La interfaz SCSI se desarrolló a finales de la década de 1970. organización Shugart Associates. Originalmente conocido
bajo el nombre SASI (Shugart Associates System Interface), después de la estandarización en 1986, se convirtió en uno de los estándares de la industria para conectar dispositivos periféricos: discos duros, transmisores, discos duros extraíbles y magneto-ópticos, escáneres, CD-ROM y CD-R. , DVD-ROM, etc. Se pueden conectar hasta ocho dispositivos al bus SCSI, incluido el controlador principal
SCSI (o adaptador de host). El controlador SCSI es esencialmente un procesador independiente y tiene su propio BIOS (que a veces se puede ubicar en el BIOS de la placa base). Realiza todo el mantenimiento y gestión del bus SCSI, liberando UPC. Se pueden conectar hasta 15 dispositivos al bus Wide SCSI. La ventaja de SCSI es que varios dispositivos funcionan en el mismo bus al mismo tiempo, liberándolo cuando no se necesita.
Protocolo de comando SCSI. Además de varias implementaciones de hardware, el estándar SCSI también incluye un conjunto de comandos que, originalmente diseñados para SCSI paralelo, luego se transfirieron con modificaciones mínimas a SCSI serial.
En la terminología del lenguaje de comandos SCSI, la comunicación se produce entre un iniciador que envía un comando y un destino que lo ejecuta.
Un comando SCSI se coloca en un bloque descriptor de comandos (CDB), que consta de un código de operación (1 byte) y parámetros de comando (5 bytes o más). En respuesta, el objetivo devuelve un código de estado, que suele ser 00h ("recepción exitosa") o 02h ("error") o 08h ("ocupado"). Los comandos SCSI incluyen 4 categorías: N (sin datos), W (transferencia de datos del iniciador al destino), R (datos de lectura del iniciador) y B (comunicación bidireccional).
El protocolo proporciona alrededor de 60 comandos, que incluyen:
A cada dispositivo del bus SCSI se le asigna al menos un número de unidad lógica (LUN). Los dispositivos simples reciben solo un LUN, los dispositivos más complejos reciben muchos LUN. Por ejemplo, un dispositivo de acceso directo (HDD) consta de un conjunto de bloques lógicos, generalmente con direcciones (Dirección de bloque lógico - LBA). Es el uso de LBA lo que requiere el uso de 4 modificaciones de instrucciones de lectura / escritura de datos, algunas de las cuales usan direcciones de 21 bits y otras, direcciones de 32 bits.
Interfaz paralela 5С5/. La interfaz 8С8І, por regla general, es paralela (Fig. 4.24) y representa físicamente un cable plano con conectores de 25, 50, 68 pines para conectar dispositivos periféricos. El bus 8C8I contiene ocho líneas de datos, seguidas de una línea de comprobación uniforme.
interfaz
Dispositivos integrados
[Enchufar
Talón
Dispositivos remotos (externos)
Arroz. 4.24. Interfaz 8С$1: A- arquitectura general; b -¡Adaptador BSB!
sti, y nueve líneas de control. El estándar SCSI define dos métodos de señalización: unipolar o asimétrico (extremo único) y diferencial (diferencial). En el primer caso, hay un cable con potencial cero ("tierra"), en relación con el cual las señales se transmiten a través de líneas de datos con niveles de señal correspondientes a la lógica TTL. En la señalización diferencial, se asignan dos cables a cada línea de datos y la señal en esta línea se obtiene restando los potenciales en sus salidas. Esto logra una mejor inmunidad al ruido, lo que le permite aumentar la longitud del cable.
La interfaz SCSI requiere resistencias de terminación para absorber señales en los extremos del cable y evitar ecos. SCSI se caracteriza generalmente por una alta sensibilidad a la calidad de fabricación de los cables ya su longitud, que puede variar según la versión de la interfaz.
Los dispositivos SCSI también están conectados en cadena, y cada dispositivo SCSI tiene su propia dirección (ID SCSI) que va de 0 a 7 (o de 0 a 15). Como dirección de la placa del controlador, y generalmente se usa el valor más alto de SCSI ID - 7(15), la dirección disco de inicio(SCSI ID) es "O", el segundo disco es "1". El intercambio entre dispositivos en el bus SCSI está determinado por una lista normalizada de comandos (Common Command Set - CCS). El software para la interfaz SCSI no funciona con las características físicas de la unidad (es decir, el número de cilindros, cabezales, etc.), sino que solo trata con bloques de datos lógicos, por ejemplo, un escáner, disco duro y una unidad de CD ROM.
