Tierisch groß: Festplatten im Griff

Da haben wir nun den Salat: Auf der einen Seite gibt es je nach ATARI-Modell mehrere Schnittstellen, über die sich eine Festplatte anschließen läßt. Auf der anderen Seite hat man die Qual der Wahl zwischen diversen Festplatten-Standards. Wer blickt denn da noch richtig durch? Welche Platte läßt sich eigentlich an welchen ATARI anschließen?

Wollte man diese Frage pauschal beantworten läge man mit der Behauptung, es ließe sich jede handelsübliche Platte anschließen, gar nicht mal so falsch. Der Teufel steckt jedoch im Detail und je nach Computer und Platte sollte man sich über einige Fakten im Klaren sein, bevor man einen Hardwarekauf tätigt.

Der PC-Standard: IDE

Schaut man sich die heute verfügbaren Festplattensysteme an, wird man auf zwei Standards treffen: IDE und SCSI.

Der größte Vorteil von IDE-Platten dürfte darin bestehen, daß sie schlicht und einfach billig sind. Dies liegt einerseits daran, daß sie in sehr großen Stückzahlen gefertigt werden, andererseits besitzen diese Platten kaum Eigenintelligenz, was eine preiswerte Produktion erlaubt.

Schon seit dem Anfang des „PC-Zeitalters“ vor etwa 10 Jahren kämpfen IBM-kompatible Computer hinsichtlich der Ansteuerung von IDE-Platten mit einer Einschränkung, die erst in der letzten Zeit vermehrt zu Problemen geführt hat: Das BIOS eines PC ist in der Regel nicht in der Lage, Platten mit einer Kapazität von mehr als 512 MByte anzusteuern. Da der IDE-Bus den Anschluß von maximal zwei Geräten zuläßt (Master und Slave) ist bei einer Gesamtkapazität von 1 GByte bei Standard-PCs das Ende der Fahnenstange erreicht.

Inzwischen wurde die IDE-Spezifikation erweitert (EIDE), um einige dieser Nachteile zu umgehen. Für den ATARI-Anwender spielt dies jedoch nur eine untergeordnete Rolle, denn die Beschränkung hinsichtlich der maximalen Kapazität von IDE-Platten ist hier glücklicherweise nicht von Bedeutung: Egal ob es sich um einen ST mit nachgerüsteter IDE-Karte oder um einen Falcon030 handelt: Es lassen sich IDE- und EIDE-Platten mit einer Kapazität von bis zu 1 GByte ohne Einschränkungen ansteuern. Bei vielen Händlern, die mit IDE-Platten eher aus der Sicht des PC-Anwenders in Kontakt kommen, hat sich diese Tatsache allerdings noch nicht herumgesprochen und daher findet man hin und wieder noch die Ansicht, bei IDE-Platten mit einer Kapazität oberhalb von 512 MByte sei beim ATARI nichts zu machen. Dieser Wert kann in der Praxis zwar überschritten werden, aber empfehlenswert ist dies nicht.

Der ATARI ST bietet mit seiner ACSI-Schnittstelle (ATARI Computer System Interface) einen Bus an, der in vielen Punkten an die SCSI-Spezifikation angelehnt ist.

Beim Anschluß von SCSI-Festplatten an den ACSI-Bus ist allerdings zu beachten, daß in der Regel nur eine Kapazität von maximal einem GByte pro Platte angesprochen werden kann. In Abhängigkeit vom ACSI-Host-Adapter und vom Festplattentreiber mögen auch größere Platten in ihrer Kapazität ausgenutzt werden, aber hier gibt es kein allgemein anwendbares Verfahren. Weitere Einschränkungen des ACSI-Bus gegenüber der „echten“ SCSI-Spezifikation bestehen darin, daß der gesamte Kommandovorrat einer Festplatte wenn überhaupt nur mit Tricks abgerufen werden kann und daß keine Bus Arbitrierung möglich ist. Dazu später mehr. Schließlich läßt sich die Höchstzahl von acht Peripherigeräten am ACSI-Bus meist nur in der Theorie erreichen, da in der Praxis der Leitungswiderstand dem Anschluß von mehr als drei oder vier Geräten eine Grenze setzt. Grundsätzlich gilt: Je kürzer die Kabel, umso besser für Geschwindigkeit und Datensicherheit.

