mini|2-GB-SCSI-Festplatte von Hewlett-Packard, 1999 Das Small Computer System Interface (SCSI, gesprochen []) ist eine Familie von standardisierten Protokollen und Schnittstellen für die Verbindung und Datenübertragung zwischen Peripheriegeräten und Computern.
Ursprünglich war die Datenübertragung nur parallel. Heute definiert SCSI zusätzlich zu Parallel SCSI (SPI) weitere Übertragungswege, wie Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel und iSCSI. mini|1-GB-SCSI-Festplatte von Quantum, 1994
Entstehung 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 folgenden Jahr beginnenden Standardisierungsprozess, und 1986 wurde die SCSI-Spezifikation als X3.131-1986 von der ANSI standardisiert.
Anschließend 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). Der klassische parallele Bus (SPI SCSI Parallel Interface) wurde im Lauf der Zeit durch eine Zahl leistungsfähigerer und flexiblerer Varianten ergänzt und inzwischen abgelöst.
Die wichtigsten Standards im Überblick Interface Übertragungs-geschwindigkeit(MByte/s) Busbreite(Bit) Bustakt (MHz)oderDatenrate max.Kabellänge(m) max.Geräte-Anzahl Kabeltyp(SE: Single-Ended,HVD: High-Voltage-Differential,LVD: Low-Voltage-Differential) Parallel SCSI SCSI (SCSI-1) 5 8 5 SE:6HVD: 25 8 50-polig, SE oder HVD Wide SCSI (SCSI-2) 10 16 16 68-polig, SE oder HVD Fast SCSI (SCSI-2) 10 8 10SE: 3HVD: 25 8 50-polig, SE oder HVD Fast Wide SCSI (SCSI-2) 20 16 16 68-polig, SE oder HVD Ultra SCSI (SCSI-3) 20 8 20SE: 1,5−3HVD: 25 5−8 50-polig, SE oder HVD Ultra Wide SCSI (SCSI-3) 40 16 SE: 5–8HVD: 16 68-polig, SE oder HVD Ultra2 SCSI (SPI-2) 40 8 40 12 8 50-polig, paarweise verdrillt, LVD oder HVD Ultra2 Wide SCSI (SPI-2) 80 16 16 68-polig, paarweise verdrillt, LVD oder HVD Ultra-160 SCSI (SPI-5) 160 16 40 DDR 12 16 68-polig, paarweise verdrillt, LVD Ultra-320 SCSI (SPI-5) 320 16 80 DDR 12 16 68-polig, paarweise verdrillt, LVD IEEE-1394 S3200 400 seriell 3,2 Gbit/s 4,5 63 Serial AttachedSCSI SAS-3 1200 seriell 12 Gbit/s 25 255 · 255 SFF 8484/8482 (typisch) SAS-4 2400 seriell 22,5 Gbit/s 255 · 255 Fibre Channel 1 Gbit/s 98,4 seriell 1,0625 Gbit/s FC-AL: 127FC-SW: 224 2 Gbit/s 197 seriell 2,125 Gbit/s 4 Gbit/s 394 seriell 4,25 Gbit/s 8 Gbit/s 788 seriell 8,5 Gbit/s 10 Gbit/s 1181 seriell 10,52 Gbit/s 16 Gbit/s 1575 seriell 14,025 Gbit/s iSCSI über 1GbE (IPv4, MTU 1500) 119 seriell, tlw. multilane praktischunbegrenzt IPv4: 232IPv6: 2128 über 10GbE (IPv4, MTU 9000) 1239 seriell, tlw. multilane ATAPI over PATA (UDMA-6) 133 16 66 0,45 2 Flachbandkabel 80-polig, SE ATAPI over SATA 6 Gb 600 seriell 6 Gbit/s SATA: 1eSATA: 2 15 mit PortMultiplier Twinax
Parallel SCSI Verwendung 400px|mini|Prinzipieller Ablauf des Verbindungsaufbaus zwischen zwei SCSI-Geräten Um an einen Computer SCSI-Geräte anschließen zu können, wird ein Host-Bus-Adapter (kurz HBA) benötigt, der den Datentransfer auf dem SCSI-Bus kontrolliert. Das anzuschließende Gerät hat 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 häufig als Steckkarte nachgerüstet. SCSI wird meist zur Anbindung von Festplatten und Bandlaufwerken genutzt, kann jedoch auch mit einer Reihe von weiteren Geräten verwendet werden, wie zum Beispiel Scannern und optischen Laufwerken. Der SCSI-Standard ist geräteunabhängig ausgelegt, so dass theoretisch jedes Peripheriegerät SCSI benutzen kann.
