Na placa-mãe você encontra duas portas IDE (primária e secundária). Mesmo com a popularização das interfaces SATA, as portas IDE ainda continuam sendo incluídas nas placas recentes e devem demorar ainda mais alguns anos para desaparecerem completamente.
Cada uma das portas permite instalar dois drives, de forma que podemos conectar um total de 4 HDs ou CD-ROMs na mesma placa.
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| Figura 1 - Conexão IDE |
Existem casos de placas-mãe com 4 portas IDE (permitindo usar até 8 drives) e também controladoras IDE PCI, que incluem duas portas adicionais, que podem ser usadas em casos os quais você precise usar mais do que 4 drives IDE no mesmo micro.
Para diferenciar os dois drives instalados na mesma porta é usado um jumper, que permite configurar cada drive como master (mestre) ou slave (escravo).
Dois drives instalados na mesma porta compartilham o barramento oferecido por ela, o que acaba sempre causando uma pequena perda de desempenho. Por isso, quando são usados apenas dois drives (um HD e um CD-ROM, por exemplo) é preferível instalar cada um em uma das portas, deixando ambos "jumpeados" como master. Na necessidade de instalar um terceiro drive, você poderia conectá-lo na primeira ou na segunda porta IDE, mas, de qualquer forma, precisaria configurá-lo como slave, mudando a posição do jumper.
Usar cada drive em uma porta separada ajuda, principalmente quando você precisa copiar grandes quantidades de dados de um HD para outro, ou gravar DVDs, já que cada drive possui seu canal exclusivo com o chipset.
No Windows, os drives são identificados de forma seqüencial. O HD instalado como master da IDE primária apareceria no Windows Explorer como "C:" e o CD-ROM, instalado na IDE secundária apareceria como "D:". Se você adicionasse um segundo HD, instalado como slave da primeira IDE, ele passaria a ser identificado como "D:" e o CD-ROM o "E:".
No Linux, os drives recebem endereços fixos, de acordo com a posição em que forem instados:
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| Figura 2 - Identificação dos drives no Linux |
O cabo IDE possui, normalmente três encaixes, um que é ligado na placa-mãe e, outros dois, um para cada dispositivo. Mesmo que você tenha apenas um dispositivo IDE, você ligará, preferencialmente no conector da ponta.
As interfaces IDE/ATA passaram por um longo caminho evolutivo. As interfaces antigas, usadas em micros 386/486 e nos primeiros micros Pentium suportam (de acordo com seu nível de atualização), cinco modos de operação, que vão do PIO mode 0, ao PIO mode 4:
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| Figura 3 - Taxa de transferência de microcomputadores 386 e 486 |
As interfaces IDE/ATA mais recentes suportam também o Multiword DMA, que é um modo de acesso direto, no qual o HD ou o CD-ROM pode transferir dados diretamente para a memória, sem que o processador precise se envolver diretamente na transferência. O uso do DMA melhora bastante o desempenho e o tempo de resposta do sistema, evitando que o micro "pare" enquanto um programa "pesado" é carregado, ou durante a gravação de um CD. Apesar disso, o Multiword DMA não chegou a ser muito usado, devido a não ser diretamente suportado pelo Windows 95 e os drivers desenvolvidos pelos fabricantes, freqüentemente apresentarem problemas de estabilidade. Para piorar, muitos drives de CD e HDs antigos não funcionavam quando o DMA era ativado. A solução veio com o padrão ATA-4, ratificado em 1998. Ele nada mais é, do que o padrão Ultra ATA/33 (o nome mais popularmente usado), que é usado em placas para micros Pentium II e K6-2 fabricadas até 2000. Nele, a taxa de transferência máxima é de 33 MB/s e é suportado o modo UDMA 33, que permite transferências diretas para a memória, também a 33 MB/s. É graças ao UDMA 33 que você pode assistir a filmes em alta resolução e DVDs no seu PC, sem falhas.
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Depois que o problema do DMA foi finalmente resolvido, os fabricantes se concentraram em aumentar a velocidade das portas. Surgiram então, os padrões ATA-5 (Ultra ATA/66), ATA-6 (Ultra ATA/100) e ATA-7 (Ultra ATA/133), que é o usado atualmente. Esses padrões suportam respectivamente, os modos UDMA 66, UDMA 100 e UDMA 133, além de manterem compatibilidade com os padrões anteriores.
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Figura 4 - Modos de Operação ATA |
As portas ATA/133, usadas nas placas atuais, são uma necessidade por dois motivos: primeiro que os HDs atuais já superam a marca dos 70 ou 80 MB/s de taxa de transferência ao ler setores contínuos e, que a interface precisa ser substancialmente mais rápida que o HD para absorver as transferências feitas a partir do cache, que são bem mais rápidas; segundo que só a partir das interfaces ATA/100 foi introduzido o suporte a HDs IDE com mais de 137 GB de capacidade, como veremos, posteriormente em detalhes.
Para que os modos mais rápidos sejam utilizados é necessário que exista, também suporte por parte do HD e, que o driver correto esteja instalado.
No caso do HD, não existem razões para preocupação, pois os fabricantes são o primeiros a adotar novos modos de operação, de forma a manter seus produtos atualizados. Se você tem em mãos um HD antigo, que só suporta UDMA 33, por exemplo, pode ter certeza de que a taxa de transferência oferecida por ele é baixa, o que torna desnecessário o uso de uma interface mais rápida.
