Demistificirani ATA
 

Potaknut razno raznim neistinama i lupetanjima glede ATA standarda opcenito, primjene i teorije, evo ukratko nesto o tome, pa ako vam se svidi, stickyjajte...

Sucelje koje se sada zove ATA potjece iz 1986 te je razvijeno od strane 3 kompanije - odjeljenje Control Data Corporation (CDC) zvano Imprimis, Western Digitala te Compaq Computera. U to vrijeme, Imprimis je bio vodeci dobavljac diskova a WD vodeci dobavljac silicija. Uz to, WD je razvio diskovni kontroler koji je IBM koristio u svojim PC/AT racunalima pocevsi od 1984.

U pocetku, ovo sucelje, tada nazvano IDE (o IDE-u nesto vise malo kasnije), je koristio samo Compaq. Vecinu tih diskova je Compaqu dobavljao Conner Peripherals, u 3.5" obliku. Compaq nije htio Imprimisove diskove jer oni tada nisu jos proizvodili 3.5" diskove (tek kasnije su poceli sa Swift 94354 serijama, iako je zapravo iskonska implementacija CAM ATA standarda izrasla na Imprimisovim Wren II HH diskovima koji su emulirati ST-506 kontroler na samom disku). ATA je postao popularan nakon sto je Conner Peripherals poceo prodavati diskove izvan Compaqovih konfiguracija, te su i ostali veci proizvodjaci diskova poceli raditi ATA diskove.

A sto je onda zapravo IDE i postoje li "ATA kontroleri"? A long time ago, u PC svijetu far far away, postojala su diskovna sucelja za cije diskove su bili potrebni kontroleri koji su upravljali njihov rad. Medju najpopularnijima su bili ST-506/ST-412 (popularni i kao MFM/RLL) i kasnije ESDI. No pojavom ATA-e, stvar se promjenila. Diskovi su dobili vlastitu logiku i nije im bio potreban kontroler. Ok, a sto ja to onda imam na ploci? Jos i danas je ATA sabirnica u sustini samo hrpa vodova vezanih na ISA sabirnicu preko adresnih dekodera. Dakle, akademski gledano, nesto kao ATA kontroleri samo postoji kao kolokvijalni izraz, a odtud naziv IDE (integrated drive electronics).

Nekoliko ucestalih pitanja i zabluda oko ATA standarda:

Master je bolji od Slavea?
Niposto. Master odnosno Slave su drugi nazivi za indentifikacijsku poziciju, tj. Master je ATA device 0 a Slave ATA device 1. Niti je Master "vlasnik" kanala, niti je Slave u "podredjenom polozaju".

ATAPI (optika, trake...) uredjaji usporavaju rad hard diska ako su na istom kanalu?
Od pojave ATA-2 standarda pojavila se i tehnologija znana kao IDT (independent device timing) koja omogucuje da dva uredjaja na istom kanalu rade razlicitim brzinama bez utjecaja jedan na drugoga. S druge strane, kako je ATA paralelno sucelje, jasno je da kada jedan uredjaj pristupa kanalu nastaje odredjeno zagusenje, sto se jace manifestira kod uredjaja sa sporim vremenom pristupa.

Kako napraviti low level format diska?
Na ATA diskovima, nikako, ili barem nikako za Johna Doea. Low-level format je proces koji se radi samo jednom i to kad je disk proizveden i spreman za uporabu. Ako se pak korisnik odluci iz nekog posebnog razloga za low-level format (kod posebnih zahtijeva SCSI diskova sa LLF/RLL metodom zapisa, obicno se radi o nekim visoko egzoticnim sabirnicama, Motorola MVME i slicno), doticni program mora biti napisam za EGZAKTNO isti model diska na kojem se LLF izvrsava. U protivnom, majblaze lose sto vam se moze desiti je to da je low-level format potpuno ignoriran. Nadalje, moze se desiti da low-level format samo pobrise podatke, tj. ucini efekat isti obicnom formatu sto dakako znaci da nije uspio ponovno napisati ID informacije sektora ili specificne sistemske informacije. Kao worst case scenario, low-level format moze unistit/krivo definirat vitalne diskovne informacije (kao dijelovi firmwarea vezani uz geometriju diska, embeded servo podatke i slicno) a posljedice toga su neispravan disk. Najbolji slucaj je kad se low-level format izvrsi pravilno tj. kad su sektori ponovno napisani, sto je nazalost vrlo rijetko.
"Low level format" koji spominju hakeri po forumima nije nista drugo nego zero fill programcic koji ispunjava disk nulama i eventualno moze popraviti kojekakve stete nastale pogresnim particioniranjem i slicno.

