Scsi что это

Scsi что это

SCSI — быстрый и необычный интерфейс

Из этой статьи вы узнаете самое необходимое о SCSI что это такое, где и зачем используется, сколько поколений вышло с момента появления и как реализуется на практике.

Прочитайте — вдруг, SCSI пригодится и вам?

Scsi что это

Что означает SCSI?

Это набор заглавных букв от фразы Small Computer Systems Interface. На русском языке он звучит как «скази», а расшифровка — системный интерфейс для малых компьютеров.

Данный стандарт создан для объединения компьютерных комплектующих различного назначения на одной шине: винчестеров, дисководов, сканеров, принтеров и пр. Зачем? Чтобы обеспечить им одинаково высокую скорость работы в качестве единого, но в то же время делимого механизма. Вдобавок благодаря SCSI можно использовать один девайс на нескольких компах сразу.

Другие возможности

Scsi что этоПомимо простого подключения железа, технология позволяет обмениваться данными и определяет набор команд, который получил широкое распространение. К примеру, в Windows он применяется в едином стеке для устройств хранения информации.

Чаще всего применяются такие команды как запись, чтение, проверка устройств, запрос их характеристик, установка для них новых параметров или возврат предыдущих и т. д.

Также бывает реализация команд поверх проводов и контроллеров других стандартов. Если речь идет о IDE, ATA или SATA, она называется ATAPI — ATA Packet Interface; если сверху протокола USB — Mass Storage device. Таким образом, вы можете, к примеру, подключить выносной жесткий диск через обычный USB и для него будет использоваться имеющийся в операционке драйвер SCSI.

Scsi что это

Где востребован SCSI?

На серверах и рабочих станциях высокой производительности. На серверах, относящихся к низкой ценовой категории, и тем более в домашних условиях, этот интерфейс встречается крайне редко; в таких случаях оптимальным вариантом является привычный для нас SATA.

Но естественно никто вам не запрещает ставить такие скази устройства в свой домашний компьютер. Или например в домашний сервер.

Технология на практике

Все устройства, которые вы хотите подсоединить к одной шине, работают через специальный адаптер, который, в свою очередь, вставляется в свободный слот на материнской плате. Контроллер имеет собственный биос, посредством которого вы можете управлять девайсами. Операционная система распознает и связывается с ними, как обычно, с помощью драйверов.

Scsi что это

Наличие у SCSI адаптера означает то, что с центрального процессора снимается часть нагрузки, следовательно, железо работает быстрее.

Так как данная технология является последовательной, то и девайсы следует подключать соответственно. Причем каждый должен иметь уникальный ID, и все они — одинаковый интерфейс.

История появления

Я хочу вам поведать историю создания интерфейса не из своего занудства, а потому что через нее вы сможете больше понять о предмете нашего разговора.

Итак, в 1979 году изобретатель 8-дюймовых дискет и производитель магнитных накопителей Алан Шугарт поставил перед собой задачу сделать для своей продукции универсальный интерфейс, который не терял бы своих позиций с учетом развития технологий.

Scsi что это

И ему удалось ее решить путем создания стандарта, поддерживающей логическую и практическую (головка, цилиндр, сектор) адресацию. Она основывалась на протоколах 8-битной параллельной отправки информации по пути, включающему в себя несколько линий.

Новшество получило не очень благозвучное для русскоязычного населения название SASI (Shugart Associates Systems Interface), то есть связующий системный интерфейс, именованный в честь отца-основателя.

Через 2 года он поделился своей разработкой с комитетом ANSI (American National Standarts Institute — Национальный Институт Стандартизации США) — то же самое, что и ГОСТ в нашей стране. На базе этого изобретения специалисты ANSI создали SCSI.

Scsi что это

Поколения интерфейса

Примечательно, что технология создана почти полстолетия назад, а говорим мы о ней до сих пор. Все потому, что она постоянно преображалась. С момента появления вышло 10 версий. Не буду забивать вам голову подробностями о каждой из них. Расскажу только, что было изначально, и что мы имеем теперь.

SCSI-1

Ultra-640 SCSI

Serial Attached SCSI (SAS)

Scsi что это

Электрика

Есть 3 способа передачи информации относительно электрики:

Нагрузка на интерфейс распределяется при помощи терминаторов, расположенных с обоих концов шины. Согласно электрическим характеристикам они разделяются на:

Чаще всего используется 2-я модель.

Конкурентоспособность SCSI

Стандарт SCSI прошел испытание временем и пользуется популярностью по сей день. Почему?

Все же на долю таких накопителей приходится всего около 30 % современного рынка, так как есть у SCSI и недостатки:

Источник

Высокоскоростные интерфейсы: SCSI

Scsi что это

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.

Scsi что это

Scsi что это

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.

СтандартМаксимальная скорость шины, Мбайт/сек.Разрядность шиныМаксимальная длина кабеля, мМаксимальное число устройств
Единственное уст-воLVDHVD
SCSI-1586(3)258
SCSI-21083(3)258
Wide SCSI-220163(3)2516
SCSI-32081.5(3)258
Wide SCSI-34016(3)2516
Ultra2 SCSI408(4)12258
Wide Ultra-2 SCSI8016(4)122516
Ultra-3 SCSI, или Ultra-160 SCSI16016(4)12(5)16
Ultra 320 SCSI32016(4)12(5)16
Ultra 640 SCSI64016(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.

Scsi что это

Рис. 3. SCSI хост-адаптер фирмы Adaptec

Современные производители НЖМД SCSI

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.

Scsi что это

Рис. 4. Серевер, оборудованный дисками SCSI

Scsi что это

Рис. 5. Отсек для дисков SCSI

Scsi что это

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.

Scsi что это

Scsi что это

Рис. 7, 8. Современные SCSI-диски, используемые в серверах

Типы разъемов SCSI

Scsi что это

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.

Scsi что это

Scsi что это

Scsi что это

Рис. 10. Разъем HD68.
Рис. 11. Разъем SCA80.
Рис. 12. Разъем НE50.

Scsi что это

Рис. 13. Необходимые для подключения SCSI-устройств переходники

Scsi что это

Scsi что это

Scsi что это

Scsi что это

Scsi что это

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.

Scsi что это

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.

Источник

Scsi что это

Small Computer Systems Interface (системный интерфейс для малых компьютеров) – интерфейс, разработанный для объединения на одной шине различных по своему назначению устройств, таких как жёсткие диски, накопители на магнитооптических дисках, стримеры, сканеры и т.д. Интерфейс предназначен для соединения устройств различных классов: памяти прямого и последовательного доступа, CD-ROM, оптических дисков однократной и многократной записи, устройств автоматической смены носителей информации, принтеров, сканеров, коммуникационных устройств и процессоров. Применяется в различных архитектурах компьютерных систем, а не только в PC. Стандарт определяет не только физический интерфейс, но и систему команд, управляющих устройствами SCSI. За время своего существования стандарт активно развивался.

Стандарты, описывающие SCSI

Извечный спор «Что лучше, Windows или Unix?» можно перенести и на интерфейсы IDE и SCSI. Однако этот вопрос в такой постановке неразрешим. Каждый должен выбирать для себя сам. На долю SCSI-дисков приходится чуть менее 30% мирового рынка. В нашей стране процент использования SCSI-интерфейса по сравнению с IDE, по моему мнению, несколько ниже. Это объясняется тем, что установка на компьютер SCSI-адаптера обойдется минимум на 100 долларов США дороже, чем установка на тот же компьютер IDE.

Сравнивая эти два интерфейса, нетрудно прийти к выводу, что основные преимущества SCSI проявляются при работе в мультизадачных средах (многие тесты, проведённые под Windows NT, показывают несомненное преимущество SCSI; задачи, связанные с обработкой видео, тоже не могут обойтись без SCSI). И ещё один вывод: наблюдая за развитием IDE, нетрудно заметить, что он приобретает многие черты SCSI.

Существует множество вариантов классификации интерфейса SCSI. Остановимся на одном из вариантов.

Классификации интерфейса SCSI

СтандартВидСкорость на шине, Мбайт/секШирина шины, битыМаксимальная длина кабеля, метровМаксимальное кол-во устройствВнешние разъемы, кол-во контактовВнешние разъемы, кол-во контактов
SELVDHVD
Narrow/WideN/WN/WN/WN/WN/WN/WN/WN/W
SCSI-15/–8/–6/–12/–25/–8/–DB-25/– CX-50/–LD50/-
SCSI-2Fast10/208 /163/612/1225/2516/16HD-50/HD-68LD50/HD68
Ultra20/408/163(1,5)/3(1,5)–/1225/254(8)/4(8)HD-50/HD-68LD50/HD68
Ultra 240/808/16–12/1225/258/16HD-50/HD-68LD50/HD68
SCSI-3Ultra 160–/160–/16––/12–HD-68, VHDCI-68HD68,HD80
Ultra 320–/320–/16––/12–HD-68, VHDCI-68HD68,HD80

SE – Single-Ended, сигнал ТТЛ-уровня;

LVD – Low Voltage Differential, низковольтный дифференциальный;

HVD – High Voltage Differential, дифференциальный;

HD – High Density, высокая плотность контактов разъёма;

LD – Low Density, низкая плотность контактов разъёма.