Ao contrário dos HDs, os drives de CD e DVD ficaram estagnados no UDMA 33, pois como eles trabalham com taxas de transferência muito mais baixas, os padrões mais rápidos também não trazem vantagens. É possível que alguns fabricantes, eventualmente passem a lançar drives "ATA/133", usando a interface mais rápida como ferramenta de marketing, mas isso não traria diferença alguma para o desempenho.
Como de praxe, devo insistir na idéia de que a velocidade da interface determina apenas o fluxo de dados que ela pode transportar e não a velocidade real do dispositivo ligado a ela. Um CD-ROM de 52x lerá as mídias a no máximo 7.8 MB/s, independentemente da velocidade da interface. Funciona como em uma auto-estrada: se houver apenas duas pistas para um grande fluxo de carros, haverão muitos congestionamentos, o que acabará com a duplicação da pista. Porém, a mesma melhora não será sentida caso sejam construídas mais faixas.
Ao mesmo passo, com as interfaces Ultra ATA/66, veio a obrigatoriedade do uso de cabos IDE de 80 vias, substituindo os antigos cabos de 40 vias. Esses cabos são fáceis de distinguir dos antigos, pois os fios usados são muito mais finos, já que agora temos o dobro de fios no mesmo espaço.
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Figura 5 - Comparação entre cabos IDE: 80 E/40 D |
A adição dos 40 condutores finos adicionais é uma história interessante, pois esses não se destinam a transportar dados. Tanto os conectores, quanto os encaixes nos drives, continuam tendo apenas 40 pinos, mantendo o mesmo formato dos cabos anteriores. Os 40 cabos adicionais são intercalados com os cabos de dados e servem como fios terra, reduzindo o nível de interferência entre eles. Esse upgrade acabou sendo necessário, pois os cabos IDE de 40 vias foram introduzidos em 1986, projetados para transmitir dados a apenas 3.3 MB/s!
Os cabos de 80 vias são obrigatórios para o uso do UDMA 66 em diante. A placa-mãe é capaz de identificar o uso do cabo de 80 vias graças ao pino 34, que é ligado de forma diferente. Ao usar um cabo antigo, de 40 vias, a placa baixa a taxa de transmissão da interface, passando a utilizar o modo UDMA 33.
Veja que, no caso dos CD-ROMs e DVDs, ainda é comum o uso dos cabos de 40 vias, simplesmente por que, como vimos, eles ainda utilizam o modo UDMA 33. Entretanto, se você precisa instalar um HD junto com um drive óptico, é interessante utilizar um cabo de 80 vias, caso contrário o desempenho do HD ficará prejudicado.
Outra exigência trazida pelo novos padrões é o uso de cabos com no máximo 45 centímetros de comprimento, já que acima disso o nível de interferência e atenuação dos sinais, passa a prejudicar a transmissão dos dados.
Mais uma mudança introduzida pelos cabos de 80 vias é o uso de cores para diferenciar os três conectores do cabo. O conector azul deve ser ligado na placa-mãe, o conector preto deve ser ligado no drive configurado com master da interface, enquanto o conector do meio (cinza) deve ser usado para a conexão do segundo drive, caso esse existir.
Os cabos de 80 vias também suportam o uso do sistema cable select (nos de 40 vias o suporte era opcional), onde a posição dos drives (master/slave) é determinada por qual desses conectores serão ligados, eliminando a possibilidade de conflitos, já que instalar dois drives configurados como master na mesma interface, normalmente faz com que ambos deixem de ser identificados no setup. Para utilizar o cable select é necessário colocar os jumpers dos dois drives na posição "CS". Consulte o diagrama presente no topo ou na lateral do drive para ver a posição correta.
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Figura 6 - Cabo IDE de 80 vias |
Os HDs IDE de 2.5", para notebooks utilizam um conector IDE miniaturizado, que possui 44 pinos. Os 4 pinos adicionais transportam energia elétrica, substituindo o conector da fonte usado nos HDs para desktop.
Existem ainda, adaptadores que permitem instalar drives de 2.5" em desktops. Eles podem ser usados tanto no caso de ser preciso recuperar dados de um notebook com defeito, quanto no caso de usar um HD de notebook no seu desktop para torná-lo mais silencioso. Esses adaptadores são muito simples e baratos de fabricar, embora o preço no varejo sofra muitas variações, já que se trata de um ítem relativamente raro.
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Figura 7 - Adaptador para drive de 2,5" |
As interfaces IDE foram, originalmente desenvolvidas para o barramento ISA, utilizados nos microcomputadores 286. Assim como no barramento ISA, são transmitidos 16 bits por vez e utilizados um grande número de pinos. Como é necessário manter a compatibilidade com os dispositivos antigos, não existe muita margem para mudanças dentro do padrão, de forma que, mesmo com a introdução do barramento PCI e do PCI Express, as interfaces IDE continuam funcionando, fundamentalmente da mesma forma.
Mesmo quando foram introduzidas as interfaces UDMA, a única grande mudança foi a introdução dos cabos de 80 vias, desenvolvidos de forma a permitir taxas de transmissão maiores, sem contudo mudar o sistema de sinalização, nem mudar os conectores.