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一、基本觀念
硬碟與電腦主機間必須透過一個標準的介面來傳輸資料, 對於一些剛
入門的電腦使用者來說, 硬碟是使用哪一種介面規格、或控制卡類型
, 通常都不瞭解，以下帶領讀者了解這些平時不曾關心過的知識！
◎控制卡
控制卡, 簡單的說就是控制磁碟機的硬體設備,
讀寫頭要停在那個
磁軌、要讀或寫資料、資料以何種編碼方式寫入,
這些都是由控制
卡來發號施令的。以目前來說, 應用最廣泛的硬碟控制卡有 EIDE
(Enhanced IDE) 與 SCSI-2 兩種。通常 EIDE 控制卡都已經內建
在主機板中, 而 SCSI 卡則需另外購買, 而近來也有些廠商將SCSI
控制卡內建到主機板中。
◎介面規格
介面規格就是控制卡和磁碟機溝通的協定,
包含硬體配線、資料傳
輸、控制方式等等, 這種相互溝通的協定, 稱為介面 (Interface)
。所以控制卡是一種硬體設備, 用來控制磁碟機的運作,
而介面則
是一種規則或方式, 用來溝通介面卡與磁碟機。
通常廠商在設計「控制卡」和「磁碟機」時,
就要決定採取那一種
『介面規格』(準備講那一種話)。因為控制卡需具有某種介面規格
, 所以有時候我們也稱控制卡為介面卡。
在個人電腦上的磁碟介面規格基本上有四種: ST-506/412、ESDI、
IDE (ATA) 及 SCSI。前兩種磁碟介面目前幾乎已經見不到了, 故
不再予以介紹。而 IDE 介面與 SCSI 介面則仍在市場上活躍且不
斷改進, IDE 已經發展到 Ultra DMA 33, 而 SCSI 也已經發展到
Ultra2 SCSI , 下一單元我們會分別介紹這些介面。
◎I/O Bus
磁碟的 I/O 最終是要由 Bus 來傳輸資料, Bus 就如同是資料流的
高速公路, 也是影響磁碟 I/O 效率的重要因素。目前 Pentium 電
腦使用的 I/O Bus 是 PCI 和 ISA Bus。
◎磁碟的存取介面
除了硬體部分外, 還有軟體的部分, 也就是存取磁碟的介面,
這個
介面是說應用程式能透過它來存取磁碟資料,
在個人電腦上主要介
面有三: 作業系統階層、BIOS 階層與 I/O Port 階層。
二、何謂 IDE 介面
IDE 介面是由 Western Digital 與 Compaq Computer 兩家公司所共
同發展出來的。我們一般亦稱 IDE 硬碟為 ATA 硬碟, 至於 IDE是那
三個字的縮寫也眾說紛紜 , 有人認為是 Intelligent Drive
Electronics, 有人認為是 Internal Drive Electronics, 也有人覺
得應該是 Integrated Drive Electronics, 不過事實上, 上述這三
個 IDE 的特性都符合對 IDE 的描述。
◎IDE 介面的優點
這種使用 IDE 介面的硬碟機, 其控制卡是 "黏"
在硬碟機上的,
兩者不可分離。而插在電腦主機板上, 與 IDE 硬碟相接的就只是
單純的一片介面卡 (和主機的介面), 並不負 "控制"
硬碟的責任。
將磁碟機和控制卡做在一起的方式,
可以將安裝硬碟過程簡化、減
少電子零件的數目、降低成本及縮短電子信號的路徑,
並提高可信
度等等。現今的主機板廠商都將 IDE 介面卡整合進主機板上, 使
用者不需要另外購買。
◎IDE 介面的缺點
早期 IDE 介面的缺點有二:
1.沒有統一的介面標準, 因此在一部電腦中, 不同廠商的 IDE 硬
碟有時會無法和平共存, 所以若要同時接兩部 IDE 硬碟, 最好是
使用同一廠牌的產品, 或先行測試再決定是否擴增之 (尤其是較早
的機型, 更需注意此問題)！
2.是由於技術上的限制, 早期 IDE 硬碟最大容量限制在 528 MB,
這個容量過去對一般使用者而言已經很足夠了,
但是在近來流行的
多媒體環境下 , 528MB 顯然不敷所求。
◎Enhanced IDE 介面
IDE 介面有兩大優點:
易於使用與價格低廉。使它在電腦界打敗其
它對手成為頂尖的磁碟介面。但是隨著 CPU 速度的增快以及應用
軟體與環境的日趨複雜, IDE 的缺點也開始慢慢顯現出來。
Enhanced IDE (加強型 IDE, 可簡稱為 EIDE) 就是
