80年代のMac周辺機器環境を支えた高速インターフェース「SCSI」のご紹介
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80年代のMac周辺機器環境を支えた高速インターフェース「SCSI」のご紹介
80年代のMac周辺機器環境を支えた高速インターフェース「SCSI」をご紹介します。
| 1998年以前のMacシリーズのご紹介 | |
| Apple II | I II II Plus IIe IIc IIc Plus IIGS III |
| コンパクトマッキントッシュ | Macintosh128K 512K 512Ke Plus SE SE/30 Classic Classic II Color Classic |
| Macintosh II | II IIx IIcx IIci IIfx IIsi IIvi IIvx |
| Macintosh LC |
LC LC II LC III LC475 LC500 LC 630 5200 LC
|
| Macintosh Quadra | 700 900 950 800 840AV 600シリーズ(610 650 660AV 605 630) |
| PowerBook |
Macintosh Portable
68k：PowerBooks (100シリーズ(100 140 170 160 180 150 190)Duo(210 230) 500） PowerPC： PowerBooks (2300c 5300 1400 3400c 2400c G3） |
| Power Macintosh |
4400 7220
5000シリーズ (5200 LC 5300 LC5260 5400 5500） 6000シリーズ (6100 6200 6300 6400 6500） 7000シリーズ (7100 7200 8200 7300 7500 7600） 8000シリーズ (8100 8500 8600 9000シリーズ(9500 9600） Power Macintosh G3 |
| その他 |
Apple Lisa Baby Macintosh (中止)
Macintosh XL Macintosh Performa |
初代Macintoshは低速なシリアルポートを採用
初代Macintoshは、プリンタや通信用のモデムなどの周辺機器を外部接続するために比較的低速なシリアルポートを利用していました。シリアル接続タイプのハードディスクも発売されていましたが、スポーツカーで細い路地を走るようなもので実用的とは言い難かった・・・。
1986年：Macintosh Plusで高速パラレルバス規格「高速パラレルバス規格」を採用
そこで、1986年にMacintosh Plusをデビューさせるにあたり、AppleはSCSI(スカジー)と呼ばれる高速パラレルバス規格を採用します。
Small Computer SystemInterface略である「SCSI」は、パーソナルコンピュータなどの小型計算機システム向けのインターフェイス規格であり、ハードディスクメーカーのシーゲイト・テクノロジー(当時はシュガート・テクノロジー)が開発したSASI(Shugart Associates SystemInterface)をベースに拡張したものです。
主従関係を作らない「SCSI」ネットワークの仕組み
SCSIでは、入出力の要求を行う機器を「イニシエータ」、その要求を受けて結果を返す機器を「ターゲット」と呼び、バス上に複数のイニシエータが存在していても構わない。つまり、コンピュータと周辺機器の間に主従関係を作らず、接続されたすべてのデバイスが対等に扱われることが特徴で、普通はコンピュータがイニシエータとなり、周辺機器はターゲットとして機能する。この点では、Macも例外ではなかった。
| 「歴代ストレージインターフェース(速度/スピード)一覧」のご紹介 | |||
| テクノロジー | レート | 年 | |
| テレタイプ モデル 33 紙テープ | 80 bit/s | 10 B/s | 1963 |
| TRS-80 Model 1 Level 1 BASIC カセット テープ インターフェイス |
250 bit/s | 32 B/s | 1977 |
| C2N Commodore Datasette 1530 カセット テープ インターフェイス |
300 bit/s | 15 B/s | 1977 |
| Apple 2 カセット テープ インターフェイス | 1.5 kbit/s | 200 B/s | 1977 |
| Amstrad CPC テープ | 2.0 kbit/s | 250 B/s | 1984 |
| Single Density 8-inch FM フロッピー ディスク コントローラ (160 KB) |
