Забелин Андрей
zyaboz@computery.ru

Итоги
Мы рассмотрели SCSI-диски разных
классов и пришли к выводу, что модели
среднего класса (как Fujitsu или WDE в данном
тесте) не имеет смысла использовать в
качестве замены существующим IDE-дискам.
Их применение оправдано лишь в том
случае, когда необходимое условие
работы - SCSI-архитектура. Последние диски
с интерфейсом IDE легко "сделают" их
по производительности даже в
мультизадачных средах. Что касается
дисков более высокого ранга, то вы
наверняка заметили, насколько
различаются заявленные характеристики
от результатов, полученных тестами. Это
говорит только об одном – для таких
дисков нужны быстрые машины и
качественные контроллеры. Иначе не
имеет смысла покупать 5 мс времени
доступа – вы все равно не сможете их
получить. К тому же, для таких дисков
нужен быстрый процессор, так как
поступающим объемам данных могут
потребоваться повышенные
вычислительные мощности.
Одним словом, похоже, сколько ни
гремели в уши производители о
доступности высокопроизводительных SCSI-винчестеров,
ситуация на рынке осталась той же: SCSI -
для серверов и рабочих станций, IDE - для
дома и офиса. К тому же, медленно, но
верно новые IDE-контроллеры становятся
все больше и больше функционально
похожи на своих "сказевых"
собратьев. Кто знает, может со
становлением новых архитектур
компьютеров эти стандарты сольются в
единое целое?
Об интерфейсе SCSI
SCSI (Small Computer System Interface –
интерфейс малых вычислительных
систем, произносится, вопреки всем
правилам, как "сказзи"), -
интерфейс системного уровня,
стандартизованный ANSI. Первая
спецификация SCSI была разработана в
1985 году, а идеей создания шины было
обеспечение аппаратной
независимости подключаемых к
компьютеру устройств определенного
класса. Шину SCSI образуют базовый
адаптер и кабель, работающие
независимо от остальных
компонентов компьютера.
Соответственно, обмен данными между
устройствами происходит внутри
этой связки без привлечения
центрального процессора, а значит,
независимо от работы системной шины.
Благодаря этому пропускная
способность шины SCSI потенциально
выше, чем у шин интерфейсов,
частично зависимых от работы
системной шины (например, IDE).
Сейчас на SCSI-шину "цепляют"
огромный список устройств - от
дисковых внутренних и внешних
накопителей (CD-ROM, винчестеры,
магнитооптика и т. д.) до фото- и
видеокамер. И если для сканеров,
стримеров и фотокамер преимущество
SCSI-шины - в универсальности, а
скорость передачи данных не так
критична, то для накопителей,
особенно винчестеров, этот
показатель является одним из
основных. В данном тесте мы
постараемся ответить на вопрос –
оправдано ли применение
высокотехнологичных SCSI-дисков в
домашних и офисных компьютерах, и
если оправдано, то какие диски
следует брать.
Эволюция стандартов SCSI
Спецификации SCSI строго
определяют физические и
электрические параметры интерфейса
и минимум команд. Применение этих
команд и стало основным
достоинством интерфейса SCSI, так как
сделало его управляемым.
Разработанная в декабре 1985 года
спецификация SCSI-1 предусматривала
передачу данных по шине с
разрядностью 8 бит и частотой 5 МГц.
Скорость передачи данных по шине SCSI
в стандартном асинхронном режиме (или
режиме handshake, т. е. когда после каждой
отправки данных требуется
подтверждение) составляет около 3 Мб/с.
При передаче в синхронном режиме
шина SCSI способна развить пропускную
способность около 5 Мб/с
В марте 1990 года была
разработана, а в 1992-м официально
одобрена спецификация SCSI-2 (Fast SCSI),
определяющая 18 базовых SCSI-команд (Common
Command Set, CCS), обязательных для всех
периферийных устройств, а также
дополнительные команды для CD-ROM и
другой периферии. Стало возможно
обмениваться данными без участия
центрального процессора. Появились
"очереди" – способность
принимать цепочки до 256 команд и
обрабатывать их автономно в
оптимизированном порядке. А если
контроллер исполнительного
устройства-адресата получил
команду, не требующую никаких
внешних взаимодействий, то этот
контроллер не будет занимать шину
до появления необходимости в
передаче каких-нибудь данных. Здесь
можно увидеть серьезное
преимущество SCSI перед IDE, особенно в
мультизадачных средах: IDE работает
как пассивный канал передачи
сигналов от центрального
процессора - она должна выполнить
сначала одну команду перед
инициацией другой.
Также появились расширения
спецификации, обозначения которых
часто можно видеть в прайс-листах.
Базовая 8-разрядная версия - Fast SCSI
(SCSI-2) - имеет пропускную способность
10 Мб/с. Модификация Wide SCSI-2 является
16-разрядным вариантом Fast SCSI (SCSI-2), и
соответственно имеет удвоенную
скорость передачи данных, а также
позволяет подключать до 15
периферийных устройств. Приставка
Ultra обозначает повышенную до 20 МГц
рабочую частоту, а контроллеры Ultra2
способны передавать данные на
частоте 40 МГц. Очень часто
встречаются обозначения Ultra Wide или
Ultra2 Wide. Это означает, что
используется комбинации вариантов.