Western Digital 公司針對傳統 IDE 介面的缺點加以改進之後所
推出的新介面。
§Enhanced IDE 介面的優點
突破 528MB 的容量限制是 Enhanced IDE 的第一項訴求, 它使
用擴充 CHS (Cylinder-Head-Sector) 或 LBA (Logical Block
Addressing) 定址的方式來打破過去IDE硬碟之容量限制,
現在
我們就可以順利使用容量達到數 GB 等級的 IDE
硬碟。在傳輸
速度方面, 因為技術不斷改進, Enhanced IDE
目前的最高傳輸
速度可高達 33.3 MBps (Ultra DMA 33)。
Enhanced IDE 可以連接的週邊裝置為四個,
而且還能支援非硬
碟的 IDE 裝置, 也就是說,
使用者可以在硬碟機之外再接上光
碟機或磁帶機設備等。
§Enhanced IDE 與 FAST ATA 之異同
除了 Enhanced IDE 之外,
市場上另外還有一個很相近的介面
稱為 Fast ATA。 Fast-ATA 是另一硬碟大廠 Seagate
的產品
。基本上, Fast-ATA 與 Enhanced IDE 都相同地遵循
ATA Timing Extension for Local Bus attachment 的規範,
一般功能也很相近。不過, EIDE
可以延伸到非硬碟裝置的功
能, Fast-ATA 則尚無法提供。
三、何謂 SCSI 介面
SCSI 為 Small Computer System Interface 之縮寫, 事實上, 它並
不能算是一種硬碟介面, 而是一種可同時連接多台不同類型的 SCSI
週邊設備 (如 CD-ROM、磁帶機、掃描器等) 的系統階層介面。
使用 SCSI 介面的硬碟和 IDE 硬碟相似之處是硬碟上已含有一片控
制卡, 而插在 PC 上的那片卡 (Host Adapter) 則只是一片轉換介面
卡而已, 所以在一些特性上, SCSI 硬碟和 IDE 硬碟有不少相似之處
。不過 SCSI 的這片 Host Adapter (又稱主控卡) 的功能比一般介
面卡要來得複雜。它不但自己擁有一個 SCSI Bus, 讓資料可直接在
所連接的七個週邊裝置間傳遞, 而且它能將這些資料直接轉換成 PC
之 I/O Bus 可接收的形式。
◎SCSI 介面的缺點及改進
在 PC 上使用 SCSI 硬碟較大的困擾是相容性問題。由於 SCSI 介
面與其他硬碟介面差異太大, 因此現存的 BIOS 多不支援, SCSI
主控卡上也多自備 BIOS, 以免使用者無法使用各 SCSI 週邊裝置。
早期的 SCSI 硬碟是根據原始的 ANSI 標準而設計, 現在通常稱之
為 SCSI-1, 它的最大資料傳輸率僅有 5 MBps, 僅能接 7 台 SCSI
裝置。所以後來推出的 SCSI
便努力在擴充性及資料傳輸率上做改
進。在擴充性上面 Wide-SCSI 可接 15 個 SCSI 裝置; 在速度方
面, 歷經 Fast SCSI、Ultra SCSI 到現今的 Ultra2 SCSI , 最大
傳輸率已經高達 80 MB/sec 了。
◎SCSI 介面的優點
由於 SCSI 支援各種不同的裝置, 於是每個裝置都必須有一個驅動
程式來處理 SCSI 主控卡與這個裝置間的溝通。但因 SCSI 尚無一
個公認的標準, 所以很容易造成驅動程式及主控卡不相容的情況,
例如甲廠商的 SCSI 硬碟無法接上乙廠商的 SCSI 主控卡, 於是使
得 SCSI 可在一片介面卡上連接 7 個週邊裝置的承諾落空。還好
目前已有些廠商推出相容性極高的 SCSI 主控卡, 算是替使用者免
除了不少麻煩。
對 OS/2、Unix、及 Microsoft Windows NT 等多工的作業系統及
電腦網路來說, SCSI 是相當好的選擇。SCSI 提供這些環境系統不
僅能管理高容量的儲存裝置,
並可一次取多個週邊裝置。這種可在
一片 SCSI 卡上連接許多裝置 (包括 CD-ROM、大容量硬碟或可讀
寫光碟機等) 的能力正好符合設備密集的多媒體應用之需要。
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