パラレルATA

パラレルATA

上部に2つのATAマザーボードソケット、下部にATAコネクタ
タイプ	内部ストレージデバイスコネクタ
生産履歴
デザイナー	ウエスタンデジタルとコンパック、 その後多くの企業が強化
設計	1986
代替品	シリアルATA (2003)
一般仕様
ホットプラグ可能	いいえ
外部の	いいえ
ケーブル	40または80導体リボンケーブル
ピン	40
データ
幅	16ビット
ビットレート	半二重: 当初は ATA チャネルあたり 8.3 MB/秒、 後に ATA チャネルあたり 33、66、100、133 MB/秒
最大デバイス数	二
プロトコル	平行
ピン配置
ピン1		リセット
ピン2		地面
ピン3		データ7
ピン4		データ8
ピン5		データ6
ピン6		データ9
ピン7		データ5
ピン8		データ10
ピン9		データ4
ピン10		データ11
ピン11		データ3
ピン12		データ12
ピン13		データ2
ピン14		データ13
ピン15		データ1
ピン16		データ14
ピン17		データ 0
ピン18		データ15
ピン19		地面
ピン20		キーまたはVCC_in
ピン21		DDRQ
ピン22		地面
ピン23		I/O書き込み
ピン24		地面
ピン25		I/O読み取り
ピン26		地面
ピン27		イオクルディ
ピン28		ケーブル選択
ピン29		ダック
ピン30		地面
ピン31		IRQ
ピン32		接続なし
ピン33		住所 1
ピン34		GPIO_DMA66_検出
ピン35		住所 0
ピン36		住所 2
ピン37		チップセレクト1P
ピン38		チップセレクト3P
ピン39		活動
ピン40		地面

パラレル ATA ( PATA ) は、元々はAT Attachment と呼ばれ、 Integrated Drive Electronics ( IDE )としても知られ、 IBM PC互換コンピュータ用に設計された標準 インターフェイスです。1986 年にWestern DigitalとCompaqによって、互換ハード ドライブおよび CD または DVD ドライブ用に初めて開発されました。この接続は、コンピュータのハード ディスク ドライブ、フロッピー ディスク ドライブ、光ディスク ドライブ、テープ ドライブなどのストレージデバイスに使用されます。

この規格は、X3/ INCITS委員会によって管理されています。^[1]この規格は、基礎となるAT Attachment (ATA) およびAT Attachment Packet Interface ( ATAPI ) 規格を使用します。

パラレル ATA 規格は、初期のPC AT機器用に開発されたオリジナルの AT アタッチメント インターフェイスから始まった、長い歴史にわたる技術開発の成果です。ATA インターフェイス自体は、Western DigitalのオリジナルのIntegrated Drive Electronics (IDE) インターフェイスから数段階にわたって進化しました。その結果、ATA/ATAPI とその以前のバージョンとほぼ同義の多くの名称が、特に Extended IDE (EIDE) と Ultra ATA (UATA) など、今でも非公式に広く使用されています。2003年にSATAが導入された後、オリジナルの ATA はパラレル ATA (略して PATA) に 改名されました。

パラレルATAケーブルの最大許容長さは18インチ（457 mm）です。^{[2] [3]}この制限のため、この技術は通常、コンピュータの内部ストレージインターフェイスとして使用されます。長年にわたり、ATAはこのアプリケーションで最も一般的で最も安価なインターフェイスを提供してきました。新しいシステムでは、主にSATAに置き換えられています。

この規格はもともと「ATバスアタッチメント」として考案され、正式には「ATアタッチメント」と呼ばれ、「ATA」と略されました。^{[4] [5]これは、その主な機能が}IBM PC/ATで導入された16ビットISAバスへの直接接続であったためです。^[6]標準化委員会によって発行された元のATA仕様では、「ATアタッチメント」という名前が使用されています。^{[7] [8] [9]} IBM PC/ATの「AT」は「Advanced Technology」を指していたため、ATAは「Advanced Technology Attachment」とも呼ばれています。^{[10] [4] [11] [12]} 2003年に新しいシリアルATA（SATA）が導入されたとき、元のATAはパラレルATA、または略してPATAに改名されました。^[13]

物理 ATA インターフェイスは、当初はホスト バス アダプタ、時にはサウンド カード上にありましたが、最終的にはマザーボード上のサウスブリッジチップに埋め込まれた 2 つの物理インターフェイスとして、すべての PC の標準コンポーネントになりました。これらは「プライマリ」および「セカンダリ」ATA インターフェイスと呼ばれ、 ISA バスシステム上のベース アドレス0x1F0 および 0x170に割り当てられました。これらはSATAインターフェイスに置き換えられました。

現在ATA/ATAPIインターフェースと呼ばれているものの最初のバージョンは、Integrated Drive Electronics (IDE)という名前でWestern Digital社によって開発されました。同社はCompaq社(最初の顧客)とともに、既存のIBM PCハードドライブインターフェースとのソフトウェア互換性を維持することを目標に、さまざまなディスクドライブメーカーと協力し、初期の製品を開発、出荷しました。^[14]このようなドライブは、1986年にCompaq PCに内蔵され^{[15] [16] 、1987年6月に}Conner Peripherals社からCP342として初めて個別に提供されました。 ^[17]

