PC-98x1/misc/PC-98の内蔵IDEドライブを換装したいけど…
PC-98x1/misc/PC-98の内蔵IDEドライブを換装したいけど…
りれき: 2024-02-26 lpproj 書き始めた 2024-03-01 lpproj だいたい書いた
- PC-98x1/misc/PC-98の内蔵IDEドライブを換装したいけど…
うちの98のIDEハードディスクもバッドセクタまみれでWindowsがシングルDOSモードのコマンドプロンプトすら起動できなくなったので、そろそろどうにかしたいけどなーどうすっかなー俺もなーという感じの自分用メモです…
個人的な優先順位はこんな感じ…
- 状態の良い（≒不良セクタが(あんまり)ない）IDE/PATAのHDDを確保し、容量を切り詰める
- 容量少な目（120G以下ぐらい？）のSATA HDDを確保し、容量を切り詰めてSATA→PATA変換アダプタ経由で接続。ディスクがCHS形式のセクタ指定とINITIALIZE DRIVE PARAMETERによるジオメトリ変更に対応していることを祈る
- 容量少な目のCF（コンパクトフラッシュ）＋変換アダプタ。True IDEモード時のCFメディアがRemovableではなくFixedであること、そしていわゆる「CFリセット問題」が起きないものであることを祈る
最初のふたつの案はほぼ必然的に中古ディスクを使うことになる。 PC-98のIDE BIOSが使用しているINITIALIZE DRIVE PARAMETERコマンドの実装が必須だったのはATA-5までであり、ATA-6以降は仕様から削除されている。 ATA-6の仕様公開が2002年2月なので、これ以降に設計されたATA HDD/SSDはINITIALIZE DRIVE PARAMETERコマンドが実装されていない可能性がある。
入手の安定性という意味で言うと、4G以下のCFカード＋変換アダプタが一番「やりやすい」ような気がするけど、頻繁に書き換えることを想定したSSD系を別にすると、一般的な半導体メディアはそれほど耐久性が高くない。 「産業用(industrial)」と呼ばれるグレードのものを使うことである程度リスクは軽減できるがかなり高額。一般用と比べると３倍くらい？ また特に産業用CFは、新品の店頭販売もほとんどない。 ジャンク扱いの中古は秋葉原だと割と見かけるけど当然無保証。 産業用に限らず、実績のあるオンラインショップ以外からの通販やオクは…はっきり言って博打だ…
問題点� �IDE BIOSによる容量制限
PC-98シリーズの内蔵IDE BIOSが認識できるディスクの最大容量に制限がある。 制限サイズは機種ごとに違い、おおむね古いものほど認識できるサイズが小さい。 大雑把にいうと、だいたい544M、4.3G、8G、33Gの4タイプに分けられる（386時代のPC-9801系を除く）。
参考：
- PC-98とHDDの容量制限 (第三研究所)
- ハードディスクの容量上限問題 (PC-9821およびDOS/Vソフトウェアのページ)
設定ツールを使ってHDDに対してトリム（容量制限）を行い、小容量ディスクとして認識させるのが一般的な解決法になる。 他にソフトウェア的な解決法があるが、PC-98シリーズの運用にそれなりに熟達していないと難しいものがあると思う…
問題点�◆Д瓮妊�アのハードウェア特性に起因する問題
おもにCF関連…
メディアタイプ (Fixed/Removable)
IDEデバイスのメディアタイプが固定ディスク(Fixed)ではなくリムーバブル(Removable)の場合、システムやOSにハードディスクとみなされず、動作にいろいろと支障をきたすことがある（大まかすぎる言い方…）。 通常のハードディスクは当然Fixedなので、これが問題になるのは主にCFカードの利用時。 （ATA接続のZIPドライブやSyQuestはどういう扱いになるんだろう）
CFのメディアタイプがFixedがどうかは、メーカーのカタログや公式サイトに記述されていることがある（産業用CFの場合はほぼ仕様書に言及がある）。 実際にCFに対してIDENTIFY DEVICEコマンドを発行して情報を取得するのがいちばん確実。
参考：IDEDEV (PC-9821およびDOS/Vソフトウェアのページ)
CFリセット
