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2 Bussysteme
Die verschiedenen Bussysteme
(Modified Frequenz Modulation). Ist die Bezeichnung für das
Verfahren der Übertragung von Daten über den
Schreib-/Lesekopf auf die Oberfläche einer Festplatte. Heute
nicht mehr in Verwendung.
Früher bei PC / Atari Standard.
Beim MFM Verfahren wird durch einen Frequenzwechsel der
elektrischen Signale die Magnetisierung der Platte durch die
Schreib-/Leseköpfe entsprechend der jeweiligen Daten variiert.
Eine MFM-Festplatte ist immer über ein 34-adriges Steuerkabel und
ein 20-adriges Datenkabel mit einem Controler (ST506-Schnittstelle)
verbunden. Dieser Controller steuert den Datenaustausch mit dem
Bussystem des Rechners und kann maximal zwei Festplatten verwalten.
Die Datentransferrate lag bei etwa 450 kByte/sec
(Run Length Limited): Prinzipell ist der Aufbau mit dem einer
MFM-Festplatte identisch, nur die Speicherkapazitäten waren
größer. Das ergab sich aus einer verbesserten
Oberfläche der Platten und die Ansteuerung der Laufwerke
verbesserte sich sehr stark. Dadurch waren pro Spur 26 Sektoren
möglich, was natürlich eine Erhöhung der Speicherdichte
bedeutete. An einigen Controllern waren die alten MFM-Festplatten
durch eine RLL-Platte direkt ersetzbar.
RLL-Festplatten sind heute nicht mehr in Verwendung.
Früher bei PC / Atari Standard
RLL-Festplatten sind im Detail verbesserte MFM-Festplatten, nicht
mehr und nicht weniger. Ebenfalls über eine ST 506-Schnittstelle
mit dem Rechnerbus verbunden und gesteuert. Die Verbesserungen liegen
einzig in einer optimierten Drehzahlstabilisierung, einer höheren
Datendichte und einem speziellen Controller. Die Datentransferrate
liegt bei etwa 700 kByte/sec.
ARLL-Festplatten sind ein verbesserter RLL-Festplattentyp, bei dem
die Datendichte erheblich gesteigert wurde. Die ARLL-Festplatte nutzt
die ESDI ((E)nhanced (S)mall (D)evice (I)nterface) -Schnittstelle
über einen entsprechenden Controller. Die Datencodierung
übernimmt allerdings nicht wie bei der ST506-Schnittstelle der
Controller, sondern eine in die Festplattenelektronik integrierte
Logik. Dies bringt einen deutlichen Geschwindigkeitsvorteil. Die
Datentransferrate lag bei etwa 1,5 MByte/sec.
Das am weitesten verbreiteste Bussytem für Massenspeicher ist
heute wohl der IDE bzw. EIDE Bus. Er findet sich in jedem PC in
einigen Macintosh- und sogar Atari-Computern. Er basiert auf einem
Standard aus dem Jahre 1989, der von einem Herstellerkonsortium
geschaffen wurde.
Die Abkürzung IDE deutet an, dass sich der eigentliche Festplattencontroller, also die Elektronik, die die Festplatte steuert, auf der eigentlichen Festplatte befindet. Der auf modernen Mainboards bzw. auf Steckkarten zu findende '(E)IDE-Controller' ist eigentlich nur ein recht primitiver Pegelwandler und weitgehend unintelligent. Der Vorteil der Auslagerung der Steuerelektronik auf die Festplatte liegt in der besseren Anpassbarkeit an die Festplatte. Ein IDE-Bus Kabel ist idR nicht länger als maximal 45cm ab dem ersten Stecker. Speziell beim Atari Falcon können jedoch schon 15 cm zu lang sein da dieser "IDE"-Port gleich der CPU-Bus ist und keine weiteren Treiberbausteine bezüglich IDE-Port besitzt.(!nl) Einen IDE-Bus erkennen Sie immer sofort am 40 poligen
Flachbandkabel.
Verwenden Sie als Beispiel eine UDMA33 und eine UDMA66 Platte am
gleichen Bus wird die Transfergeschwindigkeit des Bus nur mit UDMA33
laufen. Der Bus passt sich an das jeweils langsamste Device an.