統合ドライブ エレクトロニクスという用語は、ドライブ コントローラがドライブに統合されていることを意味します。これは、ドライブへの接続ケーブルの反対側にある別のコントローラとは対照的です。IBM PC 互換機、 CP/Mマシン、または同様のマシンでは、これは通常、マザーボードにインストールされたカードでした。パラレル ATA ドライブを、たとえばISA スロットに接続するために使用されるインターフェイス カードは、ドライブ コントローラではありません。これらは、ホスト バスと ATA インターフェイス間のブリッジにすぎません。元の ATA インターフェイスは基本的に 16 ビットのISA バスであるため、ATA コネクタが ISA インターフェイス カード上にある場合、ブリッジは特に単純でした。統合コントローラは、ドライブを、比較的単純なコマンド インターフェイスを持つ 512 バイト ブロックの配列としてホスト コンピュータに提示しました。これにより、以前のST-506および ESDI ハード ドライブで行わなければならなかった、ディスク ヘッド アームのステップ、ヘッド アームの出し入れなどの作業が、ホスト コンピュータのマザーボードとインターフェイス カードから解放されました。ドライブの機械的動作に関するこれらの低レベルの詳細はすべて、ドライブ自体のコントローラによって処理されるようになりました。また、コントローラはドライブごとに固有であるため、さまざまな種類のドライブを処理できる単一のコントローラを設計する必要もなくなりました。ホストは、特定のセクターまたはブロックの読み取りまたは書き込みを要求し、ドライブからデータを受け入れるか、ドライブにデータを送信するだけで済みます。

これらのドライブで使用されるインターフェースは、1994年にANSI規格X3.221-1994、ディスクドライブ用AT接続インターフェースとして標準化されました。この規格の後のバージョンが開発された後、これは「ATA-1」として知られるようになりました。^{[18] [19]}

ATAの短命であまり使われなかった実装は、ISAバスの8ビットバージョンを使用するIBM XTや同様のマシン用に作成された。これは「XT-IDE」、「XTA」、または「XTアタッチメント」と呼ばれている。^[20]

1994 年、ATA-1 規格が採用されたのとほぼ同時期に、Western Digital 社は Enhanced IDE (EIDE) という新しい名前のドライブを発表しました。これには、今後登場する ATA-2 規格のほとんどの機能と、いくつかの追加の拡張機能が含まれていました。他のメーカーは、「Fast ATA」や「Fast ATA-2」など、ATA-1 の独自のバリエーションを発表しました。

ANSI規格の新バージョンであるATアタッチメントインターフェースと拡張機能ATA-2（X3.279-1996）は1996年に承認されました。これにはメーカー固有のバリアントのほとんどの機能が含まれていました。^{[21] [22]}

ATA-2 は、ハード ドライブ以外のデバイスをインターフェイスに接続できることを初めて示した規格でもあります。

3.1.7 デバイス: デバイスはストレージ周辺機器です。従来、ATA インターフェイス上のデバイスはハードディスク ドライブでしたが、この標準に準拠している限り、あらゆる形式のストレージ デバイスを ATA インターフェイスに配置できます。

—  ATアタッチメントインターフェース拡張機能（ATA-2）、2ページ^[22]

ATA はもともと、ハード ディスク ドライブとそれをエミュレートできるデバイス用に設計され、それらのデバイスでのみ動作していました。Small Form Factor 委員会(SFF) と呼ばれるグループによって ATAPI (ATA パケット インターフェイス) が導入されたことで、ハード ディスク ドライブに必要な機能以上の機能を必要とするさまざまなデバイスに ATA を使用できるようになりました。たとえば、リムーバブル メディア デバイスには「メディア イジェクト」コマンドと、メディアが存在するかどうかをホストが判断する方法が必要ですが、これらは ATA プロトコルでは提供されていませんでした。

ATAPI は、ATA インターフェイスがSCSIコマンドと応答を伝送できるようにするプロトコルです。したがって、すべての ATAPI デバイスは、電気インターフェイス以外では実際には「SCSI を話しています」。SCSI コマンドと応答は、ATA ケーブルで伝送するために「パケット」 (つまり「ATA パケット インターフェイス」) に埋め込まれます。これにより、SCSI コマンド セットが定義されているすべてのデバイス クラスを ATA/ATAPI 経由でインターフェイスできます。

ATAPI デバイスも「ATA を話す」デバイスであり、パケットの送信には ATA 物理インターフェイスとプロトコルが依然として使用されています。一方、ATA ハード ドライブとソリッド ステート ドライブは ATAPI を使用しません。

ATAPI デバイスには、CD-ROM ドライブ、DVD-ROMドライブ、テープ ドライブ、Zip ドライブやSuperDisk ドライブなどの大容量フロッピードライブが含まれます。初期の ATAPI デバイスには、ATA/ATAPI から SCSI へのプロトコル コンバータが追加されただけの SCSI デバイスもありました。^{[引用が必要]}

各クラスの ATAPI デバイス (CD-ROM、テープなど) で使用される SCSI コマンドと応答は、それらのデバイス クラスに固有の他のドキュメントまたは仕様で説明されており、ATA/ATAPI またはT13委員会の管轄外です。一般的に使用される 1 つのセットは、 MMC SCSI コマンド セットで定義されています。

