5.3. Schnittstellen der Massenspeicherger�te

5.3.2.1. IDE/ATA

IDE steht f�r Integrated Drive Electronics. Diese Schnittstelle stammt aus den sp�ten 80er Jahren und verwendet 40-Stift Stecker.

	Anmerkung
	Der eigentliche Name f�r diese Schnittstelle ist "AT-Attachment" (oder ATA), der Begriff "IDE" (der sich eigentlich auf ein ATA-kompatibles Massenspeicherger�t bezieht) wird jedoch weitl�ufig verwendet. Im restlichen Teil dieses Abschnitts verwenden wir jedoch den richtigen Namen der Schnittstelle — ATA.

ATA implementiert eine Bus-Topologie, bei der jeder Bus zwei Massenspeicherger�te unterst�tzt. Diese beiden Ger�te werden als Master und Slave bezeichnet. Diese Begriffe sind irref�hrend, da eine Art Beziehung zwischen diesen Ger�ten impliziert wird; dies ist jedoch nicht der Fall. Die Auswahl, welches Ger�t der Master und welches der Slave ist, wird gew�hnlich durch die Jumper-Bl�cke in jedem Ger�t festgelegt.

Anmerkung

Eine neuere Innovation ist die Einf�hrung von Cable-Select-F�higkeiten f�r ATA. Diese Innovation erfordert die Verwendung eines bestimmten Kabels, einem ATA-Controller und einem Massenspeicherger�t, das Cable-Select (normalerweise durch eine "Cable-Select" Jumper-Einstellung) unterst�tzt. Ist dies richtig konfiguriert, eliminiert Cable-Select die Notwendigkeit, Jumper beim Umstellen von Ger�ten auszuwechseln; anstelle dessen legt die Ger�te-Position am ATA-Kabel fest, ob dieses Master oder Slave ist.

Eine Variation dieser Schnittstelle illustriert die einzigartigen Methoden, mit denen Technologien vermischt werden k�nnen und f�hrt desweiteren unsere n�chste Industrie-Standard-Schnittstelle ein. ATAPI ist eine Variation der ATA-Schnittstelle und steht f�r AT Attachment Packet Interface. Haupts�chlich von CD-ROM-Laufwerken verwendet, h�lt sich ATAPI an die elektrischen und mechanischen Aspekte der ATA-Schnittstelle, verwendet jedoch das Kommunikationsprotokoll der im n�chsten Abschnitt beschriebenen Schnittstelle — SCSI.

5.3.2.2. SCSI

Formell als Small Computer System Interface bekannt stammt SCSI aus den fr�hen 80er Jahren und wurde im Jahre 1986 zum Standard. Wie auch ATA verwendet SCSI eine Bus-Topologie. Hier endet jedoch auch schon die �hnlichkeit.

Die Verwendung einer Bus-Topologie bedeutet, dass jedes Ger�t auf dem Bus irgendwie eindeutig identifiziert werden muss. W�hrend ATA nur zwei verschiedene Ger�te f�r jeden Bus unterst�tzt und diesen einen eindeutigen Namen zuweist, tut SCSI dies, indem jedem Ger�t auf dem SCSI-Bus eine eindeutige numerische Adresse oder SCSI-ID zugewiesen wird. Jedes Ger�t auf einem SCSI-Bus muss dahingehend konfiguriert werden (meistens durch Jumper oder Switches[1]), auf die SCSI-ID zu antworten.

Bevor wir fortfahren, ist es wichtig zu erw�hnen, dass der SCSI-Standard nicht eine einzige Schnittstelle beschreibt, sondern eine Familie von Schnittstellen. SCSI variieren in mehreren Bereichen:

• Busbreite

• Busgeschwindigkeit

• Elektrische Merkmale

Der urspr�ngliche SCSI-Standard beschrieb eine Bus-Topologie, in der acht Leitungen im Bus f�r den Datentransfer verwendet wurden. Dies bedeutete, dass das erste SCSI-Ger�t nur 1 Byte Daten auf einmal �bertragen konnte. Zu einem sp�teren Zeitpunkt wurde der Standard auf Implementierungen mit 16 Leitungen ausgeweitet, was die zu �bertragende Datenmenge verdoppelte. Die eigentliche "8-Bit" SCSI-Implementierung wurde sodann als narrow SCSI bezeichnet, w�hrend die neuere 16-Bit-Implementierung als wide SCSI bekannt wurde.

Urspr�nglich wurde die Busgeschwindigkeit f�r SCSI auf 5 MHz gesetzt, was eine Transferrate von 5MB/Sekunde auf einem 8-Bit SCSI-Bus erlaubte. Erweiterungen des Standards verdoppelten diese Geschwindigkeit auf 10 MHz, d.h. 10MB/Sekunde f�r narrow SCSI und 20 MB/Sekunde f�r wide SCSI. Wie bei der Busbreite erhielten die �nderungen in der Busgeschwindigkeit neue Namen, die 10 MHz Busgeschwindigkeit wurde als fast bezeichnet. Sp�tere Erweiterungen brachten die Busgeschwindigkeiten auf ultra (20MHz), fast-40 (40MHz) und fast-80[2]. Weitere Erh�hungen der Transferraten f�hrten zu mehreren unterschiedlichen Versionen der ultra160 Busgeschwindigkeit.