Gdje je moj prostor?
Kupite disk od 80GB no zakljucili ste da vam fali koji GB. Neispravan disk ili prijevara? Niti jedno niti drugo. Naime, proizvodjaci egzaktno navedu kapacitet (u k, M, G) i to tocno onako kako ISO specifikacija zahtijeva (k=1000, M=1000k, G=1000M). Problem je, dakako, navika ljudi da jedan kb sadrzi 1024b, iako ne postoji niti jedan logicki razlog zasto bi to tako bilo. Slicna je stvar sa "uvrijezenom" faktom da bajt ima 8 bitova ili sa oznacavanjem bita (b) i bajta (B), pa se cesto u staroj literaturi mogu naci obrnute oznake (B za bit odnosno b za bajt). Dakle, prije kupovine diska provjerite podatke o unformatted odnosno formatted ("pravom") kapacitetu.

Imam najnovije turbo super cool ogromno kuciste, pa mi je kavez sa diskovima predaloeko od konektora na ploci. Koliki najdulji kabel smijem uzeti?
18" (~45 cm), limit koji je definiran od pocetka ATA standarda zbog problema s latencijom, preslusavanjem medju vodovima i refleksijom signala na neodgovarajuce slozenim konfiguracijama. Takodjer, buduci da ATA standard ima samo error checking podataka ali ne i komandi, moze doci do ozbiljnih problema. Postoji tzv. subcommand set (Command consistency set) koji se moze implementirati na nekim uredjajima koji to omogucuje, no za to treba specijalno provjeriti kod proizvodjaca uredjaja. Takodjer, krajem 2000. je doslo do pokusaja uvodjenja 27" kablova s posebnim 80 pinskim konektorom na strani kontrolera i nekim promjenama u command setu, no dolaskom SATA standarda taj projekt je napusten.

Imam samo jedan uredjaj na kanalu. Kako ga pravilno spojiti?
Na zadnji prikljucak na kablu, zbog zastite od smetnju uzrokovanih refleksijom.

Sada slijede ATA/ATAPI standardi:

*ATA (aka ATA-1 or IDE)

ATA je pravi standard za ono sto je danas opce poznato kao IDE.

1999, po preporuci NCITS T13, ATA (ATA-1) je povucen iz ANSI standarda.

*ATA-2 (aka EIDE, FASTATA, ...)

ATA 2 je standard za ono sto je danas opce poznato kao EIDE. ATA 2 je donijeo vece brzine transfera: PIO Modes 3 i 4 te Multword DMA Mode 1 i 2. Ovi modovi dozvoljavali su brzinu ATA 2 standarda do 16MB/s.

Pocevsi od ATA 2 standarda, ovo se I/O sucelje cesto nazivalo IDE EIDE, FASTATA, FASTATA-2 i ULTRA ATA . No, pravo ime za to je ATA 2. Sva ostala imena su marketinska i ne odgovaraju ANSI standardu.

IDE je koristio Conner Peripherals, Compaq i WD pocevsi 1986/89. I danas cesto koristen kao alternativno ime za ATA standard.

EIDE je prvi put koristen od WDa kao marketinsko ime za nove serije diskova iz 1993/94. Zapravo, ti diskovi nisu bili nista drugo nego ATA 2 kompatibilna sucelja sa podrskom za PIO 3 i 4. WD se u to vrijeme pokusao probit na vodecu poziciju proizvodjaca diskova, opisujuci EIDE kao tehnologiju koja ima daleko vece mogucnosti od ATA 2 standarda. WD jos i dan danas nije siguran sto je to zapravo drukcije kod EIDE standarda.