SE – Single-Ended, асимметричный SCSI

Термин обозначает обычный SCSI-интерфейс, в котором для каждого сигнала на шине есть свой проводник. Этот термин часто используется для указания принадлежности к «классическому» SCSI. Сигнал передается потенциалом с ТТЛ-уровнями относительно общего провода, который должен быть отдельным для каждого сигнала для снижения уровня помех.

В LVD SCSI и последующих вариантах SCSI каждый сигнал идёт уже по 2 проводам (по одному – положительной полярности, а по другому отрицательной).

LVD – Low Voltage Differential (низковольтный дифференциальный)

Двуполярный дифференциальный сигнал, используемый для высокоскоростной передачи данных в современных вариантах SCSI-интерфейса. При использовании LVD уровень напряжения сигнала находится в пределах ±1,8 В. На LVD-интерфейсе сигналы положительной и отрицательной полярности идут по разным физическим проводам. Для поддержки SCSI LVD требуется специальный кабель, состоящий из групп витых пар.

HVD – High Voltage Differential

Дифференциальный – термин, указывающий, что сигнал на SCSI двуполярный, т.е. значение определяется не только уровнем, но также и полярностью используемого напряжения. Это позволяет снизить воздействие шумов на SCSI-шину. Первый вариант SCSI-интерфейса с использованием двуполярных сигналов LVD SCSI – Ultra2 SCSI.

Дифференциальная версия HVD для каждой цепи задействует пару проводников, по которым передаётся парафазный сигнал. Здесь используются специальные дифференциальные приёмопередатчики, применяемые в интерфейсе RS-485. Дифференциальный интерфейс применяется в дисковых системах серверов, но в обычных PC не распространен. Интерфейс HVD появился в SCSI-2, а в SCSI-3 упразднён, поскольку скорость 40 Мбайт/с он уже не выдерживает.

В LVD-интерфейсе уровни напряжения на шине ниже, чем в случае HVD-интерфейса.

Интерфейс LVD электрически несовместим с SE и HVD, и в первую очередь это касается HVD: попытка подключить к одной шине LVD- и HVD-устройства может привести к выходу из строя LVD-устройств, так что здесь нужно быть осторожным!

Взаимоотношения интерфейсов LVD и SE, если так можно выразиться, не такие «жёсткие».

Многие фирмы решают эту проблему следующим образом:

Scsi что это

Рис. 1. Взаимоотношения интерфейсов LVD и SE
1 – SCSI-устройство, 2 – терминатор LVD, 3 – внешний разъем, 4 – преобразователь LVD – SE, 5 – терминатор SE ( младший байт), 6 – внешний разъем

В стандарте SCSI-2 даже предусмотрена возможность изготовления устройств со смешанным интерфейсом – LVD/SE. Что это такое и как оно работает? Очень просто. Устройства – в том числе и терминаторы – этого типа могут работать либо в режиме LVD, либо в режиме SE, а переключение между режимами происходит автоматически – для этого используется сигнал на проводнике DIFFSENS.

На одной шине можно смешивать SE- и LVD-устройства, и они будут синхронизировать интерфейсы автоматически – если обнаружится хотя бы одно SE-устройство, все LVD-устройства на этой шине переключатся в SE-режим. Эта способность называется Multimode LVD. Если необходимо соединить HVD-устройства с SE- или LVD-устройствами, нужно использовать специальные конвертеры.

Устройства LVD совместимы с устройствами SE благодаря возможности их автоматического переконфигурирования (Multimode LVD). Устройства LVD распознают напряжение на линии DIFFSENS и по низкому уровню напряжения на ней способны переключаться из режима LVD в SE. Контакт разъёма, на который выводится эта цепь, в устройствах SE заземлен, что и обеспечивает автоматическое «понижение» режима всех устройств шины до SE, если имеется хотя бы одно устройство SE.

Во время сеанса связи между инициатором обмена и получателем данных устройства «договариваются» о максимально поддерживаемой ими скорости обмена. Поэтому если обмениваются данными два Ultra2-устройства, то они посылают друг другу данные на Ultra2-скоростях, в то время как другие устройства на той же самой шине связываются в скоростях Ultra или Fast. Некоторое внимание нужно уделить электрическим интерфейсам, используемым в SCSI-устройствах. Существует три типа таких интерфейсов: Single-Ended (SE), High Voltage Differential (HVD, иногда только называемый «дифференциальным») и Low Voltage Differential (LVD). Ultra2-устройства используют только LVD-интерфейсы, и многие ошибаются, считая, что LVD и Ultra2 – это одно и тоже; однако LVD-интерфейсы имеются и на некоторых Fast SCSI-устройствах. На одной шине можно смешивать SE- и LVD-устройства, и они будут синхронизировать интерфейсы автоматически: если обнаружится хотя бы одно SE-устройство, все LVD-устройства на этой шине переключатся в SE-режим. Эта способность называется «Multimode». Если необходимо соединить HVD-устройства с SE- или LVD-устройствами, нужно использовать специальные конвертеры, например компаний Ancot или Paralan.

На рис. 2 представлена диаграмма по напряжению для сигнала SE и LVD:

SE сигнал – 0 В SE, повторитель SE SE.

Данный метод может быть реализован только аппаратно в процессе разработки SCSI-устройств.

2-й способ. С использованием внешнего преобразователя LVD/SE.

Шина SCSI

В SCSI-системах принято делить все устройства на Инициаторы (ИУ, Initiator) и Исполнители (ЦУ, Target).

Существуют следующие варианты шины SCSI:

Narrow шина не поддерживается последними версиями SCSI, начиная с Ultra 160.

При этом возникают два варианта проблем при подключении ЦУ (Target) на шину.

1.1. Wide Target – Wide Width,
1.2. Narrow Target – Wide Width.

2.1. Narrow Target – Narrow Width,
2.2. Wide Target – Narrow Width.

Рассмотрим подробнее все эти случаи подробнее.

1.1. Могут возникнуть сложности с подключением терминаторов, т.к. в LVD-устройствах внутренние терминаторы встречаются редко.

Самая простая задача (не должно быть никаких проблем).

1.2. Переходник (адаптер с 68- на 50-контактный разъём) должен терминировать High Byte, если Narrow Target крайнее на шине.

На Wide Target следует установить джампер Disable Wide, терминация High Byte.

Wide Width состоит из старшего байта (High Byte) и младшего байта (Low Byte).

Narrow Width (контроллер всегда SE) представляет Low Byte’s Wide Width. Narrow Width можно рассматривать как подмножество Wide Width, у которого используется только Low Byte’s Data Bus. В простых одноканальных контроллерах контакты Narrow Width запараллелены с частью контактов Wide Width. При этом можно использовать смесь широких и узких устройств, для чего терминаторы на контроллере разделены на две половины: терминаторы младшего байта (TrmL) и старшего байта (TrmH) – и должны управляться независимо.

Т.е. должны быть соответствующие переключатели: либо на Target, либо на переходниках (TrmH в положении ON, а TrmL в положении OFF, старшие разряды всегда должны быть затерминированы). Если LVD/SE Target имеет переключатель режимов, то для согласования режимов необходимо переключить в режим SE Mode.

В обоих этих вариантах придется столкнуться с разнообразием разъёмов, применяемых для интерфейсов SCSI, из-за этого может возникнуть потребность в применении переходных адаптеров от одного типа разъёма к другому. Подробно о типах разъёмов, применяемых в SCSI-устройствах, см. «Типы применяемых в SCSI разъемов».

Подключение периферии

Scsi что это

Рис. 5. Структурная схема подключения периферии

Scsi что это

Рис. 6. Структурная схема кабеля для двух периферийных устройств

1, 2, 3 – разъём (розетка);

4 – кабель SCSI LVD, состоящий из витых пар;

5, 6 – разъём (вилка) целевого устройства (ЦУ, target);

7 – разъём (вилка) инициатора (ИУ, initiator).

Типы применяемых в SCSI разъёмов

На рис. 7 представлены типы применяемых в SCSI разъёмов.

Scsi что это

Рис. 7. Типы применяемых в SCSI разъёмов

Иногда ещё используют внешний разъём VHDCI-68.

Возможен вариант, когда для подключения Wide Width используют два разъёма HD50.

Внешние разъёмы

В большинстве случаев используется пять (5) видов внешних разъёмов: HD-68, HD-50, CX-50, DB-25, VHDCI-68. Иногда необходимо применение переходников, если подключаемые к внешней шине устройства SCSI имеют различные внешние разъёмы.

Такие переходники существуют. Цена одного колеблется от 10 до 35 долларов США.

Самый распространенный внешний разъём, применяемый в устройствах SCSI, – HE68Female (см. рис. 8 и табл. 2)

Scsi что это

Рис. 8. Внешний вид разъёма HD-68

Контакты разъёма HD68 приведены в табл. 2.

В стандарте SPI (SCSI Parallel Interface, 1995 г.) определен Р-кабель и коннекторы для организации широкой (16 бит) шины на одном кабеле. Этот кабель с 68-контактными разъёмами HD-68M (рис. 8) называют кабелем SCSI-3.

Разъёмы Р-кабеля SCSI для цепи SE приведены в табл. 2.

Внутренние разъёмы

Самый распространенный внутренний разъём, применяемый в устройствах SCSI, – HE68Male (табл. 2) и HE50Male (табл. 4).