El controlador SCSI realiza el sondeo del dispositivo inmediatamente después del encendido. Al mismo tiempo, para los dispositivos SCSI, la configuración automática del dispositivo (Plug-n-play) se implementa mediante el protocolo SCAM (SCSI Configured AutoMagically), en el que los valores de ID de SCSI se asignan automáticamente. Para el control estandarizado de dispositivos SCSI, la interfaz de software ASPI (Advanced SCSI Programming Interface) es la más utilizada.
especificaciones SCSI. Hay más de una docena varias versiones Interfaz SCSI (Tabla 4.8). Las principales características del bus SCSI son:
Ancho: 8 ("estrecho", formato estrecho) o 16 bits ("ancho", formato ancho);
Arroz. 4.25. Marcado de dispositivos SCSI con diferentes parámetros eléctricos: / - Single-Ended; 2 - Diferencial de Baja Tensión; 3 - Diferencial de Alto Voltaje; 4 - interfaz tipo mixto Diferencial de bajo voltaje/extremo único
Tabla 4.8. Versiones (generaciones) de la interfaz SCSI
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velocidad |
Ancho del neumático (ancho) |
Longitud máxima de comunicación (dependiendo del tipo de señales), m |
Máximo cantidad conexiones |
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No definido para velocidades superiores a Ultra |
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Ultra3 SCSI o Ultra 160 SCSI |
No definido para velocidades superiores a Ultra2 |
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Indefinido |
Indefinido |
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La velocidad se ve afectada principalmente por los dos primeros parámetros. Por lo general, se escriben como prefijos de la palabra SCSI (Tabla 4.8).
La tasa de transferencia máxima del dispositivo controlador se puede calcular tomando la frecuencia del bus y, si está disponible "Ancho", multiplíquelo por 2 (por ejemplo, FastSCSI: 10 MB/s, Ultra2WideSCSI: 80 MB/s).
Interfaces serie SCSI. Cuatro versiones recientes de SCSI, a saber, SSA (Arquitectura de almacenamiento en serie), FC-AL y SCSI conectado en serie (SAS), se han alejado del estándar SCSI paralelo tradicional y se centran en la transferencia de datos a través de comunicaciones en serie (consulte la Tabla 4.8). Las principales ventajas de la interfaz serial son las altas tasas de transferencia de datos; encendido-apagado "caliente"; la mejor inmunidad al ruido.
Terminadores, conectores. Por el tipo de señales, se distinguen las versiones lineales (Single Ended) y diferenciales (Differential) de SCSI, sus cables y conectores son idénticos, pero no hay compatibilidad eléctrica de dispositivos entre ellos (Tabla 4.9).
La versión diferencial para cada señal utiliza un par trenzado de conductores y transceptores especiales, mientras que una gran longitud total de cable se vuelve aceptable, manteniendo una alta tasa de intercambio. La interfaz diferencial se usa en potentes sistemas de disco de servidor, pero no es común en las PC ordinarias.
En la versión lineal, la señal debe ir en su propio conductor único, trenzado (o al menos separado del otro en un bucle plano) con un cable neutro (retorno).
Los dispositivos SCSI están conectados por cables en una cadena, los terminadores están conectados en los dispositivos finales. A menudo, uno de los últimos dispositivos es un adaptador de host. Puede tener tanto un conector interno como un conector externo para cada canal.
