今日のハードドライブには、低レベルの機能を処理する内部制御回路が含まれています。これらの機能には、特定の情報にアクセスするためにドライブがどのように回転し、移動するかが含まれます。
さまざまな種類のハードドライブインターフェース
コンピュータは、次のようなさまざまなインターフェースを介してこの情報を要求します。
- SATA
- パタ
- IDE
- ファイアワイヤー
- SCSI （「スカジー」と発音します）
これらのインターフェースは比較的新しいものです。かつては、PC上の別のコントローラーがハード ドライブの低レベル機能を担当していました。これらのコントローラは低性能ドライブには十分でしたが、1980年代にデータ アクセス速度が向上し、電子機器が小型化するにつれて、ハード ドライブの物理的な位置を読み取るために必要な制御回路がドライブ自体に移行しました。エンジニアは新しい制御方法を必要としていました。
このニーズを満たすために、Shugart Associatesは、コンピューターとハード ドライブ間の制御を提供するShugart Associates System Interface (SASI) を開発しました。SASIは、特定の企業にちなんで公式標準に名前を付けることを避けるために、Small Computer System Interface (SCSI) としてANSIの下で標準化されました。
SCSIは、Adaptec、Apple、Sun、Atari、Amigaなどのさまざまなコンピューティング企業によって採用される標準となりました。一方、IBM PCは広く普及することはなかった。 SATA、IBMのATコンピューターにちなんで名付けられ、1984年にリリースされたAdvanced Technology Attachment (ATA) 標準を優先しました。ATAインターフェイスは家庭での使用に適したソリューションであり、一部のハイエンド ワークステーションでは、アドオン ハードウェアを通じてこのテクノロジを活用してパフォーマンス特性を向上させました。
SCSIとは何ですか?
伝統的 SCSIインターフェース コントローラから周辺機器に接続するリボン ケーブルと、50、68、または80ピンを備えたシングル コネクタ アタッチメント (SCA) プラグが含まれています。SCSIを考えるとき、最初に思い浮かぶデバイスはハード ドライブかもしれませんが、このインターフェイスは次のようなデバイスでも動作します。
- プリンター
- スキャナー
- CD-ROMドライブ
ある意味、SCSIは、今日知られているようなUSBが存在するずっと前から、一種の「ユニバーサル バス」として機能していました。最初に接続されたハード ドライブまたは別のデバイスは、ナロー バスでは最大8台のデバイス、ワイド バス コントローラでは最大16台のデバイスのデイジー チェーン接続を作成できます。
1990年代に登場したUSB標準とは異なり、ジャンパーまたはスイッチを使用して各デバイスに固有のIDを物理的に設定する必要がありました。このチェーンの末端のデバイスには、別のドライブにつながるケーブルではなく、物理的な終端ブロックが必要でした。より複雑なコンピューティング アプリケーションの場合、8台または16台のデバイスでは制限があるように思われるかもしれません。幸いなことに、一意のIDを論理ユニット番号 (LUN) にさらに細分化することができます。ディスク アレイなどの高度なデバイスを使用すると、ユーザーは各IDを個別にアドレス指定できます。
SCSI速度
オリジナルのSCSI-1規格は1秒あたり500万のデータ転送が可能でしたが、最終的にはFast-160 (DT) により160まで進化しました。データは8ビットのパラレル バスで転送されるため、1秒あたり500万回の転送は5MB/秒 (5Mb/秒とも表記) に相当します。その後のSCSI世代では、ワイド バスSCSIアーキテクチャを活用してデータ転送速度を2倍の320 MB/秒に高め、転送速度は1億6000万回/秒に向上しました。2003年には、640 MB/秒に対応する別の規格が市場に登場しました。残念ながら、より高度なデータ転送方法が登場したため、この方法は広く採用されることはありませんでした。
SCSIの欠点：SATAとSASインターフェースが取って代わる
2000年代半ばまで、SCSIは冗長性とパフォーマンス上の利点のために多数のディスクを配置するRAIDサーバーなどのハイエンド アプリケーションにとって実行可能なテクノロジであり続けました。このテクノロジーは最終的に、SATAやSASなどの新しいテクノロジー、さらに高度なUSBやFirewire接続に取って代わられました。興味深いことに、これらの頭字語を分解すると、SATAはSerial Advanced Technology Attachmentの略であり、これは1984年のATコンピューターおよび接続規格にまで遡る参照です。一方、SASはSerial Attached SCSIの略で、そのSCSIのルーツは頭字語の頭字語の背後に隠されています。
SASとSCSIを比較すると、従来のSCSIに比べてSASには次のような独自の利点があることがわかります。
- シリアル操作。SASテクノロジーは、データを8行または16行ではなく、1と0のシリアル文字列として送信します。並列接続では、符号間干渉やノイズなどの欠点がありましたが、シリアル操作によりこれらの問題が大幅に改善されました。
- スピード。2004年に市場に登場したSAS-1は3Gbit/sのデータ転送速度を実現し、2017年のSAS-4は驚異的な22.5Gbit/sのデータ転送速度を誇ります。この速度の向上は、元のSCSI-1の能力の500倍以上に相当します。
- コミュニケーション。SASは速度に加えてエクスパンダーも使用し、理論上の制限である65,535台のデバイス間の通信を可能にします。これを、従来のSCSIのチャネルあたり15個のデバイス制限 (コントローラ自体が16個のIDのうち1つを使用します) と比較してください。ボーナスとして、SASでは最後のドライブにターミネータは必要ありません。
SASは、近い将来、ハイエンドのデータ転送ソリューションとなると思われます。便利なことに、これらの拡張機能があっても、SASインターフェースは従来のSCSIと同じコマンド セットを使用するため、両者間の移行が容易になります。
多くのエンジニアは、SATAをコンシューマー レベルのATAの後継、または前世代とは異なるパラレルATAと見なしています。SATAは、日常的なコンピューティング タスクにサーバー レベルのパフォーマンスを必要としないユーザーにとって、低価格のオプションを提供します。
時代遅れの「ダム」ドライブからSASI形式が登場し、最終的にSCSIに取って代わられました。数多くの反復を経て、私たちは今日、2桁のギガビット転送速度と超並列ドライブ クラスターを享受しています。インターフェース技術が進化し続ける中、1970年代や1980年代のオリジナルのデータ収集情報の痕跡を今でも見ることができます。
この記事の作成に協力してくれたJohn Jensenに特に感謝します。