SATA全速命令队列(NCQ)提高性能
ncq全速队列命令高速传输技术
ncq全速队列命令高速传输技术NCQ（Native Command Queuing）全速队列命令是一种硬盘传输技术，被广泛应用于SATA和SAS接口的硬盘中，旨在提高磁盘的性能和可靠性。
本文将详细介绍NCQ技术的原理、优势、应用场景以及相关的注意事项。
一、NCQ技术原理1.1 NCQ基本概念NCQ是一种基于磁盘驱动器内部机制的I/O调度算法。
它通过对磁盘上请求的排序和优化，最大化地利用磁盘驱动器内部缓存和寻道机制，从而提高了数据传输效率。
1.2 NCQ工作流程NCQ技术主要分为两个阶段：队列填充阶段和执行阶段。
队列填充阶段：当操作系统发出读写请求时，这些请求会被放入一个队列中。
每个请求都包含一个LBA（逻辑块地址）和一个指定该LBA所需数据大小的计数器。
在这个过程中，NCQ会根据磁盘驱动器内部情况对请求进行排序，并且将它们按顺序放入磁盘驱动器内部的命令队列中。
执行阶段：当所有请求都被放入队列中后，磁盘驱动器开始执行队列中的请求。
在这个过程中，NCQ会根据队列中的请求顺序来读取和写入数据。
同时，NCQ还会根据磁盘驱动器内部情况对请求进行重新排序，以提高数据传输效率。
1.3 NCQ技术优势NCQ技术具有以下优势：（1）提高了磁盘驱动器的性能：通过对I/O请求进行排序和优化，NCQ可以最大化地利用磁盘驱动器内部缓存和寻道机制，从而提高了数据传输效率。
（2）提高了系统响应速度：由于NCQ可以在队列填充阶段对I/O请求进行排序和优化，因此可以减少系统响应时间，并且提高系统整体性能。
（3）减少了硬盘寻道时间：NCQ可以将相邻的I/O请求组合在一起，并通过改变读写顺序来最小化硬盘寻道时间。
二、NCQ技术应用场景2.1 高负载服务器在高负载服务器环境下，NCQ技术可以显著提高系统性能。
由于服务器通常需要处理大量的I/O请求，因此使用NCQ技术可以最大化地利用硬盘驱动器内部缓存和寻道机制，从而提高数据传输效率，并减少系统响应时间。
电脑故障维修：让系统快马加鞭,硬盘NCQ功能使用详解
让系统快马加鞭，硬盘NCQ功能使用详解NCQ是SATA硬盘的一项重要新特征。
通过对硬盘命令队列进行优化，NCQ能有效提高硬盘效率和性能。
目前高端主板和新推出的SATA硬盘都已支持NCQ。
不过千万别以为有了好配置就可高枕无忧，要享受NCQ带来的好处，你还需……一、哪些硬盘和主板支持NCQ目前支持NCQ的硬盘有3个系列，包括迈拓金钻10代SATA（DiamondMax10SATA）、希捷酷鱼7200.8（Barracuda7200.8）和希捷酷鱼7200.7SATANCQ版。
其中，迈拓金钻10代目前已可在零售市场买到，包括PATA和SATA 两（电脑没声音）种接口版本。
希捷酷鱼7200.8也分为SATA 和PATA两（电脑没声音）种版本。
其中，只有SATA版本才能支持NCQ功能。
希捷酷鱼7200.7系列则比较复杂，不仅有PATA和SATA接口之分，而且老版本的SATA产品也不支持NCQ，只有近期新推出的NCQ版才可支持，用户需从型号上加以区别。
目前支持NCQ的南桥芯片有IntelICH6-R、VIAVT8251和SiS963/964/965，凡采用这些南桥芯片的主板都支持NCQ 功能。
购买硬盘时请留意表面编号，迈拓DiamondMax10250GBSATA150具备NCQ功能。
二、必需设置不可少即便主板和硬盘具备了NCQ功能，但NCQ功能在默认状况下并未自动打开，还需进行一番设置。
首先，NCQ是AHCI （高级主控界面）所支持的一项技术，开启AHCI是第一步。
