SCSI (Small Computer Systems Interface - Системный интерфейс для малых компьютеров, по-русски произносится как «скази») - интерфейс, разработанный для объединения в единую систему устройств различного профиля: накопителей на жестких магнитных носителях, сканеров, стримеров, CD-ROM и т.п. Суть интерфейса состоит в том, чтобы обеспечить гибкий механизм управления этими устройствами и максимальную скорость их работы как единого, но делимого механизма.
Корни интерфейса SCSI уходят в далекий 1979 год, когда производитель накопителей информации М. Шугарт озадачился найти универсальный стандарт интерфейса для своих дисков, учитывая возможные потребности в будущем. В лабораториях М. Шугарта в итоге был разработан интерфейс, поддерживавший логическую и физическую (головка/цилиндр/сектор) адресацию, базирующийся на протоколах 8-битной параллельной передачи данных по интерфейсу, состоящему из нескольких линий. Этот интерфейс был назван SASI (Shugart Associates Systems Interface - Связующий системный интерфейс Шугарта). Интерфейс, кроме описания протоколов, включал также несколько 6-битных команд; минусом было то, что интерфейс разрабатывался для использования только одной пары хост - устройство.
Позже, в 1981 году, М. Шугарт передал документацию по интерфейсу SASI в комитет ANSI (American National Standarts Institute - Национальный Институт Стандартизации США, аналог ГОСТ), который принял ее за базовую для работы над проектом, который получил название SCSI. Большинство наиболее важных моментов из стандарта SASI перекочевало в SCSI, к примеру, такие важные принципы, как арбитраж устройств, механизмы освобождения шины, возможность использования на шине больше чем одного хост-адаптера и т.п. В 1984 году рабочая документация стандарта SCSI была представлена на рассмотрение ANSI, и, после многочисленных корректировок и дополнений, в 1986 году был принят документ под номером X3.131-1986 - первый официальный стандарт SCSI, который сейчас принято называть SCSI-1. В дополнение к стандарту SASI, SCSI-1 «оброс» такими важными функциональными возможностями, как 10-битные команды, протокола синхронной и асинхронной передачи данных, возможность подключения к одному хост-адаптеру до 8 различных устройств. Последовавшие за SCSI-1, стандарты развивались как в направлении расширения командного языка и в увеличении и усложнении протоколов, так и в увеличении ширины шины, увеличении скорости и количества подключаемых к одному хост-адаптеру устройств. Для текущих стандартов SCSI ширина шины составляет 16 бит, количество подключаемых устройств также равно 16.
Индустрия ПК не пропустила возникновения нового стандарта, который тут же был взят на вооружение главным образом производителями НЖМД. На рис. 1, 2 изображены одни из первых образцов SCSI-дисков.
Рис. 1, 2. Первые образцы накопителей SCSI - фирмы SONY (емкость 40 мегабайт)
и Quantum (емкость 120 мегабайт)
Краткая история стандарта SCSI
Самый первый стандарт - SCSI-1; в этом стандарте можно было к одной шине подключить до восьми устройств, включая контроллер. Интерфейс содержит развитые средства управления и в то же время не ориентирован на какой-либо конкретный тип устройств. Имеет 8-pазpядную шину данных, максимальная скорость передачи - до 1,5 МБ/с в асинхронном режиме (по методу «запрос-подтверждение»), и до 5 МБ/с в синхронном режиме (метод «несколько запросов - несколько подтверждений»). Может использоваться контроль четности для обнаружения ошибок. Электрически реализован в виде 24 линий (однополярных или дифференциальных), хотя в подавляющем большинстве устройств применяются однополярные сигналы.
SCSI-2 - существенное развитие базового SCSI. Увеличена скорость передачи (до 3 МБ/с в асинхронном и до 10 МБ/с в синхронном режиме) - Fast SCSI. Добавлены новые команды и сообщения, поддержка контроля четности сделана обязательной. Введена возможность расширения шины данных до 16 разрядов (Wide SCSI), что обеспечило скорость до 20 МБ/с. Введен новый 68-контактный соединительный разъем. Последующая спецификация, SCSI-3, уже не только ввела новые скорости передачи, но и значительно расширила систему команд. Кроме того, в качестве среды передачи допускается использование, наряду с традиционным параллельным шинным интерфейсом, и других параллельных и последовательных протоколов: Fibre Channel, IEEE 1394 Firewire и Serial Storage Protocol (SSP).
Интерфейс Ultra SCSI, использует частоту шины 20 МГц. Интерфейс Ultra/Wide SCSI поддерживает 16 устройств и обеспечивает скорость передачи данных до 40 МБ/с. Более скоростной Ultra-2 Wide SCSI, обеспечивающим скорость передачи до 80 МБ/с. Следующие интерфейсы - Ultra-3 SCSI, Ultra 320 SCSI, Ultra 640 SCSI - не привнесли ничего принципиально нового в стандарт, кроме скорости. Они остаются также с шириной шины 16 бит, и также к интерфейсу можно подключить до 16 устройств. Сравнительная характеристика стандартов SCSI приведена в таблице 1.
Таблица 1. Сравнительная характеристика стандартов SCSI
| Стандарт | Максимальная скорость шины, Мбайт/сек. | Разрядность шины | Максимальная длина кабеля, м | Максимальное число устройств | ||
| Единственное уст-во | LVD | HVD | ||||
| S CSI-1 | 5 | 8 | 6 | (3) | 25 | 8 |
| SCSI-2 | 10 | 8 | 3 | (3) | 25 | 8 |
| Wide SCSI-2 | 20 | 16 | 3 | (3) | 25 | 16 |
| SCSI-3 | 20 | 8 | 1.5 | (3) | 25 | 8 |
| Wide SCSI-3 | 40 | 16 | — | (3) | 25 | 16 |
| Ultra — 2 SCSI | 40 | 8 | (4) | 12 | 25 | 8 |
| Wide Ultra -2 SCS I | 80 | 16 | (4) | 12 | 25 | 16 |
| Ultra-3 SCSI, или Ultra-160 SCSI | 160 | 16 | (4) | 12 | (5) | 16 |
| Ultra 320 SCSI | 320 | 16 | (4) | 12 | (5) | 16 |
| Ultra 640 SCSI | 640 | 16 | (4) | (7) | (5) | 16 |
Что такое хост-адаптер?
Хост-адаптер - это устройство, подключаемое к шине ПК, обеспечивающее хосту (значение слова «хост» применительно к стандартам, описывающим интерфейсы передачи данных (англ. host), наиболее полно описывает словосочетание «хозяин шины») связь с устройствами SCSI. Наименование «адаптер» выбрано не случайно - этим указывается, что вся логика работы устройств расположена в периферийных устройствах на шине; для устройств называемых «контроллер» логика расположена в них самих.
Следующие производители выпускают или выпускали в прошлом хост-адаптеры для SCSI-устройств:
Примером хост-адаптера может служить устройство, изображенное на рис. 3.
Рис. 3. SCSI хост-адаптер фирмы Adaptec
Современные производители НЖМД SCSI
В настоящее время рынок НЖМД переживает бурную эволюцию - новые, высокоскоростные стандарты Serial ATA приходят на смену Parallel АТА. И, хотя новые устройства SATA уже вплотную приблизились по скорости работы к устройствам SCSI, а где-то и обгоняют их, SCSI-устройства остаются всё так же популярны в High-End компьютерах - серверах и информационных массивах. Связано это, прежде всего, с высокой надежностью SCSI-накопителей - как в силу относительной простоты стандартов SCSI и продуманным электрическим интерфейсом, так и в связи с традиционно более тщательной конструкторской и производственной проработкой устройств. На долю SCSI приходится приблизительно 30 процентов всего рынка НЖМД, и вряд ли он когда-нибудь перешагнет этот рубеж: оборудование ПК всеми необходимыми кабелями, переходниками, а также покупка самого хост-адаптора обойдется приблизительно в $100, накопители же будут стоить в несколько раз больше их IDE-собратьев. Современными производителями дисков SCSI являются:
Конкуренция на рынке SCSI-дисков невелика - скорее всего, оттого, что рынок имеет достаточную наполненность и не развивается так бурно, как рынок IDE-устройств - и связано это, прежде всего, с тем, что SCSI-устройства используются чаще всего в серверах, спрос на которые не так велик. Удобство SCSI-устройств состоит в том, что они могут быть легко заменяемы по ходу работы, без отключения и потери работоспособности сервера. Это очень важно для серверов, и совершенно не обязательно для рабочих станций. Как правило, сервера (рис. 4) оборудованы специальными салазками (рис. 5), в которые диск в специальном креплении (рис. 6) вставляется очень легко.
