Der Standardanschluss für Festplatten, CD-ROM-Laufwerke und Brenner war über lange Jahre hinweg die EIDE- oder ATA-Schnittstelle. Über ein Flachbandkabel werden die Daten parallel zum jeweiligen Gerät übertragen. Früher waren Festplatten so langsam, dass hier keine Probleme auftraten. Aber bei den Geschwindigkeiten, die die Harddisks heute erreichen, ist die Technik der parallelen Datenübertragung ausgereizt. Deshalb ist die Leitungslänge bei der zur Zeit schnellsten Verbindung (ATA 100) auf 45 Zentimeter begrenzt. In Big-Tower-Gehäusen sind diese aber schnell erreicht. Dann muss die Datenübertragungsrate reduziert werden, da die Bits sonst unterschiedlich schnell und mit verschieden hohen Pegeln am anderen Ende ankommen würden. Das lässt sich nur vermeiden, indem man die Taktrate und damit auch die Transferrate herabsetzt.
Weitere Punkte, die gegen eine Weiterentwicklung sprechen, sind die vielen Leitungstreiber (jede Daten- und Steuerleitung braucht einen eigenen Verstärker) und die großen, voluminösen und fehlerträchtigen Steckverbinder. Außerdem sind die bisher eingesetzten Flachbandkabel unflexibel und behindern zudem die in heutigen PCs unerlässlichen Luftströme zur Kühlung der Einzelkomponenten.
Serial ATA
Laufzeitunterschiede fallen bei Serial ATA komplett weg, da es nur eine einzige Signalleitung gibt. Diese eine Leitung bedingt nur einen Leitungstreiber, braucht damit also auch nur sehr wenig Strom. Die Stecker für Serial ATA sind sehr klein, haben nur vier Kontakte und sind deshalb nur wenig fehleranfällig. Zwei Drähte übertragen die Daten für den Schreibvorgang, über die anderen zwei laufen die gelesenen Daten. Da es sich bei Serial ATA über eine direkte Verbindung (Punkt-zu-Punkt-Verbindung) handelt, entfallen zukünftig Jumpereinstellungen wie Master oder Slave. Jedes Gerät wird über ein Kabel mit dem Controller verbunden. Die recht dünnen Kabel blockieren den Luftstrom im Rechner kaum. Außerdem ist eine Leitungslänge von einem Meter erlaubt. Bei all diesen Vorteilen fragt man sich, warum Serial ATA nicht schon viel früher ins Leben gerufen wurde? Serielle Verbindungen gibt es schließlich schon sehr lange. Man denke nur an die serielle Schnittstelle für die Maus oder ein Modem. Die Erklärung liegt in der Verfügbarkeit preisgünstiger Wandler. Schließlich muss das von der Festplatte parallel gelieferte Datenformat in ein serielles Format umgesetzt werden. Während die dazu erforderlichen Wandler bei der normalen seriellen Schnittstelle das noch recht gemütlich mit rund 115.000 Bit pro Sekunde erledigen, sind bei Serial ATA rund 1,5 Gigabit, entsprechen etwa 150 MB pro Sekunde, notwendig. Und solche Wandler sind erst seit kurzem preisgünstig zu haben. Diese Wandler erhöhen zwar die Komplexität und die Kosten, dafür können aber die leistungsfressenden Pufferverstärker entfallen.
Von der Software-Seite her gesehen ist Serial ATA vollkommen kompatibel zum alten Standard. Ein neuer Treiber soll nicht erforderlich sein. Denn die elektrische Wandlung und Protokollanpassung finden nur auf der untersten logischen Ebene in den Chips statt. Die Anwendung und Software-Treiber sind davon nicht betroffen. Entwickler müssen also nichts verändern, ergänzen oder neu kompilieren. Der Controller setzt dazu in einem internen Registersatz die ATA-, beziehungsweise ATAPI-Befehle in das neue serielle Protokoll um. Dabei kann er sogar einen Master/Slave-Betrieb emulieren, indem er die entsprechenden Befehle zu einem zweiten Port umleitet.
Übergangszeit
Bis die ersten Serial-ATA-Geräte in PCs anzutreffen sind, wird es wohl bis Ende 2001 dauern, eventuell auch noch länger. Festplattenhersteller werden auch nicht von heute auf morgen ihre gesamte Produktion umstellen und Platten mit dieser Schnittstelle anbieten. Damit die HD-Hersteller nun nicht während der Übergangszeit die doppelte Anzahl von Modellen vorrätig haben müssen, werden sie wohl einen Umsetzer bereit stellen, der einfach auf normale Parallel-ATA-Platten aufgesetzt wird. Dieses Verfahren wird schon länger bei den Firewire- (IEEE 1394) Platten eingesetzt. Denn obwohl es diese Schnittstelle schon seit Jahren gibt, verbergen sich dahinter immer noch normale ATA, oder Atapi-Geräte mit einem dazwischen geschalteten Umsetzer. Serial ATA wurde speziell für den Datentransfer über kurze Entfernungen in einem Rechnersystem entwickelt. Es soll nur Parallel-ATA ablösen. Zwar gibt es Ähnlichkeiten mit anderen seriellen Übertragungsarten, doch die sind eher zufälliger Natur. Nach Aussage von Intel hat Serial ATA keinerlei Auswirkungen auf USB, Firewire und SCSI.
Konkurrenz für USB und Co.?
SCSI soll weiterhin als Hochgeschwindigkeitsschnittstelle für professionelle Systeme dienen. Derzeit lassen sich mit SCSI bis zu 16 Geräte bei einer Datenübertragungsrate von 160 MB pro Sekunde verbinden. Die maximale Leitungslänge darf hier bis zu 12 Meter betragen.
USB erlaubt den Anschluss von 127 Geräten bei einer maximalen Entfernung von fünf Metern. Mit entsprechenden Hubs, zur Signalregenerierung, lassen sich sogar 35 Meter überbrücken. Die Transferraten sind bei USB 1.1 auf 1,5 und 12 Megabit pro Sekunde definiert, mit USB 2.0 soll die Rate auf bis zu 400 Megabit pro Sekunde gesteigert werden.
Firewire ist speziell für die Anbindung von Multimediageräten, wie beispielsweise digitale Kameras und Videorecorder, konzipiert. Theoretisch lassen sich über diesen Bus bis zu 1.024 Geräte ansteuern. Die Transferrate liegt zwischen 100 bis 400 Megabit pro Sekunde bei einer maximalen Entfernung von 4,5 Metern und soll in Zukunft auf 1,6 Gigabit pro Sekunde gesteigert werden.
Serial ATA weist zwar eine sehr hohe Transferrate von 1,5 Gigabit pro Sekunde auf, ist aber nur für eine maximale Entfernung von einem Meter ausgelegt. In Zukunft soll die Transferrate in der zweiten Generation auf drei, und in der dritten Generation auf sechs Gigabit pro Sekunde gesteigert werden. Die dritte Generation soll aber erst im Jahr 2007 vorgestellt werden.
ComputerPartner-Meinung:
Serial ATA wird über kurz oder lang Parallel-ATA ablösen. Doch bis es soweit ist, werden noch einige Jahre vergehen. In der Zwischenzeit werden die Systeme mehr oder weniger gleichberechtigt neben einander existieren. Ob sich allerdings SCSI in Zukunft mit den teuren und sehr breiten Kabeln noch viele Anwender halten kann, ist fraglich. (jh)