Si utiliza los conectores externo e interno del adaptador host al mismo tiempo, sus terminadores se desactivan. La corrección del uso de los terminadores es esencial: la ausencia de uno de los terminadores o, por el contrario,
Tabla 4.9. Conectores SCSI
DB-25: conexión de dispositivos externos lentos, principalmente escáneres, lOmega Zip Plus, más común para Macintosh (similar a un conector de módem)
Baja densidad de 50 pines o Centronics de 50 pines: conexión externa de escáneres, unidades de cinta, generalmente SCSI-1
Alta densidad de 50 pines o Micro DB50, Mini DB50: conector estrecho externo estándar
Alta densidad de 68 pines o Micro DB68, Mini DB68 - conector ancho externo estándar
Alta densidad de 68 pines o Micro Centronics, utilizados para conexión externa dispositivos SCSI
Tabla 4.10. Conectores de cable A SCSI
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clavija del conector |
clavija del conector |
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y versiones de 32 bits de 8С81 (los pines 1-5, 31-39, 65-68 no se usan en la versión de 8 bits); los conectores para conexión externa parecen una versión en miniatura de Centronics con contactos planos, los internos tienen contactos pin;
Hay varios cables adaptadores disponibles.
Neumático. Al igual que el bus PCI, el bus SCSI asume la capacidad de intercambiar información entre cualquier par de dispositivos. Por supuesto, la mayoría de las veces el intercambio es entre el adaptador host y los periféricos. La copia de datos entre dispositivos se puede hacer sin acceso a sistema de autobús computadora. Aquí, los adaptadores host inteligentes con memoria caché integrada tienen un gran potencial. Cada intercambio en el bus implica su iniciador (Iniciador) y el dispositivo de destino (Objetivo). En mesa. 4.11 muestra el propósito de las señales de bus.
Tabla 4.11. Asignación de señales de bus SCSI
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(1 - Iniciador, T - Destino) |
Objetivo |
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Bus de datos invertido con bits de paridad |
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Terminadores de potencia |
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Atención |
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autobús ocupado |
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Solicitud de transferencia de datos |
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Responder a REQ# |
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El objetivo envía un mensaje |
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Seleccionar (Seleccionar) el dispositivo de destino por el iniciador o Vuelva a seleccionar el iniciador por el dispositivo de destino |
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Control (0) / datos (1) en el bus |
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Sentido de transferencia relativo al iniciador o fase Selección (1) / Reselección (0) |
Este artículo se centrará en lo que le permite conectar un disco duro a una computadora, es decir, la interfaz disco duro. Más precisamente, sobre las interfaces unidades de disco duro, porque se ha inventado una gran variedad de tecnologías para conectar estos dispositivos durante todo el período de su existencia, y la abundancia de estándares en esta área puede confundir a un usuario inexperto. Sin embargo, lo primero es lo primero.
Interfaces de disco duro (o, estrictamente hablando, interfaces unidades externas, ya que no solo pueden actuar como ellos, sino también otro tipo de unidades, por ejemplo, unidades de disco óptico) están diseñadas para intercambiar información entre estos dispositivos memoria externa Y tarjeta madre. Las interfaces de las unidades de disco duro, no menos que los parámetros físicos de las unidades, afectan gran parte del rendimiento y rendimiento de la unidad. En particular, las interfaces de la unidad determinan parámetros tales como la velocidad del intercambio de datos entre disco duro y la placa base, la cantidad de dispositivos que se pueden conectar a la computadora, la capacidad de crear arreglos de discos, la capacidad de conexión en caliente, soporte para tecnologías NCQ y AHCI, etc. También depende de la interfaz del disco duro qué cable, cable o adaptador necesitas para conectarlo a la placa base.
La interfaz SCSI es una de las interfaces más antiguas desarrolladas para conectar unidades en computadoras personales. Este estándar apareció a principios de la década de 1980. Uno de sus desarrolladores fue Alan Shugart, también conocido como el inventor de las unidades de disquete.
La apariencia de la interfaz SCSI en la placa y el cable que se conecta a ella
El estándar SCSI (tradicionalmente, esta abreviatura se lee en la transcripción rusa como "skazi") fue originalmente diseñado para su uso en computadoras personales, como lo demuestra incluso el nombre del formato: Small Computer System Interface, o interfaz del sistema para computadoras pequeñas. Sin embargo, sucedió que el almacenamiento de este tipo se utilizaron principalmente en computadoras personales de primera clase, y más tarde en servidores. Esto se debió al hecho de que, a pesar de la arquitectura exitosa y una amplia gama de comandos, la implementación técnica de la interfaz era bastante complicada y no era adecuada para el costo de las PC masivas.
