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Ultra DMA

【ウルトラ・ディー・エム・エー】

別名
・UltraDMA 【ウルトラ・ディー・エム・エー】

　IDEの拡張仕様Ultra ATAで導入されたIDEインターフェイスの転送方式。Ultra DMAにより、IDEケーブルをデータが通過するときの転送レートと信頼性の両方とも向上した。Ultra DMAは、従来の転送方式の中で最も高速だったMultiword DMAの後継として登場した。それまで最大16.7Mbytes/sだったIDEインターフェイスの転送レートは、Ultra DMAにより最大100Mbytes/sまで向上した（2000年6月の時点）。もともとUltra DMAとは、IDEの転送方式を指す用語だが、Ultra ATAと同義で使われることもある。

　Ultra DMAでは、転送レートを向上させるために、IDEケーブルを通る電気信号にいくつかの改良が施されている。まず、データ転送をコントロールする信号の速さ（タイミング）は、従来のMultiword DMAと同じ速さに抑えたままでも、データのほうはその2倍の速さで送出できるように、転送プロトコルやコントロール信号の送出タイミングが改良された。そのために、データ転送を司るコントロール信号が全面的に再定義されている。当初33.3Mbytes/sだったUltra DMAの最大転送レートが100Mbytes/sと3倍まで延びたのは、こうした改良によるものだ。

　データ転送時の信頼性を確保する仕組みは、Ultra DMAで初めてIDEに導入されたといってよい。従来のIDEでは、何らかの障害によりIDEケーブルを通るデータが化けてしまっても、それを検出することはできなかったのだ。Ultra DMAでは、データ転送時にCRCを計算して、データ化けが生じていないかチェックできる。具体的には、データを送る側と受け取る側の両方で、データを転送しながらそのデータからCRCの値を計算する。転送が終了したら、PC（ホスト）側は計算したCRCの値をIDEデバイスに送出し、IDEデバイス側でそれぞれのCRCの値を照合する。もし値が異なっていたら、IDEデバイスはエラーが生じたことをPC側に知らせる。これにより、PC側はデータ転送のやり直しなどの対策を講じることができる。

　2000年6月の時点で、Ultra DMAには以下に示す6段階の転送モードが定義されている。

モード	転送速度
モード0	16.7Mbytes/s
モード1	25Mbytes/s
モード2	33.3Mbytes/s　（Ultra DMA/33）
モード3	44.4Mbytes/s
モード4	66.7Mbytes/s　（Ultra DMA/66）
モード5	100Mbytes/s　（Ultra DMA/100）

　このうちモード0〜2はUltra ATA/33で、またモード3〜4はUltra ATA/66、モード5はUltra ATA/100でそれぞれ追加された。いずれも基本的な転送プロトコルは同一で、信号のタイミングを速めることによって転送レートを高めている。ただ、転送レートが向上すると、ケーブルを通る信号を正しく伝送するのが難しくなるため、モードごとに必要な条件は若干異なる。たとえば、モード2までは通常の40芯ケーブルで利用できるが、モード3〜5では電気的特性の良い80芯ケーブルを利用しなければならない。またモード5では、IDEケーブルを通る信号の電圧レベルを従来の5Vから3.3Vに下げるなどの仕様変更が、IDEデバイスに要求されている。

　Ultra DMAは、IDEの公式な規格であるATA/ATAPIにおいて、IDEの転送方式の1つとして規格化されている。上記の6段階の転送モードのうち、Ultra DMAモード0〜2はATA/ATAPI-4で、またUltra DMAモード3〜4はATA/ATAPI-5で規格化されている。またUltra DMAモード5は、ATA/ATAPI-6で規格化される予定である。

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