SCSI

Das Small Computer System Interface ist eine standardisierte parallele Schnittstelle für Verbindung von und Datenübertragung zwischen Peripheriegeräten und dem Computer-Bus. Im Vergleich zu ATA/ATAPI ist ein wesentliches Merkmal von SCSI die Möglichkeit, mehr als zwei Geräte anschließen zu können.

Die von Alan Shugart nach seinem Ausstieg aus Shugart Associates gegründete Firma Shugart Technology führte SCSI 1979 unter der Bezeichnung SASI (Shugart Associates System Interface) ein. Nachdem sich 1981 andere Unternehmen - insbesondere NCR – dafür entschieden hatten, SASI zu unterstützen, wurde SASI in SCSI umbenannt. NCR initiierte auch den im darauffolgenden Jahr beginnenden Standardisierungsprozess, und 1986 wurde die SCSI-Spezifikation als X3.131-1986 von der ANSI standardisiert. Seitdem hat sich SCSI zum Industriestandard entwickelt, der in beinahe jedem Computer-System verwendet werden konnte (es gibt sogar SCSI-Implementationen für den Commodore 64-Heimcomputer).

Um an einen Computer SCSI-Geräte anschließen zu können, wird ein SCSI-Host-Bus-Adapter (kurz HBA) benötigt, der den Datentransfer auf dem SCSI-Bus kontrolliert. Das anzuschließende SCSI-Gerät besitzt einen SCSI-Controller, um die Daten über den Bus zu übertragen und mit dem Host Bus Adapter zu kommunizieren. Der SCSI-Host-Bus-Adapter kann auf der Hauptplatine integriert sein, wird aber in der Regel als Steckkarte nachgerüstet. SCSI wird meist zur Anbindung von Festplatten und Bandlaufwerken genutzt, wird jedoch auch mit einer Reihe von weiteren Geräten verwendet, wie zum Beispiel Scannern und optischen Laufwerken. Der SCSI-Standard ist geräteunabhängig ausgelegt, so dass theoretisch jedes Peripheriegerät SCSI benutzen kann. Vereinzelt wird SCSI auch in der industriellen Steuerungstechnik eingesetzt.

SCSI-1 (1986)

Der ursprüngliche von SASI (Shugart Associates Systems Interface) abgeleitete und von der ANSI herausgegebene Standard von 1986. SCSI-1 bietet einen Bus mit 8 Bit Breite und Paritätsprüfung, der asynchron mit 3,5 MB/s oder synchron mit 5 MB/s läuft, die maximale Kabellänge beträgt dabei 6 Meter (das konkurrierende ATA-Interface war damals auf 1,5 m beschränkt). Eine Variation des SCSI-1-Standards (Differential-SCSI) verwendete eine auf differentiellen Signalpegeln basierende Übertragungstechnik und ermöglichte so eine Kabellänge von 25 m. Zur Unterscheidung gegenüber der modernen Low-Voltage-Differential (LVD) Schnittstelle nennt man die alte Technik heute High-Voltage-Differential (HVD). HVD war teuer, elektrisch nicht kompatibel und wurde vor allem im professionellen Umfeld genutzt.

SCSI-2 (1989)

Dieser Standard wurde 1989 verabschiedet und bildete die Basis für die Fast SCSI- und Wide SCSI-Varianten. Fast SCSI (8 Bit, F) verdoppelte die maximale Transferrate auf 10 MB/s, und Wide SCSI (W) verdoppelte die Busbreite auf 16 Bit, so dass insgesamt 20 MB/s erreicht werden konnten. Diese Verbesserungen erfolgten jedoch auf Kosten der Kabellänge, die nunmehr auf 3 m begrenzt war. SCSI-2 spezifizierte auch eine 32-bit-Version von Wide SCSI, die zwei 16-bit-Kabel pro Bus verwendete; diese Technik wurde von SCSI-Geräteherstellern größtenteils ignoriert, und daher mit SCSI-3 wieder abgeschafft. Die SCSI-2-Stecker sind 50- oder 68-polig.