FASTATA i FASTATA 2 su koristili Seagate i Quantum u kampanji protiv WDovog EIDE standarda. Izgleda da je pocetkom 1998 oba proizvodjaca izbacila ovo ime iz svojih proizvoda.

Suma summarum, sva alternativna imena nisu nista drugo doli obicni ATA standardi koje proizvodjaci hoce prikazati boljima.

ATA-3

ATA 3 donosi vecu sigrunost podataka, u koju je ukljucen i SMART. ATA 3 pak ne donosi nikakva poboljsanja na podrucju transfera podataka.

ATA/ATAPI-4

ATA/ATAPI-4 donosi mnoge novosti i promjene. Evo krace liste:

ATAPI command i reset protokoli su novi.
Mnoge stare ATA komande i mogucnosti su sada zastarjeli i izbaceni, kao "Format Track" i "Read/Write Long commands"
Uveden je novi oblik transfera podataka nazvan Ultra DMA koji dodaje sigurnost podataka (preko CRC provjera) i vecu brzinu (do 33 MB/s)
Uvedeni su command overlapping i command queuing protokoli za ATA i ATAPI uredjaje.

Sto je ATAPI?

ATAPI je ime za sucelje na koje se spajaju CD-ROMovu i trake. Izvorno potjece od grupacije proizvodjaca CD-ROMova pod okriljem WDa i Oak Technologya.

ATAPI nije ANSI standard. To je bila specifikacija objavljena od Small Form Factor (SFF) komiteta. SFF je komitet koji se bavio prikljuccima za diskove, lokaciji rupa za montiranje i ostalim stvarima glede fizickog izgleda diska.

ATAPI je predstavio novi command izvrsni protokol kojim bi se ATA sucelje moglo koristiti tako da, u teoriji, na istom ATA kablu mogu biti CD-ROM/traka. U sustini, ATAPI Packet command, command code A0H, je koristen tako da salje nesto nalik SCSI CDB preko ATA sucelja.

ATA/ATAPI 5

ATA/ATAPI 5 brise nekoliko starih commandi, dodaje nekoliko novih, te mijenja nacin rada nekoliko commandi. Jedina veca stvar kod ovog standarda je brzi UDMA 66 transfer mode.

ATA/ATAPI 6

Ukljucuje UDMA 100. Uz to, povecan je i broj LBA bitova sa 28 na 48 i povecan je broj sektora sa 8 na 16 bita.

ATA/ATAPI 7

Ova revizija ATA standarda je zanimljiva jer je po ANSI NCITS projektu 1532 razdijeljen na 3 volumea, jedan za command set, jedan za ATA sucelje i jedan za interkonekciju i softversku kompatibilnost sa SATA suceljem. Od bitnijih promjena donosi vecu kompatibilnost sa starijim uredjajima i UDMA 133 transfer.

PIO? (U)DMA?

PIO (Programmed I/O) je pojam koji je uveo Intel u svojoj x86 arhitekturi za opisivanje nacina pristupa I/O uredjajima i izvrsenje I/O operacija. Ukratko, radi se o tehnologiji koja pociva na vrlo bizarnom konceptu I/O adresnog prostora, no u nacelu mozemo PIO "modove" podijeliti u one XT/AT kompatibline koji koriste IN, INS, OUT i OUTS x86 instrukcije (PIO 0, 1 i 2) te odgovaraju brzinama ISA sabirnice u to doba (4.77, 6 odnosno 8 MHz) dok su novije implementirane u ATA-2 standard. Njihove brzine iznose:

PIO 0 - 3 MB/s
PIO 1 - 5 MB/s
PIO 2 - 8 MB/s
PIO 3 - 10 MB/s
PIO 4 - 16 MB/s

DMA je pak univerzalni naziv za Direct Memory Access, i nema direktne veze s ATA standardom kao takvim. Ipak, cijeli ATA standard poznaje tri vrste DMA pristupa: ISA Single Word DMA (SW), Multiword DMA (MW) i Ultra DMA (UDMA). Ono sto je vazno za reci je da ISA SW DMA necete vjerojatno nikada susresti, jer kada je trebao biti aktualan nije ga bilo, dok izmedju MW i UDMA modova 0, 1 i 2 nema pretjerane tehnicke razlike razlike, za UDMA 3, 4, 5 odnosno 6 trebati ce te 80 zilni kabel.