Vereinzelt werden SCSI und VHDCI- (von Very High Density Cable Interconnect, eine miniaturisierte Bauform) Steckverbinder auch in der industriellen Steuerungstechnik und an Ein-/Ausgabeports von Geräten zur analogen und digitalen Datenerfassung und -ausgabe verwendet, zum Beispiel an PXI-Baugruppen.
Während in den 1990er und zu Beginn der 2000er Jahre SCSI noch eine gewisse Verbreitung vor allem bei Workstations und Servern hatte, wird es als SAS heute so gut wie ausschließlich in Servern verwendet. Während früher auch ambitionierte Privatanwender SCSI-Geräte (Festplatten, CD-Laufwerke, Brenner, Scanner) verwendeten, gibt es heutzutage nur noch eine extrem kleine Nutzergruppe, die teilweise antiquierte Geräte aus technisch-nostalgischen Gründen betreibt. Insbesondere seit der breiten Verfügbarkeit von leistungsfähigen Geräten mit USB-Schnittstelle, und seit SATA-Festplatten und -Laufwerke sich als Standard etabliert hatten, verschwanden SCSI-Geräte fast vollständig aus den Händlerregalen und sind fast nur noch online zu beziehen. Damals wie heute sind SCSI-Geräte teurer als solche mit IDE/SATA. Dies ist vor allem auf die enorm geringeren Stückzahlen zurückführen. Dazu kommt, dass z. B. SCSI-Festplatten auf Dauerbetrieb ausgelegt sind und so eine längere Lebensdauer als vergleichbare IDE/SATA-Platten haben. Auch dies schlägt sich im Preis nieder. Weitere Kosten ergeben sich durch den zusätzlich einzubauenden SCSI-Controller (quasi alle Consumer-Mainboards haben ausschließlich IDE/SATA-Controller onboard).
Die verschiedenen SCSI-Standards mini|Abbildungen verschiedener Parallel-SCSI-Symbole|alt=single-ended, low-voltage differential, low-voltage differential/single-ended multi-mode, high-voltage differential
SCSI wurde über die Jahre weiterentwickelt. Folgende Standards (in chronologischer Reihenfolge) sind definiert:
SCSI-1 (1986) Der ursprüngliche von SASI (Shugart Associates Systems Interface) abgeleitete und von der ANSI herausgegebene Standard von 1986. SCSI-1, auch Narrow SCSI genannt, bietet einen Bus mit 8-Bit-Breite und Paritätsprüfung, der asynchron mit ca. 3,5 MB/s oder synchron mit 5 MB/s läuft, die maximale Kabellänge beträgt dabei 6 Meter und es lassen sich sieben Geräte anschließen (das konkurrierende ATA-Interface ist auf 1,5 m Kabellänge und zwei Geräte pro Anschluss 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-Schnittstelle (LVD) nennt man die alte Technik heute High-Voltage-Differential (HVD). HVD war teuer, elektrisch nicht kompatibel und wurde vor allem im professionellen Umfeld bis hin zum Aufbau lokaler, kombinierter Speicher-Computer-Netzwerke genutzt.
SCSI-2 (1989) mini|NCR 53C94 SCSI-2-Controller im PLCC-84-Gehäuse Dieser Standard wurde 1989 verabschiedet und bildete die Basis für die Varianten Fast SCSI und Wide SCSI. Fast SCSI (8 Bit, F) verdoppelte den Bustakt, was eine Transferrate von bis zu 10 MB/s bedeutete. Wegen des hohen Bustaktes durfte die Verkabelung nur noch höchstens 3 Meter lang sein. Weil Fast SCSI dieselben Kabel wie SCSI-1 verwendete, verbreitete es sich sehr schnell. Vorhandene Installationen waren problemlos Gerät für Gerät aufrüstbar, der Mischbetrieb war möglich.
