| Artículos | 01 FEB 1998

El protocolo UltraDMA

Tags: Histórico
Eugenio Barahona.

Durante los últimos años tanto los fabricantes de discos duros como las empresas creadoras de conjuntos de chips para compatibles PC han ido haciendo evolucionar el estándar mediante el que se conectan discos duros al PC. Si en un principio se definió la norma ATA o IDE, posteriormente se desarrollaron los estándares FastATA o EIDE, que ha estado en plena vigencia hasta aproximadamente mediados del año 1996. Sin embargo, desde finales de 1996 hicieron aparición los discos duros de tipo UltraDMA, también denominados Ultra ATA. Este tipo de discos duros son dispositivos de almacenamiento que pueden conectarse a cualquier ordenador personal con una controladora IDE, ya que los discos duros UltraDMA son totalmente compatibles con las controladoras IDE más antiguas.

Por otro lado, la continua mejora que se produce en el campo de los procesadores, la aparición de buses de alta velocidad y el uso de sistemas operativos multitarea demanda discos duros de mayor capacidad y velocidad mejorada. Normalmente un disco duro es más rápido a medida que aumenta su capacidad puesto que se produce un aumento de la densidad de las pistas. De forma general se puede decir que cada 18 meses se dobla la capacidad de almacenamiento de los discos duros, por lo que al aumentarse la densidad del soporte también crece la velocidad a la que se transfieren los datos desde la superficie de los platos del disco duro hasta el buffer incluido en el propio disco. Posteriormente, cuando el bus al que se encuentra conectado el disco duro está preparado, se realiza la transferencia de los datos desde la memoria RAM del disco hacia dicho bus.

Si el usuario trabaja con archivos de gran tamaño la velocidad de acceso a los archivos se ve afectada de forma importante por la velocidad de transferencia que es posible mantener entre el disco duro y el bus al que la unidad de almacenamiento está conectado (en este caso el bus IDE). Si no es posible mantener una velocidad de transferencia adecuada entre el bus IDE y el disco duro, podría darse el caso de que el buffer del disco se llene más rápidamente de lo que es posible enviar los datos al propio bus IDE.

Estos problemas se deben al tiempo que transcurre entre los comandos que el PC envía al disco duro a través del bus IDE. Durante este periodo de tiempo el bus IDE permanece inactivo, por lo que se puede considerar como tiempo perdido. Normalmente un disco duro necesita un tiempo de alrededor de 400 microsegundos para leer un bloque de 4 KB y depositarlo en su buffer. Teniendo en cuentra la tasa de transferencia de 16,7 MB por segundo de la especificación Fast ATA, el PC podría vaciar el buffer del disco duro en alrededor de 250 microsegundos. Esto deja libres unos 150 microsegundos que usa el PC como tiempo muerto entre el envío de dos comandos a la unidad de disco duro. Sin embargo los PC más rápidos usan un tiempo muerto de alrededor de 275 microsegundos. Por lo tanto el PC necesita un tiempo total en torno a los 525 microsegundos para leer un bloque de 4 KB. Debido a que el PC no puede leer los datos desde el buffer del disco a la velocidad a la que la unidad puede llenar este buffer, la velocidad de transferencia efectiva cae hasta los 7,8 MB por segundo.

Las mejoras que se consiguen con el protocolo UltraDMA tienen que ver con una velocidad de transferencia del disco duro optimizada, de manera que el disco duro necesita tan sólo 125 microsegundos para transferir un bloque de 4 KB desde la superficie del disco hasta el buffer interno de la unidad. Si a este tiempo le sumamos los 275 microsegundos que consume el PC entre el envío de dos comandos, obtenemos los 400 milisegundos que en teoría son necesarios para vaciar el buffer del disco duro a la misma velocidad a la que se llena.

Todas estas mejoras de los discos duros se implementan de tal manera que un disco duro UltraDMA es compatible con ordenadores equipados con controladoras IDE antiguas. Con añadir al sistema una controladora PCI que soporte el nuevo protocolo el usuario podrá beneficiarse de las mejoras que ofrece UltraDMA. Todos los nuevos chipset de Intel o los Apollo VP2 y VP3 de VIA soportan UltraDMA.

El principal beneficio que obtiene el usuario es la mayor velocidad a la que es posible vaciar el buffer incluido en el disco duro, sobre todo al trabajar con ficheros grandes, consiguiéndose mejoras de menor cuantía al acceder a archivos pequeños. Hay que tener en cuenta que casi todos los discos duros que se fabrican soportan UltraDMA, por lo que el usuario puede adquirir discos de este tipo al precio de una unidad Fast ATA.

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