SCSI abgespeckt: Der ACSI-Bus des ST

Hätte ATARI beim Design des ST ein wenig mehr investiert, hätte man zugunsten eines vollwertigen SCSI-Bus, wie er beim TT und Falcon realisiert ist, auf den ACSI-Bus verzichten können. Aber bevor man sich nun über ATARIs Produktpolitik ärgert, kann man sich genauso gut darüber freuen, daß bereits 1985 so viel Weitsicht vorhanden war, überhaupt eine Festplattenschnittstelle zu entwickeln, die sich in Einklang mit dem heute so weit verbreiteten SCSI-Standard bringen läßt. Nur so ist es möglich, daß sich SCSI-Festplatten mit vertretbarem Aufwand am ST betreiben lassen. IBM-kompatible PCs, die bis zur Einführung des PCI-Bus vor gut einem Jahr keine vergleichbare Schnittstelle besaßen, lassen sich nicht so preisgünstig auf SCSI aufrüsten, wie es beim ST möglich ist. Ganz zu schweigen davon, daß Kompatibilitätsprobleme bei PCs kein Fremdwort sind, wenn es sich um SCSI-Platten und die dafür notwendigen Treiber dreht.

DMA-Zugriffe

Die Übertragung von Daten über ACSI und SCSI erfolgt beim ATARI stets über DMA-Zugriffe (Direct Memory Access). Dabei erhält der Controller der Festplatte direkten Zugriff auf den Hauptspeicher des Computers und kann Daten dort ablegen oder abholen, ohne daß der Prozessor des ATARI sich darum kümmern muß. Der Gedanke liegt nahe, den Prozessor in dieser Zeit anderweitig zu beschäftigen. Gerade dann, wenn man Dank MiNT/MultiTOS oder MagiC die Vorzüge des Multitaskings auf dem ATARI nutzen kann, könnten sich Datenübertragungen, bei denen die im Hintergrund laufenden Anwendungen nicht blockiert werden, positiv auf die Geschwindigkeit des Multitaskings auswirken. Nicht nur in der Theorie sondern glücklicherweise auch in der Praxis lassen sich solche nicht blockierenden DMA-Übertragungen beim ATARI realisieren. Die Voraussetzungen sind das TOS-kompatible Betriebssystem MagiC 3 sowie ein geeigneter Festpiattentreiber (z. B. aktuelle Versionen von CBHD oder HDDRIVER).

Bei IDE-Festplatten am ATARI sind nicht blockierende Zugriffe nicht möglich, denn in diesem Fall findet der DMA-Mechanismus keine Anwendung. Daher muß hier der Prozessor die Daten zwischen Platte und Rechner hin- und herschaufeln und so bleibt keine Zeit für andere Aufgaben.

Parität ist unerwünscht

Als eine der größten Hürden beim Anschluß von SCSI-Festplatten an die ACSI-Schnittstelle des ST hat sich die Paritätsprüfung. Bei der Parität, genaugenommen dem Paritätsbit, handelt es sich um ein zusätzliches Prüfbit, das während der Datenübertragung ausgetauscht wird, um zusätzliche Sicherheit gegen Übertragungsfehler zu gewinnen. Dies heißt nun nicht, daß ein Datentransfer, der ohne Paritätsprüfung ausgeführt wird, unsicher wäre. Aber je mehr Mechanismen zur Fehlererkennung, umso besser.

Eine Reihe von ACSI-Host-Adaptern insbesondere älteren Datums ist nicht in der Lage, die Paritätsinformationen der Platte zu verarbeiten. Dies führt dazu, daß sich Platten mit aktivierter Paritätserzeugung häufig nicht am ST betreiben lassen. Die Platte kann vom Treiber nicht erkannt werden, da es bereits auf Hardwareebene zu Protokollfehlern kommt. Ursprünglich ließ sich die Erzeugung des Paritätsbits durch Jumper auf der Platte steuern. Inzwischen sind diese Jumper jedoch zwecks Einsparung von Kosten bei der Herstellung der Platten verschwunden und eine Reihe von Einstellungen läßt sich nur noch per Software durchführen. Der SCSI-Standard sieht herstellerspezifische Erweiterungen des SCSI-Kommandosatzes vor, so daß sich auf diesem Weg gewisse Plattenparameter verändern lassen.

