Несмотря на то что службы BIOS, использующие 64-разрядную схему адресации LBA, позволяют работать с дисками, имеющими емкость до 264 секторов, ограничение в 144 Пбайт, налагаемое спецификацией ATA-6, вдвое меньше применяемого в настоящее время.

По закону Мура емкость жестких дисков удваивается каждые 1,5-2 года. Поэтому, принимая во внимание, что накопители АТА емкостью 160 Гбайт появились только в конце 2001 года, можно сказать, что диски емкостью 144 Пбайт будут созданы примерно между 2031 и 2041 годами (допуская, что к этому времени технология изготовления жестких дисков не изменится). По аналогии с этим можно предположить, что ограничение EDD BIOS в 9,44 Збайт будет достигнуто не ранее чем между 2055 и 2073 годами! Ранее специалисты компании Phoenix заявляли, что спецификация EDD продержится примерно до 2020 года, но, похоже, они были слишком консервативны.

Ограничения операционных систем и различного программного обеспечения

Запомните, что при использовании устаревшего программного обеспечения, включая утилиты, приложения и даже операционные системы, работа которых базируется на параметрах CHS, им будут доступны лишь первые 8,4 Гбайт дисков любой емкости.

Существующие ограничения операционных систем на емкость жестких дисков приведены в табл. 7.10.

Таблица 7.10. Ограничения операционных систем на емкость жестких дисков

Операционная система

DOS/Windows 3x

Windows 9x/Me

Windows NT

Windows 2000/XP

OS/2 Warp

Novell

Существующие ограничения

DOS 6.22 или ниже не может поддерживать диски емкостью более

8,4 Гбайт. DOS 7.0 или выше (включая Windows 95 и выше) распознает

диски емкостью более 8,4 Гбайт

Windows 95a (оригинальная версия) поддерживает расширения INT13h, а это значит, что данная система поддерживает диски емкостью более 8,4 Гбайт, однако в связи с ограничениями файловой системы FAT16 максимальный размер одного раздела ограничен 2 Гбайт. Windows 95B OSR2 или следующие версии (включая Windows 98) поддерживает расширения INT13h, что позволяет этой системе работать с дисками емкостью более 8,4 Гбайт, а также поддерживает файловую систему FAT32, которая допускает наличие разделов большой емкости Windows NT 3.5x не поддерживает диски емкостью более 8,4 Гбайт. Windows NT 4.0 поддерживает диски емкостью более 8,4 Гбайт; однако, если диск такой емкости используется как основное загрузочное устройство, Windows NT не распознает его (эта ошибка исправлена в пакете обновления Service Pack 4)

Windows 2000 поддерживает диски емкостью более 8,4 Гбайт В некоторых версиях OS/2 существовало ограничение на емкость загрузочного раздела 3,1 или 4,3 Гбайт. IBM выпустила программу Device Driver Pack, которая позволяет использовать загрузочный раздел емкостью более 8,4 Гбайт. Файловая система HPFS поддерживает диски емкостью 64 Гбайт

Операционная система NetWare 5.0 и выше поддерживает диски емкостью более 8,4 Гбайт

При использовании операционных систем, обеспечивающих поддержку жестких дисков емкостью более 8,4 Гбайт, ограничения максимального объема накопителя зависят не от используемой ОС, а от базовой системы ввода-вывода и интерфейса жесткого диска. В этом случае более существенную роль играют ограничения размера томов (разделов) и файлов, создаваемых и управляемых различными операционными системами. Эти ограничения зависят не только от существующей операционной системы, но и от файловой системы, которая используется в данном разделе. Минимальный и максимальный размеры тома (раздела), а также ограничения размера файлов для различных операционных систем Windows приведены в табл. 7.11.

