揭开SCSI系统神秘的面纱

前言及SCSI特点介绍

　　现在的存储器虽然出现了如USB、IEEE1394等新型接口类型，但总得来看，还是分为两大阵营，一类为IDE，另一类就是SCSI，IDE是普通家用PC硬盘所用的接口，也是我们最常经常接触的硬盘接口；而SCSI主要是面向高端存储器市场，因此在普通PC上并不常见，这或多或少给大家增加了一份秘的色彩，笔者希望通过此文能让大家对SCSI技术有所了解，揭开SCSI的神秘面纱。

    　　SCSI的全称为Small Computer System Interface 即小型计算机系统接口，它最早研制于1979年，从名称上想必大家就可猜出它最早是专为小型机而设计的存储器接口，不过随着电脑技术的发展，慢慢它被移植到普通电脑上了。现在在一些高端服务器或者工作上都能看到SCSI的踪迹，它广泛应用于如扫描仪、SCSI硬盘、磁带备份器等产品中。

    SCSI的特点

    　　相对于普通家用电脑的IDE接口，SCSI有它独特的一些特点。首先、SCSI适应面很广：在使用IDE接口时，你会受到IRQ（中断号）及IDE通道的限制，一般情况下每个IDE通道占用一个IRQ，而一块标准的主板只有两个IDE通道（即IDE1与IDE2插槽），每两个设备要占用一个IDE通道，因此一块标准的主板上最多只能连接四个IDE设备，虽然你可以通过增加IDE控制卡等其它方式来增加可连接设备的数量，但总共连接的IDE设备数最多也不能超过15个。使用SCSI则可以使连接设备数超过15个，而且所有设备只占用一个中断号，因此它的适应面比IDE要广得多。

    　　其次、SCSI的带宽很宽：目前最新的SCSI接口类型–Ultra 320/SCSI所支持的最大总线速度为 320MB/s，虽然实际使用时可能达不到这个理论值，但上百兆比特的传输率在SCSI上还是能够达到了。而现在最快的IDE接口 Ultra ATA/100，它在理论上只能支持 100MB/s的外部数据传输率，而且由于普通IDE硬盘及其它各方面的限制，在普通PC上IDE所能实现的最大传输率还不足50MB/s，这还不及Ultra 320/SCSI的一半。

    　　第三、SCSI支持多任务、CPU占用率很低：由于使用SCSI系统必须要有SCSI控制卡或适配器，在控制卡会有独立的芯片负责SCSI数据的处理；当CPU将指令传输给SCSI后，随即去处理后续的指令，其它的相关工作就交给SCSI控制卡上的芯片自行处理，等SCSI处理完毕后，再发出控制信号给CPU，CPU进行后续的处理…因此不难想像SCSI系统对CPU的占用率是很低得；至于SCSI的多任务性则表现在它允许对一个设备进行数据传输的同时，另一设备对其进行数据查找，这在如网络服务器系统中非常重要得，因为它们经常需要同时处理许多并行请求，此时如果存储系统不支持多任务性，那存储系统都不知道该去响应谁的请求了。

    　　第四、SCSI系统昂贵：由于SCSI能给用户带来很高的系统性能同时具有很好的并行处理能力，因此它也是价值不菲，一般组建一套完整的SCSI系统，其设备与控制器是必不可少得，就假如我们需要用SCSI硬盘，那除此你还需另外购买一块SCSI控制卡，这不像IDE硬盘，买来直接插在主板上即可使用。而且SCSI设备的价格一般比普通接口的设备都来得贵，所以总得来说SCSI系统是很昂贵，正因此在普通PC上不常见它们的踪影。

SCSI工作模式介绍

　　上面我们提过了，目前最快的SCSI接口是Ultra320 SCSI，它的最高数据传输率高达 320MB/s，而最早的SCSI所支持的最快传输率只有 5MB/s，从5提高到320MB/s，SCSI也经历了数代更新发展。总得来说，SCSI可分为如下几种工作模式，从此我们可以看出SCSI的发展历程。