Рис. 4. Серевер, оборудованный дисками SCSI
Рис. 5. Отсек для дисков SCSI
Рис. 6. Крепление для дисков SCSI, применяемое в серверах с поддержкой функции «горячая замена»
Стоить заметить, что очень часто производители серверов перемаркировывают накопители, давая им свои бренды. Как пример приведу накопители, изъятые из серверов Hewlett Packard и IBM e-Server (рис. 7, 8), на которых реального производителя НЖМД можно узнать только по названию модели; автор видел также диски, извлеченные из серверов Dell, на которых даже эта информация отсутствовала.
Рис. 7, 8. Современные SCSI-диски, используемые в серверах
Типы разъемов SCSI
Рис. 9. Используемые в настоящее время типы разъемов SCSI
Устройства SCSI могут иметь различные типы разъемов для их подключения к хост-адаптеру (см. рис. 9) - прежде всего это связано с конструктивными особенностями самого устройства. Наиболее часто для HDD применяется разъем HD68 (рис. 10), немного менее часто - SCA80 (рис. 11). В далеком прошлом, в конце 80-х - начале 90-х годов, практически все накопители SCSI соединялись с хостом посредством разъема НЕ50 (рис. 12). В настоящее время этот разъем практически не встречается.
Рис. 10. Разъем HD68.
Рис. 11. Разъем SCA80.
Рис. 12. Разъем НE50.
Для подключения различных по конфигурации разъема устройств к шине часто могут потребоваться специализированные переходники. Такие переходники, например, выпускает компания SCS (http://www.scaadapters.com), их стоимость колеблется от $10 до $35 за штуку. Полный набор для работы с любым SCSI-устройством изображен на рис. 13, на рис. 14 - 18 каждый переходник изображен отдельно
Рис. 13. Необходимые для подключения SCSI-устройств переходники
Рис. 14 - 18. То же, что рис. 13, по отдельности.
Как работает SCSI
Для согласования нагрузок на шине SCSI используют терминаторы, которые по электрическим свойствам делятся на пассивные, активные и FPT-терминаторы. Терминаторы должны запитываться, поэтому в интерфейсе имеются линии питания терминаторов (Terminator Power). Пассивные терминаторы использовались в устройствах SCSI-1, представляют собой обычные резисторы сопротивлением 132 Ом. Активные терминаторы представляют собой стабилизатор, вырабатывающий нужный сигнал - при этом каждая линия соединяется с этим стабилизатором через резистор сопротивлением 110 Ом. В настоящее время применяются только активные терминаторы, при этом используются источники вспомогательного напряжения - для этих целей обычно используют вспомогательные диоды, которые фиксируют напряжение входных сигналов на необходимом уровне. Наконец, терминаторы FPT (Forced Perfect Terminator - Ускоренный улучшенный терминатор) суть улучшение активных терминаторов, оборудование их ограничителями выбросов. Их применение - в высокочастотных версиях SCSI.
Все устройства SCSI принято делить на инициаторы и исполнители. При этом следует учитывать, что шина может быть стандартной (8 бит) или расширенной (16 бит) разрядности. Учитывая все это, все количество возможных комбинаций подключения устройств можно свести к четырем:
1. Стандартный инициатор - стандартный исполнитель
2. Расширенный инициатор - расширенный исполнитель
3. Стандартный инициатор - расширенный исполнитель
4. Расширенный инициатор - стандартный исполнитель
При подключении стандартных исполнителей к расширенным инициаторам проблем возникнуть не может - расширенный стандарт поддерживает все функции стандартного, однако при обратном подключении могут возникнуть сложности с подключением терминаторов. В реале эти проблемы легко решаются использованием переходников (см. выше).
Состояния шины SCSI принято делить на фазы. Таких фаз существует всего пять: шина свободна, арбитраж (при этом инициатор может получить управление шиной), выбор (при этом инициатор, вошедший в фазу арбитража первым, выбирает исполнителя для дальнейшей работы), перевыбор (исполнитель подтверждает инициатору, что он им выбран для работы и готов к работе) и информационная фаза (запрос-передача команд, данных, сообщений). Блок-схема последовательности фаз одного цикла работы по шине SCSI представлена на рис. 19.
После фазы выбора инициатор может произвести таймаут, для чего может использовать два способа - выполнить аппаратный сброс либо перейти в фазу «шина свободна». В любом случае, окончанием цикла работы по шине SCSI будет выставление статуса «команда выполнена» либо передача соответствующего сообщения с освобождением шины. Аналогично стандарту АТА, в системах SCSI может применяться сброс устройства по двум протоколам - по протоколу аппаратного сброса (hard reset) и по протоколу программного сброса (soft reset). В обоих случаях на линии Reset (сброс) будет выставлен бит единица, различия типов сбросов заключаются в их механизме и целях - как правило, аппаратный сброс осуществляется для сбрасывания операций по всей системе SCSI-устройств, программный же применяется для сбрасывания только одного устройства, не мешая работе остальных.
Рис. 19. Блок-схема фазовой последовательности работы шины SCSI
На шине SCSI используется девять сигналов управления: BSY (Busy, Занят), SEL (Selection, Выбор), C/D (Command/Data, Управление/Данные), I/O (Input/Output, Ввод/Вывод), MSG (Message, Сообщение), REQ (Request, Запрос), ACK (Acknowledge, Подтверждение), RST (Reset, Сброс), ATN (Attention, Внимание). Источниками сигналов Занят, Выбор и Сброс могут быть и инициатор, и исполнитель; только исполнитель может быть источником сигнала Подтверждение; остальные сигналы являются прерогативой инициатора. Типы передачи информации кодируются комбинациями бит, выставляемыми для сигналов Сообщение, Управление/Данные, Ввод/Вывод, как показано в табл. 2.
Таблица 2. Типы передачи информации по шине SCSI
Интерфейс управляется системой сообщений. Всего их существует 28, они могут быть однобайтовыми, двухбайтовыми (одно слово) и расширенными. Система сообщений подробно описана в любом стандарте SCSI.
Для выбора конкретного устройства на шине SCSI существует бит-идентификатор. Как правило, SCSI-устройства имеют аппаратное конфигурирование, то есть система идентифицирует устройство по установленным на нем перемычкам. Ограничение на количество подключаемых устройств в стандартном (8 бит) и расширенном (16 бит) исполнении SCSI накладывается именно существованием бита-идентификатора - в 8 или 16 разрядной шине невозможно выставить больше соответственно 8 или 16 битов идентификации, причем сюда же входит и бит-идентификатор хост-адаптера - то есть, другими словами, кроме хост-адаптера на шине могут существовать для стандартного SCSI - еще 7 устройств, для расширенного - 15.
