SCSI结构详析 ---ZT

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　　一、SCSI简介

　　在储存设备接口部分除了Enhanced IDE接口就是SCSI接口了，通常SCSI接口的硬盘需要使用专门的SCSI控制卡，所以价格比普通的IDE硬盘费用要高一些。

　　一般来说最基本的SCSI接口都可以安装至少7个不同或是相同的电脑设备，这其中包括硬盘、光驱、磁带机Tape Drive以及扫描仪等等，SCSI接口最重要的是支持了Bus Master/DMA的方式，所谓DMA就是Direct Memory Access内存直接储取的意思，换句话讲就是当电脑要读取硬盘上的资料时，只需要电脑送出命令，而其他的事情就是由SCSI控制卡来完成了。SCSI控制卡从硬盘上读取资料，然后就直接送到内存，这段工作完全不需要电脑CPU来控制与管理，也就是说电脑CPU可以在这段时间内继续做自己的事情，而完全不会受到I/O的影响；同样道理，如果要从内存中把资料储存到SCSI硬盘上时，只要CPU下达一个写入的命令，SCSI控制卡就会自己到内存上读取资料写入硬盘，同样在这段时间内CPU和SCSI完全互不相干，同时各作各的事；因为大家都知道硬盘和CPU处理数据的速度差异，所以无论硬盘是如何的快捷，总是不能避免磁头读写的机械运动，这根本不能与CPU的运算速度相匹配，所以使用DMA方式的I/O控制要比一般传统的I/O来快的多。

　　读者请看先看一下整理好的表格：
资料传输宽度        Narrow/八位        Wide/十六位        最长连线长度
·SCSI-1        5Mbytes/sec                6/25m
·FastSCSI        10Mbytes/sec        20Mbytes/sec        6m
·UltraSCSI        20Mbytes/sec        40Mbytes/sec        1.5m
·Ultra2SCSI        40Mbytes/sec        80Mbytes/sec        12m
·Ultra3SCSI                160Mbytes/sec        12m

　　在SCSI－1的时代里，资料传输宽度仅仅只有8位，也就是所谓的Narrow，使用长长的50-pin的连接线，资料传输的速度只有5Mbytes/sec，读者千万不要小看这5 Mbytes/sec的资料传输速率，因为当时的IDE接口的硬盘传输速率只有3.3 Mbytes/sec而已，所以SCSI-1的规格还是领先于当时的IDE规格的。
SCSI-1的规格在公元1986年通过ANSI认证成为国际标准，而SCSI-2规格在公元1994年通过ANSI组织的认证而成为国际标准，SCSI-2规格是从SCSI-1规格改进而来的，主要的改变部分在于增加了传输资料的速度和兼容性问题，在SCSI-2规格中的资料传输速率位2.5到10 Mbytes/sec（Narrow SCSI）以及5.0到20 Mbytes/sec（Wide SCSI十六位资料传输宽度）。
　　  
50针脚的SCSI硬盘接口
　　Narrow SCSI和IDE接口与电脑主板连接方式都相同，判断的方式也相同，只不过IDE的接口是40-pin，而Narrow SCSI接口为50-pin。后来的Fast Wide SCSI采用了更加高效率的连接方式，它使用了Wide/16-bit的连接方式，采用68-pin的梯形接头，这样在连接时就不会接错了。

　　另外不知道读者注意到了没有，SCSI接口所采用的连线都比IDE接口要长的多，IDE接口所容许的连线长度在45厘米以下，而SCSI的连线都在1.5米以上，Ultra3 SCSI的连线更是可以长达12米。

68针脚的SCSI硬盘接口
Fast SCSI或是SCSI Fast则是参考SCSI-2规格里的Timing定义，将资料传输速率固定在10Mbytes/sec（Narrow SCSI）以及20Mbytes/sec（Wide SCSI），SCSI Fast-20参考SCSI-3规格里的Timing定义，将资料传输率制定为20Mbytes/sec（Narrow SCSI）以及40Mbytes/sec（Wide SCSI）。
SCSI Fast-40也是参考SCSI-3规格里的Timing定义，将资料传输速率固定在40Mbytes/sec（Narrow SCSI）以及80Mbytes/sec（Wide SCSI），SCSI Fast-80参考SCSI-3规格里的Timing定义，将资料传输率制定为80Mbytes/sec（Narrow SCSI）以及160Mbytes/sec（Wide SCSI）。 Ultra SCSI也就是SCSI FAST-20，Ultra2 SCSI也就是SCSI FAST-40。


　　80针脚的SCSI硬盘接口，注意在80针脚的规格中，电源已经不再独立设置了，而是已经被集合在80针脚里了。

　　虽然现在IDE硬盘都采用了ATA-100的规格，资料外部的传输速率在理论上可以达到100Mbytes/sec，但是以Ultra2 SCSI的规格来看，SCSI接口还是处于领先地位的。

　　Ultra2 SCSI又称之为Low-Voltage-Differential（LVD），实际上在整个的SCSI家族中还有一个HVD，它的全名为Fast Wide High- Voltage-Differential SCSI，但是笔者知道似乎很少听人谈起这一个规格，它与Fast Wide SCSI规格最大的不同点在于其最长连接线长度为25米，而不是Fast Wide SCSI的6米。

　　接下来是每一个SCSI规格所连接设备的数目，见表二。

　　表二
所能连接的设备数目        Narrow/八位        Wide/十六位
·SCSI-1        8       
·FastSCSI        8        16
·UltraSCSI        8        16
·Ultra2SCSI        8        16
·Ultra3SCSI                16