    　　1、SCSI-1 ??它是最早的SCSI接口，在1979年由Shugart（希捷公司前身）制订的，在1986年获得美国标准协议承认的SASI（Shugart Associates System Interface，施加特联合系统接口）；它的特点是支持同步和异步SCSI外围设备，支持8台8位的外围设备，最大数据传输率为 5MB/s，支持 Worm外围设备。

    　　2、SCSI-2 ??它是SCSI-1的后续接口，是1992年提出，也称为 Fast SCSI；如果采用原来的8位并行数据传输则称为 Fast SCSI，它的数据传输率为 10MB/s，最大支持连接设备数为8台；后来出现了采用 16位的并行数据传输模式即 Fast Wide SCSI，它的数据传输率提高到了 20MB/s，最大支持连接设备数为16台。

    　　3、SCSI-3 ??它是在SCSI-2之后推出了 Ultra SCSI；如果采用原来的8位并行数据传输时称为 Ultra SCSI，它的数据传输率为 20MB/s，最大支持连接设备数为8台/4台；在将并行数据传输的总线带宽提高到 16位后出现了 Ultra Wide SCSI，它的传输率又成倍提高，即达到了 40MB/s，最大支持连接设备数为 16台/8台/4台。

    　　4、Ultra2 SCSI ??它是在Ultra SCSI的基础上推出的SCSI接口类型，于1997年提出，采用了LVD（Low Voltage Differential，低电平微分）的传输模式，允许接口电缆的最长为12米，这大大增加了设备的灵活性；与上面几种SCSI接口一样，它也分为采用8位的Narrow 模式和采用16位的Wide模式，8位的Narrow 模式即为 Ultra2 SCSI，它的传输率为 40MB/s，最大支持连接设备数为 8台；而采用 16位的Wide模式则称为 Ultra2 Wide SCSI，它将传输率提高到了 80MB/s，最大支持连接设备数为 16台。

    　　5、Ultra3 SCSI ??它是Ultra2 SCSI的更新接口，于1998年9月份提出，它除支持现有的SCSI规格，使用和Ultra2 SCSI 完全一样的接口电缆及终结器外，还包含了一些新功能；首先 Ultra3 SCSI采用双缘传输频率（Double Transition Clocking），而Ultra2 SCSI采用得是单缘传输频率，因此Ultra3 SCSI 的传输率是前者的两倍，即160MB/s；此外Ultra3 SCSI还提供了领域确认（Domain Validation）、CRC（Cyclic Redundant Check，冗余循环校正）、封包化（Packetized Protocol）、快速仲裁选取（Quick Arbitrate & Select）这几项新功能；为了加快 Ultra3 SCSI新技术的推出，很多厂商首先推出了Ultra160/m SCSI，Ultra160/m SCSI的技术和Ultra3 SCSI一样，只是没有快速仲裁选取和封包化这两项功能，可以说Ultra160/m SCSI就是Ultra3 SCSI的子集。

    　　6、Ultra320 SCSI ??它的全称为Ultra320 SCSI SPI-4技术规范，它是作为下一代的SCSI标准。Ultra320 SCSI 单通道的数据传输速率最大可达320M/秒，如果采用双通道SCSI控制器可以达到640M/秒。从基础架构的发展来看，160M/秒到320M/秒的提升在技术上并不复杂，花费也不大，因此对于系统集成商来说，服务器从SCSI Ultra160 到Ultra320 SCSI的技术过渡是非常容易实现。

SCSI产品及接口实物介绍及结束语

　　介绍了这么多SCSI的技术方面的问题，但对于用户而言可以说不需要关心这么多，我们需要知道只是如何组装SCSI系统，如何使用它即可，所以在下文中笔者就产品这方面再作个简单介绍。首先如果想组建一套完整的SCSI系统，你至少需要如下配件：一块适配器（控制卡）、2至3根SCSI接口电缆及SCSI硬盘或外设，当然如果你想组装SCSI RAID系统，那RAID控制器也是不可少得。