Sehr wichtig ist die Tatsache das bei dem 80 poligen Kabel die
Stecker farbig markiert sind, dem ein oder anderen wird das sicher
schon aufgefallen sein. Nein, das ist keine Laune der Industrie, es
hat einen tieferen technischen Hintergrund.
Der blaue Stecker, das ist der Stecker am längsten Teil des
Flachbandkabels gehört immer und zwingend an den Controller, auf
die Hauptplatine ihres Computers. Der nächste Stecker, es wird
ein grauer sein, gehört auf das IDE-Laufwerk das als
"Master" eingestellt ist, der letzte Stecker ist schwarz, er
bleibt also entweder frei oder wird für ein zweites Gerät,
den "Slave" an diesem Bus verwendet. Beachten Sie bitte das
der UDMA-Bus mit diesem Kabel nur in der genannten Form korrekt
arbeiten wird. Er tut es möglicherweise auch wenn das Kabel in
einer anderen Richtig verwendet wird, erreicht aber niemals die
spezifizierte Transferrate.
Abbildung 1 - 3.5" IDE UDMA Kabel für alle Computer
Das trifft auch zu wenn ihnen ihr Mac-Kumpel gesagt hat das dieses Kabel, um eine zweite Platte in einen b&w G3 oder einen noch neueren G4 einzubauen, auch andersrum reinpasst. Es passt sicher andersrum rein, die Stecker sind ja Baugleich, das Kabel ist aber technisch für diese Richtung nicht ausgelegt. Es kommt daher so, gerade bei UDMA66, rasch zu Laufzeitfehlern,
Signalreflektionen, die sich auch in einem nicht Funktionieren
einzelner Laufwerke ausdrücken können.
Wenn Sie keine UDMA66 Geräte eingebaut oder gekauft haben
brauchen sie das 80 polige, teuere IDE-Kabel nicht, für rein
optische Zwecke ist dies noch immer zu teuer.
Die einzelne rote Ader, auch am 80 poligen Kabel, markiert wie
sonst auch, immer den Pin 1 am IDE Kabel. Pin 1 der IDE Buchsen an den
Geräten befindet sich immer direkt neben dem Stromanschluß
eines Laufwerks.
Sie sollten an so einen Bus, wegen der Geschwindigkeit, auch kein
CD- oder ZIP- Laufwerk anschliessen und betreiben.
SCSI ist seit 1986 offizieller ANSI Standard und ging Anfang der
80er Jahre aus den SASI Spezifikationen hervor an den die Fa. Adaptec,
neben andern Herstellern, stark beteiligte. SCSI ist ein Bussystem,
das speziell für Multitasking ausgelegt wurde. Es zeichnet sich
durch eine hohe Flexibilität, Geschwindigkeit,
Zuverlässigkeit und eine Vorteilhafte Erweiterbarkeit aus.
Einen SCSI-Bus erkennen Sie am 50 poligen Flachbandkabel
(E)IDE und SCSI ist im parallelen Betrieb von (E)IDE und SCSI
Geräten, ein jedes an seinem eigenen Bus, in einem einzigen
Computer zusammen problemlos möglich. Es reicht die SCSI- und
IDE- Geräte physikalisch korrekt an ihrem Hostadpter/Controller
anzuschliessen. Einzig das SCSI-System muß am Host und am
pysikalischen Busende, immer nach oder am pysikalisch letzten
Gerät, korrekt terminiert werden.
Beachten Sie bitte das es beim Anschluß IDE oder ATAPI
keinen Unterschied gibt, es ist ein und das selbe!
Der Unterschied ist die Software-Schnittstelle von IDE bzw. ATAPI!
Noch genauer:
ATAPI-Geräte "verstehen" eine Reihe von
SCSI-Kommandos. Einfache IDE-Geräte (kein ATAPI) sind in der
Regel ziemlich dumm und verstehen keine ATAPI- bzw. keine
SCSI-Kommandos. Der Regel nach sind das eigentlich immer Festplatten,
von denen es meines Wissens grundsätzlich aber keine
ATAPI-Ausführungen gibt, also sind die immer gleich IDE zu
behandeln. Vermutlich würden daran auch die meisten
Festplattentreiber für PCs direkt versagen.
