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对于最近的采用IDE接口的硬盘来说,支持Ultra DMA传输似乎已经是理所当然的事了。那么,究竟什么是Ultra DMA传输呢?最新的Ultra ATA/66的性能到底能有多高呢?请看下文。
首先,让我们来看看何为DMA(Direct Memory Access,直接内存存取)。IDE接口的硬盘与外部总线交换数据时,有两种控制数据流的方式,一种是历史悠久的PIO模式(Programmabe I/O,可编程型输入/输出控制),另一种就是目前大家一般使用的DMA模式。它们的区别在于PIO模式时,完全由CPU控制I/O接口,而DMA模式下则由主板上控制芯片组中的DMA控制器管理硬盘与外部总线的数据传输。在早期的个人电脑中,PIO模式占据了主流的地位,速度也比采用DMA传输时快。但由于新型硬盘的数据传输率不断提高,使用PIO模式时的CPU占有率也越来越大,而随着控制芯片的不断发展,DMA模式下的传输速率也在不断提高,因此个人电脑中使用DMA模式已经是大势所趋了。
目前最新的IDE接口标准是ATA/ATAPI-4,它是由昆腾(Quantum)公司牵头制订的,并已得到了ANSI的认可。基本上,ATA-4属于ATA/ATA-2/ATA-3的扩展,能向下兼容原有的各种传输模式(具体请参见附表),而所谓的Ultra DMA就是在DMA基础上进一步提高了数据传输率的新模式。通常人们把Ultra DMA的Mode2称为Ultra ATA/33,而Mode4则被称为Ultra ATA/66。在技术上,Ultra ATA/66最大的特色就是采用了Double Edge Clocking(本人的语文水平有限,实在找不到合适的译名,请知情的前辈不吝赐教)方式。在原有的DMA传输中,同步信号波形中的上行和下行各一次才能构成一个时钟周期,而采用DEC后,上行和下行信号各被看做一个时钟周期,因此传输率可以提高一倍。从表中可以看出,Ultra ATA/66的最高传输率竟然能够达到66MB/s!但请大家注意,这只是接口传输率,而制约硬盘数据传输速度的还有另一个重要参数——内部传输率。即使硬盘的接口传输率能达到66MB/s,如果它的内部传输率达不到这个数字,那么实际的传输速度仍然是由较低的内部传输率决定。例如,IBM最新的Deskstar22GXP(转速7200rpm,2MB缓存,支持Ultra ATA/66)系列硬盘的内部传输率最大也不过17.9MB/s(而且还是连续读取时的理想值),也就是说,它连Ultra ATA/33的潜力都没发掘完全,更别说Ultra ATA/66了。其他厂家硬盘的状况与IBM大同小异,基本上也都是连Ultra ATA/66都“用不完”。那么Ultra ATA/66存在的意义何在呢?我认为惟有等内部传输率超过33MB/s的硬盘出现时,Ultra ATA/66才能发挥其应有的作用,在现阶段选择硬盘时大可不必拘泥于是否支持Ultra ATA/66,不过能够支持它的硬盘肯定是最新型号,因此在性能上必然比上一代产品有所提高。此外,Ultra ATA/66的普及过程中还有另一只“拦路虎”,那就是在现阶段,支持它的控制芯片仍然是寥寥可数,眼下只有使用SIS的620和530芯片组的主板才能支持Ultra ATA/66,至于龙头老大Intel的芯片组则必须等到今年第三季度发售的Intel820(代号Camino)才会开始支持Ultra ATA/66。到那时,随着单碟容量的提高和新型GMR磁头的采用,硬盘的内部传输率很有可能超过33MB/s,我觉得那才是购买(或升级)支持Ultra ATA/66的硬盘的最佳时机。
当硬盘速度足够高时,大家自然都会想升级到Ultra ATA/66,可上述的主板不支持的问题又如何解决呢?放心,早有厂家为您准备好支持Ultra ATA/66的IDE控制卡了。说到IDE控制卡,一般用户可能会觉得比较陌生,其实类似的扩展卡很早就已经存在了,它的主要用途之一就是用于解决旧主板用不了新硬盘的矛盾(例如在只支持IDE的主板上使用E-IDE的硬盘)。并且,它们在支持Ultra ATA/33的硬盘开始发售的时候还曾经小小地风光过一回。下面就为大家介绍一款典型的支持Ultra ATA/66的IDE控制卡。
PROMISE TECHNOLOGY是一家生产各类IDE控制卡的老牌厂家。前一段时间曾因开发成功使用IDE硬盘构筑RAID系统的IDE控制卡“FastTrak”而在行家们中小有名气。此次发售的支持Ultra ATA/66的IDE控制卡的名称可谓简洁明快——就叫“Ultra66”(目前它的售价折合人民币大约是660元)。该卡支持Windows95/98/NT,只要把它插进您主板上的PCI插槽中,就可以不受控制芯片组限制地感受到Ultra ATA/66的快感了(尽管现阶段还没太多的快感可言)。并且它已经被GATEWAY2000正式采用,足见其性能不凡。卡本身的构造十分简洁,采用的控制芯片是自产的PDC20262,带有2个IDE接口,最多可连接4台IDE接口的设备,这样一来,加上主板上的IDE接口,系统将能连接多达8台IDE接口的设备了,该卡同时支持由连接在卡上的硬盘引导系统,并且还附带了一条80针的Ultra ATA/66用的扁平线,用户无须另外购买。要知道,光这条线就能卖大约200元人民币了。说到Ultra ATA/66用的80针扁平线,我要在这里澄清几点。