Was das Abschalten des Paritätsbits betrifft steht der Besitzer eines ATARI ST allerdings vor zwei Problemen. Zunächst einmal benötigt er Software, die in der Lage ist, die zum Umkonfigurieren der Platte erforderlichen Kommandos zu erzeugen. Hier stehen mehrere Produkte zur Auswahl, wie die Festplattensoftware von ICD, das SCSITOOL, DISKUS oder HDDRIVER. Insbesondere die weit verbreiteten Quantum-Festplatten aber auch einige andere Typen lassen sich mit diesen Programmen neu konfigurieren. Aber selbst wenn die erforderliche Software vorhanden ist, wird man als ST-Anwender nicht unbedingt glücklich: Kommt der ACSI-Host-Adapter mit der Paritätsinformation nicht klar, ist es auch mit ausgefeilter Software nicht möglich, die zum Abschalten der Paritätserzeugung notwendigen Parameter an die Platte weiterzureichen, denn diese läßt sich ja gar nicht erst ansprechen. So bleibt nur der Ausweg, die Platte vorübergehend an den „echten“ SCSI-Bus eines TT oder Falcon anzuschließen und dort die Neukonfigurierung vorzunehmen. Natürlich eignet sich zu diesem Zweck auch ein beliebiger anderer Computer mit SCSI-Schnittstelle, geeignete Software vorausgesetzt. Nach erfolgreicher Operation verhält sich die Platte am ST in jeder Hinsicht normal und kann ohne Einschränkungen benutzt werden. Natürlich sollte man sich nicht dazu verleiten lassen, die Paritätserzeugung auf dem ST wieder einzuschalten, denn dann geht das Spielchen von vorne los.

SCSI-2 bringt mehr

Wohl alle aktuellen SCSI-Festplatten genügen inzwischen dem SCSI-2 Standard. Dieser sieht gegenüber der älteren Spezifikation in erster Linie strengere Hardware-Normen vor, so daß sich die Übertragungsrate weiter steigern ließ. Für den ATARI ist dieser Umstand allerdings kaum von Bedeutung, da es die DMA-Hardware von TT und Falcon nicht zuläßt, mehr als 1.8 bis 1.9 MByte pro Sekunde über den Bus zu übertragen. (Diese Werte entsprechen den Daten, die man bei Messungen mit dem SCSITOOL erhält, das häufig als Referenz herangezogen wird.)

Nicht nur bei der Hardware gab es durch SCSI-2 Verbesserungen. Der Kommandoumfang der SCSI-Platten wurde in vielen Punkten erweitert und normiert, was für den Anwender einige Vorteile gebracht hat. So läßt sich bei SCSI-2 Platten einheitlich festlegen, ob die Platte ihren internen Lese- oder Schreibcache (falls vorhanden) verwenden soll. Diese Caches wirken sich spürbar auf die Geschwindigkeit bei der Datenübertragung aus.

Die häufig geäußerte Einschätzung, SCSI-2 Geräte ließen sich am ATARI nicht oder nur mit Einschränkungen betreiben, ist schlichtweg falsch. (Lösbare) Probleme kann es lediglich hinsichtlich der Bus Arbitrierung geben (s. u.). Für den Festplattentreiber macht es keinen Unterschied, ob er eine alte oder neue SCSI-Platte vor sich hat. Die vom Treiber benötigten Kommandos, die sich in erster Linie auf die Datenübertragung beziehen, sind stets gleich. Dem Autor ist bisher keine SCSI-Platte untergekommen, die sich nicht am TT oder Falcon betreiben ließe.