PC-98シリーズのIDE BIOSはHDに対してLBAモードでなく旧式のCHS方式でセクタアドレスの指定を行う（これが�，陵椴面簑蠅魄�き起こしている一因）。 その際、HD側がデフォルトで用意しているCHSのジオメトリを使わず、HDに対してINITIALIZE DRIVE PARAMETERコマンドを発行してBIOS側に都合のいいジオメトリを設定する。 この設定は（容量制限の場合と異なり）一時的なもので、ハードウェアリセットを行うと元に戻る。
ディスクアクセス時にディスクが期待通りの反応を返さないとき、IDE BIOSはIDEポートに対してソフトウェアリセットを発行する（マスター、スレーブ両方のデバイスが接続している場合、両方のデバイスがソフトウェアリセットされる）。 そして…ソフトウェアリセット時にINITIALIZE DRIVE PARAMETERの設定が元に戻るか戻らないかは、ATAの仕様ではデバイス依存となる。
IDE BIOSがデバイスにソフトウェアリセットをかけること、そしてソフトウェアリセット後、BIOSが事前に設定しておいたジオメトリ設定が消えてしまうことがCFカードを使った場合に起こりがちであるため「CFリセット問題」として知られている。 対策は、CFリセット問題が起きない（もしくは起きても問題ない）CFカードを探す、という集合知とガチャの合わせ技になる…
（�，汎瑛佑縫愁侫肇ΕД�的な解決法もあるが、PC-98運用の知識を要する点もまた同様となる）
参考：
- 98IDE_CFについて.txt
- PC-98オンボードIDEで(漫然と)Compact Flashを使ってはいけない (PC-9821およびDOS/Vソフトウェアのページ)
追記：
CF4.1仕様書のSet Featuresの箇所（6.2.1.29 Set Features – EFh）に
Features 66h and CCh can be used to enable and disable whether the Power On Reset (POR) Defaults shall be set when a soft reset occurs. The default setting is to revert to the POR defaults when a soft reset occurs.
という記述があった。 つまりCF4.1の仕様に準拠しているデバイスでは、明示的にSET FEATURESのサブコマンド66hを発行しておかない限り、ソフトウェアリセット時に設定はもれなく初期値に戻ると考えられる… （通常のATA/ATAPIの仕様ではこの部分はデバイス依存）
問題点��：MS-DOSによる容量制限
まあこれはIDEとは直接関係ない、DOS自身の制限である。 （逆に言えばSCSIなどにも関係があるわけだが…）
問題を大別すると、
- MS-DOSのカーネル（内蔵デバイスドライバ）がDOS領域を認識してくれるか
- MS-DOS付属のディスク初期化ツール（FORMAT, FDISK）が正しくハードディスクを初期化してDOS領域を作成できるか
のふたつに分けられ、だいたい後者が問題になる。
古いDOSに付属する初期化ツールは当然古く、あまり大容量のディスクを考慮していない。
MS-DOS 3.3D
DOS 3.3から認識できるDOS領域の先頭シリンダが8192以上の位置に存在する場合、MS-DOS 3.3は起動に失敗する。 （先頭シリンダが8191以下のDOS3領域は、8192シリンダ以降にまたがっていても認識可能なようだ…）
他のバージョンのDOSとのマルチブート環境を構成する場合、DOS 3用の領域をディスクの先頭付近に作成する必要がある。
MS-DOS 3.3D 付属のFORMATコマンド（バージョン4.60）
ディスクの総シリンダ数が8192以上だと正しく初期化ができない。 IDE標準設定だとh=8,s=17なので使用可能な上限は約544Mi(570M)、92互換SCSIだとh=8,s=32なのでほぼ1GiBとなる。
初期化済ディスクの空き容量が999Mを超えている場合、ハングアップするようである。 一部の機種に付属するMS-DOS 5.0A-H同梱のMS-DOS 3.3D用FORMAT（FORMAT.33D）では1000M以上の空き容量でも問題ないらしい。