MW-DMA 0 - 4 MB/s
MW-DMA 1 - 13 MB/s
MW-DMA 2 - 16 MB/s
UDMA 1 - 25 MB/s
UDMA 2 (UDMA 33) - 33 MB/s
UDMA 3 - 45 MB/s
UDMA 4 (UDMA 66) - 66 MB/s
UDMA 5 (UDMA 100) - 100 MB/s
UDMA 6 (UDMA 133) - 133 MB/s

Kao i obicno, primam komentare, pohvale, pokude, novcane priloge, cache memoriju za RAID kontrolere s baterijama i slicno...

Ajd, fino si se potrudio. Svaka čast.

Pošto nema puno stickyja glasujem za novi.

Nice work bubba.:)

Idealno za sticky, Bubba evo :beer:

Što se tiče mastera i slavea, položaja 0 i 1, zašto mi disk ne radi ako ga spojim na SATA 1 konektor na ploči, a na SATA 0 radi? Mislim da tu ipak ima nekakvih prioriteta.

Ti si nesto gadno pobrkao, ne radi se tu o nikakvim prioritetima, pogotovo kod SATA-e na ciji jedan kanal mozes spojiti samo jedan uredjaj. S druge strane, ATA standars ne poznaje hierarhiju na kanalu, dakle, sasvim je nevazno tko je "master" a tko "slave".

Pa ajd onda objasni to. Na oba konektora su bili spojeni diskovi, iskopčam ovaj koji je bio na SATA 0 i komp se smrzne negdje kod POST screena. Disk koji je ostao prespojim iz SATA 1 u 0, sve OK, vratim u SATA 1, neće.

moze biti do ploce, jer npr na mojoj epox 4pda5 doduše za intel u koji kod sata konektor spojim normalno boota (ima ih 4)


inače Bubba imaš:beer:

STICKY!!

Kao što Bubba reče, master i slave u ovom slučaju nemaju nikakvu ulogu. To ti je do ploče. Pogledaj u BIOS-u jel ti uključen taj SATA port. Ja imam za svaki SATA kanal u BIOS-u opciju da ga isključim (sveukupno 4), negdje je to napravljeno po dva u paru...Prošvrljaj malo BIOS-om.

Oba porta su uključena, napiso sam da su na oba bila spojeni diskovi i oba su zajedno radila. Iskopčam ovaj disk iz SATA 0, ostane drugi u SATA 1, krenem bootat i smrzne se svaki put. Prebacim u SATA 0, radi. Ma dobro, nije bitno, samo sam htio dat primjer kako 0 i 1 imaju ipak neku ulogu.

Ne, nemaju apsolutno nikakvu ulogu. Ne znam zasto uporno i slijepo ponavljas svoj izolirani slucaj cija pozadina nema nikakve veze s ovom temom.

Tako treba...
 

Netko se dobro potrudio. A sad za SCSI. :clap:

Re: Tako treba...
 

Deda, tu cesh mi ti morat pomoci malo. ;)

BTW, svasta sam ocekivao, ali tebe ovdje... Ccc... :p :)

let it be sticky

Re: Re: Tako treba...
 

Samo ti pisi, ako negdje zapnes, mozda navratim. : hello2 :

Da sam htio pisat', knjiga bi vec bila gotova prije deset godina. :rolleyes:

Re: Demistificirani ATA
 

Khm.. 1 kb (kilobajt) je 2^10 (dva na desetu) bajtova. Stoga, postoji baš logički razlog zašto bi 1kb bio 1024 bajtova. Navika ljudi je da to zaokruže na 1000 radi lakšeg računanja.
Inače good job za ostalo. :beer:

Re: Re: Demistificirani ATA
 

Jel' ti profesorica iz fizike (bila) zgodan komad? Nadam se da je, jer nabijem je naqurac, nije te naucila nista... :p Kilo je 10^3, po SI standardu, koji je jedini meritoran, relevantan i priznat.