　　相信读者看完了这个表格，对SCSI家族也有了更进一步的认识了，而最后那个Ultra3 SCSI规格也被成为Ultra 160/m，其资料传输速率已经达到了160Mbytes/sec的水平。
由以上的图表也可以看到，SCSI接口可以安装八到十六个电脑设备，扣除SCSI控制卡本身需要占用一个接口以外，使用者仍然可以同时安装七个或是十五个SCSI接口的设备。当然这在一般的个人电脑上面根本不会产生这种状况，毕竟现在的个人电脑除了要求速度以外还需要价格低廉，而且一般的使用者也使用不到这么多的设备，所以SCSI接口的周边设备比较偏向于中等高级的电脑系统，例如工作站、服务器等。

　　在公元1999年七月八日于美国加州MILPITAS地区的Adaptec发表了一条新闻，Compaq决定选用Adaptec目前最新的一项SCSI技术，作为Compaq下一阶段的工作站和商用个人电脑的配置，那就是Ultra3 SCSI标准了，刚才就提过这一标准可以提供160Mbytes/sec的资料传输速率。

　　Ultra3 SCSI技术也是运用如同当初Enhanced IDE接口由PIO驱动模式进步到DMA驱动模式一样，采用了double-edge clocking的技术，在不需要改变现阶段工作时钟的情况下，就可以把系统性能提高一倍，这也就是Ultra3 SCSI技术的传输速度是Ultra2 SCSI的两倍的原因。当然了一项信技术的问世，不会单单只是采用double-edge clocking技术而已，Ultra3 SCSI也定义了cyclical redundancy checking（CRC）以及domain validation 等规格，而且Ultra3 SCSI还可以继续沿用Ultra2 SCSI说使用的特殊连接线、终端电阻等配件，这对于新规格的推广非常有帮助。

　　二、SCSI设备的ID设定

　　因为SCSI接口容许连接多个设备，所以每一个连接上的设备都必须设定唯一的ID号码，所以一个SCSI接口上的ID是不能重复的，这要在使用时调整各个SCSI设备的ID号码互不重复。SCSI接口的硬盘也是如此，一定有ID的设定，使用者也需要参考其说明进行设定。一般来讲，安装在最前面的硬盘其ID号为ID0，依此类推，不过最后的ID号要留给SCSI接口卡本身使用，所以不能让其他硬盘设定为最后的ID号。这样如果系统上安装了两个或两个以上的SCSI接口的硬盘，则代号为C：的硬盘的ID号一定要在最前面。

　　三、缓存大小以及电机转速

　　SCSI接口现在一般为高端的电脑系统所应用，一般个人电脑的用户或玩家比较少接触到，但是随着SCSI接口的相关产品越来越多，如扫描仪、CD-R/RW刻录机等的增多，大家也逐渐对SCSI设备要有所了解了。

　　虽然最近并没有听到或是见到SCSI接口有什么新的规格标准推出，但是在SCSI接口的硬盘领域里，硬盘的性能也还是在不断的提高的，除了外部资料的传输速度的提高外，在硬盘磁盘的转速方面也有不小的提升。当Enhanced IDE接口的主流硬盘的转速在5400RPM时，SCSI接口的硬盘就以7200RPM为主了，而现在Enhanced IDE接口的硬盘转速提高到了7200RPM时，SCSI接口的硬盘的转速早已高达15000RPM了。
早在去年2000年2月23日，美国的希捷发表了CheetahX15系列的硬盘，相信大家都知道Seagate Cheetah印度豹系列的硬盘都是属于SCSI接口的硬盘，Cheetah X15印度豹系列的硬盘的重点在于，它是全世界第一个使用15000 Revolutions Per Minute (RPM)的转速和3.9ms硬盘平均磁头读写时间的硬盘，这一指标是当时世界最快的。

　　随着SCSI硬盘转速的大幅度提高，也带来了震动和散热等方面的问题，因为磁盘转速提高后，硬盘稍有震动就会对磁盘造成比以往更大的损害，所以高速硬盘在资料写入时逗提供了专门的数据保护验证措施。

　　另外随着SCSI接口的高速硬盘都进入到了15000RPM的时代，所以其硬盘缓存也大幅度的提高了，如Cheetah印度豹系列的硬盘缓存就提高到了4Mbytes以及16Mbytes，这些规格提升都极大的提升了硬盘的性能与效率。

　　另外在去年2000年2月23日，希捷也发表了另外一项重要技术：“45 billion data bits (45GB/in2) stored in one square inch”，简单来讲就是在硬盘碟片上每一平方英寸上存储45Gbits的数据，这是目前硬盘磁盘密度储存容量的两倍，而且存储密度增加不光是磁盘单碟容量的增加，同时也带来了磁头读取速率的增加，这两点都是对硬盘性能提高最有帮助的。

　　现在的SCSI硬盘的技术的发展主要放在硬盘转速提高、硬盘容量、密度的增加、以及缓存增加等的方面，虽然说这些技术都是硬盘技术的逐步改良而不是革命，但是他们所带来的硬盘性能的提升也是非常引人瞩目的，我们相信硬盘技术的不断发展，最终是可以解决硬盘是电脑系统运行瓶颈问题的，让我们拭目以待。

chengxiaowei

文章不错的，可惜没有图片 :cry:

soniczhang

非常不错！！！ :idea:

kaiyuruan

其实我不是很在行，如果有图片更加好拉！
谢谢赐教！