IDE設備的PIO與DMA模式

 IDE數據傳輸模式

隨着技術的發展，產品對數據傳輸速度要求的提高，IDE接口硬盤的數據傳輸模式，經歷過三個不同的技術變化，由最初的PIO模式，到DMA模式，再到Ultra DMA模式。

1> PIO模式 
        PIO的英文拼寫是“Programming Input/Output Model”，PIO模式是一種通過CPU執行I/O端口指令來進行數據的讀寫的數據交換模式。是最早先的硬盤數據傳輸模式，數據傳輸速率低下，CPU佔有率也很高，大量傳輸數據時會因爲佔用過多的CPU資源而導致系統停頓，無法進行其它的操作。PIO數據傳輸模式又分爲PIO mode 0、PIO mode 1、PIO mode 2、PIO mode 3、PIO mode 4幾種模式，數據傳輸速率從3.3MB/s到16.6MB/s不等。受限於傳輸速率低下和極高的CPU佔有率，這種數據傳輸模式很快就被淘汰。

2> DMA模式 
        DMA的英文拼寫是“Direct Memory Access”，漢語的意思就是直接內存訪問，是一種不經過CPU而直接從內存了存取數據的數據交換模式。PIO模式下硬盤和內存之間的數據傳輸是由CPU來控制的；而在DMA模式下，CPU只須向DMA控制器下達指令，讓DMA控制器來處理數的傳送，數據傳送完畢再把信息反饋給CPU，這樣就很大程度上減輕了CPU資源佔有率。DMA模式與PIO模式的區別就在於，DMA模式不過分依賴CPU，可以大大節省系統資源，二者在傳輸速度上的差異並不十分明顯。DMA模式又可以分爲Single-Word DMA（單字節DMA）和Multi-Word DMA（多字節DMA）兩種，Single-Word DMA模式的最高傳輸率達8．33MB／秒，Multi-Word DMA(Double Word)則可達16．66MB/秒。

3.1> Ultra DMA模式 
        Ultra DMA的英文拼寫爲“Ultra Direct Memory Access”，一般簡寫爲UDMA，含義是高級直接內存訪問。UDMA模式採用16-bit Multi-Word DMA（16位多字節DMA）模式爲基準，可以理解爲DMA模式的增強版本，它在包含了DMA模式的優點的基礎上，又增加了CRC（Cyclic Redundancy Check循環冗餘碼校驗）技術，提高數據傳輸過程中的準確性，安全性得到保障。在以往的硬盤數據傳輸模式下，一個時鐘週期只傳輸一次數據，而在UDMA模式中逐漸應用了Double Data Rate（雙倍數據傳輸）技術，因此數據傳輸速度有了極大的提高。此技術就是在時鐘的上升期和下降期各自進行一次數據傳輸，可以是數據傳輸速度成倍的增長。 
        在UDMA模式發展到UDMA133之後，受限於IDE接口的技術規範，無論是連接器、連接電纜、信號協議都表現出了很大的技術瓶頸，而且其支持的最高數據傳輸率也有限。同時在IDE接口傳輸率提高，也就是工作頻率的提高，IDE接口交叉干擾、地線增多、信號混亂等缺陷也給其發展帶來了很大的制約，被新一代的SATA接口取代也就在所難免了

因此，DMA模式有着更快的速度和更低的CPU佔用率

3.2> Ultra DMA相關的連接線

　Ultra DMA/66/100專用的硬盤連接線和一般的40芯連接線有所不同。Quantum在制定Ultra ATA／66的同時，在舊有IDE排線的規格上略作修改。除沿用40芯的IDE接頭外，排線更換成80芯，在原有40芯排線的每條線芯之間，都多加一條線來相隔，並將這40條新線跟原先40芯排線之中原有的7條地線相連，把構成Crosstalk現象的電磁波濾走而增加了數據傳輸的穩定性(在高速的電子訊號傳輸時，當一大堆帶着高頻訊號的電線互相靠近一起的時候，訊號線上發出的電磁波便會互相干擾，這就是所謂的“Crosstalk”現象)。Ultra ATA／66／100排線的基本規格是徘線全長不超過18英寸。也就是說要真正發揮Ultra DMA／66的高速傳輸是需硬盤、排線的配合的，當然如果搭配一般的40芯排線，Ultra DMA／66接口的硬盤依然能夠以向下兼容的方式工作，只不過無法使用Ultra DMA／66罷了。

其實，UDMA/66數據線中的40針與普通的數據線完全相同，多出的40條信號線則主要用於避免出現信號干擾。

4> 其它有關東西

IDE接口類型不同，傳輸速度不同。 
主流DVD光驅大多采用了IDE接口設計結構，其價格便宜且安裝容易，性能也不錯。 
現在的DVD-ROM一般都支持IDE、EIDE、ATAPI接口類型或SCSI接口.現在的光驅大多是IDE/ATAPI接口。 
目前市面上的光驅的接口主要有：IDE、EIDE、SCSI、SCSI－2四種。後兩種接口的傳輸速度較快。但在實際應用中它們的性能差別並不是很大，而且SCSI接口的CD－ROM價格較貴，安裝較複雜，需要專門的轉接卡。因此對一般用戶而言應儘量選擇IDE（或EIDE）接口的CD－ROM。現在32速以上的IDE接口光驅均採用了Ultra DMA/33標準，該標準數據傳輸率爲每秒33MB。在傳輸方式上,Ultra ATA33採用總線主控方式,安裝有控制硬盤讀寫的DMA(Direct Memory Access)控制器,使CPU不用直接參與硬盤的讀寫,因此可以節省寶貴的CPU 資源

Quantum開發的ATA100接口，擁有100MB/秒的接口傳輸率，使用80針接口電纜，其中有40根地線，可以數據收發時的電磁干擾。ATA 100完全向下兼容傳統的IDE，包括PIO、ATA/33、ATA/66等，舉個例子：ATA100硬盤可用在ATA/33接口上，ATA/66m則是66MB/秒，而ATA33則是33MB/秒，最後ATA33/ATA66的硬盤也能用在ATA/100接口上。

在DMA模式下速度會比較快一點.現在裝完機器後一般都會自動開起DMA模式的.而一些老的設備恐怕開不了.