Sin embargo, este estándar tenía una serie de características que no estaban disponibles para otros tipos de interfaces. Por ejemplo, un cable para conectar dispositivos de interfaz de sistemas informáticos pequeños puede tener una longitud máxima de 12 m y una velocidad de transferencia de datos de 640 MB/s.
Al igual que la interfaz IDE que apareció un poco más tarde, la interfaz SCSI es paralela. Esto significa que la interfaz utiliza buses que transmiten información a través de varios conductores. Esta característica fue uno de los factores limitantes para el desarrollo del estándar y, por lo tanto, se desarrolló un estándar SAS en serie más avanzado (de Serial Attached SCSI) como su reemplazo.
Así es como se ve la interfaz SAS del disco del servidor
Serial Attached SCSI se desarrolló como una mejora en la interfaz de disco duro de la interfaz de sistema de computadoras pequeñas bastante antigua. A pesar de que Serial Attached SCSI utiliza las principales ventajas de su predecesor, tiene muchas ventajas. Entre ellos cabe destacar los siguientes:
Por lo general, los sistemas SCSI conectados en serie se construyen a partir de varios componentes. Los componentes principales incluyen:
Los conectores SCSI conectados en serie vienen en una variedad de formas y tamaños, según el tipo (externo o interno) y las versiones de SAS. A continuación se muestra el conector interno SFF-8482 y el conector externo SFF-8644 diseñados para SAS-3:
Izquierda - conector interno SAS SFF-8482; A la derecha hay un conector SAS SFF-8644 externo con un cable.
Algunos ejemplos de la aparición de cables y adaptadores SAS: cable HD-Mini SAS y cable adaptador SAS-Serial ATA.
Izquierda: cable HD Mini SAS; Derecha: cable adaptador de SAS a Serial ATA
Hoy en día, es bastante común encontrar discos duros con interfaz Firewire. Aunque cualquier tipo de dispositivo periférico se puede conectar a la computadora a través de la interfaz Firewire, y no puede llamarse una interfaz especializada diseñada para conectar discos duros exclusivamente, sin embargo, Firewire tiene una serie de características que lo hacen extremadamente conveniente para este propósito.
FireWire - IEEE 1394 - vista portátil
La interfaz Firewire se desarrolló a mediados de la década de 1990. El comienzo del desarrollo lo puso la conocida empresa Apple, que necesitaba su propio bus, diferente del USB, para conectar equipos periféricos, principalmente multimedia. La especificación que describe el funcionamiento del bus Firewire se llama IEEE 1394.
Firewire es uno de los formatos de bus front-end serie de alta velocidad más utilizados en la actualidad. Las principales características de la norma incluyen:
Para conectar discos duros (generalmente a través de carcasas de discos duros externos) a través del bus Firewire, por regla general, se usa un estándar especial SBP-2, que usa el conjunto de comandos del protocolo de interfaz de sistema de computadoras pequeñas. Es posible conectar dispositivos Firewire a un conector USB normal, pero esto requiere un adaptador especial.
La abreviatura IDE es sin duda conocida por la mayoría de los usuarios. Computadoras personales. El estándar de interfaz de disco duro IDE fue desarrollado por un conocido fabricante de discos duros, Western Digital. La ventaja de IDE sobre otras interfaces que existían en ese momento, en particular, la Interfaz de sistema de computadoras pequeñas, así como el estándar ST-506, era que no era necesario instalar un controlador de disco duro en la placa base. El estándar IDE significaba instalar el controlador de la unidad en la carcasa de la propia unidad, y solo el adaptador de interfaz de host para conectar las unidades IDE permanecía en la placa base.
Interfaz IDE en placa base
Esta innovación ha mejorado el rendimiento de la unidad IDE debido al hecho de que se ha reducido la distancia entre el controlador y la propia unidad. Además, la instalación de un controlador IDE dentro de la carcasa del disco duro permitió simplificar un poco tanto las placas base como la producción de los propios discos duros, ya que la tecnología dio libertad a los fabricantes en términos de organización óptima de la lógica de funcionamiento del disco.
La nueva tecnología se llamó originalmente Integrated Drive Electronics. Posteriormente, se desarrolló un estándar que lo describe, llamado ATA. Este nombre proviene de la última parte del nombre de la familia de computadoras PC/AT agregando la palabra Adjunto.