Alle -anderen- Geräte am IDE-Port sind meistens
ATAPI-Geräte.
Weil SCSI- und ATAPI-Befehlssatz zufällig viel Gemeinsam
haben kann ein SCSI-Treiber grundsätzlich auch ATAPI-Peripherie
sinnvoll unterstützen. Der in die Atari Treibersoftware
"HDDriver" integrierte SCSI-Treiber tut das generell. Das
wiederum ist wichtig für CD-Treiber wie z.B SPIN!, die dann so
ohne énderungen sowohl SCSI- als auch ATAPI-Geräte direkt
ansprechen können. Wie nützlich das ist wird daran deutlich,
dass es den Atari CD-Treiber SPIN! 0.34 schon vor dem Atari Milan gab
und SPIN! trotzdem CD-ROM-Laufwerke an der IDE-Schnittstelle des Atari
Milan ansprechen kann, da HDDRIVER eben einen geeigneten SCSI-Treiber
dafür bereitstellt.
An diesem Faktum können sich Programmierer anderer
Plattformen auch heute noch gerne eine Scheibe abschneiden, auch wenn
über den "Atari" gerne gelacht wird.
Auch die CD-Recorder-Software für den Atari Milan arbeitet
direkt über diese Schnittstelle. Weil IDE-Festplatten nicht
ATAPI-kompatibel sind und eigene Kommandos benutzen ist es
erforderlich (bzw. nützlich), für diese Platten eine
SCSI-Emulation bereitzustellen. Anwendungen, die den SCSI-Treiber
nutzen, können so IDE-Platten über dieselbe Schnittstelle
ansprechen wie SCSI- und ATAPI-Geräte. Daher emuliert der
SCSI-Treiber für HDDriver für IDE-Platten alle für
Festplatten vorgeschriebenen SCSI-3-Kommandos.
Sie dürfen halt eines nicht übersehen:
Nur ein sehr kleiner Teil des SCSI-Funktionsumfangs ist bei ATAPI
möglich. Prinzipbedingt gibt es eine Menge an
Einschränkungen. Wer hierzu Details wissen will muß sich
die ATAPI Spezifikationen besorgen. Auch das findet man direkt im
Internet, Suchworte wie z.B "ATAPI" führen immer zum
Ziel.
ATAPI-Geräte, egal an welchem Computer, benötigen meist
einen speziellen Treiber oder eine Anpassung des selben. Einzigst der
HDDriver für Atari Computer ist mir als Treiber bekannt der
ATAPI-, SCSI- und IDE-Geräte gleichermassen und direkt
unterstützt.
Jedes neuere BIOS unterstützt Powermanagement nach der EPA
Norm.
Mit ihm lässt sich bei geeigneten (E)IDE Festplatten nach
einiger Zeit ohne Festplattenzugriff der Plattenmotor abschalten. Dies
spart ein paar Watt Strom und senkt den Lärmpegel deutlich, wobei
man moderne Festplatten vom Laufgeräusch her fast nicht mehr
hören kann. Bei Note- PowerBooks nicht ganz zu
vernachlässigen!
SCSI Festplatten unterstützen ebenfalls meist einen Powersave
Modus, nur ist dieser nicht durch das PC BIOS zu aktivieren. Entweder
übernimmt der SCSI Hostadapter oder ein Treiber dieses
Powermanagement.
Verwenden sie diesen Powersave-Mode sinnvoll!
Bei ständigen hoch- und runterfahren einer Festplatte leidet
deren Lebensdauer!
Zeitfenster von 15 Minuten sind vertretbar, alles darunter eher
nicht!
Jede Festplatte hat eine feste Struktur, nach der die Daten
gespeichert werden. Diese Struktur ergibt sich aus der Anzahl der
Scheiben, der Anzahl der konzentrisch beschreibbaren Spuren je
Scheibenseite und der Anzahl einzelner Speicherabschnitt (Sektoren)
auf jedem dieser konzentrischen Spuren.
Die Größe eines Sektors ist festgelegt auf 512 Byte.