Ultra-SCSI (1992)

Ultra SCSI wurde 1992 als Teil der umfassenden SCSI-3-Norm eingeführt. Die Busgeschwindigkeit wurde erneut verdoppelt auf 20 MB/s für „schmale“ (8 Bit, U) Systeme und 40 MB/s für die Wide-Variante (16 Bit, UW). Die maximale Kabellänge blieb bei 3 m, was SCSI den unverdienten Ruf einbrachte, sehr empfindlich auf Kabellänge und Bedingungen zu reagieren (meist waren Kabel, Stecker und Terminatoren von schlechter Qualität an diesen Problemen schuld).

SCSI-3 (1993)

SCSI-3 ist erstmalig ein Bündel von eigenständigen Normdokumenten, das auch Protokolle für alternative Transfertechniken wie IEEE-1394 (Apples FireWire-Standard) und Fibre-Channel enthält.

Ultra-2 SCSI (1997)

Dieser Standard wurde 1997 eingeführt, und brachte einen neuen Bus mit niedrigem Signalpegel mit sich (Low Voltage Differential, LVD). Daher wird Ultra-2 auch manchmal als LVD SCSI bezeichnet. Die herkömmliche Übertragungstechnik wird im Gegensatz hierzu als SE SCSI (Single Ended SCSI) bezeichnet. Durch die LVD-Technik wurde es möglich, die Kabellänge auf 12 Meter zu erhöhen, bei wesentlich besserer Rauschimmunität. Gleichzeitig wurde die Transferrate auf 40 MB/s (narrow, 8 Bit, U2) bzw. 80 MB/s (wide, 16 Bit, U2W) gesteigert. Ultra-2 SCSI hatte nur ein kurzes Leben, da es bald von Ultra-3 (Ultra-160) SCSI abgelöst wurde.

Ultra-160 (1999)

Diese Version wurde gegen Ende 1999 eingeführt und wird von einigen Herstellern auch als Ultra-3 SCSI bezeichnet, abgekürzt U160 oder U3. Prinzipiell handelte es sich um eine Verbesserung des Ultra-2-Standards, indem die Transferrate durch Einführung des Doppelflankentakts (Double-Edge-Clock) auf nun 160 MB/s verdoppelt wurde. Bei diesem Verfahren werden sowohl bei der ansteigenden wie bei der abfallenden Flanke des Taktsignals ein Datenwort übertragen. Ultra-160 SCSI bietet außerdem neue Funktionen wie eine Zyklische Redundanzprüfung (ZRP, engl. CRC) und Domain-Validierung. Bei letzterem werden bei der Initialisierung des Busses Testdaten an die Geräte und von denen zurück geschickt. Sollten Fehler auftreten, wird die Geschwindigkeit solange verringert, bis die Übertragung fehlerfrei funktioniert. Ab Ultra-160 SCSI gab es nur noch 16 Bit breite Busse.

Ultra-320 (2002)

Prinzipiell ein Ultra-160 mit auf 320 MB/s verdoppelter Transferrate. Fast alle gegenwärtig (Januar 2004) produzierten SCSI-Festplatten sind Ultra-320-Geräte. Markteinführung erstmals 2002.
Die Entwicklung von Ultra-640 (Fast-320) hätte die Geschwindigkeit noch einmal auf 640 MB/s verdoppelt, wird aber nicht mehr weiterverfolgt. Statt dessen setzt die Industrie auf Serial Attached SCSI (SAS).

SCA

SCA (Single Connector Attachment) ist kein eigenständiger SCSI-Standard, sondern ein 80-poliger Anschluss, der häufig bei Hotplug-Wechselrahmen verwendet wird. Dieses Anschlussformat gibt es sowohl für das SE- als auch für das LVD-Übertragungsformat.

Ultra-2, Ultra-160 und Ultra-320-Geräte können auf dem LVD-Bus ohne Performance-Verluste gemischt werden, da der Host Bus Adapter die Geschwindigkeit und sonstigen Management-Entscheidungen mit jedem Gerät einzeln abspricht. Ältere Geräte sollten nicht an den LVD-Bus angeschlossen werden, da dies den gesamten Bus in die Betriebsart „single-ended“ zwingen würde - mit den bekannten Einschränkungen der Geschwindigkeit (40 MB/s) und der Kabellänge (3m).

Generell sind SCSI-Geräte abwärtskompatibel, das heißt, es ist möglich, eine Ultra-3-Festplatte an einen Ultra-2-Host-Bus-Adapter anzuschließen und zu benutzen (allerdings mit reduzierter Geschwindigkeit und ohne spezifische Ultra-3-Befehle).

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