Giao diện được sử dụng để nối kết ổ cứng và ổ đĩa quang vào một PC hiện đại được gọi là IDE (integrated Drive Electronics): tuy nhiên, tôi luôn luôn thích chỉ ra tên chính thức của giao diện này là ATA (AT Attachment). Tên ATA cho biết giao diện này đầu tiên được thiết kế đã nối kết một ổ đĩa và bộ điều khiển được phối hợp trực tiếp vào bus 16 bit trong AT IBM vintage 1984 (AT: Advanced Technology) và các máy tính tương thích. Bus AT được biết theo cách khác như bus ISA (industry standard architecture). Mặc dầu ATA là tên chính thức của giao diện này, một số nhà sản xuất ổ cứng dùng thuật ngữ tiếp thị IDE để mô tả sự phối hợp ở đĩa/ bộ điều khiển được sử dụng trong các ổ đĩa  với giao diện ATA. Integraed drive electronics cho biết các linh kiện điện tử giao diện hay bộ điều khiển được xây dựng vào ổ đĩa và không là một bo riêng biệt, như những giao diện ổ đĩa cũ hơn. Mặc dầu tên đúng cho giao diện IDE mà chúng tôi thường dùng về mặt kỹ thuật là ATA, ngày nay nhiều người vẫn dùng tên IDE. Nếu còn kén chọn, bạn có thể nói IDE chỉ một cách tổng quát cho bất kỳ giao diện ổ đĩa nào trong đó bộ điều khiển được dựng vào ổ đĩa, trong khi ATA nhắc đến sự thực thi cụ thể của IDE trong phần lớn PC.

ATA khởi đầu là giao diện parallel 16 bit, nghĩa là 16 bit được truyền đồng thời xuống cáp giao diện. Giao diện mới hơn, gọi là serial ATA, được giới thiệu chính thức vào cuối năm 2000 và được chấp nhận ở những hệ thống máy để bàn bắt đầu năm 2003, máy tính xách tay cuối năm 2005. Serial ATA (SATA) gửi 1 bit xuống cáp tại một thời điểm, cho phép những cáp nhỏ hơn và mảnh hơn được sử dụng, cũng như cung cấp tốc độ cao hơn do bởi các tốc độ tính theo chu kỳ cao hơn mà nó có khả năng. Mặc dù SATA là thiết kế giao diện vật lý khác hoàn toàn, nó vẫn tương thích ngược trên mức phần mềm với parallel ATA. Suốt quyển sách này, ATA chỉ ra phiên bản parallel hay cả hai phiên bản parallel và serial. Trong khi parallel ATA (PATA) chỉ một cách cụ thể phiên bản parallel và serial ATA (SATA) chỉ cụ thể phiên bản serial. 

Vài loại giao diện ổ cứng được sử dụng trong các máy tính qua nhiều năm. Như được thể hiện trong bảng 7.1 thời gian qua, số lượng lựa chọn tăng lên, tuy nhiên, nhiều tiêu chuẩn giao diện cũ hơn đã lỗi thời và không còn thấy trong các hệ thống mới hơn.

Trong các giao diện này, chỉ ST-506/412 và ESDI là cái bạn có thể gọi là những giao diện bộ điều khiển đĩa đến ổ đĩa thực sự và chúng đã lỗi thời. Các phiên bản Non-ATA của IDE được sử dụng trước tiên trong các hệ thống IBM PS/2 và cũng đã lỗi thời. SCSI, ATA và serial ATA hiện hành là những giao diện mức hệ thống thường kết hợp giao diện bộ điều khiển dựa trên chipset. Cho ví dụ, nhiều ổ đĩa và SCSI, parallel ATA và serial ATA kết hợp dùng mạch bộ điều khiển cơ bản nằm bên trong ổ đĩa. Giao điện SCSI thêm vào lớp nữa kết hợp giữa bộ điều khiển ổ đĩa và bus PCI(hay ISA), trong khi PATA và serial ATA có kết nối trực tiếp từ bộ điều khiển tới giao diện trực thuộc bus AT. Bất chấp những khác biệt của chúng, chứng tôi gọi card SCSI, ATA hay serial ATA là thiết bị tiếp hợp giao diện chủ (host interface adapter) thay vì là card bộ điều khiển (controller card) bởi vì những bộ điều khiển thực sự đều nằm trong ổ đĩa. Hầu như tất cả ổ đĩa hiện đại dùng các giao diện parallel ATA, serial ATA hay SCSI để nối kết vào hệ thống.