Problemkind: Falcon030 und SCSI

Ziemlich gebeutelt, was Schwierigkeiten mit SCSI-Platten angeht, sind die Falcon-Besitzer. Je nach Platinenrevision können hier Hardwarefehler dafür sorgen, daß beim Arbeiten mit SCSI-Geräten keine rechte Freude aufkommt. So treten bei der Datenübertragung sporadisch Timeouts auf oder das System hängt einfach. Diese Fehler können sich zwar schon im normalen Betrieb bemerkbar machen, treten aber insbesondere dann zu Tage, wenn die Bildschirmauflösung des Falcon durch Soft- oder Hardware erhöht wurde. Auch bei der Verwendung einer virtuellen Speicherverwaltung, bei der u. U. eine deutlich erhöhte Festplattenaktivität zu verzeichnen ist, manifestieren sich Fehler bei der Ansteuerung des SCSI-Bus besonders schnell. In all diesen Fällen ist die Falcon-Hardware für die Fehlfunktionen verantwortlich. Inzwischen gibt es mindestens fünf bekannte Hardwarefehler, die sich negativ auf die SCSI-Schnittstelle des Falcon auswirken können. Glücklicherweise sind Lösungen in Form von Hardwaremodifikationen bekannt, so daß jeder ATARI-Händler in der Lage sein sollte, bei Problemen mit der SCSI-Schnittstelle des Falcon Abhilfe zu schaffen. Allerdings fällt in diesem Zusammenhang auf, daß der Wissensstand der verschiedenen ATARI-Fachhändler nicht immer zufriedenstellend ist.

Flexible Busverwaltung durch Arbitrierung

Ursprünglich war es beim ATARI üblich, daß sich der Computer nicht näher bei einer Festplatte identifizierte, wenn Daten übertragen werden sollten. Die Situation ist ja scheinbar von vornherein klar: Der Computer (Initiator) ist der Herr auf dem Bus, die Festplatte (Target) hat sich danach zu richten. Während der Computer mit der Festplatte Daten austauscht, ist der Bus für andere Geräte blockiert. Dabei ist das Busprotokoll in der SCSI-Spezifikation weitaus flexibler geregelt. Jedes Gerät am Bus kann sowohl Initiator als auch Target sein und es ist durchaus erlaubt, daß die Platte die Verbindung zum Computer bei gewissen Operationen unterbricht, um zu einem späteren Zeitpunkt die Verbindung von sich aus wieder aufzubauen.

Inzwischen befinden sich SCSI-2 Platten auf dem Markt, die nur dann korrekt arbeiten, wenn der Computer in der Lage ist, sich gegenüber der Platte mit einer eigenen SCSI-ID zu identifizieren. Zwei prominente Beispiele für solche Peripherigeräte stellen die Festplatte Quantum Empire PD1080S sowie das MOD Fujitsu M2512A dar. Wann aber ist ein ATARI in der Lage, sich mit einer SCSI-ID auf dem Bus zu melden? Dies ist genau dann der Fall, wenn ein Treiber verwendet wird, der die Information über die SCSI-ID von TT oder Falcon, die im nicht flüchtigen RAM (NVM) dieser Computer abgelegt werden kann, an die Platte weitergibt. Dies tun insbesondere Festplattentreiber, die ein erweitertes Busprotokoll mit Bus Arbitrierung unterstützen. Bei Redaktionsschluß waren dem Autor mit CBHD, HuSHI und HDDRIVER, jeweils in aktuellen Versionen, lediglich drei Treiber bekannt, die diesen Modus optional anbieten. Ohne daß sich der Computer bei der Festplatte über seine SCSI-ID identifiziert lassen sich die oben genannten Platten nicht am TT oder Falcon betreiben. Am ST dürfte es unabhängig vom Treiber ohne Hardwarebasteleien gänzlich unmöglich sein, solche Platten zu verwenden, da der ACSI-Bus kein erweitertes Busprotokoll erlaubt. Die Zahl der Platten, die nur mit speziellen Treibern betrieben werden können, könnte in Zukunft durchaus steigen, da die SCSI-2 Spezifikation es als Standardmodus vorsieht, daß der Initiator sich gegenüber dem Target mit seiner ID identifiziert. Bisher lassen sich aber noch nahezu alle SCSI-Platten auch ohne diese Besonderheit nutzen, was als Zugeständnis der Plattenhersteller an ältere Systeme bzw. Treiber zu werten sein dürfte.