Die übrigen Größen legt der Hersteller der Festplatte
fest. Sie sind üblicherweise auf dem Festplattengehäuse
aufgedruckt.
Hierbei bedeuten:
- Zylinder: Anzahl der konzentrischen Spuren je Scheibenseite
Zylinder x Köpfe x Sektoren x 512 Byte
Beispiel:
Mit den Macintosh G5 zieht eine neue Bus-Generation in die
Hardwarewelt ein.
Mit der neuen Technik halten auch neue Begriffe Einzug, wie
Hypertransport, PCI-X und SATA. Der folgende Artikel soll einen kurzen
öberblick über "Serial ATA", dem neuen
Festplatten-Schnittstellen-Standard geben.
Serial ATA ein serielles Übertragungsprotokoll, bei dem die
Bits von Datenwörtern über eine Leitung hintereinander
(seriell) gesendet werden, im Gegensatz zur parallelen
öbertragung, bei der die Bits eines Datenworts über jeweils
getrennte Leitungen laufen.
Früher ist man immer davon ausgegangen, dass eine parallele
Übertragung immer schneller sein müsste als eine serielle,
da eben mehrere Leitungen gleichzeitig verwendet werden.
SCSI und PCI sind beispielsweise schneller als USB und die
serielle Schnittstelle. Mit zunehmender Taktrate stellte sich aber
heraus, dass die öbertragung über zumeist parallel laufende
Leitungen auch zu übersprechen und Laufzeitdifferenzen
führten und eine Taktsteigerung irgendwann am Ende war,
während gleichzeitig die serielle öbertragung noch
wesentlich höhere Taktraten gestattete.
Dies führte zu einer Weiterentwicklungen von ATA zu SATA.
Auch bei SCSI geht die Richtung mittlerweile zu einer seriellen
öbertragung über.
SATA ist nicht die einzige neue serielle Technologie in den neuen
PowerMac G5. Auch der Hypertransport-Bus überträgt die
Datenbits seriell; er verwendet dafür jedoch nicht nur eine
Leitung, sondern parallel bis zu 32 Leitungen und das in jede
Richtung.
Der Hypertransport-Bus ist eine komplette Verschmelzung von
paralleler und serieller Technologie und vereint beide Welten.
In der aktuellen Spezifikation gestattet SATA bis zu 150
Megabyte/Sec, im Vergleich zum bisherigen ATA Standard mit 133 MB/Sec
ist das rechnerrisch eine Steigerung um 12.7 %
In der Praxis scheinen weder Geschwindigkeit noch CPU-Nutzung bei
SATA gegenüber EIDE signifikant besser geworden zu sein. Die
CPU-Nutzung soll sich angeblich verbessern. Testen kann ich das so
nicht.
Derzeit sind die Vorteile von SATA allerdings noch nicht so sehr
in der Geschwindigkeit zu sehen, sondern in anderen Features von SATA
zu finden.
Statt eines Flachbandkabels mit 40 Polen und entsprechend breiten
Steckern, wie bei ATA, verwendet SATA runde dünne Kabel mit 7
Leitungen und dementsprechend kleinen Steckern. Der Standard definiert
zudem auch noch einen Stromversorgungsanschluss mit 15 Adern, der 3.3,
5 und eine 12V Spannung bereitstellt.
Jedes Gerät ist bei SATA mit einem eigenen Kabel direkt mit
dem Controller verbunden. Damit entfällt die Notwendigkeit einen
Master und einen Slave per Jumper zu definieren oder darauf zu hoffen
das "CableSelect" funktioniert. Das ist Geschichte.
Defekte Stecker und Kabel beschränken sich somit auf ein
Laufwerk, nicht auf einen ganzen Bus, den man dann absuchen durfte.
SATA ist für das Betriebssysteme transparent, das gesamte
Datenhandling ist in die Steuerungselektronik der Geräte verlegt.
Daher gibt es auch schon Adapter die den Anschluß normaler
ATA Festplatten an einen neuen SATA Controller ermöglichen.
Copyright © Robert Schaffner (doit@doitarchive.de) Letzte Aktualisierung am 28. Dezember 2003 |
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