Внешний и внутренний разъем HD68. Применяется в интерфейсах SCSI-2,3. Определен стандартом SPI (1995г.)

Single-Ended SCSIDifferential SCSIHD-68Single-Ended SCSIDifferential SCSIHD-68
Signal nameSignal namePin#Signal nameSignal namePin#
Ground+ Data Bit 121Data Bit 12– Data Bit 1235
Ground+ Data Bit 132Data Bit 13– Data Bit 1336
Ground+ Data Bit 143Data Bit 14– Data Bit 1437
Ground+ Data Bit 154Data Bit 15– Data Bit 1538
Ground+ Parity Bit 15Parity Bit 1– Parity Bit 139
Ground+ Data Bit 06Data Bit 0– Data Bit 040
Ground+ Data Bit 17Data Bit 1– Data Bit 141
Ground+ Data Bit 28Data Bit 2– Data Bit 242
Ground+ Data Bit 39Data Bit 3– Data Bit 343
Ground+ Data Bit 410Data Bit 4– Data Bit 444
Ground+ Data Bit 511Data Bit 5– Data Bit 545
Ground+ Data Bit 612Data Bit 6– Data Bit 646
Ground+ Data Bit 713Data Bit 7– Data Bit 747
Ground+ Parity Bit 014Parity Bit 0– Parity Bit 048
GroundGround15GroundGround49
GroundDiffsens16GroundGround50
Term-n PowerTerm-n Power17Term-n PowerTerm-n Power51
Term-n PowerTerm-n Power18Term-n PowerTerm-n Power52
ReservedReserved19ReservedReserved53
GroundGround20GroundGround54
Ground+ Attention21Attention– Attention55
GroundGround22GroundGround56
Ground+ Busy23Busy– Busy57
Ground+Acknowledge24Acknowledge– Acknowledge58
Ground+ Reset25Reset– Reset59
Ground+Message26Message– Message60
Ground+ Select27Select– Select61
Ground+Com./Data28Com./Data–Com./Data62
Ground+ Request29Request– Request63
Ground+Input/Outpt30Input/Output– Input/Output64
Ground+ Data Bit 831Data Bit 8– Data Bit 865
Ground+ Data Bit 932Data Bit 9– Data Bit 966
Ground+ Data Bit 1033Data Bit 10– Data Bit 1067
Ground+ Data Bit 1134Data Bit 11– Data Bit 1168

Внешние разъемы LD50 и HD50 SCSI

Single-Ended SCSIDifferential SCSIHD-50Single-Ended SCSIDifferential SCSIHD-50
Signal nameSignal namePin#Signal nameSignal namePin#
Ground+ Data Bit 01Data Bit 0– Data Bit 026
Ground+ Data Bit 12Data Bit 1– Data Bit 127
Ground+ Data Bit 23Data Bit 2– Data Bit 228
Ground+ Data Bit 34Data Bit 3– Data Bit 329
Ground+ Data Bit 45Data Bit 4– Data Bit 430
Ground+ Data Bit 56Data Bit 5– Data Bit 531
Ground+ Data Bit 67Data Bit 6– Data Bit 632
Ground+ Data Bit 78Data Bit 7– Data Bit 733
Ground+ Parity Bit 09Parity Bit 0– Parity Bit 034
GroundGround10GroundGround35
GroundGround11GroundGround36
ReservedReserved12ReservedReserved37
GroundGround13Term-n PowerTerm-n Power38
ReservedReserved14ReservedReserved39
GroundGround15GroundGround40
Ground+ Attention16Attention– Attention41
GroundGround17GroundGround42
Ground+ Busy18Busy– Busy43
Ground+ Acknowledge19Acknowledge– Acknowledge44
Ground+ Reset20Reset– Reset45
Ground+ Message21Message– Message46
Ground+ Select22Select– Select47
Ground+ C/D23C/D– C/D48
Ground+ Request24Request– Request49
Ground+ I/O25I/O– I/O50

Разъем HE50 SCSI

Single-Ended SCSIDifferential SCSIHE-50Single-Ended SCSIDifferential SCSIHE-50
Signal nameSignal namePin#Signal nameSignal namePin#
Ground+ Data Bit 01Term-n PowerTerm-n Power26
Ground– Data Bit 02ReservedReserved27
Ground+ Data Bit 13ReservedReserved28
Ground– Data Bit 14GroundGround29
Ground+ Data Bit 25GroundGround30
Ground– Data Bit 26Ground+ Attention31
Ground+ Data Bit 37Attention– Attention32
Ground– Data Bit 38GroundGround33
Ground+ Data Bit 49GroundGround34
Ground– Data Bit 410Ground+ Busy35
Ground+ Data Bit 511Busy– Busy36
Reserved– Data Bit 512Ground+ Acnowledge37
Ground+ Data Bit 613Acknowledge– Acknowledge38
Reserved– Data Bit 614Ground+ Reset39
Ground+ Data Bit 715Reset– Reset40
Ground– Data Bit 716Ground+ Message41
Ground+ Parity Bit 017Message– Message42
Ground– Parity Bit 018Ground+ Select43
GroundGround19– Select– Select44
GroundGround20Ground+ C/D45
GroundGround21C/D– C/D46
GroundGround22Ground+ Request47
GroundReserved23Request– Request48
GroundReserved24Ground+ I/O49
GroundGround25I/O– I/O50

Фазы шины

В каждый конкретный момент времени шина SCSI может находиться только в одной из перечисленных фаз:

1. Bus Free – шина находится в состоянии покоя.

2. Arbitration – устройство (ИУ) может получить право на управление шиной.

3.1. Selection – инициатор, выигравший арбитраж, выбирает ЦУ (только одно), с которым он будет работать.

3.2. Reselection – аналогична предыдущей, но её вводит целевое устройство. Т.е. ИУ и ЦУ меняются ролями – ЦУ вызывает ИУ.

4. Command In (Out), Data In (Out), Status, Message In (Out) – информационные фазы (по шине данных передается информация).

Последовательность фаз представлена на рис. 9.

Scsi что это

Рис. 9. Последовательность фаз шины SCSI

После фазы Selection ИУ может проводить процедуру тайм-аута выбора (Selection Time-Out), которая может быть реализована двумя методами:

2. Переход в фазу Bus Free.

Для реализации фазы Reselection во всех вышеприведенных фазах Initiator и Target меняются местами в вопросах выполнения действий.

В любом случае завершающей фазой является фаза Message In, в которой передается сообщение Disconnect или Command Complete, после чего шина переходит в состояние Bus Free.

В любой системе SCSI предусмотрена возможность сброса системы (Reset), для чего имеется линия Reset, на которую может быть выставлен сигнал сброса в любое время и любым устройством. Обработка сигнала Reset может быть реализована двумя методами:

1. Жёсткий сброс (Hard Reset) – аналогичен отключению питания для всех устройств системы SCSI.

2. Мягкий сброс (Soft Reset) – позволяет одному инициатору выполнить сброс шины SCSI, не нарушая работы других инициаторов в системе, где таких инициаторов несколько.

Сигналы управления шины SCSI

В шине SCSI используются девять сигналов управления, активным уровнем которых является низкий уровень сигнала: BSY (Занят), SEL (Выбор), C/D (Управление/Данные), I/O (Ввод/Вывод), MSG (Сообщение), REQ (Запрос), ACK (Подтверждение), RST (Сброс), ATN (Внимание).

Источники вышеприведённых сигналов приведены в табл. 5.

Источники сигналов управления шины SCSI

СигналBSYSELC/DI/OMSGREQACKRSTATN
ИсточникИУ, ЦУИУ, ЦУЦУЦУЦУЦУИУИУ, ЦУИУ

Между фазами передачи информации сигналы Busy, Select, REQ, ACK должны оставаться в неизменном состоянии, меняться могут только значения сигналов Msg, C/D, I/O.

Информационные фазы передачи информации Data Out (In), Command, Status, Message Out (In)

Target управляет сигналами Msg, C/D, I/O, в зависимости от комбинации которых идентифицируются фазы шины Data Out (In), Command, Status, Message Out (In).

I/O = «1» – передача Initiator * (Destination Count) – удалённый индекс;

Cat ** (catenate bit [optional]) – связывающий бит;

Source LUN – номер исходного логического блока;

Destination address – адрес назначения;

Reserved – зарезервировано для последующих стандартов, должны быть записаны нули;

Destination LUN – номер логического блока назначения;

Number of Blocks – число блоков;

Source Logical Block Address – адрес исходного логического блока;

Destination Logical Block Address – адрес логического блока назначения;

MSB – старший байт;

LSB – младший байт.

* Если DC = 1, то поле числа блоков (Number of Blocks) относится к логической единице источника (Source Logical Unit). Если DC = 0, то поле числа блоков (Number of Blocks) относится к логической единице назначения (Destination Logical Unit).

** Если Cat = 1, то устройство, управляющее копированием, будет связывать последний блок сегмента источника с первым блоком следующего сегмента источника, если последний блок источника не заканчивается точно в конце блока назначения. Cat = 0 зависит от установки pad bit в блоке дескриптора команды.

Источник

Живучий SCSI

Раз уж мы начали рассматривать историю хранения данных — познакомимся поближе с одной из технологий, которую мы в прошлой статье упомянули только вскользь. Удивительно в этой технологии то, что, появившись в самом начале 80-х, она с разными изменениями дожила до современности, и не собирается уступать позиции. Речь пойдет о SCSI.

