Por Gabriel Torres e Cássio Lima em 08 de agosto de 2005
Introdução
Teoricamente um disco rígido ATA-33 trabalha com uma taxa de transferência máxima de 33 MB/s, um disco rígido ATA-66 trabalha com uma taxa de transferência máxima de 66 MB/s e assim por diante. Mas para alcançar a taxa de transferência máxima de um disco rígido ATA-33, por exemplo, não basta simplesmente conectá-lo ao computador. Muitas vezes, você não consegue obter nem mesmo uma taxa de transferência próxima da taxa máxima que o disco rígido consegue operar. Nesse artigo explicaremos porque isso acontece e como configurar corretamente o micro para obter a taxa de transferência máxima que o disco rígido é capaz de oferecer.
Você pode verificar qual é taxa de transferência que o seu disco rígido está operando através do programa HD Tach, disponível em nossa área de download. A Figura 1 foi tirada de um micro com um disco rígido ATA-66. Como você pode ver, a taxa de transferência máxima obtida pelo disco foi de apenas 8,2 MB/s, e mais de 90% de utilização do processador.
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Figura 1: Disco rígido ATA-66 obteve uma taxa de transferência de 8,2 MB/s e 92,7% de taxa de utilização do processador.
Este artigo explica os motivos pelos quais discos rígidos não conseguem atingir suas taxas de transferências máximas e como configurá-los de acordo. Após a leitura desse tutorial e de aplicar os conhecimentos aqui ensinados, você deverá alcançar algo como mostrado na Figura 2, onde o mesmo disco rígido, no mesmo computador, obteve uma taxa de transferência de 46 MB/s e 2,7% de utilização do processador.
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Figura 2: Após a correta configuração do computador, o disco rígido obteve uma taxa de transferência de 46 MB/s e utilizou o processador apenas 2,7% do tempo.
Você deve ter em mente que a taxa de transferência anunciada pelos fabricantes (66 MB/s, 100 MB/s, 133 MB/s etc.) raramente é alcançada, como você pode ver na Figura 2, onde um disco rígido ATA-66 alcançou 46 MB/s. Mas muito melhor do que os 8 MB/s obtidos anteriormente.
PIO versus DMA
Para entender porque isso acontece, preste atenção na seguinte tabela.
|
Padrão |
Taxa de Transferência Máxima |
| PIO 0 |
3,3 MB/s |
| PIO 1 |
5,2 MB/s |
| PIO 2 |
8,3 MB/s |
| PIO 3 |
11,1 MB/s |
| PIO 4 |
16,6 MB/s |
| UDMA mode 1 |
25 MB/s |
| UDMA mode 2 (UDMA/33) |
33,3 MB/s |
| UDMA mode 3 |
44,4 MB/s |
| UDMA mode 4 (UDMA/66) |
66,6 MB/s |
| UDMA mode 5 (UDMA/100) |
100 MB/s |
| UDMA mode 6 (UDMA/133) |
133 MB/s |
Obs: ATA-33 e UDMA/33, ATA-66 e UDMA/66 etc significa a mesma coisa.
A transferência de dados entre o computador e o disco rígido pode ser feita usando dois métodos: PIO (Programmed I/O) ou UDMA (Ultra Direct Memory Access). No primeiro método, o processador do micro comanda as transferências entre o disco rígido e a memória RAM. Já no segundo método, é o chipset da placa-mãe que comanda essas transferências. Isso significa que no modo UDMA o processador da máquina não é utilizado para transferir dados do disco rígido para a memória, o que aumenta significativamente o desempenho do micro, já que o processador ficará livre para fazer outras tarefas durantes essas transferências.
Isso explica porque na Figura 1 mais de 90% do tempo do processador foi utilizando para transferir dados do disco rígido: o computador foi configurado para operar no modo PIO. Na Figura 2, a taxa de utilização do processador caiu para menos de 3% quando configuramos o disco rígido para operar no modo UDMA (também chamado de bus mastering).
Como você pode ver, discos rígidos com taxas de transferências até 16,6 MB/s utilizam o modo PIO, enquanto que discos rígidos com taxas a partir de 25MB/s utilizam o modo UDMA.
Todas as placas-mães suportam o modo PIO. Mas para poderem operar no modo UDMA alguns critérios devem ser levados em consideração:
- O chipset (ponte sul) deve ser compatível com o modo UDMA do disco rígido, caso contrário o disco rígido será acessado com a taxa de transferência máxima do chipset. Por exemplo, se você instalar um disco rígido ATA-100 em uma placa-mãe ATA-66, a taxa de transferência máxima será de 66 MB/s por causa da limitação do chipset.