Citiraj:

Stoga, postoji baš logički razlog zašto bi 1kb bio 1024 bajtova.

Ne, ne postoji niti jedan zdravorazumski, logicki razlog zasto bi netko potencirao binarnu bazu dekadskim eksponentom.

Citiraj:

Navika ljudi je da to zaokruže na 1000 radi lakšeg računanja.

Navika je ljudi da je Radenska svaka mineralna voda, da je Kalodont svaka pasta za zube, da je Digitron svako djepno racunalo, da je Pentijum svaki procesor... Well, you've got the point. IT nije bransa navike nego faktualna znanost. Ono sto je cinjenica je da se proizvodjaci drze standarda, svidjelo se to kupcima ili ne. Postoje posebne, iako jos ne i ratificirane (ako se nevaram), binarne slovne oznake za potenciranje bajta (tzv. kibibit, mebibit itd.) koje odgovaraju potenciranju binarne baze. U svim drugim slucajevima, jedan kilobajt je tocno 1000 bajta.

Citiraj:

Inače good job za ostalo. :beer:

Falja. ;)

Pa jos jednom kazem da je kilobinary 2^10. Vjerujem da znas za kibi.

Sto sam ja ili moja zgodna profa iz fizike koju nisam imao krivi sto su IT strucnjaci zbog lakseg oznacavanja dogovorom kibibit poceli pisati kb..
Kako bilo da bilo u binarnom svijetu kilo je 2^10 pa onda da ne bude nesporazuma s brojevnim bazama: 1 kilobinary bitova je 2^10 bitova. Inace ovo je po SI standardu.
I da, zadnji profesor iz fizike je imao titulu prof.Dr.sc.

? Da te citiram, "Khm.. 1 kb (kilobajt) je 2^10 (dva na desetu) bajtova." Nisam primjetio da si ovo sto sam u ovom postu citirao igdje rekao; pace, ako se ne varam, ja sam ti u prijasnjem replyu natuknuo xbinary potencije, no bez pretjeranog znacaja.

Citiraj:

Sto sam ja ili moja zgodna profa iz fizike koju nisam imao krivi sto su IT strucnjaci zbog lakseg oznacavanja dogovorom kibibit poceli pisati kb..

Nitko se nije "dogovorio", niti je u pitanju "lakse oznacavenje", niti je itko "kriv" sto ne postoji ratificirani standard za potenciranje binarne baze. "kb" je kilobajt, odnosno 1000 bajtova, onako kako propisuje SI standard i kako se IEEE slozio.

Citiraj:

Kako bilo da bilo u binarnom svijetu kilo je 2^10 pa onda da ne bude nesporazuma s brojevnim bazama: 1 kilobinary bitova je 2^10 bitova. Inace ovo je po SI standardu.

Ne, nije. IEC 60027-2 je draft u kojemu se spominju i klasificiraju xbinary potencije. IEC je irelevantan u ovom slucaju, buduci da njegove oznake, recimo, uopce nisu primjenjive na najobicnijem floppy disku, sto je trivialno, a da ne spominjemo ozbiljnije primjene. Takodjer, kao sto sam rekao, IEEE je u potpunosti diskvalificirao taj draft kao iole relevantan u IT-u.

Citiraj:

I da, zadnji profesor iz fizike je imao titulu prof.Dr.sc.

Bas mi je milo zbog njega. Steta, ocito nisi nista pokupio od njega po ovom pitanju.

Pa neće baš biti. Bubislave, da se proizvođači drže standarda. Jer da se drže, kupci ne bi dolazili u ovakve nedoumice, jer nedoumica ne bi niti bilo. Pa ne bi onda na disku pisalo jedno, a OS prijavljivao drugo, ne bi na RAM-u pisalo jedno, a računalo prilikom POST-a prijavljivalo drugo.
Logika?...Jednom davno, netko je zaključio da je 640 kB posve dovoljno za bilo koji računalni program. sjeli ljudi i dogovorili se i nastala je tzv. barijera na 640 kB RAM-a. Danas smiješno i tebi možda glupo i nelogično. No, prije nekoliko desetljeća ljudima su neke stvari bile posve logične.

