Serial ATA im Detail: Das sind die Vorteile gegenüber Ultra ATA

Hinzugefügte Features

ATA/ATAPI-7 hat Unterstützung für CRC-Fehlerüberprüfung an Bord, allerdings gilt diese nur für die Datenübertragung - Kontrollsignale werden nicht überprüft. Serial ATA erlaubt hingegen eine 32-bit-Fehlerkorrektur für alle übertragenen Bits. Auch wird mit Serial ATA das sogenannte Hotplugging möglich, was es dem Benutzer erlaubt, die Festplatte während des Betriebs vom System zu dekonnektieren.

Wie sieht die Zukunft aus?

Serial ATA befindet sich derzeit in der zweiten von insgesamt drei geplanten Generationen. Die Erste bot einen theoretischen Datendurchsatz von 150MByte/s und wurde Mitte 2002 eingeführt. Serial ATA 1.0 sollte der Einführung in das neue Interface dienen und Ultra ATA langsam aber sicher ablösen.

In der Mitte dieses Jahres folgte dann die Finalisierung des Standards der zweiten Generation mit verdoppelter Bandbreite (300MByte/s). Sie ist mit der ersten Generation abwärtskompatibel und auch als erste Phase von Serial ATA II bekannt, zieht jedoch bislang erst sehr zähflüssig in die Endanwenderwelt ein. Eine Eigenschaft dieser Revision ist, Serial ATA mit Features à la Port Multiplier und Port Selector (siehe folgende Abschnitte) auch in Servern und somit größeren Netzwerken zu integrieren; hier ist bis dato SCSI dominant. Um dies zu forcieren, wurden auch Möglichkeiten entwickelt, mehrere Platten-Arrays in Verbindung mit Hotplug-Racks zu nutzen. Für den Heimanwender dürften wiederum Management-Features von Interesse sein. Dazu zählt beispielsweise das automatische Regeln von Lüftern in Abhängigkeit der Laufwerks- und Umgebungstemperatur. Ferner wurde die maximale Kabellänge auf insgesamt sechs Meter erhöht.

Verläuft alles nach Plan, kommt in drei weiteren Jahren dann die erste Phase der dritten Serial-ATA-Generation, genannt Serial ATA III, die erneut eine verdoppelte Geschwindigkeit und somit theoretische 600MByte pro Sekunde aufweisen wird. Diese Generation ist allerdings nicht mehr mit der ersten, dafür aber mit der zweiten Generation abwärtskompatibel. Auch hier ist geplant, das Interface in den Grundzügen auch für anspruchsvollere Server und Netzwerke noch schmackhafter zu machen.

Command Queuing: TCQ versus NCQ

Bleiben wir ein Bisschen im Rahmen der Zukunftsmusik. Native Command Queuing, kurz NCQ oder zu Deutsch frei übersetzt native Befehlswarteschlangen, ist eines der am meisten erwarteten Features und zudem auch bereits ein Teil von Serial ATA II. NCQ soll die Leistung erhöhen, indem Festplatten erlaubt wird, mehrere Befehle zu akzeptieren und dessen Ausführreihenfolge intern entsprechend zu optimieren.

Prinzipiell ist das Konzept dieser Reorganisierung der Befehle für mehr Leistung nichts Neues; SCSI-Laufwerke können dies bereits seit einem Jahrzehnt. 1997 wurde dann auch der alten ATA-Spezifikation ein entsprechendes Protokoll hinzugefügt: Tagged Command Queuing, TCQ.

Als Ende 2001 die Serial-ATA-1.0-Spezifikation vollendet wurde, machte das ATA-TCQ-Protokoll noch nicht den besten Nutzen aus der ganzen Command-Queuing-Technik. Hinzu kam, dass zu dem Zeitpunkt lediglich ein einziger Festplattenhersteller das Protokoll hardwareseitig unterstützte - folglich war auch quasi so gut wie keine Unterstützung seitens Software gewährleistet. Dieser Mangel an Akzeptanz resultierte besonders aus der Tatsache, dass das TCQ-Protokoll einige Ineffizienzen aufweist, die bereits bei geringfügigen Warteschlangen, wie sie in der Desktop-Umgebung üblich sind, zu signifikanten Leistungsverminderungen führen.

Die Serial-ATA-II-Workgroup erkannte, dass eine Rundumerneuerung in dieser Hinsicht die bessere Lösung für Serial-ATA-Laufwerke darstellte und entwickelte deswegen das NCQ-Protokoll, das die Vorteile von Befehlswarteschlangen nutzen, jedoch frei von den Nachteilen des TCQ-Protokolls sein sollte.