Так, например, Ultra2 Wide устройства
могут обмениваться информацией с
максимальной скоростью 80 Мб/с.
Спецификация Ultra160/m SCSI была
принята 14 сентября 1998 года.
Основными компонентами Ultra160/m SCSI
явились: двойная синхронизация при
передаче данных (Double Transition Clocking),
контроль целостности данных за счет
использования циклического кода с
избыточностью (CRC), контроль
окружения (Domain Validation). Скорость
передачи данных в 160 Мб/с
достигается за счет использования
обоих фронтов сигнала запрос/подтверждение
для синхронизации данных.
Соответственно, это обеспечивает
разработчикам увеличить
быстродействие или надежность, так
как становится возможным
использовать полосу пропускания
шины до 160 Мб/с с существующими Ultra2
SCSI соединительными кабелями, либо
повысить надежность интерфейса Ultra2
SCSI (80 Мб/с), благодаря снижению
частоты, на которой происходит
синхронизация.
Что касается контроля
целостности данных за счет
использования циклического кода с
избыточностью (CRC), то в Ultra160/m
используется тот же самый метод,
который применяется в FDDI, в
локальных сетях на основе протокола
CSMA-CD и в волоконно-оптических
каналах передачи данных. Контроль
окружения представляет собой
интеллектуальную технологию,
заключающуюся в проверке
подсистемы хранения данных, включая
соединительные кабели, терминаторы,
и т. д. Эта технология контролирует
функционирование системы в
требуемых спецификациях, а в случае
возникновения опасности потери
данных даже понижает скорость
передачи.
По способу связи с
контроллером SCSI-устройства делятся
на два типа: использующие single-ended и
дифференциальный (differential, D)
электрические интерфейсы. В single-ended
интерфейсе используется один
проводник для каждого разряда
передаваемых данных или
управляющих сигналов и
соответствующий проводник для "земли",
причем информация передается
только по одному сигнальному
проводнику. В дифференциальном
интерфейсе сигнал разделяется на
положительную и отрицательную
составляющую и передается по паре
проводников, что дает возможность
передавать сигнал на большие
дистанции без помех. Выбор типа SCSI-трансивера
определяет максимальную длину шины
и число подключаемых устройств.
Большинство существующих SCSI-устройств
используют single-ended трансиверы, что
приводит к уменьшению длины кабеля
при увеличение скорости передачи
Дифференциальные трансиверы
преодолевают это ограничение, но
стоимость их намного выше. Решить
эту проблему призвана технология
Low-Voltage Differential (LVD), представляющая
гибрид двух вышеуказанных
технологий. Большинство новых
устройств поддерживают
универсальные трансиверы, которые
могут работать как single-ended и как LVD
трансиверы.
|
Тавлица 4
|
|
|
Разрядность,
бит
|
Максимальная
скорость передачи, Мб/с
|
Максимальная
длина кабеля / количество устройств
м./ штук
|
Количество
контактов в разъеме
|
Синоним
|
|
SCSI-1
|
8
|
5
|
6/7,25/6(D),12/6(LVD)
|
50
|
SCSI
|
SCSI-2
|
8
|
10
|
3/7, 25/6(D),12/6(LVD)
|
50
|
Fast SCSI-2, Fast SCSI
|
Wide SCSI –2
|
16
|
20
|
3/15, 25/15(D),12/15(LVD)
|
68
|
Fast Wide SCSI
|
Ultra SCSI -2
|
8
|
20
|
3/3,1.5/7,
25/6(D),12/6(LVD)
|
50
|
Fast-20 SCSI
|
Wide Ultra SCSI –2
|
16
|
40
|
3/3, 1,5/7,
25/15(D),12/15(LVD)
|
68
|
Fast-20 Wide SCSI
|
Ultra2 SCSI-2
|
8
|
40
|
12/7(LVD)
|
50
|
Fast-40 SCSI
|
Wide Ultra2 SCSI – 2
|
16
|
80
|
12/15(LVD)
|
68
|
Fast-40 Wide SCSI
|
Ultra160/m
|
16
|
160
|
12/15 (LVD)
|
68
|
Ultra3 Wide SCSI
|
Еще существует 80-ти
контактный разъем для подключения
устройств в режиме "горячей"
замены (Hot Swap). Особенность такого
разъема - присутствие контактов
питания наряду с контактами для
передачи данных и управляющих
сигналов.
Идентификация
Идентификация SCSI-устройств
происходит следующим образом:
каждому подключаемому устройству
присваивается отдельный
идентификационный номер - SCSI ID,
принимающий значения от 0 до 7 для 8-разрядной
шины, или от 0 до 15 - для 16-разрядной (Wide)
шины, причем ID устройства никак не
связан с его позицией в общей
цепочке подключенных устройств.
Хост-адаптер тоже считается
устройством, и обычно его ID=7 (для 8-битной
шины) либо 15 (для 16-битной шины).
Кроме того, каждый адресат может
обеспечить обслуживание до восьми
дополнительных устройств. Каждому
из них присваивается отдельный
номер LUN (Logical Unit Number - логический
номер устройства). Это может
пригодиться тогда, когда у вас
установлена библиотека с 8 CD-ROM
имеющая SCSI ID=6. В этом случае диски
логически различаются по LUN. Для
контроллера все это выглядит в виде
пар SCSI ID - LUN, то есть 6-0…6…7. Многие
современные адаптеры и SCSI-винчестеры
поддерживают режим SCAM (SCSI Configured
AutoMagically), представляющий собой
вариант Plug&Play. В режиме SCAM адаптер
автоматически распределяет номера
ID, но при этом все SCAM-устройства (но
не сам адаптер) должны сначала
работать с номером 6. Если
переферийных устройств много, то
адаптер распределяет номера ID так,
чтобы исключить конфликты
устройств. Как это и всегда бывает,
на практике следует проявлять
осторожность при использовании
режима SCAM: компьютер работает без
сбоев лишь тогда, когда все
устройства на SCSI-шине соответствуют
спецификации SCAM. В этом случае тоже
возможны проблемы, только иного
характера – поскольку при запуске
адаптер заново автоматически
перераспределяет номера ID, то диски
могут получить иные буквенные
обозначения.
Терминаторы
Функционирование шины SCSI
возможно только тогда, когда она
замкнута с обоих концов. Как правило,
на одном конце цепочки находится
базовый адаптер, а на другом -
последнее из подсоединенных к SCSI-кабелю
устройств. Замкнутость означает,
что на плате должна присутствовать
резисторная заглушка (часто -
фабричное положение перемычек).
Если на SCSI-контроллер "вешается"
лишь одно дополнительное
устройство (например, винчестер), то
в этом случае ковыряться с
перемычками даже не стоит – обычно
такой случай и предполагается
производителями, так что перемычки
стоят в нужном положении. Однако
если к шине подсоединяются
дополнительные устройства, то
следует удалить заглушки со всех
устройств, кроме первого и
последнего. Несколько более сложный
случай - когда в компьютере
установлены как внешние, так и
внутренние SCSI-устройства. Обычно
кроме внутренних портов SCSI-адаптер
имеет порт для внешних устройств.
Если использовать только одно такое
устройство, то проблем тоже не
возникнет, однако если нужно
подсоединить к шине еще хотя бы одно
внутреннее устройство, следует
удалить оконечный резистор (заглушку)
с самого адаптера для того, чтобы
крайнее внутреннее устройство
замыкало шину на одном конце, а
внешнее устройство - на другом.
LVDS
Стандарт LVDS (Low Voltage Differential
SCSI) появился в результате попыток
увеличить скорость передачи данных
и длину шины, незначительно
увеличивая стоимость изделий.
Понятно, что его отличия от
существующих стандартов SCSI не
должны были оказаться слишком
радикальными - иначе нельзя было бы
использовать уже имеющуюся
периферию. В итоге стандарт LVDS, как и
прежние версии SCSI, представляет
собой параллельную шину,
рассчитанную на те же средства
подключения, что и устройства Ultra
или Ultra Wide SCSI.
Для того чтобы
гарантировать скорость передачи
данных в пределах 40 - 80 Мб/с и
обеспечить гибкость выбора кабеля,
следовало найти замену
помехонеустойчивому интерфейсу
single-ended SCSI (D+ и "заземление"). Для
этого был выбран дифференциальный
способ передачи каждого бита данных
по двум линиям (D+ и D-). Однако
классический стандарт differential SCSI с
уровнем напряжения + 1,5 В (HVDS, High Voltage
Differential SCSI) оказался непригодным, так
как он требует наличия дорогих
микросхем (шинных формирователей),
которые невозможно интегрировать в
КМОП-чип. Из-за этого уровень
сигнала был снижен до + 60 мВ, и
расходы по сравнению с single-ended SCSI не
превысили допустимые границы.
Благодаря дифференциальной шине
интерфейс Wide Ultra2 SCSI способен
управлять максимум 15 SCSI-устройствами
(не считая самой адаптерной платы)
при суммарной длине кабеля до 12 м.
Стандарт LVDS совместим "сверху
вниз" с обычным single-ended SCSI. Это
реализовано посредством сигнала
Diffsens: устройство single-ended SCSI замыкает
его на корпус и таким образом
обеспечивает переключение
интегрированного шинного
формирователя в режим single-ended.
Однако это не означает, что
устройства LVDS и Ultra SCSI в смешанном
режиме могут использовать общую
шину по очереди - то в
дифференциальном, то в
асимметричном режиме. Если хотя бы
одно устройство заземляет сигнал
Diffsens, то все устройства цепочки
обязаны работать в режиме Ultra, то
есть с более низкой скоростью. Во
избежание падения
производительности, некоторые
изготовители контроллеров делят
шину SCSI на LVDS и обычное Ultra SCSI. Таким
образом, устройства обоих типов,
подключенные к отдельным шинам,
могут работать с полной нагрузкой.
|
Источник: http://www.computery.ru/upgrade/
|