SCSI接口图文详解.docx
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SCSI接口图文详解.docx
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SCSI接口图文详解
目前存储设备的接口有五大类:
IDE、SCSI、USB,并行口,串口,其中并行口与串口的速度非常慢,不提也罢,最主要的就是IDE,usb,SCSI。
IDE(IntegratedDriveElectronics,电子集成驱动器)凭着其高速的传输和平常的价格,受到普通用户的欢迎,而usb设备大有后来者居上之势,
至于SCSI(SmallComputerSystemInterface,小型计算机系统接口),速度、性能和稳定性都比IDE要好,价格当然也要贵得多,主要面向服务器和工作站市场。
在过去的几年间,IDE进步得很快,UltraDMA33推出不到两年,UltraDMA66就上市了。
其实,SCSI的发展一点也不比IDE慢,只不过我们较少接触,对其了解不深而己。
SCSI的标准从1980年开始实行,但到现在还未统一,各厂商对它的命名不相同,容易令人混淆是最主要的原因,下文介绍了SCSI接口的各个方面,希望对准备购买SCSI设备的朋友有所帮助。
一、概述
SCSI是一种连结主机和外围设备的接口,支持包括磁盘驱动器、磁带机、光驱、扫描仪在内的多种设备。
它由SCSI控制器进行数据操作,SCSI控制器相当于一块小型CPU,有自己的命令集和缓存。
要了解SCSI,必须先了解它的类型,以下是STA(SCSITradeAssociation,SCSI同业公会)的标准分类。
SCSI的类型,注释:
(1)点到点传输的总线长度
(2)SCSI、UltraSCSI或Ultra2SCSI均是可选项
(3)LVD(LowVoltageDifferential,低分差动)没有定义它的速度,在 12米以内都能保持正常传输率。
如果在总线内有一个设备设置成单终 结,整个总线也会切换成单终结。
(4)单终结没有定义它的长度
(5)HVD(HighVoltageDifferential,高分差动)没有定义它的速度(6)在Ultra2之后,所有高速传输都是基于宽带(Wide)模式。
看到上述标准,是否觉得有点眼花缭乱,其实,对于一个新用户来说,了解SCSI控制器和数据线的类型比接口类型更重要。
在SCSI总线中,控制器也算一个设备,
即实际最大可连接设备数目=理论最大支持设备数目-1。
接着是所有SCSI规格公用的几个标准术语解释:
SingleEnded(单终结):
许多旧式设备都是单终结设备,它们限制于 SCSI-1协议的6米长度。
注意:
此距离包括设备内部电缆的距离。
Differential(分差动):
SCSI总线和设备可借助它来沿长传输的距离,附加线的最大长度为25米。
缺点是与单终结设备不兼容。
FastSCSI:
把第一代SCSI总线的速度从5MHz提高至10MHz,理论数据传输率也加倍到10MB/秒。
UltraSCSI:
把第一代SCSI总线的速度从5MHz提高至20MHz,理论数据传输率也加倍到20MB/秒。
WideSCSI:
它依靠第二条数据电缆或68针数据线来增加总线的性能,数据位宽为16或32bits,把传统SCSI的性能提升至2倍或4倍。
WideUltraSCSI:
利用68针数据线把总线性能提高到40MB/秒。
仅靠上面的描述,我们仍然不能准确地判断出一个SCSI总线的类型,必须同时了解它的总线宽度、总线速度、数据线类型和附加命令集才能达到目的。
二:
SCSI连接器的类型
SCSI连接器分为内置和外置两种。
内置数据线的外型和IDE数据线一样,只是针数和规格稍有差别,主要用于连接光驱和硬盘,40针IDE线有40根导线,40针ATA66有80根导线,SCSI内置则分为50针、68针和80针。
至于SCSI外置数据线,就有以下几种规格,它们的密度均不相同,千万别弄错了。
AppleSCSI,共有25针,分为两排,8位,常用于Mac机和旧式Sun工作站。
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SunMicrosystem的DD-50SA,共有50针,分为三排。
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SCSI-2,共有50针,分为两排,8位。
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Centronics,共有50针,分为两排,8位,有点像并行口,它可以连接的设备数目最多。
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SCA,共有80针,分为两排。
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SCSI-3和WideSCSI-2,共有68针,分为两排,16位。
旧式DEC单终结SCSI使用68针高密接口。
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三、SCSIID和总线终结器
相信许多SCSI用户都有这种经历,插上设备之后,操作系统怎样也不认,后来检查总线,才发现是终结和ID没有设置好。
ID(identify)作为SCSI设备在SCSI总线的唯一识别符,绝对不允许重复,可选范围从0到15,SCSI主控制器通常占用id7,即是说我们可以用在设备上的ID号共有15个。
总线终结器能告诉SCSI主控制器整条总线在何处终结,并发出一个反射信号给控制器,必须在两个物理终端作一个终结信号才能使用SCSI总线。
常见的错误是把终结设置在ID号最高或最低的地方,而不是设置在物理终端的SCSI设备上。
其实,SCSI设备总是以链形来连接的,按顺序就能分辨出哪一个是终结设备。
终结的方式有三种:
自终结设备、物理总线终结器和自终结电缆。
大多数新型SCSI设备都有自终结跳线,只要把非终结设备的自终结跳线设置成OFF即可避免冲突问题;物理总线终结器是一种硬件接头,又分为主动型和被动型两种,主动型使用电压调整器来进行操作,被动型利用总线上的能源信号来操作,被动型比主动型更为精确;自终结电缆可以代替物理总线终结器,也是一种硬件,它的价格非常昂贵,常用于两个主机连接同一个物理设备,如:
两个服务器存取同一个物理SCSI硬盘。
通过检查SCSIID和总线终结器,我们可以找出大多数冲突现象的解决方法,这是SCSI设备用户必须重视的一点。
四、IDEV.S.SCSI在面对新SCSI用户时,我最常听到的一个疑问是:
“究竟SCSI好,还是IDE好?