Wide SCSI behielt den Bustakt (und damit die erlaubte Kabellänge) bei, verdoppelte aber die Busbreite auf 16 Bit. Das führte ebenfalls zu 10 MB/s, allerdings waren neue, 68-polige Kabel nötig. Reines Wide SCSI hatte keine Marktbedeutung. SCSI-2 spezifizierte außerdem eine 32-Bit-Version von Wide SCSI, die zwei 16-Bit-Kabel pro Bus verwendete. Auch diese Technik wurde von SCSI-Geräteherstellern größtenteils ignoriert, und daher mit SCSI-3 wieder abgeschafft.
Um auf 20 MB/s zu kommen, kombinierte man Fast SCSI (hoher Bustakt) und Wide SCSI (doppelte Busbreite) miteinander. Diese Variante war sehr verbreitet und wird oft Fast Wide SCSI genannt. Wenn heute von Wide SCSI gesprochen wird, ist praktisch immer Fast Wide gemeint, da reines Wide keine Bedeutung hatte.
Ultra-SCSI (1992) mini|Host-Bus-Adapter mit 50-Pin-Kabel Ultra SCSI wurde 1992 als Teil der umfassenden SCSI-3-Norm eingeführt. Die ursprüngliche offizielle Bezeichnung war Fast 20 (SCSI) bzw. Wide Fast 20. 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 bis zu vier Geräten 3 m, bei fünf bis acht wurde sie reduziert auf max. 1,5 m, ebenso wurde die Anforderung an die Kabelqualität erhöht, was U-SCSI den unverdienten Ruf einbrachte, sehr empfindlich auf Kabellänge und Umweltbedingungen zu reagieren. Meist waren minderwertige Kabel und Stecker, alte Wide-SCSI-Kabel oder passive Abschlusswiderstände (Terminatoren), die offiziell nicht mehr erlaubt waren, an diesen Problemen schuld. Die Kabelenden müssen zur Echovermeidung aktiv terminiert werden. Größere Kabellängen waren weiterhin mit HVD-Geräten möglich (z. B. Adaptec 2944 UW differential controller).
SCSI-3 (1993) SCSI-3 ist erstmals ein Bündel von eigenständigen Normdokumenten, das auch Protokolle für alternative Transfertechniken wie IEEE-1394 (Apples FireWire-Standard) und Fibre Channel enthält. Enthalten ist auch VHDCI (von Very High Density Cable Interconnect), ein 68-poliges Stecksystem mit 0,8 mm pitch, welches auch unter der Marke CHAMP (Tyco Electronics) auftritt.
Ultra-2 SCSI (1997) mini|Ultra-2-Wide-SCSI-Host-Bus-Adapter Dieser Standard wurde 1997 eingeführt und brachte einen neuen differentiellen 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 dazu 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) beziehungsweise 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 ist eine teilweise Umsetzung des Ultra-3 SCSI Standards. Der Grad der Umsetzung/Ultra-3 SCSI Konformität hing vom Hersteller ab, abgekürzt U160 oder bei späteren Versionen mit voller Ultra-3 SCSI Kompatibilität 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 wird 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 diesen zurückgeschickt. 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) Ultra-320 ist ein Ultra-160 mit einer auf 320 MB/s verdoppelten Transferrate und stellt den Abschluss der Entwicklung der parallelen SCSI-Datenübertragung dar.
Die Einführung von Ultra-640 (Fast-320) hätte die Geschwindigkeit noch einmal auf 640 MB/s verdoppelt, nach diesem Standard wurden aber keine Geräte mehr gebaut. Stattdessen setzt die Industrie auf Serial Attached SCSI (SAS).
Insgesamt 16 Geräte sind anschließbar oder 15 Geräte plus Host-Bus-Adapter.
Allgemeine Informationen zu den Parallel SCSI-Standards Kompatibilität