MS-DOS 3.3のDOS領域サイズとバッファサイズ
MS-DOS 3.3用DOS領域サイズが5M〜64Mの場合、論理セクタサイズは1024バイト、65M〜128Mの場合は2048バイトとなる（これはMS-DOSの「クラスタサイズ」とは別）。
MS-DOSのCONFIG.SYS中にあるBUFFERSで指定される内蔵バッファの大きさは「MS-DOSが起動時に標準で認識できる最大セクタサイズ+管理領域」となる。 ハードディスク内にあるDOS領域が64M以内のDOS 3.3領域やDOS 5領域のみの場合、最大セクタサイズは1024バイトになる。 論理セクタ2048バイトのDOS領域がディスク内に存在する場合、MS-DOSの内蔵バッファサイズもひとつあたり2048バイト（+管理領域）となる。 つまりMS-DOSのバッファサイズがほぼ二倍になりメインメモリを圧迫する。 基本メモリの空き容量が重要となる場合は65M〜128MのDOS 3.3領域を作らないほうが良い。
MS-DOS 5.0(A)
NEC版のMS-DOSで、「1Gバイト超の固定ディスクに対応している」ものは5.0A最終版(Rev.5)以降らしい。 MS-DOS 3.3Dと同様の問題かもしれない（未確認）。
参考： MS-DOS 5.0Aには複数のバージョンがある (radioc.dat)
MS-DOS 5.0A 最終リビジョン(Rev.5)付属のFORMATコマンド（バージョン5.50）
1領域あたりの最大容量は2047MB（MS-DOSのFAT16最大容量とほぼ同じ）。
MS-DOS 3.3でも認識可能なDOS領域を作りたい場合、先頭シリンダ8191以下の位置に、128M以下のサイズで作成する。 領域サイズが5M〜64Mの場合、論理セクタサイズは1024バイト、65M〜128Mの場合は2048バイトとなる。
（ところで領域の最大容量を確保しようとした場合でも、最終付近の「数シリンダ」分を領域として利用しないことがあるような…空き容量計算が微妙にバグってる気がする…）
Windows95/98
Windows95からは、PC-98版MS-DOSと異なり、（必要ならばDISKINITでディスク消去を行ってから）FDISKで領域を確保した後、再起動して、FORMATコマンドで領域を初期化するという「国際標準」の手順で領域確保を行うようになった（面倒）。 FORMAT時に指定するドライブ文字はFDISKの「領域情報を表示」で確認することができる。
問題点�ぁД瓮妊�アがPC-98形式のディスク領域情報を正しく認識しない
SD-IDE変換アダプタを利用しているとき、フロッピーからDOSを起動してHDの領域確保とシステム転送はできているのに、再起動するとHDから起動しないしもう一度確認したら領域情報も設定されていない、といった事例が報告されている（自分が見たことあるのはSD-IDE変換アダプタでの事例ですが、もしかしたらCFカードでもありえるのかもしれない…）。
おおざっぱに要約すると、以下の二点になるらしい。 （これらがどの辺までSD-IDE変換アダプタ側の問題なのか、あるいはSDカード側の問題なのか、自分にはよくわからない）
- MBR（PC-98的な言い方だとIPL）がIBM PCのものと互換性がないと、書き込みを行っても実メディアに変更が正しく反映されないものがあるらしい。
- （IBM PCの方式で）DOSのFAT領域が確保されている場合、領域内のFAT ID（FATの先頭セクタにある最初のバイト）がIBM PC版のDOSと違っていると、メディアが正しく認識されないことがある。 NEC版MS-DOSのFORMATコマンドが初期化したDOS領域のFAT IDは、IBM PC版DOSのFORMATコマンドが初期化したものと異なる。
領域確保処理を行った直後、再起動する前にIBM PC互換のMBRとFAT IDを設定することで問題を回避できる。 （Windows95以降の場合どうしてもFDISKとFORMATの間で再起動が必要になるが、この場合はCTRL+GRPH+DELによる再起動を使う）
参考：Conv98AT (PC-9821およびDOS/Vソフトウェアのページ)
memo（未整理）
雑多なメモ…
CF, SSD
- PC-98の SSD化 （第三研究所）
- 希少化するIDEハードディスクを置き換える (1) (2) （丸真商店）