Pio 4 x UDMA 33 x UDMA 66 x UDMA 100

Assim como uma placa de vídeo é ligada em um slot PCI ou AGP, para poder comunicar-se com o restante do sistema, o disco rígido precisa estar ligado a alguma interface. Uma interface de disco nada mais é do que um meio de comunicação, uma estrada por
onde possam trafegar os dados que entram e saem do HD. De nada adianta um disco rígido muito rápido, se a interface não permite que ele se comunique com o restante do sistema usando toda a sua velocidade, por outro lado, uma interface muito mais rápida do
que o disco será simplesmente um desperdício, pois ficará ociosa. Não adianta muito pegar uma estrada onde o limite é 120 KM, se você estiver num fusca velho que não passa de 80 🙂

Como vimos no início deste capítulo, atualmente são usados dois padrões de interfaces de disco: o IDE (também chamado de ATA) e o SCSI, com predominância do IDE.

Placas mãe mais antigas, não possuíam interfaces IDE. Nelas, a interface IDE deveria ser adquirida separadamente, e encaixada em um slot disponível. Se você tiver a oportunidade de examinar o hardware de um 486 não muito recente, verá uma placa ISA,
EISA ou VLB, que inclui a Interface IDE, além da interface para drives de disquetes, uma porta paralela, duas portas seriais e uma porta para Joystick. Esta placa é chamada de “super IDE”.

Todas as placas mãe atuais possuem, além de duas portas seriais e um porta paralela, duas interfaces IDE embutidas, chamadas de controladora primária e controladora secundária. Cada controladora suporta dois dispositivos, o que permite um máximo de 4
dispositivos IDE num mesmo micro. Para isto, um dos dispositivos deverá ser configurado como master (mestre), e o outro como slave (escravo), configuração que é feita através de jumpers.

O cabo IDE possui três encaixes, um que é ligado na placa mãe e outro em cada dispositivo. Mesmo que você tenha apenas um dispositivo IDE, você deverá ligá-lo no conector da ponta, nunca no conector do meio. O motivo para isto, é que, ligando no
conector do meio o cabo ficará sem terminação, fazendo com que os dados venham até o final do cabo e retornem como pacotes sobra, interferindo no envio dos pacotes bons e causando diminuição na velocidade de transmissão. Este fenômeno também ocorre em
cabos coaxiais de rede, onde são instalados terminadores nas duas pontas do cabo, que absorvem as transmissões evitando os pacotes sombra. No caso dos dispositivos IDE, o dispositivo ligado na ponta do cabo funciona como terminador.

Existem vários modelos de interfaces IDE, que oferecem diferentes modos de operação. Estes modos de operação são chamados de “Pio” e determinam a velocidade e recursos da interface.

Placas mãe um pouco mais antigas, como as placas para processadores Pentium que utilizam os chipsets FX e VX, suportam apenas o modo Pio 4, sendo capazes de transferir dados a 16,6 Megabytes por segundo. Placas um pouco mais recentes, suportam também o
Ultra DMA 33 ou mesmo o Ultra DMA 66.

Provavelmente você já deve ter ouvido falar do Ultra DMA, também chamado de Ultra ATA. Este modo de operação traz várias vantagens sobre o antigo Pio Mode 4, como a maior taxa de transferência de dados, que passa a ser de 33 Megabytes por segundo. A
principal vantagem do UDMA porém, é permitir que o disco rígido possa acessar diretamente a memória RAM.

Usando o UDMA, ao invés do processador ter de ele mesmo transferir dados do HD para a memória RAM, e vice-versa, pode apenas fazer uma solicitação ao disco rígido para que ele mesmo faça o trabalho. Claro que este modo de operação aumenta
perceptivelmente o desempenho do sistema, pois poupa o processador do envolvimento com as transferências de dados, deixando-o livre para executar outras tarefas.

O Pio Mode 4 permite o uso do Multiword DMA 2, que também permite o acesso direto à memória, embora de forma um pouco menos eficiente.

Para fazer uso das vantagens do UDMA, é preciso que o disco rígido também ofereça suporte a esta tecnologia. Todos os modelos de discos mais recentes incluem o suporte a UDMA, porém, mantendo a compatibilidade com controladoras mais antigas. Caso
tenhamos na placa mãe uma controladora que suporte apenas o Pio 4, o HD funcionará normalmente, claro que limitado às características da interface. O Windows 98 possui suporte nativo a HDs UDMA; no caso do Windows 95, é necessário instalar os drivers
UDMA, geralmente encontrados na pasta “IDE” do CD de drivers que acompanha a placa mãe.

Existem ao todo, 7 modos de operação de interfaces IDE, que vão desde o pré-histórico Pio Mode 0, extremamente lento, ao novo UDMA 100, que mantém os recursos do Ultra DMA, porém suportando maiores velocidades de transferências de dados. Vale lembrar
que estas velocidades são o fluxo máximo de dados permitido pela interface, não correspondendo necessariamente à velocidade de operação do disco. Funciona como numa auto-estrada: se houver apenas duas pistas para um grande fluxo de carros, haverão muitos
congestionamentos, que acabarão com a duplicação da pista. Porém, a mesma melhora não será sentida caso sejam construídas mais faixas.