«Отцами-основателями» SCSI можно считать компанию Shugart Associates, стандарт из которого родился впоследствии SCSI изначально носил слегка неблагозвучное для русского уха название SASI (Shugart Associates System Interface). Компания эта, ныне не так широко известная, в конце 70-х практически доминировала на рынке дисководов, и именно эта компания предложила популярный формат 5¼ дюймов. Контроллеры SASI обычно были размером в половину диска и подключались 50-пиновым плоским кабелем, который впоследствии стал коннектором SCSI-1.

Scsi что это

За переименованием стандарта стоял ANSI, к 1982 году разработавший стандарт этого интерфейса. Дело в том, что политика ANSI не разрешает использовать названия компаний названии стандартов, поэтому SASI был переименован в «Small Computer System Interface», что и дало знакомую нам аббревиатуру. «Отец» стандарта Ларри Бушер (Larry Boucher) хотел, чтоб эта аббревиатура читалась как «сэкси», но прочтение от Дал Аллана (Dal Allan) «сказзи» прижилось больше.

Несмотря на то, что в основном SCSI ассоциируется с жесткими дисками, этот стандарт позволяет создавать практически любые устройства, подключаемые по данному интерфейсу. Со SCSI выпускалась масса устройств: жесткие диски, магнитооптические накопители, CD и DVD приводы, стриммеры, принтеры и даже сканеры (LPT порт был слишком медленным для работы цветных сканеров высокого разрешения).

Несмотря на то, что в большинстве «простых компьютеров» SCSI как интерфейс не встречается, набор команд этого стандарта широко используется. Например, набор команд SCSI программно реализован в едином стеке Windows для поддержки устройств хранения данных. Так же, практически стандартом стала реализация команд SCSI поверх IDA/ATA и SATA интерфейсов, используемых для работы с CD/DVD и BlueRay, названная ATAPI. Так же эта система команд, реализованная поверх USB, стала частью стандарта Mass Storage Device, что позволяет использовать любые внешние USB хранилища данных.

Scsi что это

Исторически, первым интерфейсом стал Parallel SCSI, использующий коннекторы на 50, 68 и 80 пин, расположенные на плоском кабеле, часто экранированном. Этот стандарт развивался на протяжении многих лет, пройдя путь от 40 МБит/с в SCSI-I до 5120 МБит/с в Ultra-640 SCSI. Несмотря на этот прогресс, данный интерфейс уже признан устаревшим, и заменяется более продвинутым решением в виде Serial Attached SCSI (SAS), но про SAS — немного позже. Пока давайте посмотрим, какие еще интерфейсы кабелей использовались в SCSI.

Реализация протокола SCSI по оптическим волоконным каналам, получившая название FCP (Fibre Channel Protocol или FC), позволяет добиваться высоких скоростей и использовать соединительные провода большой длины (до десятков километров с использованием одномодовой оптики). Из-за высокой стоимости используется в больших сетях обработки данных. Сегодня FC используется только для так называемого «фронт-энда», то есть для подключения компьютеров (в основном серверов) к системам хранения данных.

Scsi что это

iSCSI, как понятно из первой буквы в названии — служит для обработки SCSI комманд через Интернет, но чаще всего используются все-таки в локальных IP-сетях компаний. Так как этот стандарт, в отличие от FCP, не требует дорогостоящего оборудования, он часто выступает в роли более дешевой замены «оптики». Основные два сценария применения данного стандарта — консолидация хранения данных (данные вместо разрозненных сетевых хранилищ собираются в одном месте, чаще всего в датацентрах) и защита от сбоев (iSCSI позволяет прозрачно для потребителей перемещать дисковые массивы по глобальной сети). iSCSI сильно зависит от физического и канального уровней сетевой модели, определяющих скорость и максимальные задержки в среде. Так, iSCSI на 1Gb/s Ethernet позволял передать всего лишь до 100МБ/с. Гораздо лучше дела обстоят в сетях 10GE, но технологии 10GE только сейчас отвоевывают себе значительные сегменты в корпоративных сетях.

SCSI RDMA Protocol (часто сокращаемый до remote SCSI) позволяет одному компьютеру подключиться к ресурсам другого, используя протокол удаленного прямого доступа к памяти. Так как RDMA отличается низкой латентностью и высокой пропускной способностью — наибольшее применение он получил в кластерах.

USB Attached SCSI — тоже понятно из названия. Реализует подключение SCSI через USB-интерфейс. В теории способен обеспечивать скорость до 3200 МБит/с.

Serial Attached SCSI — наиболее распространенный сейчас вид интерфейса, вытесняющий старый параллельный вариант. Обеспечивает скорость до 6 Гбит/с (вариант на 12 Гбит/с находится в активной разработке и будет выпущен летом 2013 года). Этот протокол является «ближайшим родственником» используемого сейчас повсеместно SATA, более того — SATA устройства можно подключать к SAS контроллерам. В обратную сторону, правда, это не работает, и даже разъем SAS сконструирован так, чтоб не дать это сделать (разве что сборщик системы будет ну очень сильным).

В отличие от старого параллельного SCSI, SAS системы обладают следующими достоинствами:

— меньшее количество сигнальных линий, поэтому более компактные провода;
— использование соединения точка-точка, в отличии от P-SCSI, использовавшего шину, из-за чего одновременно с контроллером могло работать только одно устройство;
— SAS не нуждается в специальной насадке-терминаторе на кабель;
— новый протокол не страдает от проблемы не одновременного прохождения сигнала по разным проводам в шине;
— разительно выросло количество одновременно поддерживаемых устройств, старые SCSI поддерживали от 8 до 32, новые — более 16384;
— SAS дает более высокую пропускную способность, а что особенно хорошо — эта пропускная способность эффективно используется между каждым инициатором и целевым устройством, в то время как на параллельном SCSI пропускная способность шины делилась поровну между всеми устройствами;
— совместимость с устройствами SATA

Scsi что это

Неразрывно с историей хранения данных, SCSI и SAS связанна и история компании LSI. Будучи одной из первых в мире компанией, внедривших устройства ASIC (Application Specific Integrated Circuit) — специализированные микросхемы, направленные на выполнение выделенных задач, LSI не могла пройти мимо настолько бурно развивающейся области. Для LSI история SCSI началась с приобретения в 1998 году подразделения Symbios, в свое время бывшей частью NCR, AT&T и Hyundai. Это подразделение было основано в NCR в 1971 году и на момент приобретения было производителем SCSI-адаптеров. Спектр устройств, выпущенных LSI, начинается с микросхемы LSI53C825AE, позволявшей пропустить до 20MB/s данных и соответствовала стандарту Fast Wide SCSI. В процессе развития была разработана так называемая архитектура Fusion-MPT (Message Passing Technology), позволяющая максимально «облегчить» драйвер устройства в операционной системе и ускорить процесс общения между компонентами подсистемы ввода-вывода. Эта технология дожила и до сегодняшних устройств SAS-3 (12Gbit/s), более чем на три порядка превосходящих по скорости первые чипы SCSI. Кроме контроллеров, для SCSI LSI также производила и другие микросхемы, такие как хост-адаптеры и конвертеры (расширители) SCSI.

Нельзя не упомянуть и еще один интересный факт. Совсем недавно компания Seagate анонсировала выпуск двухмиллиардного жесткого диска. Жесткий диск – это очень высокотехнологичное устройство, содержащее большое количество различных компонентов. LSI выпускала и продолжает выпускать довольно много микросхем для жестких дисков. Традиционно это был «Read Channel», сейчас для этого есть так называемые SOCs (System on Chip).

Scsi что это

Еще одним крупным игроком на рынке SCSI была компания Adaptec. В отличие от LSI, всегда плотно работавшей с OEM-каналом, компания Adaptec в основном ориентировалась на готовые продукты, и поэтому более известна в мире IT под собственным именем. Около двух лет назад компания была приобретена производителем полупроводниковых устройств PMC и сейчас продукция компании носит название Adaptec by PMC. Компания также успешно пережила все поколения SCSI и теперь выпускает устройства для SAS.

История Parallel SCSI была долгой и бурной, но, в конце концов, закончилась. Уже более двух лет адаптеры P-SCSI не выпускаются, уступив технологии SAS, уже насчитывающей 2 поколения.

Надеемся, что наше знакомство с миром SCSI устройств было вам интересно, и в следующей статье мы продолжим его, рассмотрев SAS более подробно и в деталях.

Источник

Введение в SSD. Часть 2. Интерфейсная

Scsi что это

В прошлой части цикла «Введение в SSD» мы рассказали про историю появления дисков. Вторая часть расскажет про интерфейсы взаимодействия с накопителями.

Общение между процессором и периферийными устройствами происходит в соответствии с заранее определенными соглашениями, называемыми интерфейсами. Эти соглашения регламентируют физический и программный уровень взаимодействия.

Интерфейс — совокупность средств, методов и правил взаимодействия между элементами системы.

Физическая реализация интерфейса влияет на следующие параметры:

Параллельные и последовательные порты

По способу обмена данными порты ввода-вывода делятся на два типа:

Scsi что это

Параллельные порты, на первый взгляд, отлично масштабируются: больше сигнальных линий — больше бит передается за раз и, следовательно, выше пропускная способность. Тем не менее, из-за увеличения количества сигнальных линий между ними возникает интерференционное взаимодействие, приводящее к искажению передаваемых сообщений.