ATAPIはINCITS 317-1998、 ATアタッチメントとパケットインターフェース拡張（ATA / ATAPI-4）でATAの一部として採用されました。^{[23] [24] [25]}

ATA/ATAPI-4 規格では、いくつかの「Ultra DMA」転送モードも導入されました。これらは当初、16 ～ 33 MB/秒の速度をサポートしていました。後のバージョンでは、より高速な Ultra DMA モードが追加され、クロストークを減らすために新しい 80 線ケーブルが必要になりました。最新バージョンの Parallel ATA は、最大 133 MB/秒をサポートします。

Ultra ATA（略してUATA）は、 ATA/ATAPI規格のさまざまな速度向上のためにWestern Digitalが主に使用してきた名称です。たとえば、2000年にWestern Digitalは「Ultra ATA/100」について説明した文書を公開しました。これは、パラレルATAインターフェースの最大速度を66MB/秒から100MB/秒に向上させることで、当時のATA/ATAPI-5規格のパフォーマンス向上をもたらしました。^[26] Western Digitalの変更のほとんどは、他の変更とともに、ATA/ATAPI-6規格（2002年）に含まれていました。

当初、ATA ドライブのサイズは、 C/H/S パラメータ^{[27]と、使用されて}いないときにドライブ ヘッドが停止されるランディング ゾーンを事前に定義するタイプ番号 (1 ～ 45) を使用して、システムの x86 BIOS に保存されていました。後に、C/H/S またはシリンダ、ヘッド、セクターと呼ばれる「ユーザー定義可能な」形式^[27]が利用可能になりました。これらの数値は、初期の ST-506 インターフェイスでは重要でしたが、ATA では通常意味がありませんでした。後の ATA 大型ドライブの CHS パラメータは、実際にはドライブの内部物理レイアウトをまったく定義しない、あり得ないほど大きなヘッドまたはセクターの数を指定することがよくありました。最初から ATA-2 まで、すべてのユーザーは、接続されたすべてのドライブのサイズを明示的に指定する必要がありました。ATA-2 以降、送信可能ですべてのドライブ パラメータを返す「ドライブの識別」コマンドが実装されました。

マザーボード製造元の先見の明がなかったため、製造元は特定の値が特定の数値の最大値を超えることはないと想定していたため、システム BIOS は人為的な C/H/S サイズ制限によって制限されることがよくありました。

最初の BIOS 制限は、ATA ドライブのサイズが 504 MiBを超えたときに発生しました。これは、一部のマザーボード BIOS が、 1024シリンダ、16 ヘッド、63 セクタを超える C/H/S 値を許可しなかったためです。これをセクタあたり 512 バイトで乗算すると、合計は528,482,304バイトとなり、これをMiBあたり1,048,576バイトで割ると、504 MiB ( 528 MB ) になります。

2 つ目の BIOS 制限は、シリンダ数が 1024、ヘッド数が 256、セクター数が 63 のときに発生し、 MS - DOSの問題によりヘッド数が 255 に制限されました。合計すると 8,422,686,720バイト( 8032.5 MiB ) となり、一般に8.4 ギガバイトの壁と呼ばれています。これも x86 BIOS によって課せられる制限であり、ATA インターフェイスによって課せられる制限ではありません。

最終的に、これらのサイズ制限は、起動時にハード ドライブのブート セクターからロードされる小さなプログラムでオーバーライドできることが判明しました。Western Digital などの一部のハード ドライブ製造元は、これらの問題を克服するために、これらのオーバーライド ユーティリティを大容量ハード ドライブに組み込み始めました。ただし、特別なユーティリティをロードせずにコンピューターを他の方法で起動すると、無効な BIOS 設定が使用され、ドライブにアクセスできなくなるか、オペレーティング システムからドライブが破損しているように見える可能性があります。

その後、x86 BIOSディスクサービスの拡張機能である「拡張ディスクドライブ」（EDD）が利用可能になり、最大²⁶⁴セクターのドライブをアドレス指定できるようになりました。^[28]

最初のドライブインターフェースは22ビットのアドレス指定モードを使用し、最大ドライブ容量は2ギガバイトでした。その後、最初の正式なATA仕様では、LBA28を介して28ビットのアドレス指定モードが使用され、2 ²⁸（268,435,456個のセクター（ブロック）で構成され、各セクターは 512 バイトで構成され、最大容量は 128  GiB（137  GB）になります。

ATA-6 では 48 ビットのアドレス指定が導入され、制限が 128 PiB (144 PB ) に増加しました。その結果、容量が約 137 GB を超える ATA ドライブは、ATA-6 以降のドライブである必要があります。このようなドライブを ATA-5 以前のインターフェイスを持つホストに接続すると、使用可能な容量がインターフェイスの最大値に制限されます。

Windows XP SP1以前やWindows 2000 SP3以前などの一部のオペレーティングシステムでは、 LBA48がデフォルトで無効になっているため、約137ギガバイトを超えるATAドライブの全容量を使用するには、ユーザーが追加の手順を実行する必要があります。^[29]