Команды SCSI
| Команда | Код команды |
| Сменить определение (CHANGE DEFINITION) Сравнить (COMPARE) Копировать (COPY) Копировать и верифицировать (COPY AND VERIFY) Форматировать (FORMAT UNIT) Запрос (INQUIRY) Запереть-Открыть кэш (LOCK-UNLOCK CACHE) Выбор журнала (LOG SELECT) Чувствительность журнала (LOG SENSE) Выбор режима (MODE SELECT) Чувствительность режима (MODE SENSE) Предусиление (PRE-FETCH) Запретить разрешение на смену носителя (PREVENT-ALLOW MEDIUM REMOVAL) Чтение (READ) Читать буфер (READ BUFFER) Показать емкость (READ CAPACITY) Читать дефективные данные (READ DEFECT DATA) Долгое чтение (READ LONG) Переназначить блок (REASSIGN BLOCK) Принять результаты диагностики (RECEIVE DIAGNOSTIC RESULTS) Освободить (RELEASE) Чувствительность запроса (REQUEST SENSE) Зарезервировать (RESERVE) Переобнулить устройство (REZERO UNIT) Найти одинаковые данные (SEARCH DATA EQUAL) Найти старшие данные (SEARCH DATA HIGH) Найти младшие данные (SEARCH DATA LOW) Позиционироваться (SEEK) Запрос диагностики (SEND DIAGNOSTIC) Установить ограничение (SET LIMIT) Запустить-остановить устройство (START STOP UNIT) Синхронизировать кэш (SYNCHRONIZE CACHE) Запрос готовности устройства (TEST UNIT READY) Верификация (VERIFY) Запись (WRITE) Запись с проверкой (WRITE AND VERIFY) Запись в буфер (WRITE BUFFER) Долгая запись (WRITE LONG) Записать то же самое (WRITE SAME) | 40h 39h 18h 3Ah 04h 12h 36h 4Ch 4Dh 15h, 55h 1Ah, 5Ah 34h 1Eh 08h 28h, 3Ch 25h 37h 3Eh 07h 1Ch 17h 03h 16h 01h 31h 30h 32h 0Bh 2Bh, 1Dh 33h 1Bh 35h 00h 2Fh 0Ah 2Ah 2Eh 3Bh 3Fh 41h |
В приведенной выше таблице перечислены основные команды SCSI-стандарта, применимые к НЖМД. Как и в стандарте АТА, для стандарта SCSI существуют как команды обязательные, то есть те, которые должны поддерживаться любым SCSI-устройством, так и команды опциональные, необязательные, поддержка которых устройством может и не обеспечиваться. Кроме них, существуют неописанные в стандарте, специфичные для каждого производителя и часто для каждой конкретной линейки устройств так называемые вендор-команды - команды, которые использует производитель для целей ремонта или диагностики устройства. Эти команды составляют, как правило, коммерческую тайну производителя и нигде не публикуются.
SE, LVD, HVD
Обычно на устройстве SCSI можно обнаружить маркировку, подобную изображенной на рис. 20. Эта маркировка обозначает тип передачи данных на электрическом уровне. Первая - SCSI SE (Single Ended), обозначает такой тип передачи данных, когда каждый сигнал на шине обеспечивается одним проводником. SCSI LVD (Low Voltage Differential) и SCSI HVD (High Voltage Differential) - низковольтный и высоковольтный дифференциальный тип - физически организованы одинаково: для каждого сигнала существует два проводника, по одному проходит сигнал положительной полярности, по другому - отрицательной. Различия HVD и LVD - в напряжении в проводниках, для LVD оно ниже, чем для HVD.
Рис. 20. Обозначения на устройствах SCSI, несущие информацию об электрическом типе передачи данных
Логично, что устройства HVD и LVD несовместимы - если подключить LVD устройство на шину устройства HVD, первое неминуемо погибнет из-за превышения напряжения сигнала. То же самое можно сказать и об устройствах SE и LVD - кабели для них одинаковы, но в силу электрических характеристик не совместимы. Однако устройства LVD могут подключаться на проводники SE, так как распознают напряжения по шине и если получают двуполярный сигнал в одной паре проводников, то могут переключиться на его использование. Как правило, устройства, которые могут работать в обоих режимах, обозначаются специальным значком LVD/SE.
Совместимость всех типов устройств на одной шине обычно не требуется, однако если возникает такая необходимость, использование специализированных переходников решает эту проблему достаточно легко (см. выше).
Непрерывное повышение тактовой частоты шины привело к необходимости ограничить максимальную длину соединительного кабеля в интерфейсе Ultra SCSI до полутора метров. Это достаточно неудобно при использовании внешних высокоскоростных SCSI-устройств, однако более чем достаточно для обеспечения соединения устройств внутри корпуса ПК.
Synopsis. Перспективы и возможности
SCSI интерфейс весьма производителен и надежен, однако у него есть и немалое число недостатков. Прежде всего, это высокая стоимость самих устройств - как накопителей, так и контроллеров. Следующий недостаток - это сложность конфигурирования и управления, с которыми могут справиться только подготовленные люди. Наконец, последний недостаток интерфейса, который делает его еще менее привлекательным для пользователя - это невозможность переноски носителя на другой ПК, если он не оборудован специализированным SCSI-адаптером…
Использование SCSI-устройств нецелесообразно для рынка стандартных ПК по весьма простой причине: высокая цена. Однако производители и не ставят перед собой цель завоевать рядового потребителя: так уж сложилось исторически, что SCSI-накопители - это главным образом серверный стандарт, а IDE-стандарт рабочих станций.
Между тем, накопителям SCSI наступает на пятки новейший стандарт IDE-устройств: SATA. Скорость работы и производительность SATA устройств весьма высоки, и их использование в серверах становится все более популярным. Единственным минусом SATA является довольно хлипкий разъем, с чем связаны довольно частые отказы работы этих устройств. Думаю, что битву с SATA на поприще серверных накопителей интерфейс SCSI выиграет бесспорно.
Развитие стандарта SCSI обещает нам в будущем более скоростные устройства традиционной для SCSI надежности; прогнозировать скорый уход SCSI-устройств с рынка не приходится.
Serial Attached SCSI (SAS)
Последнее веяние в мире SCSI-устройств - это Serial Attached SCSI, интерфейс, использующий три протокола передачи данных (SSP - Serial SCSI Protocol, STP - Serial ATA Tunneled Protocol, SMP - Serial Management Protocol). Как видно из названий протоколов, первые два предназначены собственно для передачи данных, последний предназначен для управления интерфейсом. Накопители с этим интерфейсом сейчас производят компании Seagate, Samsung и Fujitsu.
Особенностью этого интерфейса является то, что сигнал передается не по двум (как в SATA), а по четырем проводникам (одна пара - для получения сигнала, другая - для его отправки). Заявленные скорости передачи данных составляют 1,5 и 3,0 Гбайт/сек.
Что такое SCSI?
О: Ответу на этот вопрос посвящен раздел [ SCSI Основы ].
Что такое SAS, что лучше SCSI или SAS и чем они отличаются?
О: Ответу на этот вопрос посвящен раздел [ SAS или SCSI ].
Что такое eSATA?
О: eSATA это Интерфейс SATA, предназначенный для подключения внешних устройств SATA. Он предоставляет канал с пропускной способностью 3 Гбит/с, что исключит задержки при нехватке пропускной способности, характерные для современных устройств внешнего хранения данных.
Что такое Unified Serial?
О: Все контроллеры Unified Serial позволяют подключать диски SATA и SAS, используя Интерфейс типа "точка-точка". При этом используется расширенный набор команд SCSI, обеспечивающий мощное управление данными, обработку ошибок и производительность.
Гибкость, обеспечиваемая поддержкой дисков SATA и SAS, дает компаниям возможность просто стандартизировать инфраструктуру ввода-вывода как для первичного хранения критически важных данных, так и для вторичного хранения, в зависимости от того, какие диски установлены – SATA или SAS. Клиенты могут стандартизировать свою инфраструктуру за счет использования унифицированных контроллеров ввода-вывода и систем хранения и, тем самым, уменьшить затраты на обучение и обслуживание.
Можно ли использовать SATA диски с SAS контроллерами?
О: Да, можно, при этом на одном контроллере можно одновременно использовать как SAS, так и SATA диски. Это позволяет уже сейчас начать переход на технологию SAS за умеренные деньги.
Можно ли использовать SAS диски с SATA контроллерами?
О: Нет.
Можно ли подключить SAS диски к контроллеру без использования hotswap корзины?
О: Да, можно. Для этого нужно использовать специальный кабель с разъемом SFF-8482 со стороны дисков. Разъем на другом конце кабеля определяется SAS контроллером.
В чем разница между SCSI-1, SCSI-2, Fast, Wide,Ultra Wide и Ultra2 SCSI?
О: Основное отличие заключается в наборе SCSI команд и ширине шины (соответственно - в скорости).
SCSI-1 5MB/Sec 8 bit SCSI шина
SCSI-2 5MB/Sec 8 bit SCSI шина
SCSI-2 Fast 10MB/Sec 8 bit SCSI шина
SCSI-2 Fast Wide 20MB/Sec 16 bit SCSI шина
SCSI Ultra 20MB/Sec 8 bit SCSI шина
SCSI Ultra Wide 40MB/Sec 16 bit SCSI шина
Ultra2 Wide 80MB/sec 16 bit SCSI шина
Ultra160 160MB/sec 16 bit SCSI шина
Ultra320 320MB/sec 16 bit SCSI шина
Когда нужно использовать Low Voltage Differential (LVD) контроллер?