AHCI属于SATA2的高级特征之一，支持SATA功能的主板并不一定支持AHCI。
只有在主板BIOS中能找到AHCI选项才表明这款主板能支持NCQ。
进入主板BIOS，找到“IntegratedPeripherals”→“OnChipSerialATADevice ”，查看此处是否有“AHCI”选项。
BIOS设置下面以采用IntelICH6-R南桥的主板为例介绍NCQ相关的BIOS设置。
SATA Ⅱ接口中NCQ机制的研究
Ａｂ ｔａ ｔＴ ｉ ｔｅ ｓａ ａ ｚｓｔｅ ｏ ｅａ ｏ ｒ ｃ ｌ ｏ ｓｒ ｃ ： ｈｓ ｈ ｓ ｎ ｙ ｅ ｈ ｐ ｒｔ ｎ ｐｉ ｉ ｅ ｆＮＣＱ ｍｅ ｈｎｓ ｆＳ Ｔ Ｉｉｔ ｆ ｅ ｎ ｌ ｓ ａ ｓｔｅ ｔ ｅ ｉ ｌ ｉ ｎｐ ｃ ａｉ ｏ Ａ Ａ Ｉ ｎｅ ａ ；ａ ｄ ｉｕｔ ｔ ｈ ｈ ｅ ｍ ｒｃ ｌ ｒｅ ｒ ｕ ｉｕ ｃ ａ ｉ ｆ ｎｑ ｅｍｅ ｈ ｎ ｍｓｏ ｓ ＮＣＱ： ａｅ ｆ ｅｓ ｔｓ ｅ ｒ ｃ ａ ｓ ｉｔｒ ｐ ａｇｅ ａ ｏ ｎ Ｐ ｒｃ— ｒ ｔ ｕ ｔｎ ｍｅｈ ｎ ｍ， ｅ ｕ ｔ ｇ ｒｇｔ ｎ ａ ｄ Ｆ ＤＭＡ ａ ｄ ｍａ ｅ ａ ｃ ｍｐ ｒ ｏ ｅ ａ ｒｕ ｉ ｎ ｒ ｉ ； ｎ ｋ ｓ ｏ ａ ｓｎ ｉ ｏ Ｑ ｎ Ｑ．ｓｅ ｈｓ ｌ ｓ ａ ｎ ｅ Ｆ ＤＭＡ ｃ ｍｍａ ｄ ｐ ｏｏ ｏ．ｈ ｅ ｓ ｉ ｕｓ ｈ ｄ ａ ｔ ｅ ｏ Ｑ， ｎ ＮＣ ａ ｄ ＴＣ Ｉ ｍｐ ａ ｓｉ ｉｕｔ ｔ ｇ ｔ Ｐ ｔ ｉ ｓｌ ｒ ｉ ｈ ｏ ｎ ｒｔｃ １ ｉ ｔ ｓ ｓ ｓ ｓｔｅ ａ ｖ ｎ ｇ ｓ ｆＮＣ Ｔ ｓｈ ｉ ｄ ｃ ｅ ａ
命令执行必须要使 用的信息 。数据的传 输通 过 Ｄ ｔ ａ ａ ＦＳ Ｉ 来完成。每个队列中的命令对应有唯一标记 Ｔｇ ａ， 在设备端有包含 Ｔ 的命令队列 ，在主机控制器缓存 ｇ ａ 中有与 它对应 的 Ｔｇ标志位 表 。设 备 驱动 根据磁 盘 调 ａ
来先执行顺序进行磁盘寻道并执行数据读写 ，在执行 命令结束前不允许发送下一条命令。硬盘的很大一部
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NCQ模式性能
大家买硬盘，大多都看品牌和容量，少数对硬盘有了解的朋友，可能会考虑单碟容量更大的硬盘，基本上是选择的一些考虑因素了。
那么，买回来之后，接上SATA口，就开始分区格式化，然后就装系统用。
这几乎是大部分人对硬盘的使用方法。
至于在购买的时候，也许会上论坛问：希捷的好一点还是西部数据的比较好?希捷的三黄门，固件门是什么?希捷的硬盘值不值得买?西数是不是因为技术不到位，所以很少单碟1TB?甚至问，西数的808.8G是不是瑕疵产品再出售?当这些问题得到解决后，部分朋友选好了硬盘，买了就走。
顶多也就是测一下磁盘速度，看一下硬盘曲线。
其实，就连上述的这些买前“功课”，也都是很少人会去考虑。
最普遍的做法是：老板，我要个500G的硬盘。
其实硬盘并不是大家想象中的，插上用就行了，如果想享受技术发展所带来的更新科技和性能的提高，自己还是要动手设置，并且开启硬盘高级功能。
于是今天寻修网/就来谈一下，什么是硬盘高级功能，以及如何开启硬盘高级功能。
硬盘是通过将信息写入磁盘磁道上的特定位置进行信息存储，因此它们的访问顺序如下：首先，寻找存储数据的目标磁碟(platter)，访问该磁碟。
然后再寻找磁碟上存储数据的目标磁道(track)，访问磁道。
寻找磁道上存储数据的目标簇(cluster)，访问簇。
寻找簇上存储数据的目标扇区(sector)，访问扇区。