Windows 98などの古いオペレーティングシステムは48ビットLBAをまったくサポートしていません。しかし、サードパーティグループMSFN ^{[30]のメンバーはWindows 98ディスクドライバーを変更し、} Windows 95 OSR2、Windows 98、Windows 98 SE、Windows MEに48ビットLBAの非公式サポートを追加しました。

LBA48 をサポートする一部の 16 ビットおよび 32 ビット オペレーティング システムでは、32 ビット演算のみを使用しているため、2 TiBを超えるディスクをサポートしていない場合があります。この制限は、多くのブート セクターにも適用されます。

パラレル ATA (当時は単に ATA または IDE と呼ばれていました) は、導入後すぐに PC の主要なストレージ デバイス インターフェイスになりました。一部のシステムでは、3 番目と 4 番目のマザーボード インターフェイスが提供され、最大 8 つの ATA デバイスをマザーボードに接続できるようになりました。多くの場合、これらの追加コネクタは、安価なRAIDコントローラによって実装されました。

2003 年にシリアル ATA (SATA)が導入されてすぐに、パラレル ATA の使用は減少しました。当時の一部の PC やラップトップには、SATA ハード ディスクと PATA に接続された光学ドライブが搭載されています。

2007 年現在、Intel ICH10 などの一部の PCチップセットはPATA のサポートを削除しました。これらのチップセットでパラレル ATA を提供したいマザーボード ベンダーは、追加のインターフェイス チップを搭載する必要があります。最近のコンピューターでは、マザーボードには通常 4 つ以上のシリアル ATA コネクタが用意されており、あらゆる種類の SATA デバイスが一般的であるため、パラレル ATA インターフェイスが存在してもほとんど使用されません。

ウエスタンデジタルがPATA市場から撤退したことにより、PATAインターフェースを搭載したハードディスクドライブは、2013年12月以降、特殊用途以外では生産されなくなりました。^[31]

パラレル ATA ケーブルは、一度に 16 ビットのデータを転送します。従来のケーブルでは、40 または 80 導体のリボン ケーブルに接続された 40 ピンのメス型圧接コネクタ(IDC) を使用します。各ケーブルには 2 つまたは 3 つのコネクタがあり、そのうちの 1 つは、コンピュータ システムの残りの部分とインターフェイスするホスト アダプタに接続します。残りのコネクタは、ストレージ デバイス (最も一般的なのはハード ディスク ドライブまたは光学式ドライブ) に接続します。各コネクタには 39 本の物理ピンが 2 列に配置されており (2.54 mm、1 ⁄ 10インチ ピッチ)、ピン 20 にギャップまたはキーがあります。初期のコネクタにはそのギャップがなく、40 ピンすべてが使用可能である場合があります。したがって、ギャップが埋められた後期のケーブルは、以前のコネクタと互換性がありませんが、初期のケーブルは後期のコネクタと互換性があります。

丸型パラレル ATA ケーブル (リボン ケーブルではなく) は、見た目上の理由や、コンピュータの冷却性能が向上し、取り扱いが容易であるという理由で、最終的には「ケース モッダー」向けに提供されるようになりましたが、ATA 仕様ではリボン ケーブルのみがサポートされています。

ピン20

ATA規格では、ピン20は機械キーとして定義されており、使用されていません。メスコネクタのこのピンのソケットは塞がれていることが多く、オスケーブルまたはドライブコネクタからピン20を省略する必要があります。そのため、逆向きに差し込むことはできません。ただし、一部のフラッシュメモリドライブでは、特別な電源ケーブルを必要とせずに、ピン20をVCC_inとして使用してドライブに電力を供給できます。この機能は、機器がピン20のこの使用をサポートしている場合にのみ使用できます。^[32]

ピン28

80 導体ケーブルの灰色 (スレーブ/中央) コネクタのピン 28 は、ケーブルのどの導体にも接続されていません。通常は、黒色 (マスター ドライブ側) および青色 (マザーボード側) コネクタに接続されています。これにより、ケーブル選択機能が有効になります。

ピン34

ピン34は80芯ケーブルの青いコネクタ内部のアースに接続されていますが、ケーブルのどの導体にも接続されていないため、そのようなケーブルを検出することができます。灰色と黒色のコネクタには通常接続されています。^[33]

44 ピン バリアント PATA コネクタは、ラップトップ内の 2.5 インチ ドライブに使用されます。ピンは 40 ピン コネクタよりも密集しており (2.0 mm ピッチ)、コネクタは物理的に小さくなっています。追加のピンは電力を供給します。

ATA のケーブルは、その歴史のほとんどで 40 本の導体 (2.5 インチ ドライブに使用される小型フォーム ファクタ バージョンでは 44 本の導体、残りの 4 本は電源用) でしたが、UDMA/66モードの導入により 80 本の導体バージョンが登場しました。新しいケーブルの追加の導体はすべて接地であり、信号導体と交互に配置されて、隣接する信号導体間の容量結合の影響を減らし、クロストークを減らします。容量結合は転送速度が高いほど問題になりやすく、この変更はUDMA4の 66 メガバイト/秒 (MB/s) の転送速度を確実に動作させるために必要でした。より高速なUDMA5およびUDMA6モードでも 80 本の導体ケーブルが必要です。