Последовательные порты — противоположность параллельным. Отправка данных происходит по одному биту за раз, что сокращает общее количество сигнальных линий, но усложняет контроллер ввода-вывода. Контроллер передатчика получает машинное слово за раз и должен передавать по одному биту, а контроллер приемника в свою очередь должен получать биты и сохранять в том же порядке.

Scsi что это

Малое количество сигнальных линий позволяет без помех увеличивать частоту передачи сообщения.

Scsi что это

Small Computer Systems Interface (SCSI) появился в далеком 1978 году и был изначально разработан, чтобы объединять устройства различного профиля в единую систему. Спецификация SCSI-1 предусматривала подключение до 8 устройств (вместе с контроллером), таких как:

Изначально SCSI имел название Shugart Associates System Interface (SASI), но стандартизирующий комитет не одобрил бы название в честь компании и после дня мозгового штурма появилось название Small Computer Systems Interface (SCSI). «Отец» SCSI, Ларри Баучер (Larry Boucher) подразумевал, что аббревиатура будет произноситься как «sexy», но Дал Аллан (Dal Allan) прочитал «sсuzzy» («скази»). Впоследствии произношение «скази» прочно закрепилось за этим стандартом.

В терминологии SCSI подключаемые устройства делятся на два типа:

Используемая топология «общая шина» накладывает ряд ограничений:

Scsi что это

Устройства на шине идентифицируются по уникальному номеру, называемому SCSI Target ID. Каждый SCSI-юнит в системе представлен минимум одним логическим устройством, адресация которого происходит по уникальному в пределах физического устройства номеру Logical Unit Number (LUN).

Scsi что это

Команды в SCSI отправляются в виде блоков описания команды (Command Descriptor Block, CDB), состоящих из кода операции и параметров команды. В стандарте описано более 200 команд, разделенных в четыре категории:

Дальнейшее усовершенствование SCSI (спецификации SCSI-2 и Ultra SCSI) расширило список используемых команд и увеличило количество подключаемых устройств до 16-ти, а скорость обмена данными по шине до 640 МБ/c. Так как SCSI — параллельный интерфейс, повышение частоты обмена данными было сопряжено с уменьшением максимальной длины кабеля и приводило к неудобству в использовании.

Начиная со стандарта Ultra-3 SCSI появилась поддержка «горячего подключения» — подключение устройств при включенном питании.

Первым известным SSD диском с интерфейсом SCSI можно считать M-Systems FFD-350, выпущенный в 1995 году. Диск имел высокую стоимость и не имел широкой распространенности.

В настоящее время параллельный SCSI не является популярным интерфейсом подключения дисков, но набор команд до сих пор активно используется в интерфейсах USB и SAS.

ATA / PATA

Scsi что это

Интерфейс ATA (Advanced Technology Attachment), так же известный как PATA (Parallel ATA) был разработан компанией Western Digital в 1986 году. Маркетинговое название стандарта IDE (англ. Integrated Drive Electronics — «электроника, встроенная в привод») подчеркивало важное нововведение: контроллер привода был встроен в привод, а не на отдельной плате расширения.

Решение разместить контроллер внутри привода решило сразу несколько проблем. Во-первых, уменьшилось расстояние от накопителя до контроллера, что положительным образом повлияло на характеристики накопителя. Во-вторых, встроенный контроллер был «заточен» только под определенный тип привода и, соответственно, был дешевле.

Scsi что это

ATA, как и SCSI, использует параллельный способ ввода-вывода, что отражается на используемых кабелях. Для подключения дисков с использованием интерфейса IDE необходимы 40-жильные кабели, также именуемые шлейфами. В более поздних спецификациях используются 80-жильные шлейфы: более половины из которых — заземления для уменьшения интерференции на высоких частотах.

На шлейфе ATA присутствует от двух до четырех разъемов, один из которых подключается в материнскую плату, а остальные — в накопители. При подключении двух устройств одним шлейфом, одно из них должно быть сконфигурировано как Master, а второе — как Slave. Третье устройство может быть подключено исключительно в режиме «только чтение».

Scsi что это

Положение перемычки задает роль конкретного устройства. Термины Master и Slave по отношению к устройствам не совсем корректны, так как относительно контроллера все подключенные устройства — Slaves.

Особенным нововведением в ATA-3 считается появление Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.). Пять компаний (IBM, Seagate, Quantum, Conner и Western Digital) объединили усилия и стандартизировали технологию оценки состояния накопителей.

Поддержка твердотельных накопителей появилась с четвертой версии стандарта, выпущенной в 1998 году. Эта версия стандарта обеспечивала скорость обмена данными до 33.3 МБ/с.

Стандарт выдвигает жесткие требования к шлейфам ATA:

Scsi что это

Стандарт Serial ATA (SATA) был представлен 7 января 2003 года и решал проблемы своего предшественника следующими изменениями:

Шестнадцать сигнальных линий для передачи данных в ATA были заменены на две витые пары: одна для передачи, вторая для приема. Коннекторы SATA спроектированы для большей устойчивости к множественным переподключениям, а спецификация SATA 1.0 сделала возможным «горячее подключение» (Hot Plug).

Некоторые пины на дисках короче, чем все остальные. Это сделано для поддержки «горячей замены» (Hot Swap). В процессе замены устройство «теряет» и «находит» линии в заранее определенном порядке.

Чуть более, чем через год, в апреле 2004-го, вышла вторая версия спецификации SATA. Помимо ускорения до 3 Гбит/с в SATA 2.0 ввели технологию Native Command Queuing (NCQ). Устройства с поддержкой NCQ способны самостоятельно организовывать порядок выполнения поступивших команд для достижения максимальной производительности.

Scsi что это

Последующие три года SATA Working Group работала над улучшением существующей спецификации и в версии 2.6 появились компактные коннекторы Slimline и micro SATA (uSATA). Эти коннекторы являются уменьшенной копией оригинального коннектора SATA и разработаны для оптических приводов и маленьких дисков в ноутбуках.

Несмотря на то, что пропускной способности второго поколения SATA хватало для жестких дисков, твердотельные накопители требовали большего. В мае 2009 года вышла третья версия спецификации SATA с увеличенной до 6 Гбит/с пропускной способностью.

Scsi что это

Особое внимание твердотельным накопителям уделили в редакции SATA 3.1. Появился коннектор Mini-SATA (mSATA), предназначенный для подключения твердотельных накопителей в ноутбуках. В отличие от Slimline и uSATA новый коннектор был похож на PCIe Mini, хотя и не был электрически совместим с PCIe. Помимо нового коннектора SATA 3.1 мог похвастаться возможностью ставить команды TRIM в очередь с командами чтения и записи.

Команда TRIM уведомляет твердотельный накопитель о блоках данных, которые не несут полезной нагрузки. До SATA 3.1 выполнение этой команды приводило к сбросу кэшей и приостановке операций ввода-вывода с последующим выполнением команды TRIM. Такой подход ухудшал производительность диска при операциях удаления.

Спецификация SATA не успевала за бурным ростом скорости доступа к твердотельным накопителям, что привело к появлению в 2013 году компромисса под названием SATA Express в стандарте SATA 3.2. Вместо того, чтобы снова удвоить пропускную способность SATA, разработчики задействовали широко распространенную шину PCIe, чья скорость превышает 6 Гбит/с. Диски с поддержкой SATA Express приобрели собственный форм-фактор под названием M.2.

Scsi что это

«Конкурирующий» с ATA стандарт SCSI тоже не стоял на месте и всего через год после появления Serial ATA, в 2004, переродился в последовательный интерфейс. Имя новому интерфейсу — Serial Attached SCSI (SAS).

Несмотря на то, что SAS унаследовал набор команд SCSI, изменения были значительные:

Максимальное количество одновременно подключенных устройств в SAS-домене по спецификации превышает 16 тысяч, а вместо SCSI ID для адресации используется идентификатор World-Wide Name (WWN).

WWN — уникальный идентификатор длиной 16 байт, аналог MAC-адреса для SAS-устройств.

Scsi что это

Несмотря на схожесть разъемов SAS и SATA, эти стандарты не являются полностью совместимыми. Тем не менее, SATA-диск может быть подключен в SAS-коннектор, но не наоборот. Совместимость между SATA-дисками и SAS-доменом обеспечивается при помощи протокола SATA Tunneling Protocol (STP).

Первая версия стандарта SAS-1 имеет пропускную способность 3 Гбит/с, а самая современная, SAS-4, улучшила этот показатель в 7 раз: 22,5 Гбит/с.

Scsi что это

Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express, PCIe) — последовательный интерфейс для передачи данных, появившийся в 2002 году. Разработка была начата компанией Intel, а впоследствии передана специальной организации — PCI Special Interest Group.

Последовательный интерфейс PCIe не был исключением и стал логическим продолжением параллельного PCI, который предназначен для подключения карт расширения.

PCI Express значительно отличается от SATA и SAS. Интерфейс PCIe имеет переменное количество линий. Количество линий равно степеням двойки и колеблется в диапазоне от 1 до 16.