250 kbit/s | 31 KB/s | 1973 |
| Single Density 5.25-inch FM フロッピー ディスク コントローラ (180 KB) |
125 kbit/s | 15.5 KB/s | 1978 |
| High Density MFM フロッピー ディスク コントローラ (1.2 MB/1.44 MB) |
250 kbit/s | 31 KB/s | 1984 |
| CD コントローラー (1×) | 1.171 Mbit/s | 0.146 MB/s | 1988 |
| MFM ハードディスク | 5 Mbit/s | 0.625 MB/s | 1980 |
| RLL ハードディスク | 7.5 Mbit/s | 0.937 MB/s | |
| DVD コントローラー (1×) | 11.1 Mbit/s | 1.32 MB/s | |
| ESDI | 24 Mbit/s | 3 MB/s | |
| ATA PIO Mode 0 | 26.4 Mbit/s | 3.3 MB/s | 1986 |
| HD DVD コントローラー (1×) | 36 Mbit/s | 4.5 MB/s | |
| Blu-ray コントローラー (1×) | 36 Mbit/s | 4.5 MB/s | |
| SCSI (Narrow SCSI) (5 MHz) | 40 Mbit/s | 5 MB/s | 1986 |
| ATA PIO Mode 1 | 41.6 Mbit/s | 5.2 MB/s | 1994 |
| ATA PIO Mode 2 | 66.4 Mbit/s | 8.3 MB/s | 1994 |
| Fast SCSI (8 bits/10 MHz) | 80 Mbit/s | 10 MB/s | |
| ATA PIO Mode 3 | 88.8 Mbit/s | 11.1 MB/s | 1996 |
| AoE over Fast Ethernet | 100 Mbit/s | 11.9 MB/s | 2009 |
| iSCSI over Fast Ethernet | 100 Mbit/s | 11.9 MB/s | 2004 |
| ATA PIO Mode 4 | 133.3 Mbit/s | 16.7 MB/s | 1996 |
| Fast Wide SCSI (16 bits/10 MHz) | 160 Mbit/s | 20 MB/s | |
| Ultra SCSI (Fast-20 SCSI) (8 bits/20 MHz) | 160 Mbit/s | 20 MB/s | |
| SD (High Speed) | 200 Mbit/s | 25 MB/s | |
| Ultra DMA ATA 33 | 264 Mbit/s | 33 MB/s | 1998 |
| Ultra Wide SCSI (16 bits/20 MHz) | 320 Mbit/s | 40 MB/s | |
| Ultra-2 SCSI 40 (Fast-40 SCSI) (8 bits/40 MHz) |
320 Mbit/s | 40 MB/s | |
| SDHC/SDXC/SDUC (UHS-I Full Duplex) | 400 Mbit/s | 50 MB/s | |
| Ultra DMA ATA 66 | 533.6 Mbit/s | 66.7 MB/s | 2000 |
| Blu-ray Controller (16×) | 576 Mbit/s | 72 MB/s | |
| Ultra-2 wide SCSI (16 bits/40 MHz) | 640 Mbit/s | 80 MB/s | |
| Serial Storage Architecture SSA | 640 Mbit/s | 80 MB/s | 1990 |
| Ultra DMA ATA 100 | 800 Mbit/s | 100 MB/s | 2002 |
| Fibre Channel 1GFC (1.0625 GHz) | 850 Mbit/s | 103.23 MB/s | 1997 |
| AoE over gigabit Ethernet, jumbo frames | 1 Gbit/s | 124.2 MB/s | 2009 |
| iSCSI over gigabit Ethernet, jumbo frames | 1 Gbit/s | 123.9 MB/s | 2004 |
| Ultra DMA ATA 133 | 1.064 Gbit/s | 133 MB/s | 2005 |
| SDHC/SDXC/SDUC (UHS-II 全二重) | 1.25 Gbit/s | 156 MB/s | |
| Ultra-3 SCSI (Ultra 160 SCSI; Fast-80 Wide SCSI) (16 bits/40 MHz DDR) |