導体の数は 2 倍になっていますが、コネクタ ピンの数とピン配列は 40 導体ケーブルと同じままで、コネクタの外観も同一です。内部的には、コネクタは異なります。80 導体ケーブルのコネクタは、より多くの接地導体を接地ピンに接続しますが、40 導体ケーブルのコネクタは、接地導体を接地ピンに 1 対 1 で接続します。80 導体ケーブルには通常、3 つの異なる色のコネクタ (青、黒、灰色はそれぞれコントローラー、マスター ドライブ、スレーブ ドライブ用) が付属していますが、40 導体ケーブルのコネクタは均一な色 (通常はすべて灰色) です。80 導体ケーブルの灰色のコネクタにはピン 28 CSEL が接続されていないため、ケーブル選択が構成されたドライブのスレーブ位置になります。

2 つのデバイスが 1 本のケーブルに接続されている場合、1 つをデバイス 0 (以前は一般にマスターと呼ばれていた)、もう 1 つをデバイス 1 (以前は一般にスレーブと呼ばれていた) として指定する必要があります。^[34]この区別は、両方のドライブが競合することなくケーブルを共有できるようにするために必要です。デバイス 0ドライブは、通常、コンピューターのBIOSやオペレーティング システムに「最初に」表示されるドライブです。ほとんどのパーソナル コンピューターでは、ドライブはデバイス 0の場合は「C:」 、デバイス 1の場合は「D:」と指定され、それぞれに 1 つのアクティブなプライマリ パーティションがあることを表します。

デバイスが使用しなければならないモードは、多くの場合、デバイス自体のジャンパー設定によって設定され、デバイス 0 (マスター) またはデバイス 1 (スレーブ) に手動で設定する必要があります。ケーブル上にデバイスが 1 つしかない場合は、デバイス 0として構成する必要があります。ただし、一部の特定の時代のドライブには、この構成用にSingle と呼ばれる特別な設定があります(特に Western Digital)。また、使用可能なハードウェアとソフトウェアによっては、ケーブル上のSingleドライブは、デバイス 1ドライブとして構成されていても、確実に動作することがよくあります (セカンダリ ATA インターフェイス上のデバイスが光学ドライブのみである場合に最もよく見られます)。

プライマリとセカンダリという言葉は、通常、それぞれ 2 つのドライブ (プライマリ マスター、プライマリ スレーブ、セカンダリ マスター、セカンダリ スレーブ) を持つことができる 2 本の IDE ケーブルを指します。

低速デバイスが同じケーブル上の高速デバイスのパフォーマンスにどの程度影響を与えるかについては多くの議論があります。初期の ATA ホスト アダプタでは、速度が異なる 2 つのデバイスが同じケーブル上にある場合、両方のデバイスのデータ転送が低速デバイスの速度に制限される可能性があります。すべての最新の ATA ホスト アダプタでは、これは当てはまりません。最新の ATA ホスト アダプタは独立したデバイス タイミングをサポートしているからです。これにより、ケーブル上の各デバイスは、それぞれの最高速度でデータを転送できます。独立したタイミングのない初期のアダプタでも、この効果は読み取りまたは書き込み操作のデータ転送フェーズにのみ適用されます。^[35]これは、ほとんどのパラレル ATA 製品でオーバーラップとキューの両方の機能セットが省略されていることが原因です。一度に読み取りまたは書き込み操作を実行できるのはケーブル上の 1 つのデバイスだけです。そのため、低速デバイスと同じケーブル上にある高速デバイスが頻繁に使用される場合、低速デバイスが最初にタスクを完了するまで待機する必要があります。ただし、最近のほとんどのデバイスでは、データがオンボード キャッシュ メモリに保存され、その後 (低速の) 磁気ストレージに書き込まれると、書き込み操作が完了したと報告されます。これにより、ケーブル上の他のデバイスにコマンドを送信できるため、「一度に 1 つの操作」という制限の影響が軽減されます。これがシステムのパフォーマンスに与える影響は、アプリケーションによって異なります。たとえば、光学ドライブからハード ドライブにデータをコピーする場合 (ソフトウェアのインストール時など)、この影響はおそらく問題になりません。このようなジョブは、光学ドライブがどこにあるかに関係なく、必然的にその速度によって制限されます。ただし、問題のハード ドライブが同時に他のタスクに対しても優れたスループットを提供することが期待される場合は、光学ドライブと同じケーブル上に配置すべきではありません。

ケーブル セレクトと呼ばれるドライブ モードは、ATA-1 ではオプションとして説明されていましたが、ATA-5 以降ではかなり広く使用されるようになりました。「ケーブル セレクト」に設定されたドライブは、ケーブル上の位置に応じて、デバイス 0またはデバイス 1として自動的に構成されます。ケーブル セレクトはピン 28 によって制御されます。ホスト アダプタはこのピンを接地します。デバイスは、ピンが接地されていると認識すると、デバイス 0 (マスター) デバイスになります。ピン 28 が開いていると認識すると、デバイスはデバイス 1 (スレーブ) デバイスになります。