- Os drivers de bus matering devem estar habilitados no sistema operacional. Os modos UDMA são programados através de software –o sistema operacional deve programar o chipset para realizar as transferências dispensando o processador dessa tarefa. Se o sistema operacional não estiver devidamente configurado, o disco rígido será acessado à apenas 16 MB/s, mesmo se você tiver um disco rígido ATA-133 instalado no micro.
- Um cabo de 80 vias deve ser usado em discos rígidos ATA-66, ATA-100 e ATA-133, caso contrário o disco será acessado a no máximo 33 MB/s.
Falaremos mais sobre esses critérios nas próximas páginas.
Limitação do Chipset
Se sua placa-mãe não suporta a taxa de transferência máxima do disco rígido, o disco será acessado com a taxa máxima do chipset - ou menor, se você não levar em consideração os outros critérios listados.
Um bom exemplo é de um disco rígido ATA-133 instalado em uma placa-mãe com chipset Intel. Os chipsets da Intel não suportam o padrão ATA-133, nem mesmo em seus mais modernos chipsets da série 915 e 925. Isso significa que o seu disco rígido será acessado a no máximo 100 MB/s com esses chipsets, já que eles não suportam o padrão ATA-133. Um outro exemplo: se você instalar um disco rígido ATA-133 em uma placa-mãe antiga baseada no chipset Intel 815, ele será acessado a no máximo 66 MB/s, já que essa é a taxa de transferência máxima suportada pelo chipset.
Para saber qual é a taxa de transferência máxima suportada pela placa-mãe, simplesmente leia o seu manual. Na maioria das vezes essa informação pode ser encontrada na página onde estão listadas as principais características da placa. Se você não tem mais o manual da sua placa-mãe, entre no site do fabricante para baixá-lo. Se você não sabe quem é o fabricante, o modelo e nem mesmo o chipset usando em sua placa-mãe, rode um programa de identificação de hardware como o Hwinfo, Sandra ou Everest (esses programas estão disponíveis em nossa área de download). Também temos uma lista de todos os fabricantes de placas-mãe e seus respectivos endereços na Internet.
Uma outra alternativa é ler as especificações do chipset –incluindo a taxa de transferência máxima das suas portas IDE- no site do seu fabricante. Aqui estão os links para os principais fabricantes:
Se as portas IDE da sua placa-mãe tiverem taxas de transferência menor do que a do seu disco rígido, você poderá resolver esse problema instalando uma placa de expansão contendo portas IDE com taxas de transferência mais elevadas. Duas empresas que fabricam esse tipo de placa são a HighPoint (http://www.highpoint-tech.com) e a Promise (http://www.promise.com), Na Figura 3 você pode ver uma placa de expansão fabricada pela Promise com duas ATA-133.
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Figura 3: Placa de expansão PCI com duas portas ATA-133 fabricada pela Promise.
IDE Bus Mastering
Esse é o principal problema de usuários que utilizam os sistemas operacionais Windows 95, 98 e ME, já o bus mastering não vem habilitado por padrão nesses sistemas. Portanto, se você simplesmente conectar o seu disco rígido ao micro ele será acessado a no máximo 16MB/s, mesmo se os critérios apresentados anteriormente forem levados em consideração. No Windows XP o bus mastering já vem habilitado, mas os fabricantes de chipsets recomendam a instalação dos seus drivers em vez dos drivers instalados pela Microsoft para que o desempenho máximo do disco possa ser obtido.
Você precisará instalar dois drivers: o drive do chipset e o drive IDE (bus mastering). Algumas vezes esses drivers estão disponíveis no mesmo pacote de instalação, como é o caso dos drivers da VIA. Outras vezes você precisará fazer o download dos arquivos separadamente, como é o caso dos drivers da SiS. A Intel chama os drivers dos seus chipset de “Inf Update File”.
Para fazer o download dos drivers, você precisará saber o nome do fabricante e o modelo da sua placa-mãe. Você pode descobrir o fabricante do chipset e o seu modelo utilizando um programa de identificação de hardware, como o Hwinfo, Sandra e Everest (esses programas estão disponíveis em nossa área de download).
Feito isso, vá até nossa lista de fabricantes de chipset e clique no driver apropriado para baixá-lo. Faça o download da versão mais atual e proceda com a instalação.