Unabhängig vom Festplattentreiber läßt sich ein Nachteil von Platten, die eine Initiatoridentifizierung voraussetzen, allerdings nicht ohne weiteres vermeiden: TOS kann nicht von solchen Platten booten. Abhilfe schafft eine TOS-Modifizierung, die allerdings für die meisten Anwender aus technischen Gründen nicht durchführbar sein dürfte.

Die Sonnenseite

Bisher war von Nachteilen der Bus Arbitrierung im Hinblick auf den ATARI die Rede. Klar, daß es auch Vorteile geben muß, denn andernfalls wäre dieser Modus nicht eingeführt worden. Und es gibt in der Tat Anwendungen der Arbitrierung, die für TT- oder Falcon-Anwender interessant sein können. Einen arbitrierenden Treiber vorausgesetzt lassen sich mehrere Computer und Festplatten (insgesamt bis zu 8 Geräte) an denselben Bus anschließen, ohne daß es zu Zugriffskonflikten kommet. So ist es beispielsweise möglich, einen TT und einen Falcon an eine gemeinsame Festplatte anzuschließen. Im einfachsten Fall verbindet man den Falcon direkt mit dem externen SCSI-Anschluß des TT, so daß beide Rechner die interne Platte des TT nutzen können. Selbst dann, wenn beide Computer gleichzeitig auf die Platte zugreifen, gibt es keine Kollisionen. Das Gerät mit der höheren SCSI-ID erhält die Priorität, das Gerät mit der niedrigeren Nummer muß den Zugriff solange aufschieben, bis der Bus nicht mehr blockiert ist. Um die Einhaltung dieses Protokolls kümmert sich der Festplattentreiber und damit er dies tun kann, muß er die Bus Arbitrierung aktiv unterstützen. Die Zuordnung der SCSI-Gerätenummer übernimmt ebenfalls der Treiber, der diese Daten aus dem nicht flüchtigen RAM von TT und Falcon auslesen kann. Es ist übrigens durchaus möglich, unterschiedliche Rechnersysteme (ATARI, Macintosh, PC) in einem solchen „SCSI-Netz" zu betreiben. Voraussetzung ist lediglich, daß die Hard- und Software aller Geräte die Arbitrierung unterstützt.

Nicht übersehen darf man allerdings, daß die beteiligten Rechner keine Informationen darüber austauschen, ob und wann sie Daten auf den angeschlossenen Platten verändern. Schreibt also Rechner A Daten auf die Festplatte, erhält Rechner B keine Kenntnis davon. Da gewisse Daten im RAM jedes der beteiligten Computer gecacht werden, kann es zu Inkonsistenzen in den Daten auf der Platte führen, wenn Rechner B nun seinerseits die Daten verändert, auf die Rechner A bereits schreibend zugegriffen hat. Wer also mehr als einen Computer an einer Festplatte betreibt, muß entweder sicherstellen, daß auf diese Platte ausschließlich Lesezugriffe erfolgen, oder aber Sorge dafür tragen, daß keine gemeinsamen Datenbereiche (Partitionen) der Platte verändert werden.

Grundsätzlich denkbar ist es, auf SCSI-Basis ein kleines Netzwerk aufzubauen, beispielsweise zur Direktübertragung von Daten zwischen zwei Computern. Zwar könnte dieses Netz aufgrund der eingeschränkten Leitungslänge kaum mehr als zwei oder drei Rechner miteinander koppeln, dafür wäre aber eine überaus hohe Übertragungsrate bei geringem Kostenaufwand gewährleistet. Wer weiß, vielleicht wird es für den ATARI einmal eine solche Lösung geben. Anbieten würde sich ein SCSI-Netzwerktreiber für die bewährte MIDICOM-Netzwerksoftware. Erste Versuche zur Programmierung geeigneter Software wurden bereits unternommen.