Bất kỳ ổ đĩa với một bộ điều khiển tích hợp được gọi là ổ đĩa IDE, mặc dù thông thường khi gọi IDE, chúng tôi thực sự chỉ phiên bản cụ thể IDE được gọi là ATA. Không vấn đề với tên bạn gọi nó, kết hợp ổ đĩa và bộ điều khiển làm đơn giản hóa đáng kể sự cài đặt bởi vì không có những cáp nguồn và tín hiệu từ bộ điều khiển đến ổ đĩa. Cũng vậy, khi bộ điều khiển và ổ đĩa được lắp ráp thành một bộ, số thành phần giảm đi, các đường dẫn tín hiệu ngắn hơn, các kết nối điện khá chịu được nhiễu mạch. Điều này dẫn đến thiết kế rẻ hơn và đáng tin cậy hơn là bộ điều khiển rời, được kết hợp với ổ đĩa bằng những cáp.

Đặt bộ điều khiển, bao gồm thiết bị mã hóa/ giải mã tín hiệu ra tín hiệu tương tự (endec), trên ổ đĩa cho một lợi thế đáng tin cậy vượt qua những giao diện với những bộ điều khiển riêng biệt như là ST506 và ESDI. Sự đáng tin cậy được gia tăng bởi vì sự mã hóa dữ liệu, từ tín hiệu ra tín hiệu tương tự, được thể hiện trực tiếp trên ổ đĩa trong môi trường không nhiều chặt chẽ. Thông tin tương tự nhạy bén định thời gian không phải di chuyên với những cáp dây thô thiển có khả năng gây nhiễu và thêm vào những chậm trễn trong sự truyền những tín hiệu. Cấu hình ký thuật tích hợp cho phép gia tăng tốc độ đồng hồ của thiết bị mã hóa và mật độ lưu trữ của ổ đĩa.

Sự tích hợp bộ điều khiển và ổ đĩa cũng không ràng buộc các kỹ sư ổ đĩa và bộ điều khiển phải tuân thủ những nguyên tác chặt chẽ được soạn thảo bởi những tiêu chuẩn giao diện có cũ hơn. Các kỹ sư có thể thiết kế cái thực sự là những thực thi bộ điều khiển và ổ đĩa người dùng do không có bộ điều khiển nào khác phải được kết nối vào ổ đĩa.sự kết hợp bộ điều khiển và ổ đĩa có được cho tốc độ cao hơn những thiết kế ổ đĩa và bộ điều khiển riêng rẽ cũ hơn. Các ổ đĩa IDE đôi khi được gọi là các ổ đĩa với bộ điều khiển được nhúng vào.

Các ổ đĩa IDE cũ nhất được gọi là hardcard và không có gì nhiều hơn ổ cứng và bộ điều khiển được đóng chốt trực tiếp vào nhau và cắm thẳng vào một khe cắm như một bộ đơn. Các công ty như là Plus Development Division của Quantum lấy các ổ đĩa 3 1/2” nhỏ (ST-506/412 hoặc ESDI) và gắn chúng trực tiếp vào bộ điều khiển tiêu chuẩn. ổ đĩa/bộ điều khiển lắp ráp được cắm vào Slot bus ISA như thế nó là card bộ điều khiển ổ đĩa thông thường. Không may, phần trên của một ổ đĩa rung lắc, nặng nề trong một khe cắm mở rộng với những card gần kề do nhiều trong những bộ này khá dày hơn card bộ điều khiển đơn đôc.

Nhiều công ty có ý tưởng thiết kế lại bộ điều khiển để thay thế sự lắp ráp bo hợp lý trên ổ cứng tiêu chuẩn và đặt nó trên khoang ổ cứng tiêu chuẩn giống như bất kỳ ổ đĩa khác. Do bộ điều khiển dựng sẵn trong những ổ cứng này vẫn cần cắm trực tiếp vào bus mở rộng giống như bất kỳ bộ điều khiển khác, bộ cáp nối ổ đĩa và một trong những khe cắm. Đó là nguồn gốc của IDE.

Control dât corporation (CDC: sự phân chia ổ cứng của họ sau này được gọi là Imprimis). Western digital và Compaq thực sự tạo ra cái được gọi là ổ đĩa giao diện IDE. ATA đầu tiên cũng là cái đầu tiên thiết lập sợ đồ chân đầu nối 40 chân. ỗ đĩa IDE ATA đầu tiên là ổ đĩa 40MB wren II CDC nửa chiều cao 5 1/4'” với bộ điều khiển Windows tích hợp và khời đầu được dùng ở các hệ thống Compaq 386 đầu tiên năm 1986. Tôi nhớ đã trông thấy ổ đĩa này lần đầu năm 1986 tại tiễn lãm Comdex mùa thu, ngoài (tại thời điểm này) cáp dây 40 chân duy nhất, tôi nhớ bị ấn tượng bởi đền LED hoạt động màu xanh trên khung lắp (bezel) phía trước (Phần lớn ổ đĩa cho tới lúc đó đều dùng đèn LED đỏ).