1.28 Gbit/s | 160 MB/s | |
| SATA revision 1.0 | 1.500 Gbit/s | 150 MB/s | 2003 |
| Fibre Channel 2GFC (2.125 GHz) | 1.700 Gbit/s | 206.5 MB/s | 2001 |
| Ultra-320 SCSI (Ultra4 SCSI) (16 bits/80 MHz DDR) |
2.560 Gbit/s | 320 MB/s | |
| Serial Attached SCSI (SAS) SAS-1 | 3 Gbit/s | 300 MB/s | 2004 |
| SATA Revision 2.0 | 3 Gbit/s | 300 MB/s | 2004 |
| SDHC/SDXC/SDUC (UHS-III 全二重) | 2.5 Gbit/s | 312 MB/s | |
| Fibre Channel 4GFC (4.25 GHz) | 3.4 Gbit/s | 413 MB/s | 2004 |
| Serial Attached SCSI (SAS) SAS-2 | 6 Gbit/s | 600 MB/s | 2009 |
| SATA Revision 3.0 | 6 Gbit/s | 600 MB/s | 2008 |
| Fibre Channel 8GFC (8.50 GHz) | 6.8 Gbit/s | 826 MB/s | 2005 |
| SDHC/SDXC/SDUC (SD Express) | 7.9 Gbit/s | 985 MB/s | |
| AoE over 10GbE | 10 Gbit/s | 1.242 GB/s | 2009 |
| iSCSI over 10GbE | 10 Gbit/s | 1.239 GB/s | 2004 |
| FCoE over 10GbE | 10 Gbit/s | 1.206 GB/s | 2009 |
| Serial Attached SCSI (SAS) SAS-3 | 12 Gbit/s | 1.2 GB/s | 2013 |
| Fibre Channel 16GFC (14.025 GHz) | 13.6 Gbit/s | 1.652 GB/s | 2011 |
| SATA Express | 16 Gbit/s | 2 GB/s | 2013 |
| Serial Attached SCSI (SAS) SAS-4 | 22.5 Gbit/s | 2.4 GB/s | 2017 |
| UFS (version 3.0) | 23.2 Gbit/s | 2.9 GB/s | 2018 |
| Fibre Channel 32GFC (28.05 GHz) | 26.424 Gbit/s | 3.303 GB/s | 2016 |
| NVMe (M.2 U.2/ PCI Express 3.0 ×4 link) | 32 Gbit/s | 3.938 GB/s | 2013 |
| iSCSI over InfiniBand 4× | 32 Gbit/s | 4 GB/s | 2007 |
| NVMe (M.2 U.2/ PCI Express 4.0 ×4 link) | 64 Gbit/s | 7.876 GB/s | 2017 |
| iSCSI over 100G Ethernet | 100 Gbit/s | 12.392 GB/s | 2010 |
| FCoE over 100G Ethernet | 100 Gbit/s | 12.064 GB/s | 2010 |
| NVMe (M.2, U.2, U.3 EDSFF/ PCI Express 5.0 ×4 link) |
128 Gbit/s | 15.754 GB/s | 2019 |
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2023.12.16
最大8つの機器接続に対応した「SCSI」接続
そして、SCSI-1の8ビット幅のバスは、最大8つの機器接続に対応できたのですが、Mac内のインターフェイスボードがその1つにあたるため、実際にサポートできる周辺機器は7台でした。
現在主流のインターフェース「USB」は1バスあたり127台接続可能です。
当時、高速ストレージ・インターフェイスだった「SCSI」
業務用コンピューターで採用されていたストレージインターフェース「SCSI」は、ハードディスクドライブに接続すると最高転送速度40Mbpsを実現し、大容量(=数百KB~)ファイルを瞬時に扱えるという当時としては、夢の高速ケーブルでした。
周辺機器環境を充実させる「SCSI」ハブ要らずのデイジーチェーン接続(数珠つなぎ)