”。
这是个很难回答的问题,它包括了性能、价格、易用性、扩展性多方面因素。
从性能上说,SCSI当然要比IDE好,毕竟SCSI控制器上有一个相当于CPU的芯片,能够处理大部分工作,减轻了中央处理器的负担(CPU占用率)。
同一时间推出的硬盘中,SCSI系产品的转速、缓存容量和数据传输率均比IDE系高,要比速度,IDE怎样也比不过SCSI。
在价格方面,SCSI是昂贵的代名词,面向商业级应用,IDE则以低价格著称,面向桌面式计算机。
易用性:
使用SCSI的过程中,常会发生SCSIID和总线终结器设置错误,导致硬件不能识别的故障,IDE设备仅有主、副之分,在同一数据线上只有两个设备,只要分别设置为Master和Slave就不会有冲突。
扩展性:
能够连接多达15个设备是SCSI的优点之一,而标准PC的IDE接口,最多只能连接4个设备。
购买一样产品之前,我们最主要的是考虑到自己的需求,凭着这一点,很容易判断出哪个产品较适合你,仅说“好”与“不好”没有太大意义。
如果你用电脑来玩游戏机、看DVD、上网,IDE硬盘己能满足你的应用,SCSI仅会让Quake3增加几帧,绝对划不来。
若是用计算机来视频捕捉、影像编辑等要求大量磁盘输入/输出的工作,相信SCSI是你的上上之选,别为了省几个金钱而买IDE哦,否则会得不偿失的。
五、SCSI的未来SCSI是一种不断前进的技术,最近加入的规格有FibreChannelSCSI、IEEE1394(Firewire,火线)和SCSI3(160MB/秒),即将诞生的有SCSI4(320MB/秒)和SCSI5(640MB/秒)。
从SCSI3开始,SCSI能按照需要快速地提高性能,并拥有近乎完美的向后兼容性,保护了用户的投资。
随了速度的日益提升之外,SCSI也开始注重易用性,采用CAM(CommonAccessModel,公共存取模型)在众多SCSI命令集和程序调节之间加入了一个控制层,使SCSI的编程更为方便。
我坚信,科学的进步会把SCSI带上一个又一个技术高峰,未来的SCSI也一定会变得更便宜更好用。
现在的硬盘和硬盘控制器实在多得使人困惑,本文主要讨论各种硬盘的选用,所依据的出发点无非就是如下两点:
1)容积大小
2)性能高低两条。
有一点非常重要的建议:
在电脑里专门使用第二块硬盘来存放音频文件,这样你可以获得最多的音轨数和最好的系统性能。
主要的理由是:
许多系统硬盘太慢(转速低),此外操作系统和音乐软件经常要访问硬盘,会与录音任务发生冲突,占用读、写时间,使录放的轨数受到限制,增加了发生错码噪声的机会。
当前有许多不同的硬盘类型和驱动可供选用,从中做出正确选择不是一件容易的事。
硬盘(harddisk)或称硬驱(harddrive)是电脑的基本。
存储设备,内部有一些铝、玻璃或陶瓷制作的盘片,表面附有存放数据的磁性材料。
每一盘片通常备有2个读/写磁头。
硬盘控制器(HardDriveController)是电脑里的控制部件,管理硬盘数据和信息的流动,通常使用两种类型的控制器:
IDE和SCSI,IDE是IntegratedDriveElectronics(集成驱动器电子)的缩写,SCSI是SmallComputerSystemsInterface(小型计算机系统接口)的缩写。
IDE
IDE控制器经常制作在主板中,最多能够支持4个硬盘,每秒传输数据最多可达66Megabytes(MB),但是许多IDE控制器仅能达到33Megabytes。
IDE控制器有几种变体,常见的就是ATA"AdvancedTechnologyAttachment"(附加高级技术),ATA是IBM发明的装在硬盘里的第二个控制器,能够大大加快数据的传输速度。
当前进一步提高了性能的ATA-3和ATA-4正被音频工作站广泛使用。
如果你不清楚你电脑里用的那一种控制器,可以查阅主板和硬盘的手册。
ATA又可以分为以下几种:
ATA-1
原始的硬盘控制器,与IDE是同一个概念。
ATA-2
通常看作快速ATA(FASTATA)或增强的IDE(EIDE)。
EIDE最先由WesternDigital推出,实用新的BIOS,容许管理504MB容量的硬盘。
Quantum和Seagate同时推出FastATA,能够更快的传输数据,支持大于504MB的容量,可以联接4个设备,包括CD-ROM和磁带机等。
ATA-3