Se você for até o Gerenciador de Dispositivos do Windows (clicando no ícone Sistema do Painel de Controle) verá algo parecido com a Figura 4 na chave Dispositivos do Sistema antes de instalar o driver do chipset. Como você pode ver, o chipset é listado como “padrão” (Ponte de CPU de host padrão PCI e Ponte ISA padrão PCI), significando que o chipset não foi detectado corretamente pelo Windows.
Figura 4: Antes da instalação do driver do chipset. Note que o chipset é listado como “padrão”.
Após a instalação do driver do chipset, o chipset será listado corretamente, como você pode ver na Figura 5. Os driver padrão foram substituídos pelos drivers específicos. O exemplo da Figura 5 é de uma placa-mãe com chipset Intel 440BX.
Figura 5: Após a instalação do driver do chipset. O chipset agora foi reconhecido corretamente.
IDE Bus Mastering (Cont.)
Após a instalação do driver do chipset, você deverá instalar o driver IDE do fabricante do chipset, caso o mesmo não tenha sido instalado junto com o driver do chipset. Abra a chave Controladores de discos e verifique se o driver listado é do tipo genérico ou específico para o chipset disponível em sua placa-mãe, como podemos ver na Figura 6.
Figura 6: Driver IDE instalado corretamente.
Feito isso, você precisará abrir as propriedades do disco rígido e verificar se a caixa DMA está marcada. Abra a chave Unidades de disco e dê um duplo clique sobre o seu disco rígido, que pode estar sendo listado como “Generic IDE Disk Typer 47”. Na janela que aparecerá, clique na guia Configurações. Veja se a caixa DMA está marcada, como mostrado na Figura 7. Caso ela não esteja marcada clique sobre ela e em seguida em OK para poder habilitar o bus mastering. Caso a caixa DMA não esteja sendo mostrada, isso pode significar duas coisas. Primeiro, o bus mastering foi habilitado com a instalação do driver IDE do fabricante do chipset. Geralmente quando isso acontece, o nome fabricante do disco e o seu modelo será listado na chave Unidades de disco em vez de “Generic IDE Disk Type 47”. A segunda possibilidade é que o driver IDE não foi instalado. Em qualquer um dos casos você pode verificar se o bus mastering está ou não devidamente habilitado através do programa HD Tach, mencionado anteriormente. Essa é a melhor forma de determinar se o bus mastering foi corretamente habilitado. Preste atenção especial na taxa de utilização do processador. Caso essa taxa seja inferior a 10%, significa que os drivers de bus mastering foram instalados corretamente. Caso contrário, o micro estará operando no modo PIO.
Figura 7: Habilitando o bus mastering.
Cabo de 80 vias
Você precisará utilizar um cabo de 80 vias para instalar discos rígidos ATA-66 ou superiores. O cabo de 80 vias usa o mesmo conector de 40 pinos usado pelo cabo IDE de 40 vias, com a exceção da adição de fios terra extras entre os fios utilizados para a transmissão de dados de modo a cancelar o ruído.
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Figura 8: Diferença entre cabos de 40 e 80 vias.
Nas figura 9 e 10 você pode ver exatamente o que ocorre se você usar um cabo de 40 vias em vez de um cabo de 80 vias. Na Figura 9 os dados são corrompido devido ao ruído causado nos fios, o que não ocorre quando um cabo de 80 vias é utilizado, como podemos ver na Figura 10.
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Figura 9: Transmissão de dados de um Disco ATA-66 utilizando um cabo de 40 vias.
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Figura 10: A mesma transmissão de dados usando um cabo de 80 vias.
Se você tem um disco rígido ATA-66 ou superior utilize um cabo de 80 vias, ou o seu disco transferirá dados a no máximo 33 MB/s.
Após seguir os ensinamentos mostrados até aqui, verifique a taxa de transferência que o seu disco está operando com o programa HD Tach. A taxa de utilização do processador deve ser inferior a 10% e a taxa de transferência do disco deve ser maior do que a obtida anteriormente (antes de habilitar o bus mastering). Repare que é praticamente impossível alcançar a taxa de transferência máxima anunciada pelo fabricante do disco (100 MB/s em um disco ATA-100, por exemplo), já que essa é uma taxa de transferência máxima teórica. Na verdade, essa é a taxa máxima que a porta IDE consegue transferir dados, não a taxa máxima obtida pelo disco. Em discos ATA-66 espere uma taxa de transferência em torno de 40 MB/s e em discos ATA-133 algo em torno de 60 MB/s.
Você pode brincar com os drivers de bus mastering, comparando o desempenho do driver instalado pela Microsoft com o driver do fabricante do chipset, para verificar qual deles oferece maior desempenho.
Originalmente em http://www.clubedohardware.com.br/artigos/1055
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