Durch eine Kombination dieser Begriffe k�nnen unterschiedliche SCSI-Konfigurationen genau benannt werden. So ist zum Beispiel eine "ultra-wide" SCSI ein 16-bit SCSI-Bus bei 20 MHz.

Der urspr�ngliche SCSI-Standard verwendete Einzelsignale. Dies ist eine elektrische Konfiguration, bei der nur ein Leiter ein elektrisches Signal weitergibt. Sp�ter kamen dann Differentialsignale hinzu, bei denen zwei Leiter f�r das Weiterleiten von elektrischen Signalen eingesetzt wurden. Differential-SCSI (was sp�ter in Hochspannungsdifferential oder HVD SCSI umbenannt wurde) hat den Vorteil verringerter Empfindlichkeit auf elektrisches Rauschen und erm�glichte l�ngere Kabell�ngen; hat sich jedoch nie im allgemeinen Computermarkt durchgesetzt. Eine sp�tere Implementation, die als Niederspannungsdifferential (LVD/Low Voltage Differential) bekannt wurde, hat sich letztendlich durchgesetzt und ist eine Voraussetzung f�r h�here Busgeschwindigkeiten.

Die Breite eines SCSI-Busses bestimmt nicht nur die Datenmenge, die mit jedem Clock-Zyklus �bertragen werden kann, sondern auch wieviele Ger�te an einen Bus angeschlossen werden k�nnen. Herk�mmliche SCSI unterst�tzen 8 einzigartig adressierte Ger�te, w�hrend von wide SCSI 16 unterst�tzt werdeb. In jedem Fall m�ssen Sie sicherstellen, dass alle Ger�te eine jeweils einzigartige SCSI-ID verwenden. Haben zwei Ger�te die gleiche ID, bringt dies Probleme mit sich, die zu Datenkorruption f�hren k�nnen.

Dar�berhinaus sollten Sie beachten, dass jedes Ger�t auf dem Bus eine ID verwendet. Dies umfasst auch den SCSI-Controller. H�ufig wird dies von Administratoren vergessen und setzen versehentlich die selbe SCSI-ID f�r ein Ger�t sowie auch f�r den SCSI-Controller. Dies bedeutet in der Praxis, dass nur 7 (oder 15) Ger�te auf einem Bus zur Verf�gung stehen, da jeder Bus eine ID f�r den Controller bereitstellen muss.

Tipp

Die meisten SCSI-Implementierungen enthalten eine Methode zum Scannen des SCSI-Busses; dies wird h�ufig dazu verwendet, zu best�tigen, dass alle Ger�te ordnungsgem�� konfiguriert sind. Ist das Ergebnis des Bus-Scans das gleiche Ger�t f�r jede einzelne SCSI-ID, so wurde dieses Ger�t f�lschlicherweise auf die gleiche SCSI-ID wie der SCSI-Controller gesetzt. Um dieses Problem zu l�sen, m�ssen Sie das Ger�t auf eine andere (und einzigartige) SCSI-ID umkonfigurieren.

Aufgrund der bus-orientierten Architektur ist es n�tig, beide Enden des Busses richtig abzuschlie�en. F�r diesen Abschluss wird ein terminierter Stecker mit dem richtigen elektrischen Widerstand an jeden Leiter des SCSI-Busses angebracht. Endwiderst�nde sind eine elektrische Voraussetzung. Ohne diese w�rden die vielen Signale auf dem Bus von den Enden des Busses reflektiert und somit die gesamte Kommunikation beeintr�chtigt werden.

Viele (jedoch nicht alle) SCSI-Ger�te haben interne Endwiderst�nde, die mittels Jumpern oder Switches aktiviert oder deaktiviert werden k�nnen. Externe Endwiderst�nde sind au�erdem erh�ltlich.

Eines sollten Sie jedoch �ber SCSI im Hinterkopf behalten — es ist nicht nur ein Schnittstellen-Standard f�r Massenspeicherger�te. Viele andere Ger�te (wie Scanner, Drucker und Kommunikationsger�te) verwenden SCSI, auch wenn diese weniger oft vorkommen als SCSI-Massenspeicherger�te. Jedoch mit dem Aufkommen von USB und IEEE-1394 (auch Firewire genannt) werden diese Schnittstellen in Zukunft h�ufiger f�r solche Ger�te eingesetzt werden.

	Tipp
	Die USB- und IEEE-1394-Schnittstellen bewegen sich auch langsam in Richtung Massenspeicherger�te, es gibt zur Zeit jedoch noch keine nativen USB- oder IEEE-1394-Massenspeicherger�te auf dem Markt. Anstelle dessen werden heutzutage ATA- oder SCSI-Ger�te mit externen Umwandlungsschaltkreisen angeboten.

Egal welche Schnittstelle ein Massenspeicherger�t verwendet, das Innenleben dieser Ger�te hat einen Einfluss auf dessen Performance. Im folgenden Abschnitt wird dieses wichtige Thema behandelt.