Термин «линия» в PCIe обозначает не конкретную сигнальную линию, а отдельный полнодуплексный канал связи, состоящий из следующих сигнальных линий:

Scsi что это

«Аппетиты» твердотельных накопителей растут очень быстро. И SATA, и SAS не успевают увеличивать свою пропускную способность, чтобы «угнаться» за SSD, что привело к появлению SSD-дисков с подключением по PCIe.

Хотя PCIe Add-In карты прикручиваются винтом, PCIe поддерживает «горячую замену». Короткие пины PRSNT (англ. present — присутствовать) позволяют удостовериться, что карта полностью установлена в слот.

Твердотельные накопители, подключаемые по PCIe регламентируются отдельным стандартом Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification и воплощены в множестве форм-факторов, но о них мы расскажем в следующей части.

Удаленные накопители

При создании больших хранилищ данных появилась потребность в протоколах, позволяющих подключить накопители, расположенные вне сервера. Первым решением в этой области был Internet SCSI (iSCSI), разработанный компаниями IBM и Cisco в 1998 году.

Идея протокола iSCSI проста: команды SCSI «оборачиваются» в пакеты TCP/IP и передаются в сеть. Несмотря на удаленное подключение, для клиентов создается иллюзия, что накопитель подключен локально. Сеть хранения данных (Storage Area Network, SAN), основанная на iSCSI, может быть построена на существующей сетевой инфраструктуре. Использование iSCSI значительно снижает затраты на организацию SAN.

У iSCSI существует «премиальный» вариант — Fibre Channel Protocol (FCP). SAN с использованием FCP строится на выделенных волоконно-оптических линиях связи. Такой подход требует дополнительного оптического сетевого оборудования, но отличается стабильностью и высокой пропускной способностью.

Существует множество протоколов для отправки команд SCSI по компьютерным сетям. Тем не менее, есть только один стандарт, решающий противоположную задачу и позволяющий отправлять IP-пакеты по шине SCSI — IP-over-SCSI.

Большинство протоколов для организации SAN используют набор команд SCSI для управления накопителями, но есть и исключения, например, простой ATA over Ethernet (AoE). Протокол AoE отправляет ATA-команды в Ethernet-пакетах, но в системе накопители отображаются как SCSI.

С появлением накопителей NVM Express протоколы iSCSI и FCP перестали удовлетворять быстро растущим требованиям твердотельных накопителей. Появилось два решения:

Протокол NVMe over Fabrics стал хорошей альтернативой iSCSI и FCP. В NVMe-oF используются волоконно-оптическая линии связи и набор команд NVM Express.

Scsi что это

Стандарты iSCSI и NVMe-oF решают задачу подключения удаленных дисков как локальные, а компания Intel пошла другой дорогой и максимально приблизила локальный диск к процессору. Выбор пал на DIMM-слоты, в которые подключается оперативная память. Максимальная пропускная способность канала DDR4 составляет 25 ГБ/с, что значительно превышает скорость шины PCIe. Так появился твердотельный накопитель Intel® Optane™ DC Persistent Memory.

Для подключения накопителя в DIMM слоты был изобретен протокол DDR-T, физически и электрически совместимый с DDR4, но требующий специального контроллера, который видит разницу между планкой памяти и накопителем. Скорость доступа к накопителю меньше, чем к оперативной памяти, но больше, чем к NVMe.

Протокол DDR-T доступен только с процессорами Intel® поколения Cascade Lake или новее.

Заключение

Почти все интерфейсы прошли долгий путь развития от последовательного до параллельного способа передачи данных. Скорости твердотельных накопителей стремительно растут, еще вчера твердотельные накопители были в диковинку, а сегодня NVMe уже не вызывает особого удивления.

В нашей лаборатории Selectel Lab вы можете самостоятельно протестировать SSD и NVMe диски.

Источник

Scsi что это

Мало кто из современных компьютерщиков разбирается в оборудовании SCSI. Информация о нем в Интернете увы, достаточно скудна. К сожалению, SCSI как была, так и осталась малоизвестной и дорогой технологией, применяемой как правило, лишь на серверах и мощных рабочих станциях. Но к счастью, оборудование SCSI устаревает, его списывают и продают по объявлению (а то и выбрасывают!). Так что сейчас можно, за смешные деньги или даже бесплатно, стать обладателем пусть и устаревшего, но весьма добротного «железа», стоившего несколько лет назад сотни и тысячи долларов. А раз так, почему бы не поэкспериментировать, не повозиться с этим, очень интересным и редким оборудованием? По крайней мере, это полезнее и интереснее, чем пропиливать окна в системном блоке, и начинять его неоновыми лампами и светодиодами (хотя одно другому не мешает).

2. Достоинства интерфейса SCSI

3. Общее устройство системы SCSI

Чтобы собрать систему SCSI, вам понадобятся следующие элементы:
— кабель (шлейф) SCSI, внешний либо внутренний, или и тот, и другой
— хост-адаптер (контроллер) SCSI
— одно или несколько других устройств SCSI
— два терминатора (отдельных или встроенных в устройства)
— переходники (требуются в некоторых случаях)

Scsi что это
Рис.1 Прстейший вариант системы SCSI

Scsi что это
Рис.2 Вариант системы SCSI с внешними устройствами

Scsi что это
Рис.3 Вариант системы SCSI с встроенными терминаторами

4. Классификация устройств SCSI

За время своего существования, шина SCSI претерпела значительное развитие, так что устройства, подключаемые к ней, могут различаться по нескольким параметрам:
— по методу передачи (типу сигнала): S/E, Differential
— по уровню напряжения: Differential HVD, LVD
— по разрядности шины (типу разъема): Narrow, Wide
— по тактовой частоте (быстродействию): Slow, Fast, Ultra, Ultra2

4.1. Метод передачи сигнала

Электрический сигнал можно передавать разными способами (методами). Уровень принимаемого сигнала измеряется относительно потенциала общего провода («земли»). При однополярном (Single-Ended, сокращенно S/E или SE) методе передачи, сигнал передается по одному проводу (не считая общего), при этом, кроме полезного сигнала в проводе наводится сигнал помехи, складывающийся с полезным. Избавиться от такой помехи весьма сложно, и она сильно ограничивает общую длину шины SCSI (до 1.5 м); если ее превысить, нормальный обмен данными станет невозможным.

4.2. Уровень напряжения

Метод передачи сигнала и уровень напряжения, на которые рассчитана аппаратура SCSI, можно определить по символьной маркировке, наносимой на устройства (если маркировка отсутствует, то скорее всего, вы имеете дело с аппаратурой SE SCSI):

Scsi что это
Рис. 4 Символьные обозначения устройств SCSI

4.3. Разрядность. Наименование разъемов шины

8-разрядный шлейф, т.н. «Narrow SCSI» («узкий SCSI», на Рис.5 справа) содержит 50 проводников. Первоначально, в стандарте SCSI-2, 16-разрядная шина состояла из двух шлейфов Narrow. Это было неудобно, поэтому спецификация SCSI-3 предусмотрела для 16-разрядной шины один компактный 68-жильный шлейф со специальными разъемами: так называемый «Wide SCSI» («широкий SCSI», на Рис.5 слева). Любопытно, что шлейф «узкого SCSI» внешне более широкий, чем шлейф «широкого SCSI» (63 и 43 мм соответственно), хотя и содержит меньше проводников.

4.4. Тактовая частота

Пропускная способность шины SCSI соответствует ее тактовой частоте (но зависит также и от разрядности). Предок SCSI, шина SASI работала на частоте 1.5 МГц и обеспечивала мизерную по современным меркам скорость 1.5 Мбайт/с (передавая за один такт 8 бит, или 1 байт данных). С появлением стандарта SCSI-1 шина достигла частоты 5 МГц (скорость, соответственно, 5 Мбайт/с). Это шину принято называть «медленной SCSI» (Slow SCSI).

Стандарт SCSI-2 повысил тактовую частоту до 10 МГц. Такую шину называют «быстрой SCSI» (Fast SCSI). Кроме 8-разрядного (Narrow), появился 16-разрядный вариант шины (Wide), выполненный в виде двух 8-разрядных шлейфов Narrow SCSI. При той же тактовой частоте он имеет вдвое большую скорость передачи данных. То есть, Fast Wide SCSI позволяет передавать данные со скоростью 20 Мбайт/с.

Современные стандарты Ultra160 и Ultra320 SCSI в данной статье рассматриваться не будут, посколку соответствующее оборудование до сих пор изготавливается, имеет спрос и соответственно, высокую цену. Что делает нецелесообразным его приобретение для разных «экспериментов» в домашних условиях. Статья же предназначена именно как справочное пособие для любителей «антикварного железа».

5. Шлейфы и разъемы

Scsi что это
Рис.5 Шлейфы Wide и Narrow SCSI (разъемы MD68M и IDC50F)

Примеры устройств SCSI, в данном случае жестких дисков, с интерфейсами Wide и Narrow SCSI (разъемы MD68F и IDC50M соответственно) приведены на Рис.6.

