "ATA") passa a chamar Parallel ATA (por sua transmissão de bits ser em modo paralelo), para diferenciá-lo do Serial ATA.

A, então, nova interface trazia uma série de benefícios em relação ao antigo IDE. SATA suporta maior largura de banda (150 MB/s em sua primeira versão e, pouco tempo depois, 300 MB/s), hot-plug, conexão ponto à ponto, múltiplas conexões simultâneas etc. Mais uma vez os fabricantes aproveitaram a grande oportunidade produzindo altas quantidades de discos rígidos SATA e o mercado respondeu à altura.

A venda de drives PATA começava a entrar em declínio e dava-se início a era dos dispositivos de armazenamento Serial ATA - que perdura até os dias de hoje. A revisão atual do barramento SATA é 3.5 e a interface suporta taxas de transferência de até 600 MB/s. De acordo com a Gartner, somente em 2005 foram vendidos 400 milhões de HDs SATA.

Ao final de 2007, a Seagate encerra sua produção de drives IDE.
Em 2013, a Western Digital encerra a venda destes dispositivos.

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