О: В случае если:
Необходима высокая скорость передачи данных - 80 - 320 МБ/с
В окружающем пространстве очень высок уровень электромагнитных шумов, влияющих на передачу данных. Режим LVD обеспечивает намного большую помехоустойчивость, чем Single Ended (SE) SCSI
Необходимо обеспечить значительное удаление SCSI устройств от компьютера. LVD устройства могут быть удалены от SCSI контроллера на расстояние до 12 метров (это максимально допустимая длина LVD SCSI кабеля.
Что такое SCSI terminator и зачем он нужен?
О: SCSI Terminator это небольшое электронное устройство, которое должно располагаться на обоих концах SCSI шины и их (терминаторов) должно быть именно два на каждую SCSI шину. Чаще всего первым SCSI Terminator-ом служит контроллер SCSI (как правило, эту функцию можно "выключить" в BIOS контроллера, а по умолчанию она включена), а вторым - терминатор подключенный к последнему (от SCSI контроллера) разъему SCSI кабеля.
Некоторые SCSI устройства (устаревшие диски, дисководы, стримеры) имеют встроенный терминатор, который можно включить соответствующей перемычкой на устройстве. В этом случае, надо следить за тем, чтобы устройство с включенным терминатором располагалось в самом конце SCSI шины.
А у меня и без SCSI terminator-а все работает, может сойдет и так?
О: До поры до времени может и сойдет, особенно если у вас всего один диск и он используется не слишком интенсивно. Но при увеличении количества устройств на SCSI шине, или при увеличении нагрузки на нее, вы, в конце концов, рискуете потерять данные, так что, не стоит на этом экономить.
Что такое SCSI ID и зачем он нужен?
О: SCSI ID это уникальный (в пределах одной SCSI шины) идентификатор (номер) SCSI устройства. Он нужен для обеспечения адресации к устройствам на SCSI шине.
Назначается SCSI ID либо автоматически (например, если используются hotswap корзины для дисков, поддерживающие такую функцию), либо путем ручной установки соответствующих перемычек на SCSI устройствах. SCSI ID никак не связан с физическим порядком расположения устройств на SCSI шине (например, SCSI контроллер, как правило, имеет значение SCSI ID по умолчанию равным 7-ми, хотя чаще всего, но не всегда, располагается в начале SCSI шины), важно только чтобы на одной SCSI шине не было устройств с одинаковыми SCSI ID.
Значения SCSI ID могут быть:
от 0 до 15 (всего 16) для Wide (W) и UltraWide (UW, U2W, U160, U320) SCSI шины;
от 0 до 7 (всего 8) для Narrow (U, U2) SCSI шины;
Что будет если подключить к одному и тому же SCSI каналу два устройства с одинаковыми SCSI ID?
О: Ничего хорошего. В лучшем случае SCSI контроллер распознает одно из таких устройств, но правильно работать с ним все равно не сможет, в худшем - не "увидит" ни одного из этих устройств. Ни контроллер, ни диски повреждены не будут, но риск испортить данные на SCSI дисках остается.
Следует учитывать, что подавляющее большинство контроллеров никак не сообщает о возникновении такой ошибки, так что, при подключении новых устройств к SCSI шине, надо обращать внимание на соблюдение уникальности SCSI ID.
Обратите внимание на то, что сам SCSI контроллер так же имеет SCSI ID (как правило, он равен 7-ми, и может быть изменен в BIOS-е контроллера), так что не стоит назначать дискам такой же SCSI ID.
Что такое SAF-TE?
О: SAF-TE - SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosure (Доступный через SCSI шину Отказоустойчивый Корпус) - "открытые" технические требования, разработанные для обеспечения всестороннего и стандартизированного метода контроля и вывода информации о состоянии дисководов, источников питания и систем охлаждения, используемых в серверах высокой надежности и подсистемах хранения данных. Технические требования независимы от аппаратного обеспечения ввода - вывода, операционных систем и платформы сервера, потому что сам корпус представляется как просто еще одно устройство на SCSI шине. SAF-TE технические требования были приняты многими ведущими изготовителями серверов, устройств хранения данных и RAID контроллеров. Изделия, удовлетворяющие спецификации SAF-TE уменьшают стоимость затрат на контроль состояния корпусов, упрощают работу администратора сети, выдают аварийные уведомление и информацию о состоянии оборудования.
Общие понятия
SCSI (Small Computer Interface) был основан в 1980г. на базе промышленного стандарта ANSIX3T9.2 (преобразованного в спецификацию X3T10) для унификации стандартного интерфейса (в дальнейшем он получил название SCSI-1). Скорость передачи данных была сравнительно небольшой, зависела от многих факторов и в среднем составляла примерно от 1 до 2Мбайт/с, но все же превышала наиболее быстрые устройства (жесткие диски), которые могли обеспечить скорости не более 625Кбайт/с даже с использованием MFM-кодирования. Основное преимущество SCSI перед интерфейсом IDE в том, SCSI изначально разработанный как интерфейс для многозадачных и многопользовательских операционных систем, позволяет почти одновременно обращаться к нескольким устройствам. SCSI сыграл значительную роль в создании информационно-вычислительных комплексов, требующих подключения различного типа устройств. Этот интерфейс предоставляет широкий спектр подключаемого оборудования, как-то:
- Жесткие диски - hard disks (DASD - Direct Access Storage Device)
- Стримеры, накопители на магнитных лентах и другие устройства последовательного доступа
- Магнитооптические накопители, CD-ROM, CD-Recoder
- Устройства ввода-вывода, такие как сканеры
Эти устройства подключаются к компьютеру через специальный SCSI адаптер, а операционная система получает к ним доступ через соответствующие драйверы. Наличие на плате SCSI адаптера собственного процессора значительно снижает нагрузку на центральный процессор при выполнении операций ввода-вывода. Это обстоятельство дает большое преимущество при работе в сети, а также в многопользовательских и многозадачных средах ввиду того, что уменьшается время получения клиентского доступа к устройству. В настольных системах (desktop computers) загрузка центрального процессора не столь критична для большинства пользовательских программ и приложений, однако при работе с графикой (особенно при работе с компьютерной анимацией) применение SCSI подсистемы позволяет увеличить производительность системы, поскольку в этом случае большая часть нагрузки по операциям ввода-вывода будет переложена на SCSI адаптер.
Спецификации SCSI
На сегодняшний день есть несколько спецификаций SCSI:
- SCSI-1: 8-ми битная шина данных и синхронная скорость передачи данных 5Мбайт/с. Разъем 25- или 50 контактный;
- SCSI-2 или Fast SCSI: увеличение скорости до 10Мбайт/с по 8-ми битной шине. Разъем 50 контактный;
- Wide SCSI (Широкий SCSI): увеличение разрядности шины до 16. Скорость передачи данных увеличилась с 10Мбайт/с до 20Мбайт/с. Разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
- Ultra SCSI (Fast-20) / Ultra Wide SCSI или SCSI-3: скорость передачи данных увеличилась до 20Мбайт/с на 8-ми битной шине и до 40Мбайт/с на 16-ти битной шине. SCSI-3 обеспечивает поддержку большего числа устройств (до 15 на канал). Разъем 50 / 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
- Ultra2 SCSI (LVD): для дальнейшего увеличения скорости SCSI потребовалось применение низковольтной дифференциальной шины Low Voltage Differential (LVD), в которой сигналы передаются одновременно по двум проводам, но в разной полярности. Благодаря этому резко повышается помехоустойчивость шины, становиться возможным поднять скорость передачи данных по 16-и битной шине до 80Мбайт/с и увеличить длину интерфейсного кабеля до 12 м! Для полной реализации требует Ultra2 SCSI адаптер, Ultra2 SCSI кабель с Ultra2 SCSI активным терминатором и дисководы, поддерживающие Ultra2 SCSI. При отсутствии любого из перечисленных компонентов стандарт Ultra2 SCSI автоматически выключается и система работает в одной из предыдущих спецификации SCSI. Разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
- Ultra3 SCSI (Ultra160 SCSI): скорость передачи данных может достигать 160 Мбайт в секунду благодаря удвоенной синхронизации данных (данные передаются в два раза быстрее без увеличения тактовой частоты), улучшенному механизму оптимизации скорости обмена данными с разными устройствами и использованию алгоритма CRC вместо контроля четности для повышения надежности передачи данных. Спецификация Ultra160 SCSI полностью совместима с Ultra2 SCSI по кабелям, разъемам и терминаторам. Контроллер Ultra160 SCSI может одновременно поддерживать на одной шине Ultra160 SCSI и Ultra2 SCSI устройства, причем каждое будет работать на максимальной скорости. Разъем 68- или 80 контактный (Single Connector), объединяющий питание и сигнальные цепи;
- Ultra160+ SCSI: модификация Ultra160 SCSI, в которой реализованы Packetized SCSI - пакетный способ передачи информации (команды, данные и регистры состояния передаются в одном блоке с одинаковой скоростью) и Quick Arbitration Select (QAS) метод быстрой передачи управления шиной от одного SCSI устройства другому. В результате сокращаются задержки и повышается интегральная скорость передачи данных.