Os modos de operação das interfaces IDE são:

Modo de Operação	Taxa máxima de transferência de dados
PIO MODE 0	3,3 MB/s
PIO MODE 1	5,2 MB/s
PIO MODE 2	8,3 MB/s
PIO MODE 3	11,1 MB/s
PIO MODE 4	16,6 MB/s
UDMA 33 (UDMA 2)	33,3 MB/s
UDMA 66 (UDMA 4)	66,6 MB/s
UDMA 100 (UDMA 6)	100,0 MB/s

A maioria dos discos atuais são compatíveis com o UDMA 66, esta nova interface permite taxas de transferência próximas às das controladoras SCSI. Claro que os 66 MB/s permitidos não será necessariamente a velocidade alcançada pelo disco rígido.

O encaixe das interfaces UDMA 66 possue os mesmos 40 pinos dos outros padrões, assim como compatibilidade retroativa com qualquer HD IDE. Porém, os cabos possuem 80 vias, sendo 40 são usadas para transportar dados e 40 como terras. Os fios são
intercalados na forma de um fio de dados, um terra, outro de dados etc., esta disposição atenua as interferências e permite atingir os 66 MB/s. Outro requisito imposto pelo padrão é que os cabos não tenham mais que 45 cm de comprimento, pois o cabo atua
como uma antena, captando interferências externas. Quanto mais longo for o cabo mais forte será a interferência.

Para ativar o UDMA 66, você precisa que tanto o disco rígido, quanto a placa mãe, sejam compatíveis, sendo obrigatório o uso do cabo especial de 80 vias que é fornecido junto com a placa mãe.

Finamente, é preciso instalar os drivers que acompanham a placa mãe para ativar o suporte ao UDMA 66 no Windows 98, pois este possui suporte nativo apenas para UDMA 33. Os drivers de UDMA vem no CD da placa mãe, normalmente no diretório “IDE”. Algumas
vezes os drivers também podem ser instalados diretamente através de um programa de configuração incluso no CD. Em caso de dúvida, basta consultar o manual da placa mãe. Mesmo com todo o hardware necessário, sem instalar os drivers, o recurso permanecerá
desativado.

Além do UDMA 66, que citei, existe o padrão UDMA 100, que já é suportado por algumas das placas mãe mais atuais. O UDMA 100 é resultado de um pequeno aperfeiçoamento do UDMA 66, e traz como vantagem permitir transferências de até 100 MB/s. Os
requisitos para ativar o UDMA 100 são os mesmos do UMDA 66 que citei acima: é preciso que tanto a placa mãe quanto o HD suporte este modo de operação, que seja usado o cabo especial de 80 vias e que caso seja conectado um segundo HD ou CD-ROM, como slave
do primeiro, este também seja UDMA 100. Se apenas uma destas regras for desrespeitada o disco passará a operar em modo UDMA 33.

Motivo para lamentação? Nem tanto, afinal o ganho de desempenho do HD operar em UDMA 66 sobre o mesmo HD operando em UDMA 33 é muito pequeno, enquanto o ganho do UDMA 100 sobre o 66 é novamente mínimo. É como citei no exemplo do fusca, não adianta
aumentar o limite de velocidade da estrada se o carro não passar dos 80.

Os novos padrões servem para pavimentar o caminho para as futuras gerações de HDs, os quais, muito mais rápidos que os atuais realmente utilizarão todos os recursos das interfaces UDMA 66 e 100. Mas de qualquer forma isso demorará um pouco.

Se você está curioso sobre os ganhos de desempenho apresentado pelos HDs atuais, veja os números abaixo:

Teste: Winmark, Disk Transfer (Windows 98 SE)
Disco	Operando em UDMA 33	Operando em UDMA 66
Maxtor DiamondMax Plus 40	29.9 MB/s	28.9 MB/s
Seagate Barracuda ATA	27.9 MB/s	27.9 MB/s

O primeiro teste leva em consideração apenas a taxa de transferência interna dos discos, como nenhum conseguiu atingir os 33.3 MB/s máximos permitidos pelo UDMA 33, os resultados foram idênticos usando UDMA 33 ou 66.

Teste: Winmark, Business Disk (Windows 98 SE)
Disco	Operando em UDMA 33	Operando em UDMA 66
Maxtor DiamondMax Plus 40	5.4 MB/s	5.3 MB/s
Seagate Barracuda ATA	4.4 MB/s	4.3 MB/s

O segundo teste tente simular aplicativos do dia a dia, levando em consideração também o cache de disco, etc. Aqui houve uma pequena variação de desempenho entre o UDMA 33 e 66, porém realmente muito pequena.

Teste: Winmark, High end disk (Windows 98 SE)
Disco	Operando em UDMA 33	Operando em UDMA 66
Maxtor DiamondMax Plus 40	15.3 MB/s	15.2 MB/s
Seagate Barracuda ATA	12.5 MB/s	12.3 MB/s

O terceiro teste simula aplicativos mais pesados, como pesquisas em grandes bancos de dados. Este aplicativo serve para simular os aplicativos usados num servidor de rede. Novamente houve uma diferença muito pequena.