寻找目标数据，读取数据。
简单点来说就是：磁碟——磁道——目标簇——目标扇区——读取数据。
温彻斯特结构硬盘至于硬盘的写入，其实也是按照这种模式进行操作。
但磁盘的数据并不是按顺序记录的。
就例如一个游戏，它的上千个文件也是被分配在不同的盘片上，而且有可能出现，一个文件还分配在不同的扇区，不同的簇。
打个比方，如果要读取一个文件，有可能是先读取盘片1的432扇区，然后再读取盘片2的812扇区，然后再跳转到盘片1读取665扇区，这样跳来跳去，非常浪费时间。
而且还有一个问题：读取一个文件就那么麻烦，那么玩个游戏，岂不是要同时读取多个文件?确实，这是机械硬盘，也成为温彻斯特硬盘的一大缺点，由于硬盘是机械式读取，所以导致磁头需要在盘片上不停跳动来读取数据。
SATA全速命令队列（NCQ）提高性能
SATA全速命令队列（NCQ）提高性能高层建筑的电梯与硬盘技术 SATA 接口全速命令队列（ NCQ ）之间有什么共同之处？二者都具有可靠、高效地输送能力，这使得这两种完全不同的运输机制，在技术上有了非常相似之处。
在高层办公建筑内乘坐电梯。
当工作人员和来访者进入电梯要去不同的楼层时，他们就按楼层按钮。
当许多人在不同的楼层进入电梯，要去往不同的楼层时，电梯并不是按照按钮按下的顺序去停靠楼层，这种方法会给电梯的各种部件造成不必要的磨损，比如：钢索系统、刹车、液压系统、传动装置和导向轴等。
对于许多乘客来说，当一部笨拙的电梯哼哼唧唧地从一层开到另一层，按照按钮按下的顺序停靠卸栽乘客时，会产生许多额外的等候时间。
电梯最顺畅有效的运行顺序是，每次都运行到最近的楼层停靠，每次向反方向运行之前，先要到达最高或最低的停靠点。
硬盘的 NCQ 技术使用类似的方法来高效地安排和运行数据命令。
没有 NCQ 的硬盘像笨拙的电梯一样效率低下，并会按照命令发送到硬盘的顺序来执行它们。
有了 NCQ ，硬盘会考虑读 / 写头在盘片上的位置，然后决定最有效的命令执行顺序，像电梯一样，先将磁头移到最近的位置执行命令，再按照相同的方式到下一个位置。
更特别的是， NCQ 通过让硬盘在内部优化工作负荷或命令的执行顺序，从而提高了硬盘性能并延长了硬盘寿命。
在硬盘内部，命令队列对命令进行智能重排，最大程度地减少硬盘的机械定位延迟，有助于改善工作队列的性能。
这一点非常重要，因为在今天的计算机系统中，只有硬盘内的所有移动部件是机械装置，包括：磁头驱动臂、盘片等。
正是这种有效地对传输路径进行排序的能力，最大程度地减小了机械磨损降，优化了性能，使SATA 硬盘与电梯技术有了相似之处。
NCQ 为系统构建商提供了一种方法，可以轻松地将用于台式机的高容量 SATA 硬盘扩大到用于高性能 PC 机、工作站和初级服务器，而且只需为每 GB 容量支付不到 1 美元。
认识硬盘的NCQ 打开NCQ功能为硬盘性能提速
认识硬盘的NCQ 打开NCQ功能为硬盘性能提速硬盘发展的速度大家是有目共睹的，在2005年，SATA接口的硬盘顺利代替了PATA硬盘，成为市场中主流的热点产品。
而在2005年末，关于SATA硬盘的一项新的技术NCQ又进入了人们的视野。
对于硬盘的NCQ技术，相信多数朋友还是是很了解吧。
到底什么是主板的NCQ？硬盘的NCQ功能对硬盘本身会带来什么样的性能提升，小编通过搜索查找，整理收集了大量的资料，接下来就让我们一块来认识一下硬盘的NCQ功能和缓存？一、认识硬盘的NCQNCQ(Native Command Queuing)是SATA规范支持的一种新的功能，它是一种使硬盘内部优化工作负荷执行顺序，通过对内部队列中的命令进行重新排序实现智能数据管理，改善硬盘因机械部件而受到的各种性能制约，以发挥硬盘最高的效率、使延迟最小化。