Основные требования реализации SCSI интерфейса
· Все дисководы и другие SCSI устройства должны соединяться друг с другом последовательно (по цепочке), образуя SCSI канал.
· К одному SCSI каналу можно подключить только те SCSI устройства, которые имеют одинаковый тип SCSI интерфейса.
· На одном SCSI канале не должны использоваться устройства, имеющие однопроводный (single-ended) (однополярный) интерфейс и устройства, имеющие дифференциальный (differential) (двухполярный) интерфейс.
· К одному SCSI каналу одновременно может быть подключено максимум до 8 для 8-ми битной (узкой - narrow) шины данных или до 16 для 16-и битной (широкой - wide) шины данных SCSI устройств, включая SCSI контроллер. Однако существуют дополнительные ограничения на число подключаемых SCSI устройств, в зависимости от длины соединительного кабеля и скорости передачи данных.
· Каждое SCSI устройство, включая SCSI контроллер должно иметь уникальный SCSI номер (SCSI ID). Диапазон допустимых SCSI ID: от 0 до 7 для 8-ми битной (narrow) шины данных или от 0 до 15 для 16-и битной (wide) шины данных. Все SCSI ID равноправны, однако, по умолчанию, на SCSI контроллерах устанавливается SCSI ID = 7 и этот номер не рекомендуется присваивать другим SCSI устройствам.
· Оба конца SCSI канала должны быть завершены специальным согласующим устройством - терминатором (Terminator). Терминатор может находиться внутри SCSI устройства, смонтирован на конце соединительного SCSI кабеля или объединительной панели (backplane) или выполнен в виде отдельного устройства, которое подключается к последнему разъему SCSI канала.
· Все промежуточные (не крайние) SCSI устройства должно быть не терминированы. Если на этих SCSI устройствах имеются встроенные терминаторы, убедитесь, что переключатель (перемычка) "Разрешение терминации (terminator enable - TE)" находится в положении "Выключено (Off / Disable)".
· Соединительный SCSI кабель должен отвечать требованиям стандарта ANSI X3T10/1142D (раздел 6) по параметрам:
Характеристическое волновое сопротивление
Задержка распространения
Совокупная длина
Допустимая длина ответвлений
Интервал между устройствами
Для удовлетворения требования к характеристическому волновому сопротивлению необходимо использовать неэкранированный ленточный кабель (unshielded flat cable) или круглый экранированный кабель из пар витых проводников (twisted pair ribbon cable). Не допускается на одном SCSI канале применять кабеля с разными волновыми сопротивлениями. Также не рекомендуется на одном SCSI канале одновременно применять экранированный и неэкранированный кабель. Это особенно важно при реализации SCSI интерфейса по спецификациям Ultra SCSI, Ultra2 SCSI и Ultra3 SCSI.
Какова допустимая длина SCSI кабеля?
1) Полная максимальная длина кабеля однопроводного (single-ended) SCSI интерфейса зависит от нескольких факторов. В нижеприведенной таблице указана максимальная длина кабеля для различных SCSI спецификаций и конфигураций:
| Спецификация | Скорость передачи данных | Макс. длина кабеля | Макс. кол-во устройств |
| Fast SCSI | 10 МБайт/сек | 3 метра | 8 |
| Wide SCSI | 20 МБайт/сек | 3 метра | 16 |
| Ultra SCSI (8 бит, Narrow) | 20 МБайт/сек | 3 метра | 5 |
| Ultra SCSI (16 бит, Wide) | 40 МБайт/сек | 3 метра | 5 |
| Ultra SCSI (8 бит, Narrow) | 20 МБайт/сек | 1.5 метра | 6-8 |
| Ultra SCSI (16 бит, Wide) | 40 МБайт/сек | 1.5 метра | 6-8 |
| Ultra2 SCSI | 80 МБайт/сек | 1.5 метра | 16 |
Обратите внимание: В то время, как Ultra SCSI (narrow или wide) интерфейс теоретически должен поддерживать до 8 узких или 16 широких устройств, спецификация X3T10/1071D не позволяет поддерживать полное количество устройств при использовании кабеля. Чтобы подсоединить больше чем 4 устройства необходимо использовать специальную плату-соединитель (backplane). Но даже при этом, максимальная скорость передачи данных будет достижима только при подключении не более 8-и устройств. Длина ответвления должна быть не более, чем 0.1 метра.
2) Максимальная полная длина кабеля высоковольтного дифференциального (HVD - High Voltage Differential) SCSI интерфейса - 25 метров. Для высоковольтного дифференциального SCSI интерфейса должен использоваться кабель из витых пар проводников (twisted pair cable). Длина ответвления должна быть не более, чем 0.2 метра. Интервал между устройствами на основной SCSI шине должен быть, по крайней мере, в три раза больше длины ответвлений. Но, не смотря на это ограничение, к высоковольтному дифференциальному SCSI интерфейсу может быть подключено до 16 SCSI устройств, к которым можно адресоваться по 16-битной SCSI шине.
3) Максимальная полная длина кабеля низковольтного дифференциального (LVD - Low Voltage Differential) SCSI интерфейса - до 25 метров для 2-х устройств или до 12 метров для более чем 2-х устройств. Остальные требования аналогичны требованиям высоковольтного дифференциального SCSI интерфейса.
Можно ли по внешнему виду SCSI устройства определить тип SCSI интерфейса?
К сожалению, однозначно по внешнему виду SCSI устройства можно сказать только о SCSI интерфейса: "Narrow" или "Wide". Ниже приведен внешний вид со стороны соединительных разъемов некоторых SCSI устройств:
Narrow устройство с интерфейсом SCSI-1, SCSI-2 или Ultra SCSI.
Wide устройство с интерфейсом SCSI-2, Ultra SCSI, Ultra2 SCSI или Ultra3 SCSI.
Wide SCA устройство с интерфейсом SCSI-2, Ultra SCSI, Ultra2 SCSI или Ultra3 SCSI.
Дополнительную информацию можно найти на сайте фирмы-производителя по обозначению модели SCSI устройства.
?"> Что означает?
Интерфейс SCA был разработан, чтобы обеспечить стандартное подключение для систем, использующих дисководы (hot swappable drives). Дисководы с SCA интерфейсом подсоединяются к специальной SCSI объединительной плате (SCSI backplane), которая обеспечивает подачу напряжений питания, установку SCSI ID и терминацию SCSI шины. Отличительной особенностью дисководов со SCA интерфейсом является 80-и штырьковый разъем, в котором объединены интерфейсный разъем, разъем питания и контакты для SCSI ID.
Как подключить дисковод с SCA интерфейсом к SCSI контроллеру со стандартным 50 или 68 выводным SCSI интерфейсом?
Для подключения дисковода с SCA интерфейсом к стандартному SCSI контроллеру необходим специальный SCA адаптер. SCA адаптер должен иметь 50-и или 68-и штырьковый интерфейсный разъем, разъем питания и, если это отсутствует на дисководе, терминатор и устройство для установки SCSI ID.
Установленное в компьютере SCSI устройство не работает (не опознается). В чем причина?
Пробуйте следующее:
· Убедитесь, что SCSI контроллер, к которому подключено SCSI устройство опознается и работает правильно. Признаком этого является сообщение о загрузки BIOS SCSI контроллера после загрузки BIOS системной платы (если SCSI контроллер имеет свой BIOS) и сообщение об успешной загрузке драйверов SCSI контроллера (под DOS) или сообщение о нормальном функционировании SCSI контроллера (под Windows). Если этого нет, проверьте установку номера прерывания, адресов ввода-вывода для платы SCSI контроллера и соответствие версии драйверов данному типу SCSI контроллера и операционной системы.
