Small Computer System Interface

Abkürzung: SCSI

SCSI (Small Computer System Interface)

SCSI ist ein paralleler Busstandard für die Verbindung von Peripheriegeräten mit Computern, der ursprünglich für Festplatten, Bandlaufwerke, Scanner und optische Laufwerke entwickelt wurde. Anders als das einfachere ATA-Protokoll arbeitet SCSI mit einem leistungsfähigen Befehlssatz, der Warteschlangen, erweiterte Fehlerbehandlung und die Adressierung mehrerer Geräte über eine gemeinsame Schnittstelle ermöglicht. Die physische Verbindung erfolgt über ein mehrpoliges Kabel, das bis zu 8 oder 16 Geräte in einer Daisy-Chain-Topologie unterstützt, wobei jedes Gerät eine eindeutige ID besitzt. SCSI war über Jahrzehnte der dominierende Standard im Server- und Workstation-Bereich und bildet die Grundlage für die heutigen seriellen Nachfolger SAS und Fibre Channel.

Historische Entwicklung und Standards

Die erste SCSI-Spezifikation (SCSI-1) wurde 1986 von ANSI veröffentlicht und definierte einen 8-Bit-Bus mit 5 MHz Takt und einer maximalen Übertragungsrate von 5 MB/s. SCSI-2 (1994) fasste mehrere Kommandosätze zusammen, führte Fast SCSI (10 MHz, 10 MB/s) und Wide SCSI (16 Bit) ein und brachte den hochdichten 68-poligen HD68-Stecker. Die nachfolgenden Generationen Ultra (20 MHz, 20 MB/s), Ultra2 (40 MHz, 80 MB/s mit LVD-Signalisierung) und Ultra160 (bis zu 160 MB/s) steigerten die Taktfrequenz und nutzten differenzielle Signalübertragung (HVD, später LVD), um die Leitungslänge von anfänglich 6 Metern auf bis zu 25 Meter zu erweitern. Ultra320 erreichte mit doppelter Taktflanke und verbesserten Kabeln eine maximale Datenrate von 320 MB/s und wurde 2002 standardisiert.

Signalisierung und Terminierung

Parallel-SCSI verwendet eine Vielzahl von Steuerleitungen: Acht bzw. sechzehn Datenleitungen, Parity, RST, SEL, BSY, REQ, ACK, ATN und MSG. Die Arbitrierung um den Bus erfolgt durch ein verteiltes Protokoll, bei dem die Geräte nach ihrer ID priorisiert werden (ID 7 hat die höchste Priorität). Jedes Ende des SCSI-Busses muss mit einem Abschlusswiderstand (Terminator) korrekt abgeschlossen werden, um Reflexionen zu vermeiden. In älteren Systemen kamen passive oder aktive Terminatoren zum Einsatz, ab Ultra2 wurde Low Voltage Differential (LVD) eingeführt, das eine bidirektionale Signalübertragung mit 3,3 V erlaubt und automatische Terminierung unterstützt.

Steckverbinder und Topologie

Über die Jahrzehnte hinweg wurden verschiedene Steckerformen genormt. Die ursprüngliche 50-polige Centronics-Schnittstelle (SCSI-1) und der interne 50-polige Pfostenstecker wichen später dem 68-poligen HD68-Stecker, der 16-Bit-Breite und eine höhere Pin-Dichte bot. Für Hot-Plug-fähige Systeme wurde der 80-polige SCA (Single Connector Attachment) entwickelt, der Strom- und Datenleitungen in einem Stecker vereint und häufig in Backplanes zum Einsatz kommt. Die maximale Kabellänge hängt stark vom Signalisierungsstandard ab: Von 6 m (SE, Single Ended) über 25 m (HVD) bis 12 m (LVD). Jeder Teilnehmer benötigt eine eindeutige ID (0–7 bzw. 0–15), die meist über Jumper oder Drehschalter vergeben wird.

Ablösung durch SAS und heutige Bedeutung

Mit zunehmenden Übertragungsraten stieß die parallele Busarchitektur an physikalische Grenzen, weil die Signallaufzeiten auf den vielen parallelen Leitungen nicht mehr synchron gehalten werden konnten. Serial Attached SCSI (SAS) übernahm den etablierten SCSI-Befehlssatz und übertrug ihn auf eine serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit differentialer Signalisierung und mehreren Gbit/s. SAS ist vollständig abwärtskompatibel zu SATA und hat parallel SCSI im Servermarkt vollständig verdrängt. Dennoch finden sich SCSI-Systeme noch in älteren Servern, Bandarchiven und Spezialsystemen, und das SCSI-Kommandomodell lebt in SAS, Fibre Channel und iSCSI fort.