ATA-3紧跟着ATA-2推出,但是性能没有多少改善,通常ATA-3等同于EIDE或FastATA。
ATA-4
ATA-4又称作UltraATA或UltraDMA,包含ATAPI4规定。
ATAPI是"ATAttachmentwithPacketInterface"的简称,允许CD-ROM和磁带机与ATA硬盘共享ATA总线,ATA-4是今天电脑使用最多的控制器。
ATA-5
ATA-5是正在开发中的规定,能够支持超过66MB速度的传输,同时通过改善内部算法提高了可靠性。
要求使用新的UDMA80电缆,新的主板将支持ATA-5。
Apple-ATA
许多Macintosh电脑包括G3和G4也执行IDE,EIDE或UDMA规定,可以使用任何标准的PC硬盘,不过要另外做格式化。
数据吞吐量
因为多种ATA规格的推出,引伸出吞吐量的有关规格:
ATA/66
最大数据吞吐量为每秒66MB。
ATA/100
类似ATA/66,但是最大数据吞吐量为每秒100MB,主板和硬盘必须同时支持ATA/100,有一些第三方生产的PCI卡可以帮助电脑运行ATA/100驱动。
SCSI
SCSI(发音如scuzzy)是非常先进的硬盘控制器,但是通常它的价格高于IDE因此难于普及。
SCSI能够支持多件硬盘和CD-ROM、扫描仪等设备,可以用菊花链的方式联接多达30件设备和外围,最适合需要巨大容量的录音棚采用。
SCSI控制器传统上就比IDE快,现在更能够达到每秒160MB的速度,正在开发的新控制器甚至可以达到每秒320MB。
就象IDE,SCSI也有一些不同的版本,如果你的DAW需要最好的性能,使用24bit/96Khz或24bit/192KHz规格的标准,存储大量的数据,应当首先考虑SCSI。
在系统中使用SCSI需要两方面的设备:
SCSI控制器,通常表现为一块PCI卡,和SCSI设备如硬盘,CD-ROM等,它们需要用SCSI电缆联接。
最终的选择取决于你的预算和工作性质,如果希望你的DAW有最多的音轨,应当使用15,000RPM(每分钟转数)的SCSI160硬盘。
SCSI的有关规定
SCSI-1
SCSI1是1986年的原始规定,第一个SCSI标准。
最多允许联接7件设备,最大传输速度每秒5MB,在当时具有划时代的意义。
SCSI-2
SCSI2又称为FastSCSI(快速SCSI),在SCSI1的基础上做了诸多改善,但是直到1994年之前没有普遍应用。
SCSI-2精简了一些莫名其妙的选项,增加了可靠性,把传输速度提高到每秒10MB。
FastWideSCSI
FastWideSCSI是SCSI2的一种类型,总线宽度增加一倍,成为16bit总线,传输速度提高到每秒20MB,一个控制器可以联接14件设备。
UltraSCSI
UltraSCSI也是SCSI2的一种类型,使用原始的8-bit总线,但是最高传输速度为每秒20MB,单个控制器可以连接的设备仍是7件。
UltraWideSCSI
UltraWideSCSI有称作WideUltraSCSI,如同FastWideSCSI一样使用16bit总线,最高传输速度为每秒40MB,一个控制器可以联接14件设备。
Ultra2SCSI
Ultra2SCSI使用8bit总线,但内部时钟速度加倍,最高传输速度达到每秒40MB,单个控制器可以连接的设备仍是7件。
WideUltra2SCSI
WideUltra2SCSI在一段时间内是最快的SCSI,使用16bit总线,最高传输速度为每秒80MB,内部时钟速度加倍,一个控制器可以联接7件设备。
Ultra3SCSI
Ultra3SCSI又称为SCSI160,是极快的SCSI标准。
使用32bitPCI槽的控制器最高传输速度为每秒80MB,使用64bitPCI槽的控制器最高传输速度为每秒160MB,一个控制器可以联接14件设备。
SCSI3已经慢慢的降低了价格,它将是24bit/96KHz录音硬盘的最佳选择。
Ultra320SCSI
Ultra320SCSI是新的SCSI标准,刚刚开始应用。
UltraSCSI320使用32bitPCI槽允许最高传输速度为每秒160MB,使用64bitPCI槽的控制器最高传输速度为每秒320MB。
SCSI320使用16bit总线,兼容SCSI160。
现在服务器上采用的硬盘接口技术主要有两种,SATA和SCSI,使用SAS硬盘的产品目前也已经上市,当然还有高端的光纤硬盘,其中前两种是最常见的。