Scsi что это
Рис.6 Винчестеры с интерфейсами Wide и Narrow SCSI (разъемы MD68F и IDC50M)

Scsi что это
Рис.7 Пример универсального хост-адаптера с разъемами Narrow и Wide SCSI

6. Внешние устройства. Разъемы и кабели для их подключения

В отличие от IDE, SCSI позволяет подключать не только внутренние, но и внешние устройства. Внешние устройства соединяются с хост-адаптером при помощи специальных экранированных кабелей. На каждом кабеле имеются два разъема Если внешних устройств несколько, их соединяют последовательно, используя несколько кабелей. Для этого на внешних устройствах предусмотрены по два разъема, соединенных между собой.

Самым древним типом разъемов для внешних устройств SCSI является т.н. Centronics 50-pin. Он похож на разъем принтера, отличаясь от него большими длиной и количеством контактов (50 вместо 36). Древние хост-адаптеры, например, AHA-1510 или AHA-1540 для шины ISA, были оснащены разъемами такого типа.

Scsi что это
Рис.8 Внешний разъем Centronics 50-pin

Scsi что это
Рис.9 Разъем MD50M внешнего кабеля SCSI

Scsi что это
Рис.10а Пример внешнего устройства SCSI
Scsi что это
Рис.10б Подключение
Scsi что это
Рис.10в Вид сзади

Приведенные выше разъемы (Centronics 50-pin и Mini-Din 50-pin) являются 8-разрядными; кабели с такими разъемами представляют собой продолжение шины Narrow SCSI. Однако, кроме них существуют достаточно редкие 16-разрядные разъемы типа Mini-Din 68-pin (MD68) и соответствующие кабели, с помощью которых можно подключать внешние устройства Wide SCSI. MD68 отличается от MD50 только большими длиной и количеством контактов. Разъемом MD68F оборудован, в частности, хост-адаптер BT-950 (см. Рис. 7).

Scsi что это
Рис.11 Внешний разъем MD68F

Следует заметить, что ассортимент разъемов для подключения внешних устройств SCSI не ограничен приведенными выше. Есть, например, 25-контактные разъемы, совместимые с разъемами последовательного порта (RS-232). Подробнее о разъемах SCSI можно прочитать в [3].

7. Переходники для шины SCSI

Для чего нужно использовать переходники? Во многих случаях, если:
— нужно подключить одновременно устройства Narrow и Wide SCSI
— хост-адаптер имеет разъем Narrow, а шлейф типа Wide SCSI
— хост-адаптер имеет разъем Wide, а шлейф типа Narrow SCSI
— шлейф типа Narrow, а устройство SCSI имеет разъем Wide
— шлейф типа Wide, а устройство SCSI имеет разъем Narrow
— внешний разъем хост-адаптера не подходит к разъему кабеля
— нужно подключить три разных шины одновременно: шлейфы Narrow и Wide, а также внешний кабель. Даже хост-адаптер, типа показанного на Рис.7, не позволяет сделать это непосредстенно
— хост-адаптер (напр. AVA-1502) не имеет внешнего разъема, а внешние устройства подключать нужно
— а также в некоторых иных ситуациях

Scsi что это
Рис.12 Переходники IDC50F->MD68F и IDC50M->MD68M

Вышеописанные переходники пригодны для того, чтобы иметь в системе несколько устройств Narrow и одно Wide, либо напротив, несколько устройств Wide и одно Narrow. А что, если нужно подключить одновременно несколько устройств Narrow и несколько Wide (причем разъем на хост-адаптере один)? В этом случае возможен следующий способ:

Scsi что это
Рис.13 Разъем IDC50M, надетый на конец шлейфа Narrow SCSI

В магазине радиодеталей можно приобрести разъем типа IDC50M, предназначенный для установки на шлейф. С помошью небольших тисков его нетрудно «посадить» на конец шлейфа Narrow SCSI так, как показано на Рис.13. Затем следует вставить в этот разъем переходник (см Рис. 12). И наконец, к переходнику подключается конец шлейфа Wide SCSI. Получается конструкция, подобная изображенной на Рис.14:

Scsi что это
Рис.14 Так можно соединить шлейфы Narrow SCSI и Wide SCSI

Такое сооружение вполне успешно работало у автора на компьютере HP Vectra 6/200XU, оснащенном интегрированным хост-адаптером AIC-7880 Ultra (разъем Narrow SCSI). На компьютере были установлены винчестер Quantum Atlas II 4.5GB (Narrow), стример HP SureStore 5000 (Narrow), а также винчестеры IBM DDRS39130W и Quantum XP32150WS (оба с разъемами Wide, причем винчестер XP3215WS располагался на конце шлейфа Wide SCSI). Следует заметить, что винчестер IBM DDRS39130W (а также DDRS34560W) не имеет встроенного терминатора, и не желает работать через переходник в одиночку. Поэтому, кроме него, на шлейф Wide SCSI, за неимением подходящего терминатора, пришлось установить винчестер типа Quantum XP32150, со включенным встроенным терминатором, и с ним вся система начала действовать нормально.

Разъемы IDC50 и соответствующие шлейфы проводов нередко продаются в магазинах, торгующих электронными компонентами, так что, если у вас нет шлейфа Narrow SCSI, вы можете изготовить его сами, нужной длины и с нужным количеством разъемов (разумеется, учитывая требования к максимальной длине шины). Также несложно установить на имеющийся шлейф дополнительные разъемы. Разъемы крепятся на шлейф путем обжима (контакты прокалывают изоляцию и внедряются в токопроводящие жилы), например, с помощью небольших тисков.

Иногда переходники бывают нужны для подключения внешних устройств. Например, дешевый хост-адаптер AVA-1502 вообще не оборудован внешним разъемом (и даже крепежной планкой!), и имеет только внутренний разъем Narrow SCSI. В этом случае к нему можно подключить конец шлейфа Narrow, а к другому концу шлейфа присоединяется переходник, такой как показано на Рис.15:

Scsi что это
Рис.15 Переходник IDC50M->MD50F

8. Адресация шины

Длина шины SCSI складывается из суммарной длины внешних и внутренних кабелей. Максимально допустимая длина шины определяется разными факторами:
— частотой шины (SCSI-1, SCSI-2, SCSI-3)
— методом передачи сигнала (S/E, HVD или LVD)
— количеством устройств, подключенных к шине

10. Терминаторы и их установка

На обоих концах шины SCSI обязательно должны быть установлены терминаторы. Если длина шины будет около половины метра, возможно, все будет работать и без них, либо всего с одним терминатором (нет же терминаторов на концах шлейфа IDE!). Впрочем, надежность такой системы будет сомнительна. Вопрос о правильной установке терминаторов не так прост, как может показаться на первый взгляд. Ведь шина SCSI может иметь различную конфигурацию. Кроме того, терминаторы бывают разными:
— отдельными или встроенными
— внутренними или внешними
— активными или пассивными
— ручными, полуавтоматическими или автоматическими.

Scsi что это
Рис.16 Отдельный внутренний терминатор с разъемом IDC50M
(подключается к шлейфу Narrow SCSI)

Scsi что это
Рис.17 Отдельный внешний терминатор с разъемом MD50M
(подключается к внешнему устройству SCSI)

Scsi что это
Рис.18 Примеры различных встроенных терминаторов:
а) хост-адаптер AHA-1510A (ISA); б) хост-падаптер AHA-2742A (EISA);
в) жесткий диск Micropolis 4110; г) хост-адаптер AVA-1502 (ISA);
д) жесткий диск Quantum XP34300W; е) привод CD-R SONY CDU926S;
ж) хост-адаптер Tecram DC-315U (PCI)

Активные терминаторы требуют электрического питания. Оно подается от одного из устройств SCSI (например, хост-адаптера), через шину по линии TERMPWR. Существуют три возможных варианта подачи питания для терминатора:
— питание для терминатора (внешнего или внутреннего) подается с устройства SCSI на линию TERMPWR шины SCSI (TP to Bus, или Drive Supplies Bus)
— питание для терминатора (внешнего или внутреннего) берется от линии TERMPWR шины SCSI (TP from Bus, или Bus Supplies Drive)
— питание для терминатора (внутреннего) берется от устройства, в которое он встроен (TP from Drive, или Drive Supplies Own).

Следует заметить, что многие жесткие диски, имеющие встроенный терминатор (напр. Seagate ST34572 Barracuda), позволяют перемычкой выбирать один из трех укзанных выше вариантов. Так, если на шине SCSI установлены два таких жестких диска, то:
1. На последнем (на шлейфе) диске можно включить терминатор (перемычка Term Enadle), и запитать его от шины SCSI (TP from Bus). На другом диске придется снять перемычку Term Enable, и подать с него питание терминатора на шину SCSI (TP to Bus).
2. Можно и по-другому. На последнем диске поставить перемычку TP from Drive. В этом случае встроенный терминатор будет питаться от встроенного же в жесткий диск источника питания. Значит, на другом диске питание шины (TP to Bus) можно отключить.
3. Но это еще не все! Если установить на конец шлейфа отдельный терминатор, встроенные терминаторы будут не нужны. Значит, перемычки Term Enable на обоих дисках снимаются. Но отдельный терминатор требует питания. Следовательно, необходимо включить на любом одном диске перемычку TP to Bus.
4. И напоследок: скорее всего, ваш хост-адаптер уже подает питание на линию TERMPWR. То есть, перемычка TP to Bus тоже снимается на обоих жестких дисках.