    　　SCSI适配器即SCSI控制卡，它的功能就是用于连接和控制多个SCSI设备，当然如果你的主板上内置了SCSI控制芯片，或许可以省掉这笔开销。一块SCSI控制卡最少可以串接 7台外设，最多可以串接 30台外设。SCSI控制卡由SCSI控制芯片、SCSI BIOS、SCSI内置数据线电缆插座、SCSI外置高密度插座PCI插座和终端器六部分构成。其中控制芯片是控制卡的核心，它是控制SCSI的工作；BIOS用来提供SCSI的基本设置功能；内置数据线电线插座主要分50针、68针及80针三种，通过内置数据线它可以连接内置式SCSI设备；外置高密度插座则是用于连接外置SCSI设备；PCI插座是对于主板上的PCI插槽；而终结器是SCSI的一个重要特性，它代表SCSI 总线的结束。根据SCSI的工作模式，控制卡也分为如上所述的六种规格。

上图所示的为一控制卡的近照

    

上图所示为一个外部的50针接口

　　SCSI的接口电缆跟SCSI接口是一一对应，因此按针数主要有50、68及80三种，而按类型分则有内置式与外置，内置式数据线跟普通IDE接口数据线没什么区别，只是在针数和规格稍有差别，它主要用于连接光驱和硬盘；至于SCSI外置数据线，主要有以下几种规格，它们的密度均不相同，因此不可以弄错。

上图所示为苹果机8位SCSI连接器，它只有25针分为两排，这比较特殊，常用于Mac机或老式Sun工作站。

    

上图所示为Sun公司的DD-50SA连接器，共有50针，分为三排。

    

上图所示为8位SCSI-2接口的连接器，共有50针分为两排，比较常见。

    

上图所示为Centronics的8位连接器，共有50针分为两排，它可以连接的设备数目最多。

    

上图所示为16位SCSI-3和Wide SCSI-2的连接器，共有68针分为两排。

    

上图所示为SCA连接器，共有80针分为两排。

    

上图所示为SCSI连接电缆实物图

　　最后让我们来看看SCSI系统的核心人物??SCSI设备，虽然SCSI设备有许多，例如扫描仪、光驱、磁带机等等，但目前最为常见的就是SCSI硬盘，在此笔者就只对其作个简单介绍。普通IDE硬盘相信大家是很熟悉，经常接触，而SCSI硬盘从外型上看跟普通IDE硬盘没什么区别，只是可能会厚实一些，因为SCSI硬盘封装的盘片一般都比较多，如希捷酷鱼180，它全部盘片数多达12张。

上图所示为希捷酷鱼180硬盘实物图

　　SCSI硬盘主要面向得是高端服务器或者工作站市场，因此最明显得一点价格昂贵，这也是为什么组建一套完整的SCSI系统开销一般都比较大；当然SCSI的优点也就是SCSI硬盘的优点，即磁盘性能很好，并行处理能力强等。在生产厂商方面，目前全球有SCSI硬盘生产能力的公司完全是屈指可数，即只有希捷、IBM、新迈拓（并购了昆腾硬盘后）、西部数据这四家公司。在产品方面，市场上的SCSI硬盘主要有：希捷公司的酷鱼系列（Barracuda）、捷豹系列（Cheetah）；IBM公司的Ultrastar系列；迈拓公司的大力神（Altas）系列；西部数据公司的专家（Enterprise）系列。

    结束语

    　　每一项有发展前途的技术都是不断前进得，对于具有SCSI来说更是如此。这些早就是历史的技术“秘密”或许已成为老套话，但通过此文，了解了这些关于SCSI的基础知识后，相信将有助于大家了解、接受SCSI的未来新技术。