· Убедитесь, что SCSI кабель и кабель питания имеют хорошее качество и разъемы вставлены нормально.
· Убедитесь, что на всех SCSI устройствах установлены разные SCSI ID. SCSI ID для SCSI устройств может быть любой, кроме 7-го, который обычно резервируется для SCSI контроллера.
· Убедитесь, что терминация SCSI шины установлена правильно: включена (установлена) только на крайних устройствах SCSI цепочки и выключена (снята) на всех промежуточных устройствах SCSI цепочки.
· Если SCSI контроллер имеет свой BIOS, убедитесь, что параметры по которым SCSI контроллер обращается к SCSI устройствам (скорость передачи данных, шины данных, контроль четности и т.д.) соответствует характеристикам подключенных SCSI устройств.
Что необходимо для того, чтобы компьютер мог загружаться со SCSI дисковода.
Для загрузки со SCSI дисковода необходимо выполнение следующих условий:
· Системная плата должна иметь BIOS, позволяющий производить загрузку ОС со SCSI устройств. В этом случае допускается наличие в системе IDE дисководов. Если системная плата старая (в BIOS отсутствует возможность загрузки со SCSI устройств), все IDE дисководы должны быть отключены. В крайнем случае, допускается наличие IDE дисководов, у которых все разделы отформатированы как (Extended).
· SCSI контроллер должен иметь собственный BIOS. Убедитесь, что в параметрах SCSI контроллера, в разделе, установлен номер соответствующего SCSI устройства.
· Загрузочный раздел SCSI дисковода должен быть отформатирован как (Primary) и (Active).
Что необходимо, чтобы полностью реализовать возможности LVD SCSI интерфейса?
Для нормального функционирования LVD SCSI интерфейса, кроме стандартных требований SCSI интерфейса (уникальные SCSI ID, терминация SCSI шины) должны быть выполнены специфичные требования для LVD:
· SCSI контролер должен поддерживать LVD интерфейс
· с обоих концов SCSI цепочки должны быть активные LVD терминаторы
· все SCSI устройства на шине должны поддерживать LVD интерфейс
Невыполнение любого из этих требований приведет к тому, что SCSI система сможет функционировать только на более SCSI спецификациях.
Насколько LVD устройства совместимы со SCSI устройствами предыдущих спецификаций?
LVD SCSI интерфейс полностью совместим с однопроводным (single-ended) SCSI интерфейсом. Благодаря уникальной особенности LVD SCSI интерфейса, известной как multi-moding, специальная схема входных/выходных каскадов (DiffSens) автоматически определяет тип SCSI шины, к которому подключено устройство (LVD или single-ended), и адаптируется к соответствующим возможностям этой шины. Поэтому, LVD устройства будут работать со SCSI-1 и SCSI-2 интерфейсом. И наоборот, SCSI-1 и SCSI-2 однопроводные устройства будут работать на LVD шине. Совместимость - важная особенность SCSI, но при использовании SCSI устройств различных лет изготовления на одной и той же SCSI шине, все периферийные устройства на этой шине будут работать на той SCSI спецификации, которая поддерживается ВСЕМИ устройствами на этой шине. Например, если single-ended устройство подключено к LVD шине с LVD устройствами, то все устройства на этой шине будут работать в single-ended режиме.
High Voltage Differential (HVD) устройства требует специального контролера и не совместимы с LVD или single-ended устройствами.
Интерфейс SCSI
В начале 1970-х годов для мини-ЭВМ (по тем временам это действительно была мини-ЭВМ) был разработан интерфейс SCSI (читается "скази"), название которого расшифровывается как Small Computer System Interface. Опять же, в названии видна его "портативность". Первоначальный вариант предполагал скорость обмена 5 Mb/s, а устройства подключались с помощью 50-проводного кабеля. В последствии в SCSI вносились различные дполнения и усовершенствования, повышающие скорость обмена - сегодняшние SCSI-контроллеры поддерживают скорости до 160 Mb/s, то есть больше, чем стандартная шина PCI. А самый первый стандарт SCSI, понятне дело, уже устарел и сейчас о нем практически никто не помнит. Вариантов SCSI довольно много, и все они имеют различные и запутанные названия (ситуация практически такая же, как и с IDE), поэтому мы не будем расматривать каждый отдельно, а сведем основные положения в таблицу.
Пропускную способность легко подсчитать: для этого нужно просто взять численное значение частоты, а в случае Wide умножить его на два. Например, контроллер UltraSCSI (часто говорят Ultra SCSI-2) имеет скорость 20 Mb/s. Данные таблицы уже в некоторой степени устарели, так как, согласно ней, максимум составляет 80 Mb/s (Ultra2 Wide SCSI, или просто UltraWide SCSI, так как сейчас не выпускаются контроллеры Wide SCSI не Ultra2, и Ultra по умолчанию подразумевает Ultra2), а уже широкое распространение получила скорость 160 Mb/s (такой стандарт называется Ultra160 SCSI). Эти стандарты доступны только с интерфейсом LVD (Low Voltage Differential ), обеспечиващим повышенную помехозащищенность и увеличенную допустимую длину каеля SCSI.
Вот типичные разъемы, которые можно встретить на SCSI-контроллерах:
| Внутренние | |
Low-Density 50-pin |
Подключение внутренних медленных устройств - старых HDD, почти всех CD/DVD-ROM, CD-R, MODD, ZIP и т. д. (как IDE, только на 50 контактов) |
High-Density 68-pin |
Подключение внутренних wide-устройств, в основном HDD |
| Внешние | |
 DB-25 |
Подключение внешних медленных устройств, в основном сканеров, IOmega Zip Plus. Наиболее распространен на Mac. (как у модема). Устарел |
 Low-Density 50-pin |
Или Centronics 50-pin. Внешнее подключение сканеров, стриммеров, обычно SCSI-1 (самый первый вариант SCSI). Как и сам SCSI-1, уже устарел |
 High-Density 50-pin |
Или Micro DB50, или Mini DB50. Стандартный внешний разъем для подключения сканеров, внешних CD-ROM, старых HDD и т. п. |
 High-Density 68-pin |
Или Micro DB68, Mini DB68. Cтандартный внешний wide разъем, в основном для подключения HDD |
 High-Density 68-pin |
Аналогичен предыдущему (практически нигде не применяется) |
Существует также еще один тип разъема - CL, или Single Connector имеющий 80 контактов. Single Сonnector используются в основном в host-swap (когда может потребваться горячая замена устройства) конфигурациях, так как объединяют сигналы SCSI-питания и заземления в одном разъеме.
Кроме вышеуказанных интерфейсов существует еще так называемый Serial SCSI , работающий на основе технологии Fibre Channel . Устройства соединяются с контроллером с помощью 6-жильного кабеля и могут обмеиваться на скоростях 100 Mb/s и более. На контроллерах Serial SCSI (также часто его называют SCSI-3) есть и обычные разъемы narrow и wide, что позволяет подключать и стандартные устройства SCSI. Fibre Channel более похожа на сетевой стандарт, чем на интерфейс для подключения носителей; в нем используется последовательная передача данных. Более подробно о технологии Fibre Channel смотрите статье Технология Fibre Channel.
Для работы любого устройства, как известно,
необходима программная поддержка. Для большинства
IDE-устройств она встроена в BIOS материнской платы,
для остальных необходимы драйвера под различные
операционные системы. У SCSI-устройств все немного
сложнее. Для первичной загрузки со SCSI жесткого
диска и работы в DOS необходим свой SCSI BIOS. Здесь
есть 3 варианта:
- Микросхема со SCSI BIOS есть на самом контроллере (как на видеокартах). При загрузке компьютера она активизируется и позволяет загрузиться со SCSI жесткого диска или, например, CD-ROM, MO. При использовании нетривиальной операционной системы (Windows NT, OS/2, *nix) для работы с устройствами SCSI всегда используются драйвера. Также они необходимы для работы устройств, не являющихся жесткими дисками, под DOS
- Образ SCSI BIOS прошит в Flash-BIOS материнской платы. Обычно в BIOS платы добавляют SCSI BIOS для контроллеров на основе наиболее распространенных чипов. Ее можно перепрошивать и тем самым и изменять версию SCSI BIOS на более новую. При наличии на материнской плате SCSI-контроллера используется именно такой подход. Этот вариант также более выгоден экономически - контроллер без микросхемы BIOS стоит дешевле.