Compaq là công ty đầu tiên kết hợp thiết bị tiếp hợp bus đặt biệt trong hệ thống của họ để phòng theo đầu nối cạnh bus AT 98 chân (cũng được biết như ISA) trên bo mạch chủ thành đầu nối loại chụp đầu 40 chân nhỏ hơn mà ổ đĩa có thể cắm vào. Các đầu nối 40 pin đều cần thiết bởi vì một bộ điều khiển ổ đĩa không bao giờ cần nhiều hơn 40 đường bus ISA. Các ổ đĩa ATA 2 ½” trong các máy tính xách tay dùng bộ siêu kết nối 44 chân hay 50 chân, bao gồm những chân thêm vào cho nguồn và đặc điểm cấu hình. Các chân (pin) từ bus ISA đầu tiên được dùng trong ATA là những chân chỉ dành cho tín hiệu được quy định bởi bộ điều khiển ổ cứng ATA loại tiêu chuẩn. Cho thí dụ, bởi vì bộ điều khiển ổ đĩa loại AT chủ yếu chỉ cung cấp dòng cầu ngắt (IRQ: interrupt request) dòng 14, đầu nối ATA bo mạch chủ yếu chỉ cung cấp dòng IRQ đó; không cần thiết các dòng IRQ khác. Thậm chí nếu giao diện ATA được tích hợp trong south bridge chipset bo mạch hay chip Trung tâm điều khiển I/O (chi nó trong các hệ thống tố hơn) và chạy ở những tốc độ bus cao hơn, sơ đồ chân và các chức năng của chân vẫn tương tự như thiết kế ban đầu được lấy ra nữa bus ISA.

Nhiều người dùng hệ thống với đầu nối ATA trên bo mạch chủ tin rằng bộ điều khiển ổ cứng được dựng sẵn trên bo mạch, nhưng về kỹ thuật thì bộ điều khiển thực sự nằm trên ổ đĩa mặc dầu các cổng ATA tích hợp trên bo mạch thường được xem là những bộ điều khiển, chúng khá chính xác để được gọi là những thiết bị tiếp hợp chủ (host adapter) (mặc dù bạn sẽ hiển thị khi nghe thuật ngữ này). Thiết bị hợp chủ có thể được gnhix như một thiết bị kết nối bộ điều khiển đến một bus.

Cuối cùng là, thiết kế giao diện ổ đĩa và đầu nối ATA 40 chân được xem xét bởi một trong những Ủy ban tiêu chuẩn ANSI, ủy ban cùng với các nhà sản xuất ổ đĩa giải quyết một số khiếm khuyết, quy định lại một só chưa chặt chẽ và công bố cái được biêt như giao diện CAM ATA (Common Access Method AT Attachment). ủy ban CAM ATA được hình thành vào tháng 10 năm 1988 và tài liệu về sản phẩn đầu tiên của giao diện AT Attachment được giới thiệu vào tháng 3 năm 1989. Trước tiêu chuẩn CAM ATA, nhiều công ty, như là conner Peripherals (sau này được sát nhập vào seagate technology), thực hiện những thay đổi về đăng ký độc quyền đối với giao diện gốc được thiết kế bởi CDC. Kết quả, nhiều ổ đĩa ATA cũ hơn từ cuối những năm 1980 rất khóa khăn để tích hợp vào thiết kế hai ổ đĩa do những khác biệt nhỏ trong giao diện gây ra các sự cố khả năng tương thích trong số các ổ đĩa. Đàu những năm 1990, phần lớn nhà sản xuất ổ đĩa cho những ổ đĩa của họ hoàn toàn theo tiêu chuẩn chính thức, loại bỏ được những sự cố khả năng tương thích này.

Một số quy định của tiêu chuẩn cho sự mở rông những lệch và chức năng người sản xuất cụ thể. Những lệnh và chức năng người sản xuất cụ thể này là nguyên nhân rất quan trọng để sử dụng các chương trình OEM cụ thể cho việc kiểm tra các ổ đĩa ATA. Để vận hành hết khả năng, chương trình định dạng phải hiểu những lệnh của người sản xuất cụ thể cho ánh xạ lại những lỗi. Không may, những lệnh của ổ đĩa này và ổ đĩa kia khác biệt nhau từ OEM đến OEM, làm rắc rối “tiêu chuẩn” ở mức độ nào đó. Phần lớn nhà sản xuất ổ đĩa ATA công bố phần mềm định dạng/khởi tạo ổ đĩa trên trang web của họ.

Như tôi nhận xét lại đầu chương này, parallel ATA là một giao diện parallel 16 bit từ từ rút lui trước giao diện serial của SATA. Những cáp serial ATA mảnh hơn, nhỏ hơn cung cấp tốc độ cao hơn do những tốc độ tính theo chu kỳ cao hơn được cho phép và dễ dàng hơn đáng kể để làm việc hơn là những cáp dây PATA lớn. Hình 7.1 thể hiện những cáp nguồn và dữ liệu được sử dụng bới SATA như thế nào so sánh cùng kích cỡ đối với những cáp này được dùng bởi parallel ATA.