1、支持Ultra ATA/66的IDE接口,不论主板上的接口还是硬盘上的接口,仍然是40针的。
2、所谓80针的扁平线在端口处仍为40针,只是在中间(也就是真正属于“扁平线”的部分)加了40根屏蔽线以减少杂波干扰。由于总的宽度不变,因此单根信号线变细了,整条扁平线却变“硬”了(不易弯折)。在外观上,感觉就象68针的SCSI扁平线一样。
3、并不是说采用Ultra ATA/66模式时一定要用80针的专用扁平线,使用40针的扁平线也一样可以,只是在速度上有可能受到一点影响,考虑到在现阶段硬盘的传输速度还远远低于66MB/s,因此采用40针还是80针扁平线带来的差异并不明显。
该卡的安装、设置十分简单,在Windows98下运行的系统中,只要插上卡,接上硬盘,启动后安装附带的驱动程序即可,无须任何其他操作。以往使用Ultra ATA/33时,用户往往必须在“控制面板”——“系统”——“设备管理器”——“磁盘驱动器”中设定硬盘的属性时选择使用DMA,但使用Ultra66时则不必进行上述操作,连接在Ultra66上的硬盘的属性中甚至连“DMA”的选项都没有。
下面介绍一下大家最感兴趣的性能测试结果。使用Ultra66和昆腾Fireball CR(转速5400rpm,512KB缓存,支持Ultra ATA/66)系列硬盘时测得的数据显示,将支持Ultra ATA/66的硬盘连接在Ultra66上时和连接在主板的IDE接口上时测得的数据并无多大的差距,并且是否使用80针的专用扁平线对性能几乎没有影响。这也从另一个角度证实了现有硬盘尚未超越Ultra ATA/33的性能极限。作为对比,同时也进行了同等条件下使用Fireball EX(转速5400rpm,512KB缓存,支持Ultra ATA/33)的测试。结果显示,在各种条件的组合下,Fireball CR和Fireball EX的差距基本相同,也就是说,这些差距纯粹是由驱动器本身的性能差距造成的,而与所采用的接口无关。具体数据请参看下表。诚然,造成这一结果的原因是Fireball CR本身性能不足,如果使用转速7200rpm的硬盘(例如IBM的Deskstar22GXP系列)进行相同的测试,结果可能会有所不同,不过我相信总的趋势还是一样的……
| Fireball CR 6.4 |
Ultra66 (80针扁平线) |
Ultra66 (普通扁平线) |
主板上的IDE接口 |
Business Disk WinMark 99 (KB/s) |
2670 |
2680 |
2700 |
High-End Disk WinMark 99 (KB/s) |
9680 |
9560 |
9500 |
Disk Access Time (ms) |
15.6 |
15.0 |
14.9 |
Disk CPU Utilization (%) |
3.48 |
3.36 |
2.63 |
Disk Transfer Rate:Beginning (KB/s) |
15300 |
15300 |
15300 |
Disk Transfer Rate:End (KB/s) |
9880 |
9880 |
9880 |
| Fireball EX 6.4 |
Ultra66 (80针扁平线) |
Ultra66 (普通扁平线) |
主板上的IDE接口 |
Business Disk WinMark 99 (KB/s) |
2630 |
2670 |
2680 |
High-End Disk WinMark 99 (KB/s) |
9000 |
8990 |
8950 |
Disk Access Time (ms) |
14.8 |
14.7 |
14.8 |
Disk CPU Utilization (%) |
3.16 |
3.49 |
2.64 |
Disk Transfer Rate:Beginning (KB/s) |
13100 |
13200 |
13200 |
Disk Transfer Rate:End (KB/s) |
8960 |
8960 |
8960 |
综上所述,现阶段也许正是那些使用着连Ultra ATA/33都不支持的旧型号主板的用户们最需要Ultra ATA/66,作为一种升级产品,Ultra66很适合他们的需要。而已经拥有支持Ultra ATA/33的系统的用户大可不必急于升级为Ultra ATA/66,因为它们之间的差距实在太小了……当然,如果您口袋里的银子够多,尝尝新鲜自然无妨,想让支持Ultra ATA/66的设备降价可就靠您啦。让我们期待这些“先行者”们为大家带来批量生产效应吧。
本文中关于“Ultra66”的部分参考了PC Watch于3月27日发表的相关文章,特此致谢! |