Таблица 7.11. Размеры томов (разделов) и ограничения файлового размера для различных файловых систем

Повышение скорости передачи данных

В стандартах ATA-2/EIDE и ATA-3 предусмотрено несколько режимов быстрого обмена данными с жесткими дисками. Описание этих режимов составляет существенную часть стандарта, и вообще своим появлением он во многом обязан именно этим новым возможностям. Большинство современных быстродействующих жестких дисков могут работать в так называемых режимах PIO 3 и PIO 4, скорость обмена данными в которых очень высока. Эти режимы описаны ниже.

От выбора режима PIO зависит скорость обмена данными с жестким диском. В самом "медленном" режиме (режим 0) длительность одного цикла передачи данных не превышает 600 нс. В каждом цикле передается 16 бит данных, поэтому теоретически достижимая скорость обмена в режиме 0 составляет 3,3 Мбайт/с. В большинстве современных жестких дисков поддерживается режим PIO 4, в котором скорость обмена данными достигает 16,6 Мбайт/с.

Характеристики режимов PIO приведены в табл. 7.12.

Для работы в режиме 3 или 4 необходимо, чтобы порт IDE компьютера относился к локальной шине. Это означает, что плата контроллера IDE должна быть установлена в разъем шины VL-Bus либо PCI. В большинстве современных системных плат с поддержкой ATA-2/EIDE существует два разъема IDE, и, как правило, оба они рассчитаны на поддержку этих режимов. Но в некоторых системных платах для процессора 486 и даже Pentium только первичный вывод подключается к системной локальной шине PCI, а вто-

Таблица 7.12. Характеристики режимов PIO

ричный разъем обычно подключается к шине ISA и поэтому может поддерживать работу только режимов 0, 1 и 2.

В ответ на запрос команды идентификации жесткого диска последний среди прочих параметров возвращает информацию о режимах PIO и DMA, в которых он может работать. В большинстве улучшенных версий BIOS предусмотрен автоматический переход программы в режим, соответствующий возможностям жесткого диска. Если вы установите скорость обмена больше той, на которую рассчитан жесткий диск, данные будут утеряны.

В жестких дисках, соответствующих стандарту ATA-2, предусмотрен блочный режим передачи данных (Block Mode PIO) с использованием команд Read/Write Multiple. Благодаря им удается существенно сократить количество прерываний, отсылаемых в адрес центрального процессора, и соответственно уменьшить время их обработки. Это позволяет еще больше повысить скорость обмена данными.

Режимы DMA

Этот режим в большинстве операционных систем и BIOS не предусмотрен, однако стандартом ATA-2 он поддерживается. Передача через канал прямого доступа к памяти (DMA) означает, что, в отличие от режима PIO, данные передаются непосредственно из жесткого диска в системную (основную) память, минуя центральный процессор.

Существует два различных типа прямого доступа к памяти: однословный (8-разрядный) и многословный (16-разрядный). Однословные режимы DMA были удалены из стандарта АТА-3, а также спецификаций более поздних версий и в настоящее время не используются. Режимы DMA, использующие хост-адаптер, который поддерживает технологию администрирования данных (busmastering), получили название режимов Bus Master ATA. В первом случае обработка запросов, захват шины и передача данных осуществляются контроллером DMA на системной плате. Во втором случае все эти операции выполняет устройство, смонтированное на самой плате интерфейса. Это, естественно, увеличивает сложность и стоимость интерфейсов подобного типа.

В системах с микросхемой Intel PIIX (PCI IDE ISA eXcelerator) и более поздними компоненты South Bridge могут поддерживать режим Bus Master IDE. При этом используется режим Bus Master на шине PCI при передаче данных. Характеристики однословного и многословного режимов Bus Master IDE приведены в табл. 7.13 и 7.14.

К сожалению, даже самый быстрый режим Bus Master IDE 2 имеет ту же скорость передачи 16,67 Мбайт/с, что и режим PIO 4. Это связано с тем, что контроллеры DMA в компьютерах с шиной ISA обладают очень низким быстродействием. И поэтому нет никакого