Naravno da se drze, i to jednog legitimnog. Ja ne vidim u cemu je problem, osim u citanju s razumijevanjem.

Ja apsolutno nisam kriv sto danas svaki ignorant posjeduje PC. Prije si za kucno racunalo morao barem znat lemit i citat elektricnu shemu. Danas dodjes u HaGeSpot i odmah si haker.

Ne laprdaj gluposti i informiraj se. Taj problem usko je vezan _iskljucivo_ uz PC i klonove, do 286-ice odnosno pojave extended memorija na PC-u. Dakle, niti citavih godinu dana *PC* je teoretski "patio" od tog problema. Na stranu cinjenica da je pocetkom osamdesetih rijetko tko imao vise od parsto kB RAM-a u PC-u...

Danas ili prije, standard je standard. S time nitko upuceniji nema problema. ATA je opcenito malo problematican po tom pitanju. Pitanje kapaciteta je prekompleksno da bi se obuhvatilo jednim standardom, zato se najcesce i koristi klasican SI a kada on nije dovoljan, proizvodjac ionako daje detaljnije specifikacije kojima se kapacitet moze odrediti.

Jako poučno! Danke Bubba.: cheers2

Da, al i dalje je barijera na 640kB konvencionalne memorije (bez obzira na extended).

Da, ali to je tako nebitno za nasu ATA pricu i za memorijski management u zadnjih 15ak godina opcenito, da je prosto bespredmetno diskutirati o tome, pogotovo u za to nepredvidjenom threadu.

U pravu si. Moja isprika.
Nego jel se radi na SCSI?

Nemash se zasto ispricavati. Ja cijenim digresije kada su korisne. Ova je prilicno promasena...

Vrlo rado, ali jednostavno nemam kad. Pitanje je bi li ikoga i zanimalo zaista... Thx 4 support! ;)

Cak i ako nece odmah bit zainteresiranih, prije ili kasnije ce nekom trebat npr za maturalnu radnju ili se jednostavno najdenetko znatizeljan ;)

dobar članak. Vrlo bi rado vidio SCSI, ako nista, onda zato jer se sprema Serial SCSI.

Ali čekaj, na koju foru byte nema osam bitova? :)

Ha nista, budemo se malo i sa SCSI-jem igrali. Kazes, *sprema* se SAS; hehe, SAS je vec davno spreman i radisan... :)

Vrlo jednostavno. Slijedi me i pokazat cu ti... :) Dakel, *najcesce* bajt ima 8 bitova, ali moze imati 1 (jedan) pa teoretski do proizvoljnog broja no u praksi do 64 bitova. Nisu uvijek i nisu svuda imali tocnu ideju koji je osnovni sklop bitova prikladan za obradu. Moderni IT sustavi ih imaju osam, no ako krenes malo u proslost, vidjet ces da to nije bilo bas tako, pocevsi od busenih kartica (IBM tip, 12 bitova) pa do modernijih uredjaja, velicina logickog bajta bila poprilicno nedefinirana, sve dok se nije udomacilo 8 bitova za jedan byte, i to radi poprilicno glupe potrebe, potpunog prikaza ASCII seta i nemogucnosti prikaza svih znakova 6-bitnim sustavom (standardnom velicinom IBM I/O transfera). Jedno vrijeme je upotrebljavan i 7-bitni (radi malih kolicina skupe memorije) te 9-bitni (radi parity checka, ali samo u nekim modelima IBM diskova i traka). Neke varijante C++ zahtijevaju minimalno 8 bitova u bajtu, no neke mogu raditi i s 32-bitnim bajtom. PDP-10 je radio s 32-bitnim bajtom, a primjera takvih masina ima jos. Cak su i neke 7XXX serije IBM racunala imala mogucnost rada s promjenjivom velicinom bajta od 1 do 64 bita. Standardni data prijenos preko FC-a iznosi 10 bita. Kada ides kopati po raznim mikrokontrolerima stvar je jos "cudnija" za jednog PC korisnika (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18... bitni podatci a tek instrukcije...).

Vidim da je netko dobro proucio gradivo. Kad krecemo u storage vode? :cool:

Iggy