Режим 3 PIO з періодом тактування 180 нс забезпечує швидкість обміну 11 Мб/с, що перевищує швидкість Fast-SСSI (10 Мб/с). Управління потоком з боку диска включається контроллером за допомогою команди Set Features, внаслідок чого такий обмін підтримується одночасно і диском, і контроллером. Вінчестер AС2540 (540 Мб) випущений в 1993 році фірмою Western Digital, підтримував управління потоком за допомогою IORDY, реалізоване за допомогою спеціалізованої мікросхеми-контроллера. Основні можливості цього контроллера пізніше були включені в стандартні набори мікросхем IDE.

5.2. Режими DMA

Хоча режими програмованого вводу-виводу є стандартним методом, підтримуваним в серійних пристроях IDE, і відрізняються високою сумісністю, існують й інші способи підвищення швидкості обміну з вінчестерами. Метод прямого доступу до пам'яті (DMA) заснований на передачі даних між диском і пам'яттю комп'ютера без використовування центрального процесора СPU). Тип B для DMA визначений в специфікації EISA і забезпечує обмін із швидкістю 4 Мб/с. Цей метод дає перевагу в порівнянні із стандартною швидкістю для шини ISA, але значно поступається Fast-SСSI.

З розвитком технології локальних шин в специфікації PСI був запропонований новий варіант обміну з використанням DMA (тип F), що забезпечує швидкість 8.33 і 6.67 Мб/с. Відповідно до можливостей існуючих мікросхем була запропонована специфікація DMA Mode 1 з циклом 150 нс., яка забезпечує швидкість обміну 13 Мб/с за рахунок передачі декількох слів за один запит. Комплекти мікросхем з підтримкою DMA типа B (EISA) і типа F (PСI) поставляються з кінця 1993 року.

Технологія Enhanсed IDE компанії Western Digital забезпечує можливість вибору між режимами PIO з управлінням потоком через IORDY (mode 3) і DMA (тип B або F), реалізованими за допомогою драйверів.

6. Кешування жорстких дисків

Підвищити продуктивність жорстких дисків можна за допомогою кешування. В результаті використання даного режиму експлуатації накопичувачів виділяється частина оперативної пам'яті для буферизації даних. Буферизація використовується при операціях запису і читання.

Кешування дозволяє оптимізувати обмін даними і, кінець кінцем, підвищити загальну продуктивність комп'ютера. При кешуванні обмін даними між пристроєм з його контроллером і рештою частин комп'ютера проводиться не короткими фрагментами, а блоками значної довжини. Це збільшує швидкість передачі даних.

В сучасних пристроях зовнішньої пам'яті вже використовуються вбудовані контроллери з кеш-пам'яттю, але досить часто розміру цієї пам'яті не достатньо для досягнення максимально можливих швидкостей доступу до даних і подальшого обміну. В цьому випадку можна програмно виділити частину оперативної пам'яті для додаткової буферизації даних. При цьому в буфер пам'яті значного розміру можуть зчитуватися не тільки дані, необхідні в поточному циклі зчитування, але й дані, які можуть бути потрібні в наступних циклах. Відповідно до достатньо складних алгоритмів кешування пошук необхідних даних проводиться спочатку в кеш-пам'яті – відведеній для кешування частині оперативної пам'яті, а вже потім на дисках вибраного пристрою. Це дозволяє зменшити число циклів звернення до дисків накопичувача. Доступ до оперативної пам'яті здійснюється значно швидше, ніж до даних на вказаних пристроях. Це зв'язано з тим, що електроніка працює значно швидше за механічні елементи. Для механічних вузлів час виконання команд оцінюється мілісекундами, а пошук в оперативній пам'яті здійснюється за десятки наносекунд, тобто в сотні тисяч раз швидше. Таким чином, зберігання даних в області оперативної пам'яті, відведеної для цілей кешування, сприятиме значному збільшенню швидкості обміну даними і, кінець кінцем, підвищенню загальної продуктивності комп'ютера. За допомогою кешування можна значно підвищити швидкодію накопичувачів.

В середовищі операційних систем Windows 9х кешування жорстких дисків встановлюється таким чином.

Для кешування жорстких дисків (рис. 6.1):

1. Виберіть значок Мой компьютер.

2. У вікні, що з'явилося, виберіть значок Панель управления, а в наступному вікні – значок Система.

3. У вікні Свойства: Система перейдіть на вкладку Быстродействие.

4. Натискуйте кнопку Файловая система.

5. Перейдіть на вкладку Жесткие диски.

6. У полі Оптимизация упреждающего чтения встановите повзунок до кінця вправо.

7. Зафіксуйте вибір натисненням на кнопку ОК.

Рис. 6.1. Кешування жорстких дисків у Windows 9х

7. Розгін жорстких дисків

Продуктивність і стійкість роботи жорстких дисків і відеоадаптерів в значній мірі визначаються режимами їх функціонування.

Режими роботи жорстких дисків залежать від частот шин, до яких підключені дані пристрої разом з своїми контроллерами. Для жорстких дисків частотні режими визначаються шиною PCI.

Частоти шин PCI, а часто і їх застарілих попередників, залежать від встановленої частоти шини процесора FSB (GTL+/AGTL+, Alpha EV6). Звичайно частоти шин PCI встановлюються діленням частоти шини процесора FSB. В якості прикладу можна навести поширені значення частоти шин процесора FSB і плат розширення PCI, часто реалізовані в материнських платах.

Таблиця 7.

Частоти шин процесора FSB і плат розширення PCI

FSB, Мгц | PCI/IDE, Мгц

66 | 33

75 | 38

83 | 42*

100 | 33

103 | 34

112 | 37

124 | 41*

133 | 44*

* Існує ймовірність нестійкої роботи.

Для архітектури більшості материнських плат існують засоби, що надають можливість коректування значень частот шин PCI не тільки за допомогою зміни частоти FSB, але й відповідних коефіцієнтів ділення частоти шини процесора. Це здійснюється або за допомогою введення спеціальних параметрів в BIOS Setup, або за допомогою спеціальних перемикачів і перемичок на материнських платах. Зміною значень частоти шини комп'ютера вдається вибрати оптимальні режими експлуатації жорстких дисків.

Звичайно у складі стандартного апаратно-програмного забезпечення не існує спеціальних засобів для розгону жорстких дисків. Проте швидкість їх роботи залежить від частоти шини PCI, до якої вони підключені через відповідні контроллери. В існуванні такої залежності можна переконатися на прикладі тестування комп'ютера в режимі розгону (over-clocking) програмою WinCheckIt (v2.03)