我们的硬盘是怎么写数据的？其过程很简单，从磁碟的最外圈开始往内圈写，一个圈叫做一个磁道track，所有碟（platter，即平时说的单碟），面（一个碟可能有两个面）上同一磁道组成一个柱面（cylinder），写硬盘就是按照从外到里一点点顺序写的。
可惜我们读取的时候肯定不是按照这样的顺序的，我们一般是随机的读取分散在盘片上的数据，我们需要在快速转动的同时准确定位，可以想象这是多么不容易。
暗红色的区域表示磁道，鲜红色的区域表示簇，而黄色区域表示磁盘上的扇区。
要精确定位，我们会遇到两个敌人：寻道延迟和转动延迟。
寻道延迟是磁头找到磁道的时间。
我们可以想象一下磁头反复地在一个个同心圆之间伸长，缩短，其延迟就是寻道延迟，或者在硬盘技术参数中称为寻道时间。
我们可以将硬盘的存储数据的逻辑块地址(LBA，Logical Block Address)当作是一个地区内的不同的房子。
如果要给这些房子送信，先送完第一间房子，然后再跑到2公里外的另一个房子，后再跑到第一个房子的邻居送信，最后把信送到附近不远的另一个房子，这是多么“愚蠢”的做法！显然，这浪费了大量的时间。
SATA硬盘的几种模式加速
硬盘运行与“AHCI 模式”还是“IDE 模式”如今SA TA硬盘越来越流行，最新购买或者组装的电脑，基本都安装新一代的SA TA硬盘，由于绝大多数BIOS初始设置是“IDE模式”,安装的windows XP 和vista系统，并没有运行发挥最大性能的“AHCI模式”。
到底自己的系统是否运行与“AHCI模式”?该如何开启“AHCI模式”？弄清楚“是否运行于AHCI模式”很简单：其一，主板BIOS设置是“AHCI模式”，而不是“IDE 模式”(即兼容模式)；其二，在“设备管理器”的“IDE ATA/A TAPI 控制器”中，存在运行正常的“SATA”控制器驱动程序，而不是仅有“A TA”或“IDE”。
以上两个要点，必须同时具备缺一不可。
在Windows XP或Windows Vista系统开启“AHCI模式”，成功方法有三五种之多但难易程度不同。
以我过去几年的实践经验，选择其中最为简单的一种方法(实践平台：1。
电脑主板为Intel芯片组；2。
Windows XP专业版；3。
Windows Vista 旗舰版)，与各位网友共同交流：第一步，如果是Windows XP系统，下载sata.rar后解压，鼠标右键/安装“ahciraid”。
如果是Windows Vista系统，在“运行”中键入regedit命令，找到HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Msahci，鼠标右键/“名称”列中的“Start”/选择“修改”，在“数值数据”框中，键入“0”，“确定”并退出注册表编辑器。
特别提示：如若这一步操作失误，那么进行“第二步”后就就会出现蓝屏并自动重启不能进入系统。
第二步，重启计算机，进入BIOS，找到有关设置选项，将“IDE模式”改为“AHCI模式”(注：由于大家的主板BIOS版本各异，“模式选项”所在位置和具体表述不同，因此难以在此说得一清二楚，建议查阅主板制造商官方网站有关说明或参考附后的BIOS相关文章)，按“F10”保存退出。
ncq全速队列命令高速传输技术
NCQ全速队列命令高速传输技术1. 引言NCQ（Native Command Queuing）是一种将硬盘驱动器上的待执行的操作进行重新排序的技术。
NCQ通过充分利用磁盘驱动器内部的缓存和调度算法，实现了更高效的数据传输。
