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ATA

辞書:通信用語の基礎知識 通信技術接続編 (CTIF)
読み:エイティーエイ
外語:ATA: AT Attachment 英語
品詞:名詞
1999/02/02 作成
2012/03/07 更新

ハードディスクドライブなどを接続するためのインターフェイスの規格の一つ。

1986(昭和61)年にCompaqとConner Peripherals(後にSeagate Technologyが買収)により開発された、IDEと呼ばれる仕様に由来する。

これは、当時主流だったST-506や、その高速版であるESDIに対しレジスターレベルで互換性を持たせたまま、インテリジェント化したものであった。

利便性が良かったことから、ハードディスクドライブメーカーが1989(平成元)年、これを共通仕様「ATA」とした。これが1994(平成6)年にANSI X3.221-1994として標準化され、以降は主流となった。

主としてPC/AT互換機で使われるが、この技術は後期のNEC PC-9800シリーズでも使われている。

IDE

ATAの元となった仕様である。

この仕様は、ATA-1として公式なものとなった。

E-IDE

IDEを拡張した仕様である。PC/AT互換機BIOSでは、様々な事情により528Mバイト(504Miバイト)までしか対応できなかった。この対策を含めた拡張仕様がE-IDEである。

これは、様々なベンダーの独自拡張をまとめたデファクトスタンダードであり、標準規格ではない。公式な仕様としては、ATA-2に対応する。E-IDEの特徴は、次のようなものがある。

  • ATAPIの採用により、CD-ROMなどの接続にも対応
  • プライマリ/セカンダリの導入により、接続できる装置は最大4台
  • LBAの導入で「504Mバイトの壁」を超えた。この時点ではBIOSの制限で最大容量8.4Gバイト(7.8Giバイト)
  • Fast ATAによる高速転送モードの追加。転送速度は11.1Mバイト/秒と13.3Mバイト/秒

なお、「504Mバイトの壁」を超えるためにはドライブだけでなくBIOSの拡張も必要で、この対応も含めてE-IDEという。

ATAPI

IDEは元々ハードディスクドライブの接続しか想定していなかった。

そこで、それ以外のデバイスに対してはSCSIのようなパケット形式のコマンドを用いることにより、様々なデバイスに対応可能とした。この仕様がATAPIである。

この仕様は当初はSFF-8020、後にINF-8020と呼ばれ、ATAとは異なる独自の規格であったが、ATA/ATAPI-4からATA規格と統合された。

48ビットLBA

E-IDEから導入された28ビットLBAを48ビットに拡張するものである。MaxtorBig Driveとして提唱し、その後ATA/ATAPI-6規格で「48bitLBA」という名で正式に仕様となった。

28ビットLBAと48ビットLBAはコマンドで切り替える。48ビットLBA未対応のドライブでは当然切り替えられないので、従来と同様に動作する。このため、完全な上位互換がある。

なお、BIOSについては28ビットLBAに対応した時点で拡張INT13のパラメーターは64ビットまで対応したため、特別な変更は不要である。

48ビットLBAでは最大で約144Pバイトまで対応するが、マスターブートレコードの制限により「2Tバイトの壁」が発生する。この壁はGPT(GUIDパーティションテーブル)で超えることが出来る。対応はWindows Vista以降である。

沿革

ATAは拡張が続き、複数のバージョンが存在する。

  • ATA-1(ANSI X3.221-1994)
  • ATA-2(ANSI X3.279-1996)
  • ATA-3(ANSI X3.298-1997)
  • ATA-4/ATAPI-4(ANSI NCITS 317-1998)
  • ATA-5/ATAPI-5
  • ATA-6/ATAPI-6
  • ATA-7/ATAPI-7
  • ATA-8/ATAPI-8

元々ATAとATAPIは異なるものだったが、後に統合された。

接続仕様

パラレルである従来のATA(パラレルATA)は、信号ケーブルに40または80芯のフラットケーブルを用いている。

ATAケーブル
ATAケーブル

信号電圧は5Vである。

ATA-7/ATAPI-7以降はシリアルの仕様が追加され、これをシリアルATAという。パラレルATAと互換のモードも持っているが、現実にはあまり使われず独自のモードで利用されているため、両者は現実には別物と言える。

シリアルATAケーブル
シリアルATAケーブル

ATA-1

ATA-1(ANSI X3.221-1994)は、ケーブル1本(1ホスト)につき1台のハードディスクを接続することができた。ATAは2ホストまでサポートしているため、最大で2台のハードディスクが接続可能である。

1台あたりの最大容量は528Mバイト、転送速度は2〜3Mbps程度となる。

ATA-2

しかしその機能不足は否めず、その後ATA-2(ANSI X3.279-1996)からは機能が拡張され、1つのホストにマスター/スレーブという区別を付けることで2台の装置を扱えるようにした。

またハードディスク以外の装置も接続可能になり、LBAと呼ばれる機構により528Mバイトを超えるドライブも扱えるようになった。

これは一般にEnhanced IDE(E-IDE)とも呼ばれる。

ATA-3

更に、ATA-3(ANSI X3.298-1997)でS.M.A.R.T.と呼ばれる自己監視機能のサポートが行なわれた。

ATA-4/ATAPI-4

ATA/ATAPI-4(ANSI NCITS 317-1998)でUltra DMAモードによる高速なデータ転送機能(Ultra ATA/33)、ATAPI仕様の統合、CRCによるエラー検出などがサポートされた。

ATA-5/ATAPI-5

Ultra ATA/66(Fast ATA)(Ultra DMA モード4)に対応。

ATA-6/ATAPI-6

Ultra ATA/100に対応。

ATA-7/ATAPI-7

Ultra ATA/133(Fast Drives)(Ultra DMA モード6)に対応。

シリアルATAを仕様に追加。

ATA-8/ATAPI-8

シリアルATA Ⅱを仕様に追加した。

具体的には、次のような仕様を含む。

  • Ultra DMA モード6(いわゆるUltra ATA/133)までのパラレルATA
  • シリアルATA 1.0a
  • シリアルATA Ⅱ
  • シリアルATA 外部インターフェイス
  • アクセスLED用の信号ピン(SAS(Serial Attached SCSI)の仕様)
  • EESA(Enterprise Extensions Smart Accessed)

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