この設定は通常、デバイス 0/1設定とは別の、通常CSとマークされている「ケーブル選択」と呼ばれるドライブ上のジャンパー設定によって選択されます。

2 つのドライブがデバイス 0とデバイス 1として手動で構成されている場合、この構成はケーブル上の位置と一致する必要はありません。ピン 28 は、ドライブにケーブル上の位置を知らせるためにのみ使用され、ドライブと通信するときにホストによって使用されることはありません。つまり、ドライブ上のジャンパーを使用した手動のマスター/スレーブ設定が優先され、リボン ケーブルのどちらのコネクタにも自由に配置できます。

40 導体ケーブルでは、2 つのデバイス コネクタ間のピン 28 ワイヤを切断してケーブル選択を実装することが非常に一般的でした。つまり、スレーブデバイス 1をケーブルの端に、マスターデバイス 0 を中央のコネクタに配置します。この配置は、後のバージョンで最終的に標準化されました。ただし、欠点が 1 つありました。2 ドライブ ケーブルに中央のコネクタを使用するマスター デバイスが 1 つしかない場合、ケーブルの未使用のスタブが生じ、物理的な利便性と電気的な理由から望ましくない状態になります。スタブは、特に転送速度が高い場合に 信号の反射を引き起こします。

ATAPI5/UDMA4 で使用するために定義された 80 導体ケーブルから始まり、マスターデバイス 0デバイスは、18 インチ (460 mm) ケーブルのホストから遠い方の端にある黒色のコネクタに接続され、スレーブデバイス 1 は灰色の中央のコネクタに接続され、青色のコネクタはホスト (マザーボードの IDE コネクタ、IDE カードなど) に接続されます。したがって、黒色のコネクタを使用する 2 ドライブ ケーブルにデバイスが 1 つ (デバイス 0 ) しかない場合、反射を引き起こすケーブル スタブはありません (未使用のコネクタはリボンの中央にあります)。また、ケーブル選択は灰色の中央のデバイス コネクタに実装されるようになりました。通常は、コネクタ本体からピン 28 の接点を省略するだけです。

ATA-3 までのパラレル ATA プロトコルでは、ATA インターフェイスでコマンドが発行されると、そのコマンドが完了してからでないと、後続のコマンドを発行できません。デバイス上の操作は、ATA ホスト インターフェイスに対してシリアル化 (一度に 1 つの操作のみが進行中) する必要があります。便利なメンタル モデルは、ホスト ATA インターフェイスが最初の要求でその全期間ビジー状態であるため、最初の要求が完了するまで別の要求について通知されないというものです。インターフェイスへの要求をシリアル化する機能は、通常、ホスト オペレーティング システムのデバイス ドライバーによって実行されます。

ATA-4 およびそれ以降の仕様バージョンには、オプション機能として「オーバーラップ機能セット」と「キュー機能セット」が含まれており、どちらも「タグ付きコマンド キューイング」(TCQ) という名前が付けられています。これは、ATA バージョンがエミュレートしようとしている SCSI の機能セットを指します。ただし、これらの機能セットは、元々 ISA バスの拡張として受け継がれてきたソフトウェア互換性を維持するように実装されたため、実際のパラレル ATA 製品およびデバイス ドライバーでは、これらの機能セットのサポートは非​​常にまれです。この実装により、CPU の使用率が過度に高くなり、コマンド キューイングの利点が大幅に打ち消されました。対照的に、オーバーラップ操作とキューイング操作は、他のストレージ バスでは一般的でした。特に、SCSI のタグ付きコマンド キューイング バージョンは、ISA 用に設計された API と互換性を持つ必要がないため、PCI などのファースト パーティ DMA をサポートするバスで、低いオーバーヘッドで高いパフォーマンスを実現できます。これは、長い間 SCSI の大きな利点と考えられてきました。

シリアル ATA 規格は、最初のリリース以来、ネイティブ コマンド キューイング(NCQ) をサポートしていますが、これはホスト アダプタとターゲット デバイスの両方でオプション機能です。多くの旧式の PC マザーボードは NCQ をサポートしていませんが、最新の SATA ハード ディスク ドライブと SATAソリッド ステート ドライブは通常 NCQ をサポートしています。リムーバブル (CD/DVD) ドライブの場合は、それらの制御に使用される ATAPI コマンド セットがキュー操作を禁止しているため、NCQ はサポートされません。

ATA デバイスは、ATA 仕様で定義され、特定のブランドやデバイスに固有のものではないオプションのセキュリティ機能をサポートしている場合があります。このセキュリティ機能は、特別な ATA コマンドをドライブに送信することで有効または無効にできます。デバイスがロックされている場合、ロックが解除されるまですべてのアクセスが拒否されます。デバイスには、ユーザー パスワードとマスター パスワードの 2 つのパスワードを設定できます。どちらか一方または両方を設定できます。マスター パスワード識別機能があり、サポートされ使用されている場合は、現在のマスター パスワードを識別できます (公開せずに)。マスター パスワードが設定されている場合、管理者は、エンド ユーザーがユーザー パスワードを忘れた場合に、マスター パスワードとユーザー パスワードの 2 つをキャンセルできます。一部のラップトップおよび一部のビジネス コンピュータでは、BIOS でATA パスワードを制御できます。^[36]