本文将详细介绍NCQ全速队列命令高速传输技术，探讨其原理、优势以及在实际应用中的作用。
2. NCQ技术原理NCQ的核心思想是通过队列化的方式管理硬盘驱动器上的操作。
在传统的硬盘驱动器中，操作是按照提交的顺序执行的，而NCQ技术可以在硬盘驱动器内部重新排列操作的执行顺序，以实现更高效的数据传输。
具体而言，NCQ技术通过以下几个步骤来实现操作的重新排列： - 主机将操作传输给硬盘驱动器，并标记每个操作的重要性和优先级。
- 硬盘驱动器将这些操作存储在内部的队列中，并通过固定的算法来对这些操作进行优化和排序。
- 硬盘驱动器根据优化和排序后的顺序依次执行这些操作，并将结果返回给主机。
通过重新排列操作的执行顺序，NCQ技术可以将读取和写入操作进行有序组织，从而提高数据传输的效率。
此外，NCQ技术还可以充分利用硬盘驱动器的缓存，在一定程度上缓解了主机和硬盘之间的速度瓶颈。
3. NCQ技术的优势NCQ技术相比传统的硬盘驱动器技术，在数据传输速度、并发性和延迟方面都具有明显的优势。
3.1 更快的数据传输速度通过重新排列操作的执行顺序，NCQ技术可以最大限度地减少硬盘驱动器的寻道时间和旋转时间。
这意味着，在相同的时间内，NCQ技术可以传输更多的数据，从而提高了数据传输速度。
3.2 更高的并发性NCQ技术允许多个操作同时进入硬盘驱动器的队列，这样可以提高并发性。
与传统的硬盘驱动器相比，NCQ技术可以同时处理更多的操作，从而加快了数据传输的效率。
3.3 更低的延迟由于NCQ技术可以重新排列操作的执行顺序，它可以更好地利用硬盘驱动器的缓存。
这样可以减少硬盘驱动器需要等待的时间，从而降低了数据传输的延迟。
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正是这种有效地对传输路径进行排序的能力，最大程度地减小了机械磨损降，优化了性能，使 SATA 硬盘与电梯技术有了相似之处。NCQ 为系统构建商提供了一种方法，可以轻松地将用于台式机的高容量 SATA 硬盘扩大到用于高性能 PC 机、工作站和初级服务器，而且只需为每 GB 容量支付不到 1 美元。
在“ SATA1.0 技术规范扩充版”引入的大多数先进特性中， NCQ 是一种命令协议，它能允许同一块硬盘在同一时间有多个待执行命令。 NCQ 有一个待执行命令的内部队列，该队列与跟踪待执行命令和已完成工作的机制一起，对队列中的命令进行重新计划或排序。 NCQ 还允许主机在硬盘为另一个命令查寻数据时，对硬盘发出附加命令。这样做的结果是减少了机械运动，降低了盘片的旋转延迟，提高了性能。
SATA全速命令队列(NCQ)提高性能
高层建筑的电梯与硬盘技术 SATA 接口全速命令队列（ NCQ ）之间有什么共同之处？二者都具有可靠、高效地输送能力，这使得这两种完全不同的运输机制，在技术上有了非常相似之处。在高层办公建筑内乘坐电梯。当工作人员和来访者进入电梯要去不同的楼层时，他们就按楼层按钮。当许多人在不同的楼层进入电梯，要去往不同的楼层时，电梯并不是按照按钮按下的顺序去停靠楼层，这种方法会给电梯的各种部件造成不必要的磨损，比如： 钢索系统、刹车、液压系统、传动装置 和导向轴等。对于许多乘客来说，当一部笨拙的电梯哼哼唧唧地从一层开到另一层，按照按钮按下的顺序停靠卸栽乘客时，会产生许多额外的等候时间。电梯最顺畅有效的运行顺序是，每次都运行到最近的楼层停靠，每次向反方向运行之前，先要到达最高或最低的停靠点。
硬盘的 NCQ 技术使用类似的方法来高效地安排和运行数据命令。没有 NCQ 的硬盘像笨拙的电梯一样效率低下，并会按照命令发送到硬盘的顺序来执行它们。有了 NCQ ，硬盘会考虑读 / 写头在盘片上的位置，然后决定最有效的命令执行顺序，像电梯一样，先将磁头移到最近的位置执行命令，再按照相同的方式到下一个位置。
