硬盘参数 PIO/DMA/UDMA/SWDMA/MWDMA

PIO的英文拼写是“Programming Input/Output Model”,PIO模式是一种通过CPU执行I/O端口指令来进行数据的读写的数据交换模式。是最早先的硬盘数据传输模式,数据传输速率低下,CPU占有率也很高,大量传输数据时会因为占用过多的CPU资源而导致系统停顿,无法进行其它的操作。PIO数据传输模式又分为PIO mode 0、PIO mode 1、PIO mode 2、PIO mode 3、PIO mode 4几种模式,数据传输速率从3.3MB/s到16.6MB/s不等。受限于传输速率低下和极高的CPU占有率,这种数据传输模式很快就被淘汰。

ATA是最早的IDE标准的正式名称,实际上是指连在硬盘接口的硬盘本身。ATA在主板上有一个插口,支持一个主设备和一个从设备。可分为ATA1、ATA2、ATA3和ATA4。ATA1规定了PIO模式(3.3M/s)和4种DMA模式。ATA2是对ATA1的扩展,增加了2种PIO和2种DMA模式,最高16.7M/s;ATA3支持PIO4,没增加更高速的工作模式,但引入了简单的密码保护安全方案和S.N.A.R.T;ATA4就是现在常用的UltraATA/UltraDMA/UltraDMA33/UltraDMA66/UltraDMA100。这个新标准将PIO4下的最大数据传输率提高了,在总线占用上引入了新技术,减少了CPU的处理负荷。其中的UltraATA100是目前主流桌面硬盘采用的接口类型。

DMA模式

DMA的英文拼写是“Direct Memory Access”,汉语的意思就是直接内存访问,是一种不经过CPU而直接从内存了存取数据的数据交换模式。PIO模式下硬盘和内存之间的数据传输是由CPU来控制的;而在DMA模式下,CPU只须向DMA控制器下达指令,让DMA控制器来处理数的传送,数据传送完毕再把信息反馈给CPU,这样就很大程度上减轻了CPU资源占有率。DMA模式与PIO模式的区别就在于,DMA模式不过分依赖CPU,可以大大节省系统资源,二者在传输速度上的差异并不十分明显。DMA模式又可以分为Single-Word DMA(单字节DMA)和Multi-Word DMA(多字节DMA)两种,其中所能达到的最大传输速率也只有16.6MB/s。

Ultra DMA模式

Ultra DMA的英文拼写为“Ultra Direct Memory Access”,一般简写为UDMA,含义是高级直接内存访问。UDMA模式采用16-bit Multi-Word DMA(16位多字节DMA)模式为基准,可以理解为DMA模式的增强版本,它在包含了DMA模式的优点的基础上,又增加了CRC(Cyclic Redundancy Check循环冗余码校验)技术,提高数据传输过程中的准确性,安全性得到保障。在以往的硬盘数据传输模式下,一个时钟周期只传输一次数据,而在UDMA模式中逐渐应用了Double Data Rate(双倍数据传输)技术,因此数据传输速度有了极大的提高。此技术就是在时钟的上升期和下降期各自进行一次数据传输,可以是数据传输速度成倍的增长。

在UDMA模式发展到UDMA133之后,受限于IDE接口的技术规范,无论是连接器、连接电缆、信号协议都表现出了很大的技术瓶颈,而且其支持的最高数据传输率也有限。同时在IDE接口传输率提高,也就是工作频率的提高,IDE接口交叉干扰、地线增多、信号混乱等缺陷也给其发展带来了很大的制约,被新一代的SATA接口取代也就在所难免了。

Ultra DMA硬盘

为IDE硬盘的提高型,也作Ultra ATA硬盘,简称UDMA硬盘,分为UDMA/33和UDMA/66两种,UDMA/33 的瞬间传输速率可达33.3MBPS,另一优点在于比普通IDE硬盘CPU读写占有率降低50%左右,即读写时很少需要CPU控制,在硬盘进行读写的大部分时间内CPU可去做其它可做的事,从而使系统速度明显提高。 UDMA/33的信号线和普通IDE硬盘相同,故一般微机也可安装,但如果没有新型的支持UDMA技术的主控芯片组和主板的支持,只能当作普通IDE硬盘使用,无法发挥其优点。另外,在装有UDMA硬盘的微机中,CPU速度和内存容量应尽量高才能充分发挥UDMA硬盘的性能。目前支持UDMA/33硬盘的主控芯片组有Intel 430tx以上、Intel 440lx以上及VIA APOLLO MVP2以上芯片组。

UDMA/66的瞬间传输速率将高达66MBPS, 是UDMA/33的两倍。目前芯片组厂商宣布支持UDMA/66的有VIA APOLLOPRO PLUS芯片组、VIA APOLLO MVP4 芯片组、Intel 810芯片组等。要发挥UDMA/66 的高速传输性能还必须使用配合UDMA/66的专用信号线,与普通硬盘线不同,UDMA/66排线由80条信号线组成,非常密集。安装UDMA硬盘时,必须将CMOS设置项中的Integrated Peripherals 项设为“UDMA”,开机时的硬件检测清单中将会显示UDMA 2(检测到UDMA/33)或UDMA 4(检测到UDMA/66),如无法设为UDMA则说明该主板BIOS不支持UDMA技术。


注:

SWDMA--- Singleword DMA

MWDMA---multiword DMA

UDMA----Ultra DMA



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