- SCSI BIOS нет вообще. Работа всех SCSI-устройств обеспечивается только драйверами операционной системы. Загрузка с них, естественно, невозможна. Такой подход используется при создании собственного контроллера для какого-либо внешнего устройства (например, сканера), то есть когда загрузка с устройства не имеет смысла и использование дрйверов предполагается в любом случае
Кроме поддержки загрузки со SCSI устройств, BIOS обычно выполняет еще несколько функций: настройка конфигурации адаптера, проверка поверхности дисков, форматирование на низком уровне, настройка параметров инициализации SCSI-устройств, задание номера загрузочного устройства и так далее. В SCSI BIOS часто необходимо также хранить конфигурацию SCSI-устройств. Эту роль обычно выполняет маленькая микросхема типа 93C46 (flash). Подключается она к основному SCSI-чипу. У нее всего 8 ножек и несколько десятков байт памяти, однако ее содержимое сохраняется и при выключении питания (аналогично CMOS на материнской плате). В этой микросхеме SCSI BIOS может сохранять как параметры SCSI-устройств, так и свои собственные установки. В общем случае ее присутствие не связано с наличием микросхемы со SCSI BIOS, но, как показывает практика, обычно их устанавливают вместе.
Существуют также мощные контроллеры
для серверов. Кроме обязательной поддержки самых
скоростных режимов они обычно имеют поддержку RAID,
горячей замены дисков и дополнительный SCSI-канал,
что позволяет увеличить количество подключаемых
устройств. Часто еще устанавливают аппаратный кэш
величиной этак мегабайта в 32, 64 или больше. На
картинке слева вы можете наблюдать такой контроллер
от фирмы ASUSTeK (хорошая, к слову сказать, фирма).
На его плате очень хорошо виден 486-й процессор,
который, видимо, и пытается всем этим добром управлять.
Еще на плате контроллера SCSI можно встретить светодиод активности SCSI-шины и/или разъем для его подключения, а если есть поддержка кэша, то иногда и слоты для модулей памяти. Бывает, что ставят еще дополнительный IDE-контроллер, звуковую карту или VGA-карту. На очень старых контроллерах иногда можно найти разъемы для подключения дисководов для дискет.
К различным не слишком торопливым устройствам (обычно сканерам) в комплекте часто прилагается свой SCSI-контроллер. Как правило, он имеет предельно упрощенную конфигурацию: рассчитан только на одно устройство и работает только с ним, не имеет BIOS, работает только со своим драйвером и без прерываний (polling mode). С экономической точки зрения это вполне оправданно, так как предоставляет достаточно много возможностей (понятно, что даже самый примитивный вариант SCSI лучше, чем LPT или USB) при минимальных зарплатах. Но, с другой стороны, это и не есть хорошо, потому что ничего, кроме своего родного устройства со 100%-й гарантией использовать не удастся. Хотя это никому особенно и не нужно - все равно скорость работы таких карточек невелика и при реальной потребности в SCSI придется покупать что-то более серьезное.
Устройства подключаются к контроллеру соответсвующим
(narrow или wide) кабелем по цепочке (аналогично
IDE). Это относится и к внешним устройствам, только
здесь можно провести аналогию с последовательным
подключением, скажем, сканера и принтера к параллельному
порту. Не сдедует обращать особого внимания на скоростные
показатели носителей, так как в большинстве случаев
действует правило: "Если разъем подходит, значит
будет работать". Правда, в таком случае возможно
замедление работы шины, поэтому, если есть возможность,
лучше подключать медленные устройства к одному разъему,
быстрые - к другому. Естественно, контроллер 
должен как-то различать подключенные к
одному кабелю устройства, чтобы устанавливать с
ними связь. Для этого каждое устройство имеет свой
логический номер, который называется называется
SCSI ID
. Для устройств на narrow SCSI-шине
он может быть от 0 до 7, на wide соответственно
от 0 до 15. У SCSI-контроллера, являющегося равноправным
SCSI-устройством, тоже есть свой номер, обычно это
7. Заметим, что если у вас один контроллер, но есть
разъемы и narrow и wide, то SCSI-шина все-таки одна,
и все устройства на ней должны иметь уникальные
номера. Для некоторых целей, например, у библиотек
устройств CD-ROM, применяется еще LUN - логический
номер устройства. Если в библиотеке 8 CD-ROM, то
она имеет SCSI ID, например, 6, а логически CD-ROM"ы
различаются по LUN. Для контроллера все это выглядит
в виде пар ID - LUN, в нашем примере 6-0, 6-1, ...,
6-7. Поддержку LUN при необходимости нужно включать
в SCSI BIOS. Номер SCSI ID обычно устанавливается
с помощью перемычек или через все ту же BIOS (автоматически
или вручную), так как в SCSI существуют и новые
стандарты, аналогичные Plug&Play, не требующие
перемычек. Также можно установить параметры типа
проверки четности (если контроллер ее поддерживает),
включение терминатора, питание терминатора (см.
дальше), включение диска по команде контроллера
и т. д. Опять же, зачастую все это можно сделать
программным способом через BIOS. Принцип использования
ID хорош тем, что не требует прерываний. Для работы
SCSI достаточно только одного прерывания (для самого
контроллера), что, в отличие от IDE, позволяет экономить
этот ресурс и поэтому дает возможность устанавливать
в систему больше оборудования.
Теперь, как и обещалось, о терминаторах. Если коротко, то это такие штуковины, которые ставятся на концах шины. Цель применения терминаторов - обеспечить согласование уровней сигналов, уменьшить затухание и помехи. Говорят, что проблемы с терминаторами являются наиболее распространенными, однако если внимательно все делать, их не возникнет. Каждое SCSI-устройство имеет возможность включения или выключения терминаторов. Исключение составляют некоторые сканеры, у которых терминация шины включена навсегда, и внешние устройства со сквозной шиной. Варианты терминаторов:
- Внутренние. Обычно присутствуют на жестких дисках; включаются установкой одной перемычки
- Автоматические. Большинство контроллеров SCSI имеет такие. Они сами решают, включаться им или нет
- В виде сборок резисторов, на некоторых CD-ROM и CD-R именно такие. Выключаются удалением из панелек всех сборок.
- Внешние. Как в предыдущем пункте, но красивее (например, на стримере HP T4e). Устройство (обычно внешнее) в этом случае имеет два разъема SCSI: в один включается кабель к контроллеру, в другой - терминатор или кабель к следующему устройству в цепочке.
Два последних вида, правда, уже устарели и не применяются. Кроме того, терминаторы могут быть пассивными или активными. Сегодня практически все активные, они обеспечивают бОльшую помехоустойчивость и надежность на высоких скоростях. Определить, какой используется на SCSI устройстве обычно можно по способу его включения. Если это одна перемычка, или он автоматический, то скорее всего активный. А если для его выключения необходимо вытащить из устройства 1-2 резисторных сборки, то пассивный. В принципе, терминация шины с разных концов разными по типу терминаторами возможна, но только на низких скоростях. Кстати, это еще один аргумент в пользу разделения медленнх и быстрых устройств на разные контроллеры или каналы.
Более подробно про терминаторы написано в описании каждого устройства. Правила терминирования часто нарисованы в руководстве к адаптеру. Главное звучит так: шина SCSI должна быть затерминирована на обоих своих концах. Мы рассмотрим наиболее распространенные варианты устройств на одной SCSI-шине.
Простейший вариант: контроллер и одно устройство (внешнее или внутреннее - не важно). Терминаторы необходимо включить и на контроллере и на устройстве.
Вариант с несколькими внутренними устройствами. Терминатор включен только на последнем устройстве и на контроллере.
Есть как внутренние, так и внешние устройства. Терминаторы включены на крайних внутреннем и внешнем устройствах, но выключены на контроллере.
Есть внутреннее и несколько внешних устройств. Терминаторы включены на внутреннем и на последнем внешнем устройстве.