この高速ケーブルはSCSI対応の「スキャナ」「CD-ROMドライブ」追加の「ハードディスク」などをハブなどが要らずのデイジーチェーン接続(数珠つなぎ)で高価ではあるが、周辺機器環境を充実させることができました。
「SCSI」の難点、機器IDとターミネータ
高価ながら便利な「SCSI」ケーブルでしたがややこしかったのが「機器ID」と「ターミネータ」の存在です。
個々の機器に対してユーザが割り振る「機器ID」
「機器ID」は、接続した個々の機器に対してユーザが割り振る必要のある0〜6の番号のことで、新しくつないだハードディスクが正常に機能しないと思ったら、うっかりIDが重複していたことも・・・。
ケーブルの最初と最後に装着するアダプタ「ターミネータ」
また「ターミネータ」は、データ信号の反射を防ぐためにデイジーチェーンの最初と最後に装着するアダプタのようなものですが、取り付けても機器が認識されなかったり、機器をつなぐ順番を入れ替えてみたら動いたりと、予測不可能なことも多いという難点がありました。
そんなわけで、悪戦苦闘しながらも「SCSI」は高速伝送インターフェースとして80年代のMacを支えたのです。
SCSI（Small Computer System Interface）スカジー
ANSI(American National Standards Institute:米国規格協会)で標準化された汎用インターフェース規格。コンシューマ向けのPCではSerialATAが一般化する前の時代まで高速HDDや光学ドライブなどのインターフェースとして用いられてきました。
SCSIは、Shugart Associatesが開発したSASI(Shugart Associates System Interface)というHDDインターフェースをもとに、ANSIで標準化された汎用インターフェースです。
リンク
1986年、SCSI-1を規定
1986年にリリースされた最初の規格(SCSI-1)では、コマンド転送に使われている基本的な転送モードである非同期転送モードと、一般的なデータ転送に使われている同期転送モードを規定します。
前者は、タイミングを取り合いながら転送する方法で、オーバーヘッドが大きく、転送速度は最大で約1.5MB/sに制限されます。後者は、あらかじめタイミングクロックと応答を待たずに先送りできるクロック数を決めておき、その範囲内で連続転送を行なうモードで、最初の規格では、200ns(5MHz)のクロックを採用。最大5MB/sの転送速度でした。
SCSI-2（Small Computer System Interface-2）スカジーツー
バス幅と同期転送のタイミングが拡張されたSCSIの上位規格。バスは従来の8bitに加え、16bitや32bitを追加。タイミングクロックは、半分の100nsに短縮したFast-10が加わり、前者はWide SCSI後者は、Fast SCSIと呼ばれていました。
転送速度は8bitバス(いわゆるNarrow SCSI)なら10MB/s、16bitのWide SCSIは20MB/s。
SCSI-3（Small Computer System Interface-3）スカジースリー
この規格からSCSIは、さまざまな物理層とプロトコルを統合する規格に改められ、これまでのパラレル仕様のSCSIは、SPI(SCSI-3 Parallel Interface)として発展していくことに。
このSPIの拡張規格として1996年に承認されたFast-20は、タイミングを半分の50nsに縮めた高速版で、一般にはUltra SCSIと呼ばれていました。
SPI-2について
SPI-2では、バスにLVD(LowVoltageDifferential:低電圧の平衡型)インターフェイスが新たに加わり、LVD上でクロックをさらに半分(25ns)にしたFast-40を規定。一般にUltra2 SCSIと呼ばれているタイプで、最大転送速度は8bitバスで40MB/s、16bitバスで80MB/s。
SPI-3について
SPI-3では、クロックの両エッジを使って転送するDT(Double Transition)を追加。Ultra2 SCSIと同じクロックで、転送速度が2倍に向上するこのモードをFast-80と言う。一般にはUltra3 SCSI 16bitバスのWide SCSI版は、Ultra 160 SCSIと呼ばれているタイプ。
SPI-4について
SPI-4ではクロックを半分の12.5nsに短縮したFast-160モードが、SPI-5ではさらに半分の6.25nsに短縮したFast-320モードが追加されます(いずれもDT)。16bitのWide SCSIの転送速度から、それぞれUltra 320 SCSI、Ultra 640 SCSIと呼ばれていました。
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