デバイスは、高セキュリティ モードまたは最大セキュリティ モードの 2 つのモードでロックできます。IDENTIFY 応答のワード 128 のビット 8 は、ディスクがどのモードであるかを示します。0 = 高、1 = 最大。高セキュリティ モードでは、デバイスは、ユーザー パスワードまたはマスター パスワードのいずれかを使用して、"SECURITY UNLOCK DEVICE" ATA コマンドを使用してロック解除できます。試行回数には制限があり、通常は 5 回に設定されています。制限を超えると、ロック解除を再試行する前に、ディスクの電源を入れ直すか、ハードリセットする必要があります。また、高セキュリティ モードでは、ユーザー パスワードまたはマスター パスワードのいずれかを使用して SECURITY ERASE UNIT コマンドを使用できます。最大セキュリティ モードでは、デバイスはユーザー パスワードでのみロック解除できます。ユーザー パスワードが使用できない場合、少なくともハードウェア全体を使用可能な状態に戻す唯一の方法は、SECURITY ERASE PREPARE コマンドを発行し、その直後に SECURITY ERASE UNIT を発行することです。最大セキュリティモードでは、SECURITY ERASE UNIT コマンドはマスターパスワードを必要とし、ディスク上のすべてのデータを完全に消去します。IDENTIFY 応答の Word 89 は、操作にかかる時間を示します。^[37] ATA ロックは有効なパスワードなしでは解除できないように設計されているが、デバイスのロックを解除するための回避策があると言われています。^{[引用が必要]}

NVMeドライブの場合、ロックパスワードを含むセキュリティ機能はOPAL標準で定義されています。^[38]

ディスク全体を消去するには、正しく実装されていれば、内蔵のSecure Eraseコマンドが有効です。^[39]一部またはすべてのデータを消去できなかったという報告がいくつかあります。^{[40] [41] [39]}一部のラップトップやビジネスコンピュータでは、BIOSでSecure Eraseを利用してディスクのすべてのデータを消去できます。

ケーブル長の仕様が短く、シールドの問題があるため、PATA を直接使用してコンピュータに接続する外付け PATA デバイスを見つけることは非常にまれです。外部接続されたデバイスは、コンピュータ ケースの横または上に外付けデバイスを配置できるように U 字型に曲げるための追加のケーブル長が必要ですが、標準のケーブル長ではこれを可能にするには短すぎます。マザーボードからデバイスに届きやすいように、コネクタはマザーボードの前端に向かって配置され、コンピュータ ケースの前面から突き出ているデバイスに接続します。この前端の位置により、背面から外付けデバイスまで延長することがさらに困難になります。リボン ケーブルはシールドが不十分であり、規格では RF 放射制限を満たすためにケーブルをシールドされたコンピュータ ケース内にインストールすることに依存しています。

内部 PATA インターフェイスを備えた外付けハード ディスク ドライブまたは光ディスク ドライブは、他のインターフェイス テクノロジを使用して、外部デバイスとコンピューター間の距離を橋渡しします。最も一般的な外部インターフェイスは USB で、次に Firewire が続きます。外部デバイス内のブリッジ チップは、USB インターフェイスを PATA に変換し、通常はケーブル選択やマスター/スレーブなしで 1 つの外部デバイスのみをサポートします。

次の表は、ATA 規格のバージョン名と、それぞれでサポートされている転送モードおよび速度を示しています。各モードの転送速度 (たとえば、ATA-5 で定義されている、一般に「Ultra-DMA 66」と呼ばれる UDMA4 の場合は 66.7 MB/秒) は、ケーブル上の理論上の最大転送速度を示します。これは、単に 2 バイトに実効クロック レートを掛けた値であり、すべてのクロック サイクルがエンド ユーザー データの転送に使用されることを前提としています。もちろん、実際には、プロトコル オーバーヘッドによってこの値は減少します。

ATA アダプタが接続されているホスト バスの混雑によっても、最大バースト転送速度が制限されることがあります。たとえば、従来の PCIバスの最大データ転送速度は 133 MB/秒で、これはバス上のすべてのアクティブ デバイス間で共有されます。

さらに、2005 年には、80 MB/秒を超える持続転送速度を測定できる ATAハード ドライブは存在しませんでした。さらに、持続転送速度テストでは、ほとんどのワークロードに対して現実的なスループットを期待できません。テストでは、シーク時間や回転待ち時間による遅延がほとんど発生しないように特別に設計された I/O 負荷を使用します。ほとんどのワークロードにおけるハード ドライブのパフォーマンスは、これら 2 つの要因によって第一および第二に制限されます。バス上の転送速度は、重要性の点で 3 番目に遠いものです。したがって、66 MB/秒を超える転送速度制限が実際にパフォーマンスに影響を与えるのは、ハード ドライブが内部キャッシュから読み取ることによってすべての I/O 要求を満たすことができる場合のみです。特に、このようなデータはオペレーティング システムによってすでにバッファリングされていることを考えると、これは非常に異常な状況です。

2021年7月現在^{[アップデート]}、機械式ハードディスクドライブは最大524MB/秒でデータを転送できますが、^[42]これはPATA/133仕様の能力をはるかに超えています。高性能ソリッドステートドライブは最大7000～7500MB/秒でデータを転送できます。^[43]