下面我们就SATA、SCSI、SAS等接口技术作简单介绍。
SATA
SATA(SerialAdvancedTechnologyAttachment)是串行ATA的缩写,目前能够见到的有SATA-1和SATA-2两种标准,对应的传输速度分别是150MB/s和300MB/s。
SATA主要用于已经取代遇到瓶颈的PATA接口技术。
从速度这一点上,SATA在传输方式上SATA也比PATA先进,已经远远把PATA硬盘甩到了后面。
其次,从数据传输角度来看,SATA比PATA抗干扰能力更强。
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SATA-1目前已经得到广泛应用,其最大数据传输率为150MBps,信号线最长1米。
SATA一般采用点对点的连接方式,即一头连接主板上的SATA接口,另一头直接连硬盘,没有其他设备可以共享这条数据线,而并行ATA允许这种情况(每条数据线可以连接1-2个设备),因此也就无需像并行ATA硬盘那样设置主盘和从盘。
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另外,SATA所具备的热插拨功能是PATA所不能比的,利用这一功能可以更加方便的组建磁盘阵列。
串口的数据线由于只采用了四针结构,因此相比较起并口安装起来更加便捷,更有利于缩减机箱内的线缆,有利散热。
SCSI
SCSI(SmallComputerSystemInterface)是一种专门为小型计算机系统设计的存储单元接口模式,可以对计算机中的多个设备进行动态分工操作,对于系统同时要求的多个任务可以灵活机动的适当分配,动态完成。
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SCSI规范发展到今天,已经是第六代技术了,从刚创建时候的SCSI(8bit)、WideSCSI(8bit)、UltraWideSCSI(8bit/16bit)、UltraWideSCSI2(16bit)、Ultra160SCSI(16bit)到今天的Ultra320SCSI,速度从1.2MB/s到现在的320MB/s有了质的飞跃。
目前的主流SCSI硬盘都采用了Ultra320SCSI接口,能提供320MB/s的接口传输速度。
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SCSI硬盘也有专门支持热拔插技术的SCA2接口(80-pin),与SCSI背板配合使用,就可以轻松实现硬盘的热拔插。
目前在工作组和部门级服务器中,热插拔功能几乎是必备的。
SAS
SAS是SerialAttachedSCSI的缩写,即串行连接SCSI。
2001年11月26日,Compaq、IBM、LSI逻辑、Maxtor和Seagate联合宣布成立SAS工作组,其目标是定义一个新的串行点对点的企业级存储设备接口。
SAS技术引入了SAS扩展器,使SAS系统可以连接更多的设备,其中每个扩展器允许连接多个端口,每个端口可以连接SAS设备、主机或其他SAS扩展器。
为保护用户投资,SAS规范也兼容了SATA,这使得SAS的背板可以兼容SAS和SATA两类硬盘,对用户来说,使用不同类型的硬盘时不需要再重新投资。
目前,SAS接口速率为3Gbps,其SAS扩展器多为12端口。
不久,将会有6Gbps甚至12Gbps的高速接口出现,并且会有28或36端口的SAS扩展器出现以适应不同的应用需求。
总结:
由于SCSI具有CPU占用率低,多任务并发操作效率高,连接设备多,连接距离长等优点,对于大多数的服务器应用,建议采用SCSI硬盘,并采用最新的Ultra320SCSI控制器;SATA硬盘也具备热插拔能力,并且可以在接口上具备很好的可伸缩性,如在机架式服务器中使用SCSI-SATA、FC-SATA转换接口,以及SATA端口位增器(PortMultiplier),使其具有比SCSI更好的灵活性。
对于低端的小型服务器应用,可以采用最新的SATA硬盘和控制器。
确定了硬盘的接口和类型后,就要重点考察上面提到的影响硬盘性能的技术指标,根据转速、单碟容量、平均寻道时间、缓存等因素,并结合资金预算,选定性价比最合适的硬盘方案。
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