Как видите, в случае со SCSI, одна и та же цель может достигаться разными способами. То есть, здесь возможен «творческий подход». Согласитесь, это скорее достоинство, чем недостаток: вместо одного шаблонного решения («делай как все делают»), существует много разных вариантов конфигурации шины: можно выбирать тот, который проще, тот, который дешевле, тот, который надежнее, и даже тот, который просто больше нравится.

Scsi что это
Рис.19

Scsi что это
Рис.20

Scsi что это
Рис.21

В случае с Рис.21, существуют только внутренние устройства, но разные: Narrow SCSI и Wide SCSI. Они подключаются к двум разным шлейфам. «Верхние» 8 бит шины SCSI подключаются только к устройствам Wide SCSI. Дальше хост-адаптера эти 8 бит не идут, значит их нужно затерминировать внутри хост-адаптера (включить терминатор HI). А вот «нижние» 8 бит идут от устройств Wide SCSI через хост адаптер дальше, к устройствам Narrow SCSI. Значит, терминатор LO, отвечающий за них, необходимо отключить (на рисунке LO зачеркнуто). «Нижние» 8-бит терминируются на конце шлейфа Narrow SCSI.

Scsi что это
Рис.22

На Рис.22 появляются внешние устройства SCSI. Также как и на Рис.19, «верхние» 8 бит шины, предназначенные для устройств Wide, никак не используются. Соответственно, терминатор HI отключен. А терминатор LO отключен, потому что «нижние» 8-рязрядов шины SCSI в хост-адаптере не заканчиваются, а переходят от внутренних устройств Narrow к внешним.

Scsi что это
Рис.23

Более сложная ситуация на Рис.23. Она очень похожа на случай Рис.21, с той лишь разницей, что вместо внутренних устройств Narrow SCSI, подключаются внешние. А внутренний и внешний разъемы Narrow соединены напрямую.

Scsi что это
Рис.24

Рис.24 показывает, почему нельзя использовать одновременно все три разъема хост-адаптера. Потому что при этом SCSI, имеющий шинную топологию, приобретает топологию «звезда» (три линии сходятся в одной точки). Непонятно, что делать в данном случае: ставить терминаторы на все концы «звезды»? Как на это отреагируют устройства SCSI, рассчитанные на два терминатора вместо трех, и что будет в центре «звезды»? А если установить только два терминатора, то в «луче» без терминатора возникнут стоячие волны. Впрочем, если подключить одновременно внешние и внутренние Narrow SCSI, и внутренние Wide SCSI все же необходимо, можно попробовать вариант, приведенный на Рис.25

Scsi что это
Рис.25

В этом случае «нижние» 8 бит шины SCSI проделывают долгий путь от одного терминатора до другого: начиная с конца шлейфа Wide, проходят через хост-адаптер, затем идут через шлейф Narrow SCSI на переходник, выходят наружу системного блока и заканчиваются на последнем внешнем устройстве Narrow SCSI. У такой схемы шинная топология сохраняется.

11. Немного о хост-адаптерах

Как и другие платы расширения, хост-адаптер SCSI имеет свои номер прерывания, адрес ввода-вывода в памяти и номер канала DMA. Еще у хост-адаптера есть адрес встроенного BIOS’а (впрочем, BIOS есть не на всех хост-адаптерах). Эти параметры нужно устанавливать вручную, либо, если есть поддержка Plug and Play, автоматически.

Хост-адаптеры различаются по «степени сложности», в зависимости от их назначения, области выполняемых задач и цены. Условно их можно разделить на четыре класса:
— серверные
— полноценные
— упрощенные
— примитивные

Scsi что это
Рис.26 «Полноценный» хост-адаптер AHA-1540

«Полноценные» адаптеры имеют внутренний разъем (Narrow, Wide или оба), внешний разъем (Narrow или Wide), и оснащены BIOS‘ом, позволяющим осуществлять загрузку операционной системы с жесткого диска SCSI или даже SCSI CD-ROM’а. BIOS содержится в отдельной микросхеме ПЗУ. В ходе запуска компьютера (до загрузки ОС), BIOS выводит на эран компьютера «приглашение» войти в утилиту настройки хост-адаптера. Для этого нужно нажать указанную комбинацию клавиш (например, Ctrl-B для BT-950, или Ctrl-A для хост-адаптеров Adaptec). В-общем, это похоже на вход в утилиту BIOS SETUP, только здесь BIOS расположен в хост-адаптере. Утилита позволяет менять многие настройки хост-адаптера (его ID, быстродействие и разрядность шины, четность, параметры встроенного терминатора, поддержку более 2-х винчестеров или винчестеров крупнее 2 Гб, подачу винчестерам команды запуска шпинделя, поддержку LUN и многое другое). Хост-адаптер сканирует шину SCSI, выводит список подключенных устройств и пытается загрузить ОС с одного из устройств (обычно это жесткий диск с хост-адаптер представляет из себя, по сути, одноплатный «компьютер в компьютере». У него есть специальный процессор, внутренняя шина, оперативная память, ПЗУ и даже ППЗУ (Flash-память, в которой хранятся настройки хост-адаптера).

Scsi что это
Рис.27 «Полноценный» хост-адаптер AHA-2742A

Шина EISA устанавливалась, главным образом, на серверах и рабочих станциях с процессорами 386, 486 и Pentium. Для серверов характерен интенсивный обмен данными между процессором и дисковой подсистемой, а также между процессором и сетевой платой (платами). Пропускной способности шины ISA (5 Мбайт/с) стало быстро не хватать. Так, в случае с контроллером AHA-1540, именно шина ISA становится «узким местом», ограничивающим скорость обмена с жестким диском до 2-3 Мбайт/с, хотя шина Fast SCSI имеет скорость около 10 Мбайт/с. Используя хост-адаптер, предназначенный для более скоростной шины EISA, этой скорости можно легко достичь.

Scsi что это
Рис.28 «Упрощенный» хост-адаптер DC-315U

Но бывают и еще более дешевые контроллеры SCSI, назовем их «примитивными». Разумеется, BIOS на них не устанавливается. На «примитивных» адаптерах установлен всего один разъем, внутренний или внешний. Поэтому встроенный терминатор делается неотключаемым (см. Рис.18г). В качестве яркого примера можно привести AVA-1502 фирмы Adaptec.

Scsi что это
Рис.29 «Примитивный» хост-адаптер AVA-1502

Он имеет только внутренний разъем Narrow SCSI, и не оборудован даже крепежной планкой! Минимум деталей (микросхема Adaptec, терминатор, кварц, несколько конденсаторов и резисторов). Настройка осуществляется вручную, с помощью перемычек: можно изменять номер прерывания (9, 10, 11, 12) и адрес ввода-вывода (140h либо 340h). Разумеется, Flash-памяти у AVA-1502 отсутствует. Такой хост-адаптер предназначен для подключения одного-двух внутренних устройств, типа SCSI CD-ROMа, винчестера или стримера. Однако, используя переходник IDC50M->MD50F, показанный на Рис.15, к этому адаптеру можно подключать, при необходимости, и внешние устройства. К AVA-1502 подходят стандартные драйверы и утилиты от Adaptec.

Есть и другой вид «примитивных» хост-адаптеров. По сути, это «платы для сканеров» (они обычно поставлялись в комплекте со сканером). В качестве примера можно взять SYM20403 фирмы Symbios Logic.

Scsi что это
Рис.30 «Примитивный» хост-адаптер SYM20403

Что можно сказать о т.н. «серверных» хост-адаптерах? Это специализированные, и очень редкие платы, позволяющие собирать RAID-массивы на винчестерах SCSI. Они оснащаются мощными процессорами и большим количеством оперативной памяти (часто даже в виде стандартных модулей памяти SIMM или DIMM). К сожалению, автор статьи не располагает подобными устройствами, поэтому говорить о них подробнее он не берется.

12. Особенности жестких дисков с интерфейсом SCSI

Винчестеры SCSI сложнее в установке, чем IDE, поскольку имеют большое количество настроек: если у многих IDE всего одна перемычка (определяющая режим Master/Slave), то у SCSI их значительно больше. Обычно это выбор номера ID (3-4 перемычки), включение встроенного терминатора, выбор типа питания терминатора (есть не у всех), включение контроля четности (parity), режим запуска шпинделя (motor start), включение защиты от записи (write protect) и другое. Как правило, есть разъем для подключения светодиода, указывающего на обращение к данному винчестеру. У винчестеров IDE этих полезных функций (кроме, может быть, разъема для светодиода) нет.

Scsi что это
Рис.31 Перемычки для конфигурации винчестера Seagate ST34572W

В качестве примера винчестера SCSI, достаточно сложного в установке и настройке, можно привести Seagate Barracuda ST34572W. Он оборудован многими «джамперами», расположенными в трех местах (см. Рис.31). Наклейка на винчестере разъясняет их использование. ID можно указывать перемычками на переднем или заднем торце накопителя (ADDR 1, 2, 4, 8). Перемычек четыре, поскольку устройство имеет интерфейс Wide. Там же можно подключить светодиод. Кроме того, на плате электроники винчестера есть панелька с 8 маленькими перемычками. С их помощью управляют встроенным терминатором, четностью, режимом запуска двигателя, защитой от записи.

Scsi что это
Рис.32 Перемычки для конфигурации винчестера Quantum TM 12S012

К О Н Е Ц С Т А Т Ь И

Словарик терминов и обозначений

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *