揭開SCSI系統神秘的面紗

前言及SCSI特點介紹

　　現在的存儲器雖然出現了如USB、IEEE1394等新型接口類型，但總得來看，還是分為兩大陣營，一類為IDE，另一類就是SCSI，IDE是普通家用PC硬盤所用的接口，也是我們最常經常接觸的硬盤接口；而SCSI主要是面向高端存儲器市場，因此在普通PC上并不常見，這或多或少給大家增加了一份秘的色彩，筆者希望通過此文能讓大家對SCSI技術有所了解，揭開SCSI的神秘面紗。

    　　SCSI的全稱為Small Computer System Interface 即小型計算機系統接口，它最早研制于1979年，從名稱上想必大家就可猜出它最早是專為小型機而設計的存儲器接口，不過隨著電腦技術的發展，慢慢它被移植到普通電腦上了?，F在在一些高端服務器或者工作上都能看到SCSI的蹤跡，它廣泛應用于如掃描儀、SCSI硬盤、磁帶備份器等產品中。

    SCSI的特點

    　　相對于普通家用電腦的IDE接口，SCSI有它獨特的一些特點。首先、SCSI適應面很廣：在使用IDE接口時，你會受到IRQ（中斷號）及IDE通道的限制，一般情況下每個IDE通道占用一個IRQ，而一塊標準的主板只有兩個IDE通道（即IDE1與IDE2插槽），每兩個設備要占用一個IDE通道，因此一塊標準的主板上最多只能連接四個IDE設備，雖然你可以通過增加IDE控制卡等其它方式來增加可連接設備的數量，但總共連接的IDE設備數最多也不能超過15個。使用SCSI則可以使連接設備數超過15個，而且所有設備只占用一個中斷號，因此它的適應面比IDE要廣得多。

    　　其次、SCSI的帶寬很寬：目前最新的SCSI接口類型–Ultra 320/SCSI所支持的最大總線速度為 320MB/s，雖然實際使用時可能達不到這個理論值，但上百兆比特的傳輸率在SCSI上還是能夠達到了。而現在最快的IDE接口 Ultra ATA/100，它在理論上只能支持 100MB/s的外部數據傳輸率，而且由于普通IDE硬盤及其它各方面的限制，在普通PC上IDE所能實現的最大傳輸率還不足50MB/s，這還不及Ultra 320/SCSI的一半。

    　　第三、SCSI支持多任務、CPU占用率很低：由于使用SCSI系統必須要有SCSI控制卡或適配器，在控制卡會有獨立的芯片負責SCSI數據的處理；當CPU將指令傳輸給SCSI后，隨即去處理后續的指令，其它的相關工作就交給SCSI控制卡上的芯片自行處理，等SCSI處理完畢后，再發出控制信號給CPU，CPU進行后續的處理…因此不難想像SCSI系統對CPU的占用率是很低得；至于SCSI的多任務性則表現在它允許對一個設備進行數據傳輸的同時，另一設備對其進行數據查找，這在如網絡服務器系統中非常重要得，因為它們經常需要同時處理許多并行請求，此時如果存儲系統不支持多任務性，那存儲系統都不知道該去響應誰的請求了。

    　　第四、SCSI系統昂貴：由于SCSI能給用戶帶來很高的系統性能同時具有很好的并行處理能力，因此它也是價值不菲，一般組建一套完整的SCSI系統，其設備與控制器是必不可少得，就假如我們需要用SCSI硬盤，那除此你還需另外購買一塊SCSI控制卡，這不像IDE硬盤，買來直接插在主板上即可使用。而且SCSI設備的價格一般比普通接口的設備都來得貴，所以總得來說SCSI系統是很昂貴，正因此在普通PC上不常見它們的蹤影。

SCSI工作模式介紹

　　上面我們提過了，目前最快的SCSI接口是Ultra320 SCSI，它的最高數據傳輸率高達 320MB/s，而最早的SCSI所支持的最快傳輸率只有 5MB/s，從5提高到320MB/s，SCSI也經歷了數代更新發展?？偟脕碚f，SCSI可分為如下幾種工作模式，從此我們可以看出SCSI的發展歷程。

    　　1、SCSI-1 ??它是最早的SCSI接口，在1979年由Shugart（希捷公司前身）制訂的，在1986年獲得美國標準協議承認的SASI（Shugart Associates System Interface，施加特聯合系統接口）；它的特點是支持同步和異步SCSI外圍設備，支持8臺8位的外圍設備，最大數據傳輸率為 5MB/s，支持 Worm外圍設備。

    　　2、SCSI-2 ??它是SCSI-1的后續接口，是1992年提出，也稱為 Fast SCSI；如果采用原來的8位并行數據傳輸則稱為 Fast SCSI，它的數據傳輸率為 10MB/s，最大支持連接設備數為8臺；后來出現了采用 16位的并行數據傳輸模式即 Fast Wide SCSI，它的數據傳輸率提高到了 20MB/s，最大支持連接設備數為16臺。

    　　3、SCSI-3 ??它是在SCSI-2之后推出了 Ultra SCSI；如果采用原來的8位并行數據傳輸時稱為 Ultra SCSI，它的數據傳輸率為 20MB/s，最大支持連接設備數為8臺/4臺；在將并行數據傳輸的總線帶寬提高到 16位后出現了 Ultra Wide SCSI，它的傳輸率又成倍提高，即達到了 40MB/s，最大支持連接設備數為 16臺/8臺/4臺。

    　　4、Ultra2 SCSI ??它是在Ultra SCSI的基礎上推出的SCSI接口類型，于1997年提出，采用了LVD（Low Voltage Differential，低電平微分）的傳輸模式，允許接口電纜的最長為12米，這大大增加了設備的靈活性；與上面幾種SCSI接口一樣，它也分為采用8位的Narrow 模式和采用16位的Wide模式，8位的Narrow 模式即為 Ultra2 SCSI，它的傳輸率為 40MB/s，最大支持連接設備數為 8臺；而采用 16位的Wide模式則稱為 Ultra2 Wide SCSI，它將傳輸率提高到了 80MB/s，最大支持連接設備數為 16臺。

    　　5、Ultra3 SCSI ??它是Ultra2 SCSI的更新接口，于1998年9月份提出，它除支持現有的SCSI規格，使用和Ultra2 SCSI 完全一樣的接口電纜及終結器外，還包含了一些新功能；首先 Ultra3 SCSI采用雙緣傳輸頻率（Double Transition Clocking），而Ultra2 SCSI采用得是單緣傳輸頻率，因此Ultra3 SCSI 的傳輸率是前者的兩倍，即160MB/s；此外Ultra3 SCSI還提供了領域確認（Domain Validation）、CRC（Cyclic Redundant Check，冗余循環校正）、封包化（Packetized Protocol）、快速仲裁選?。≦uick Arbitrate & Select）這幾項新功能；為了加快 Ultra3 SCSI新技術的推出，很多廠商首先推出了Ultra160/m SCSI，Ultra160/m SCSI的技術和Ultra3 SCSI一樣，只是沒有快速仲裁選取和封包化這兩項功能，可以說Ultra160/m SCSI就是Ultra3 SCSI的子集。

    　　6、Ultra320 SCSI ??它的全稱為Ultra320 SCSI SPI-4技術規范，它是作為下一代的SCSI標準。Ultra320 SCSI 單通道的數據傳輸速率最大可達320M/秒，如果采用雙通道SCSI控制器可以達到640M/秒。從基礎架構的發展來看，160M/秒到320M/秒的提升在技術上并不復雜，花費也不大，因此對于系統集成商來說，服務器從SCSI Ultra160 到Ultra320 SCSI的技術過渡是非常容易實現。

SCSI產品及接口實物介紹及結束語

　　介紹了這么多SCSI的技術方面的問題，但對于用戶而言可以說不需要關心這么多，我們需要知道只是如何組裝SCSI系統，如何使用它即可，所以在下文中筆者就產品這方面再作個簡單介紹。首先如果想組建一套完整的SCSI系統，你至少需要如下配件：一塊適配器（控制卡）、2至3根SCSI接口電纜及SCSI硬盤或外設，當然如果你想組裝SCSI RAID系統，那RAID控制器也是不可少得。

    　　SCSI適配器即SCSI控制卡，它的功能就是用于連接和控制多個SCSI設備，當然如果你的主板上內置了SCSI控制芯片，或許可以省掉這筆開銷。一塊SCSI控制卡最少可以串接 7臺外設，最多可以串接 30臺外設。SCSI控制卡由SCSI控制芯片、SCSI BIOS、SCSI內置數據線電纜插座、SCSI外置高密度插座PCI插座和終端器六部分構成。其中控制芯片是控制卡的核心，它是控制SCSI的工作；BIOS用來提供SCSI的基本設置功能；內置數據線電線插座主要分50針、68針及80針三種，通過內置數據線它可以連接內置式SCSI設備；外置高密度插座則是用于連接外置SCSI設備；PCI插座是對于主板上的PCI插槽；而終結器是SCSI的一個重要特性，它代表SCSI 總線的結束。根據SCSI的工作模式，控制卡也分為如上所述的六種規格。

上圖所示的為一控制卡的近照

    

上圖所示為一個外部的50針接口

　　SCSI的接口電纜跟SCSI接口是一一對應，因此按針數主要有50、68及80三種，而按類型分則有內置式與外置，內置式數據線跟普通IDE接口數據線沒什么區別，只是在針數和規格稍有差別，它主要用于連接光驅和硬盤；至于SCSI外置數據線，主要有以下幾種規格，它們的密度均不相同，因此不可以弄錯。

上圖所示為蘋果機8位SCSI連接器，它只有25針分為兩排，這比較特殊，常用于Mac機或老式Sun工作站。

    

上圖所示為Sun公司的DD-50SA連接器，共有50針，分為三排。

    

上圖所示為8位SCSI-2接口的連接器，共有50針分為兩排，比較常見。

    

上圖所示為Centronics的8位連接器，共有50針分為兩排，它可以連接的設備數目最多。

    

上圖所示為16位SCSI-3和Wide SCSI-2的連接器，共有68針分為兩排。

    

上圖所示為SCA連接器，共有80針分為兩排。

    

上圖所示為SCSI連接電纜實物圖

　　最后讓我們來看看SCSI系統的核心人物??SCSI設備，雖然SCSI設備有許多，例如掃描儀、光驅、磁帶機等等，但目前最為常見的就是SCSI硬盤，在此筆者就只對其作個簡單介紹。普通IDE硬盤相信大家是很熟悉，經常接觸，而SCSI硬盤從外型上看跟普通IDE硬盤沒什么區別，只是可能會厚實一些，因為SCSI硬盤封裝的盤片一般都比較多，如希捷酷魚180，它全部盤片數多達12張。

上圖所示為希捷酷魚180硬盤實物圖

　　SCSI硬盤主要面向得是高端服務器或者工作站市場，因此最明顯得一點價格昂貴，這也是為什么組建一套完整的SCSI系統開銷一般都比較大；當然SCSI的優點也就是SCSI硬盤的優點，即磁盤性能很好，并行處理能力強等。在生產廠商方面，目前全球有SCSI硬盤生產能力的公司完全是屈指可數，即只有希捷、IBM、新邁拓（并購了昆騰硬盤后）、西部數據這四家公司。在產品方面，市場上的SCSI硬盤主要有：希捷公司的酷魚系列（Barracuda）、捷豹系列（Cheetah）；IBM公司的Ultrastar系列；邁拓公司的大力神（Altas）系列；西部數據公司的專家（Enterprise）系列。

    結束語

    　　每一項有發展前途的技術都是不斷前進得，對于具有SCSI來說更是如此。這些早就是歷史的技術“秘密”或許已成為老套話，但通過此文，了解了這些關于SCSI的基礎知識后，相信將有助于大家了解、接受SCSI的未來新技術。