Немного сложнее ситуация, когда на одном контроллере (шине) используются narrow- и wide-устройства одновременно. Представим, что у нас две 8 бит шины, которые на самом деле есть просто старший и младший байты wide-шины (в описаниях и SCSI BIOS это так и называется - High byte/Low byte). Теперь, следуя вышеприведенным правилам, необходимо затерминировать обе эти шины. Обычно в таких случаях на контроллере можно независимо терминировать старший и младший байты wide-шины. В этой ситуации narrow шина есть продолжение младшего байта wide шины. Приведем один пример:
Narrow-устройства вполне можно использовать и на wide-шине даже тогда, когда на контроллере нет необходимого разъема (как внешнего, так и кнутреннего). Нужно только использовать переходник wide-narrow, или это может быть внешний SCSI кабель с narrow-разъемом на одном конце и wide на другом. Чаще всего такая необходимость возникает при подключении внешних narrow-устройств к wide-контроллеру, так как он обычно имеет внешний разъем типа wide. Если вы используете переходники, обратите внимание на терминацию. При подключении внешнего narrow-устройства к wide-разъему переходник должен терминировать high byte. Если же подключается narrow-устройство к внутреннему разъему wide, то переходник просто преобразовывает разъемы (то есть сокращает количество проводов с 68 до 50). Правда, как уже отмечалось, терминация часто производится самим контроллером и устройствами в автоматическом режиме, и проблем возникнуть не должно; эти сведения приведены скорее как справочная, нежели практическая информация.
В различных конфренциях и FAQ часто задают вопрос типа "А что лучше: IDE или SCSI?". Ответить на него очень просто, но с небольшим и очень важным дполнением: "Это смотря для чего". Вот основные преимущества SCSI перед IDE:
Однако, при всей своей красе, SCSI - дорогой интерфейс. Это относится как к контролерам, так и к устройствам. Прежде чем решить, нужен ли вам SCSI, необходимо уяснить поставленные цели. Для работы, скажем, в Microsoft Office, вовсе не нужно высокое быстродействие. К тому же преимущества сильно заметны только в случае активной многозадачности. Следует также помнить, что за небольшие деньги можно купить куда более быстродействующий и емкий жесткий диск с интерфейсом IDE, чем со SCSI. Но если вы занимаетесь видеомонтажем, записью CD, сложной графикой или просто хотите максимального быстродействия в любимом Unreal"е (или что у вас там любимое), то тут SCSI, понятное дело, стоит потраченных денег. В общем, решайте сами. Правда, в случае если финансы у вас находятся в плачевном состоянии, то решать тут особенно и нечего...
С тех пор как мир стал свидетелем стремительной эволюции персонального компьютера, и ЭВМ превратилась из очень дорогой и большой вычислительной машины, использующейся редкими компаниями и корпорациями, в предмет повседневного использования для сотен миллионов людей, произошла смена не одного десятка технологий. В том числе технологий, касающихся применения тех или иных шин, разъемов, периферийных устройств. Не стали исключением стандарты подключения, использующиеся для подсоединения к компьютеру , такие как SCSI, SATA и IDE.
SCSI
История
Примерно в 70-х годах, возникла потребность в физических и логических интерфейсах между периферийными устройствами и компьютерами. Человеку по имени Алан Ф. Шугарт, кстати, в честь которого впоследствии и назвали интерфейс, (Shugart Computer Systems Interface) пришла в голову идея, использовать устройство, которое выступает в качестве моста между жестким диском и компьютером. Был разработан 50-контактный плоский разъем, известный и продаваемый под коммерческим названием SCSI-I. Вот так выглядит этот стандарт.
Этот стандарт был поддержан многими производителями и лидерами отрасли того времени. С тех пор было выпущено несколько версий такого интерфейса, и хотя он считается более или менее устаревшим в наше время, некоторые старые ПК, все еще используют его.
Самая первая версия использовала 50-контактный плоский разъем. В то время как первые разъемы SCSI использовали параллельные интерфейсы, более современные SCSI работают через последовательный интерфейс. Последовательный интерфейс SCSI, по сравнению с параллельным, обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
SCSI может быть либо установлен на материнской плате физически, либо может быть реализован с помощью адаптеров.
Хранение
SCSI позволяет использовать до 7 — 15 (в зависимости от ширины шины) подключаемых устройств. Благодаря этому можно подключить все устройства к одной плате, а не покупать различные платы для различных устройств, что неизбежно увеличит расходы.
Скорость
Современные версии могут передавать данные до 80 мегабайт / сек. Современные устройства SCSI имеют обратную совместимость, т.е. если подключено устройство старшей версии, то шина SCSI будет по-прежнему поддерживать его, хотя скорость передачи данных может быть сниженной.
Цена
SCSI всегда была дорогим решением. Новые версии не сделали ее ниже. Учитывая, что существует, по крайней мере, 10 различных (3 нового поколения) видов, в ближайшее время не планируется полный уход с рынка интерфейса этого типа. Преимуществом SCSI является поддержка различных устройств, от матричных принтеров, сканеров, плоттеров, до современной клавиатуры и мыши и быстродействие.
IDE
История
Интерфейс IDE (англ. Integrated Drive Electronics - «интегрированная в устройство электроника») был разработан компанией Western Digital Electronics в сотрудничестве с Control Data Corporation и Compaq Computers, и был запущен в 1986 году. К середине 90-х годов, технология IDE-ATA уже поддерживалась повсеместно и практически полностью вытеснила шину SCSI. Для обозначения IDE в настоящее время широко используется аббревиатура PATA (Parallel ATA), которая подчеркивает, что для передачи данных используется параллельный интерфейс. В отличие от SCSI, в IDE, контроллер располагается в самом устройстве, а не в виде отдельной платы.
IDE изначально имел 40-жильный шлейф, в дальнейшем ему на смену пришел 80-жильный кабель. Вот пример жесткого диска с интерфейсом IDE.
Подключение
PATA позволяет подключать два устройства на канал.
Скорость
Самые последние версии могут иметь поддержку скорости передачи данных до 133 МБ/с.
Цена
PATA являясь преемником SCSI, была чрезвычайно успешной, благодаря своей низкой цене и лучшему соотношению цены и качества. PATA интерфейсы по-прежнему используются в крупных промышленных установках, но в пользовательских системах, уже практически вытеснены технологией SATA.
SATA
История
Технология Serial ATA была создана на рубеже веков и пришла на смену PATA (IDE). В 2003 году SATA была запущена с большой помпой, и за каких-то десять лет, захватила 98% доли на рынке персональных компьютеров. SATA была первоначально запущена с интерфейсом, поддерживающим скорость в 1,5 Гбит /сек, современная версия (SATA Revision 3.0) может передавать данные со скоростью до 6 Гбит / сек.
Пример соединеиия жесткого диска с .
Подключение
SATA использует последовательный порт и поддерживает технологию «горячего» подключения. С помощью технологии Plug and Play, компьютерные компоненты могут быть заменены без выключения системы.
Кабель данных имеет 9 контактов и длину не более метра. Кабель SATA имеет гораздо меньше жил, чем кабель PATA, и как следствие он значительно уже. Благодаря этому в системах с такими разъемами обеспечивается лучшее охлаждение. К самому разъему значительно проще и удобнее подключать устройства. К тому же с появлением SATA, можно забыть про разграничение устройств на Master и Slave. К каждому устройству подключается отдельный кабель. SATA имеет несколько разновидностей, в том числе разъем мини-SATA для небольших накопителей и разъем E-SATA, который используется для подключения внешних устройств.
Скорость
Первые SATA поддерживали скорость в 1.5 Гбит/с. Современные версии поддерживают скорость передачи данных в 3 Гбит / с и до 6 Гбит / сек.
Цена
SATA устройства являются наиболее дешевыми по сравнению с другими аналогичными интерфейсами.
Сравнение трех вышеперечисленных интерфейсов дает нам представление о том, почему большинство современных персональных компьютеров используют SATA. IDE оказался менее удобным и дорогим и поэтому был успешно заменен именно на SATA. SCSI интерфейс практически устарел и в настоящее время используется лишь на некоторых серверах. Пока не видно достойных альтернатив SATA интерфейсу, которые были бы быстрее, дешевле и удобнее. Вероятнее всего, в ближайшие годы именно интерфейс SATA будет доминировать на рынке ПК.