DOS-Kompatibilität

Zunehmend interessant geworden ist der Austausch von Daten zwischen einem ATARI und IBM-kompatiblen PCs. Es dürfte bekannt sein, daß das Format der Disketten bei beiden Systemen kompatibel ist, so daß einem Datenaustausch über dieses Medium nichts im Wege steht. Lediglich diejenigen, die noch mit TOS 1.00 oder 1.02 arbeiten, benötigen spezielle Software, damit ihre auf dem ATARI formatierten Disketten von einem PC erkannt werden.

Zur Freude der Hersteller von Festplatten und wohl eher zum Leidwesen der Anwender hat der Umfang von Programm- und Datenpaketen in den letzten Jahren so stark zugenommen, daß ein Datenaustausch auf der Basis von Disketten häufig nicht mehr in Frage kommt. Da bietet es sich an, Wechselmedien zu diesem Zweck zu verwenden. Für ca. 100,- verschafft man sich so bis zu 256 MByte Kapazität auf einem handlichen Datenträger. Die weit verbreiteten Wechselplatten der Firma Syquest gibt es in Versionen für den IDE- und SCSI-Bus, so daß sich jedes Rechnersystem mit diesen Massenspeichern ausstatten läßt. In einer ähnlichen Preislage wie die Wechselplatten bewegen sich magnetooptische Laufwerke (MODs), die ebenfalls mit Wechselmedien arbeiten und auch am ATARI eingesetzt werden können.

Nicht nur bei Disketten sondern auch bei Festplatten liegen bei PCs unter DOS/Windows und beim ATARI unter TOS grundsätzlich kompatible Dateisysteme vor. Dies gilt allerdings nur bis zu einer Obergrenze von 32 MByte pro Partition. Daten auf größeren Partitionen lassen sich nicht zwischen beiden Systemem austauschen. Dabei spielt es keine Rolle, welcher Festplattentreiber zum Einsatz kommt, denn die Inkompatibilität ist nicht durch die Treiber bedingt, sondern findet sich bereits tief im Betriebssystem.

Damit zumindest der Datenaustausch bei kleinen Partitionen reibungslos abläuft, sind einige Hinweise zu beachten. So ist der PC nicht in der Lage, Medien zu bearbeiten, die auf dem ATARI partitioniert wurden. Lediglich das Programmpaket SCSITOOL ist bisher in der Lage, Platten auf dem ATARI so einzurichten, daß auch ein PC mit ihnen klarkommt. Wer nicht im Besitz des SCSITOOL ist muß Sorge dafür tragen, daß ein Wechselmedium auf dem PC eingerichtet wurde (z.B. mit FDISK), um Zugriff in beiden Rechnerwelten zu haben. Die meisten Treiber für den ATARI (übrigens auch AHDI) erkennen DOS-formatierte Medien automatisch.

Was den Austausch von Daten auf Partitionen mit einer Kapazität von mehr als 32 MByte angeht, dürfte die einzig gangbare Lösung eine zukünftige Version des TOS-kompatiblen Betriebssystems MagiC sein. Es bleibt zu hoffen, daß MagiC einmal unter diesem Aspekt erweitert wird. Anders als mit grundlegenden Änderungen auf Systemebene läßt sich nämlich keine wirkliche Komoatibilität erzielen.

Gesammelte Werke

Beachtet man einige grundlegende Hinweise, kann man beim Kauf einer Festplatte für den ATARI eigentlich keinen gravierenden Fehler machen. Mag der ATARI auch unzureichend mit internen Schnittstellen in Form von Steckplätzen ausgestattet sein, so braucht man sich bei den externen Schnittstellen kaum zu beklagen.

Wer Hardware-Informationen zu einer bestimmten Festplatte benötigt und im Besitz eines Modems ist, sollte sich die Datei HDLIST.ZIP aus der Maus KL (0631-17…) besorgen. Hier sind Informationen über die Hardware von 823 Festplatten (IDE und SCSI) zusammengestellt, so daß sich viele Fragen mit diesen Daten klären lassen dürften.


Uwe Seimet
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