第一方 DMA （ FPDMA ）
NCQ 采用第一方 DMA 技术，使硬盘能够在没有主机软件干预的情况下，为数据传输设置直接内存访问（ DMA ）操作。硬盘通过向主机控制器发送一个 DMA Setup FIS （桢信息结构）来选择 DMA 内容 。这一 FIS 为被设置的 DMA 指定了命令标记。主机控制器根据标记值，为该命令向 DMA 引擎内装载 PRD 表指针，然后，数据传输就可以在没有软件干预情况下进行，硬盘由于可以自己选择所传送的缓冲区，就能够更有效地对命令重新排序。 对 NCQ 的详细说明
无竞争状态返回机制
这一特性消除了传统上硬盘为了返回状态而与主机之间必须进行的“握手”过程，允许在任意时刻交流任意命令状态，使硬盘可以顺序或者同时完成多个命令。
中断聚合
硬盘为了完成一条命令通常会中断主机许多次。中断越多，主机的处理负担就越重，性能就越低。 NCQ 将处理每条命令的平均中断次数降低到了一次。如果硬盘在很短的时间内完成多条命令（这在工作负荷繁重时经常出现）， NCQ 可以将单个中断聚合起来，这样主机控制器只需处理一个中断就可以了。
更特别的是， NCQ 通过让硬盘在内部优化工作负荷或命令的执行顺序，从而提高了硬盘性能并延长了硬盘寿命。在硬盘内部，命令队列对命令进行智能重排，最大程度地减少硬盘的机械定位延迟，有助于改善工作队列的性能。这一点非常重要，因为在今天的计算机系统中，只有硬盘内的所有移动部件是机械装置，包括：磁头驱动臂、盘片等。
为了使 SATA 能够利用 NCQ ，人们开发了两个特殊的 NCQ 命令： Read FPDMA Queued 和 Write FPDMA Queued 。这两个命令是对 LBA 和扇区计数命令的扩展， LBA 和扇区计数命令是为满足今天的用的 FUA (force unit access) 位。当一个 Write FPDMA Queued 命令的 FUA 位被设置时，硬盘会在标记该命令无错完成前将数据提交给介质。通过对写命令使用 FUA 位，主机可以管理硬盘内部缓存中还没有提交给盘片的数据。
NCQ 由三个主要过程组成：
在硬盘中建立一个命令队列
为每个命令传输数据
返回完成命令的状态
建立队列
当硬盘接到一个命令时，它需要知道是该将其放入队列，还是立即执行它，以及使用何种协议（比如 NCQ 、 DMA 或 PIO 等）来处理它。硬盘根据主机发送的特定的命令操作代码（ opcode ）来决定使用的协议。
NCQ 通过在较少的磁盘旋转中处理更多的 IOPS 来减少旋转延迟。结果是在繁重工作负荷中，有更多的 IOPS 被处理了。 NCQ 是动态的，工作负荷越重，硬盘性能越高。
当明显需要对待处理命令重新排队以减小机械负担，改善输入 / 输出（ I/O ）延迟时，这样做要比简单地在队列中收集命令效果好。重排序算法使用一个被称为“基于寻道和旋转优化的命令重新排序”，或者称为标记命令队列（ TCQ ）的过程，优化了目标数据的线性和角度定位，从而最大程度地缩短总服务时间。命令队列减轻了机械负荷，降低了机械磨损，延长了硬盘寿命。 NCQ 是执行标记命令队列（ TCQ ）的高效协议。与 TCQ 不同的是， SATA NCQ 降低了队列算法导致的额外开销。 TCQ 没有在 ATA 硬盘中获得广泛采用的原因，是其所提高的性能被额外开销给抵消了。 SATA 通过采用高效的状态返回机制（无竞争）、低中断开销和第一方 DMA 等技术，极大地降低了额外开销，上述这些技术是无法在 PATA 中实施的。