Ultra DMA モードのみ、コントローラとドライブ間のデータ転送におけるエラーを検出するためにCRC を使用します。これは 16 ビット CRC であり、データ ブロックにのみ使用されます。コマンド ブロックとステータス ブロックの送信では、CRC を必要とする高速信号方式は使用されません。比較すると、シリアル ATA では、コマンドとデータの両方に 32 ビット CRC が使用されます。^[44]

CD および DVD ドライブ以外のリムーバブル メディアを備えた ATAPI デバイスは、ARMD (ATAPI リムーバブル メディア デバイス) に分類され、オペレーティング システムにはスーパー フロッピー (パーティション化されていないメディア) またはハード ドライブ (パーティション化されたメディア) として表示されます。これらは、 Compaq Computer CorporationとPhoenix Technologiesによって最初に開発されたATAPI リムーバブル メディア デバイス BIOS 仕様[ ^49]に準拠した BIOS によって起動可能なデバイスとしてサポートできます。この仕様では、パーソナル コンピュータのBIOSに規定を設けて、Zip ドライブ、Jaz ドライブ、SuperDisk (LS-120) ドライブ などのデバイスからコンピュータをブートストラップできるようにしています。

これらのデバイスは、フロッピー ディスク ドライブのようなリムーバブル メディアを備えていますが、容量はハード ドライブに匹敵し、プログラミング要件はどちらとも異なります。フロッピー コントローラ インターフェイスの制限により、これらのデバイスのほとんどはATAPIデバイスであり、ハード ドライブやCD-ROMデバイスと同様に、ホスト コンピュータの ATA インターフェイスの 1 つに接続されています。ただし、既存の BIOS 標準ではこれらのデバイスはサポートされていませんでした。ARMD 準拠の BIOS を使用すると、OS でデバイス固有のコードを必要とせずに、これらのデバイスをオペレーティング システムから起動して使用できます。

ARMD を実装する BIOS では、ユーザーは ARMD デバイスをブート検索順序に含めることができます。通常、ARMD デバイスは、ハード ドライブよりもブート順序が前に構成されます。フロッピー ドライブと同様に、ARMD ドライブにブート可能なメディアが存在する場合、BIOS はそこからブートします。存在しない場合、BIOS は検索順序を続行し、通常はハード ドライブを最後にします。

ARMD には、ARMD-FDD と ARMD-HDD の 2 つのバリエーションがあります。元々、ARMD はデバイスを、プライマリ フロッピー ドライブ デバイス 00h またはセカンダリ デバイス 01h のいずれかの非常に大きなフロッピー ドライブの一種として表示していました。一部のオペレーティング システムでは、標準のフロッピー ディスク ドライブよりもはるかに大きな容量のフロッピー ディスクをサポートするためにコードの変更が必要でした。また、標準のフロッピー ディスク ドライブのエミュレーションは、Iomega Zip ドライブなどの特定の大容量フロッピー ディスク ドライブには適さないことが判明しました。後に、これらの問題に対処するために、ARMD-HDD (ARMD は「ハード ディスク デバイス」の略) バリエーションが開発されました。ARMD-HDD では、ARMD デバイスは BIOS とオペレーティング システムに対してハード ドライブとして表示されます。

2004 年 8 月、Coraidの Sam Hopkins 氏と Brantley Coile 氏は、ATA コマンドをPATA ホスト アダプタに直接接続するのではなく、イーサネット経由で伝送する軽量のATA over Ethernetプロトコルを指定しました。これにより、確立されたブロック プロトコルをストレージ エリア ネットワーク(SAN) アプリケーション で再利用できるようになりました。

IDEモードのコンパクトフラッシュは、基本的に小型のATAインターフェースであり、フラッシュメモリストレージを使用するデバイスで使用することを目的としています。小型のCFソケットを大型のATAコネクタに直接取り付ける以外に、インターフェースチップや回路は必要ありません。（ほとんどのCFカードはPIO4までのIDEモードしかサポートしていないため、IDEモードではCF対応速度よりもはるかに遅くなります^[50]）

ATA コネクタ仕様には、CF デバイスに電力を供給するためのピンが含まれていないため、コネクタには別のソースから電力が供給されます。例外は、CF デバイスが、ノートブック コンピュータによく見られる 2.5 インチ ハード ディスク ドライブ用に設計された 44 ピン ATA バスに接続されている場合です。このバス実装では、標準のハード ディスク ドライブに電力を供給する必要があるためです。

CF デバイスは、ATA インターフェイス上のデバイス 0 または 1 として指定できますが、ほとんどの CF デバイスは単一のソケットしか提供しないため、エンド ユーザーにこの選択肢を提供する必要はありません。CF は追加の設計方法によってホットプラグ可能にすることができますが、デフォルトでは、ATA インターフェイスに直接接続された場合、ホットプラグ可能には設計されていません。

• アドバンスド ホスト コントローラ インターフェイス – SATA ホスト コントローラのコンピュータ標準
• CE-ATA  – 小型ハードドライブ用インターフェース
• FATA (ハードドライブ)
• INT 13H  – ディスクアクセスのためのBIOS割り込み呼び出し
• IT8212  – パラレル ATA コントローラフォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• マスター/スレーブ（テクノロジー）  - 片方がもう片方を制御するデバイス間の関係リダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• デバイス帯域幅のリスト

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