Se utiliza un cable IDE dedicado para conectar un disco duro u otro dispositivo, como una unidad óptica compatible con la tecnología Integrated Drive Electronics, a la placa base. Dado que ATA se refiere a interfaces paralelas (por eso también se le llama Parallel ATA o PATA), es decir, interfaces que permiten la transmisión simultánea de datos a través de varias líneas, su cable de datos tiene un gran número de conductores (generalmente 40, y en Últimas Versiones protocolo, era posible utilizar un cable de 80 hilos). Cable de datos normal para este estándar tiene un aspecto plano y ancho, pero también existen cables redondos. El cable de alimentación para las unidades Parallel ATA tiene un conector de 4 pines y está conectado a la fuente de alimentación de la computadora.
Los siguientes son ejemplos de un cable IDE y un cable de datos PATA redondo:
La apariencia del cable de interfaz: a la izquierda - plano, a la derecha en una funda redonda - PATA o IDE.
Debido al relativo bajo costo de las unidades Parallel ATA, la facilidad de implementar una interfaz en la placa base y la facilidad de instalar y configurar dispositivos PATA para el usuario, unidades como Integrated Drive Electronics expulsaron dispositivos de otros tipos de interfaz del mercado de discos duros para computadoras personales de gama baja durante mucho tiempo.
Sin embargo, el estándar PATA también tiene una serie de desventajas. En primer lugar, esta es una limitación en la longitud que puede tener un cable de datos Parallel ATA: no más de 0,5 m Además, la organización paralela de la interfaz impone una serie de restricciones en la velocidad máxima de transferencia de datos. No es compatible con el estándar PATA y muchas funciones avanzadas que tienen otros tipos de interfaces, como dispositivos de conexión en caliente.
Vista de la interfaz SATA en la placa base
La interfaz SATA (Serial ATA), como sugiere el nombre, es una mejora de ATA. Esta mejora consiste, en primer lugar, en la conversión del tradicional ATA paralelo (Parallel ATA) en una interfaz serie. Sin embargo, las diferencias entre el estándar Serial ATA y el tradicional no se limitan a esto. Además de cambiar el tipo de transferencia de datos de paralelo a serie, también cambiaron los conectores para la transferencia de datos y la fuente de alimentación.
A continuación se muestra el cable de datos SATA:
Cable de datos para interfaz SATA
Esto hizo posible usar un cable mucho más largo y aumentar la tasa de transferencia de datos. Sin embargo, la desventaja fue el hecho de que los dispositivos PATA, que estaban presentes en el mercado en grandes cantidades antes de la llegada de SATA, se volvieron imposibles de conectar directamente a los nuevos conectores. Es cierto que la mayoría de las placas base nuevas todavía tienen los conectores antiguos y admiten la conexión de dispositivos antiguos. Sin embargo, la operación inversa: conectar un nuevo tipo de unidad a una placa base antigua suele causar muchos más problemas. Para esta operación, el usuario suele requerir un adaptador Serial ATA a PATA. El adaptador de cable de alimentación suele tener un diseño relativamente simple.
Adaptador de corriente Serial ATA a PATA:
Izquierda forma general cable; agrandado a la derecha apariencia Conectores PATA y Serial ATA
Más complicada, sin embargo, es la situación con un dispositivo tal como un adaptador para conectar un dispositivo de interfaz serie a un conector de interfaz paralelo. Por lo general, este tipo de adaptador se fabrica en forma de un pequeño microcircuito.
Aspecto de un adaptador bidireccional universal entre interfaces SATA - IDE
En la actualidad, la interfaz Serial ATA prácticamente ha suplantado a Parallel ATA, y las unidades PATA ahora se pueden encontrar principalmente solo en computadoras bastante antiguas. Otra característica del nuevo estándar, que aseguró su gran popularidad, fue la compatibilidad con .
Tipo de adaptador de IDE a SATA
Puede contar un poco más sobre la tecnología NCQ. La principal ventaja de NCQ es que le permite utilizar ideas que se han implementado durante mucho tiempo en el protocolo SCSI. En particular, NCQ admite un sistema para ordenar operaciones de lectura/escritura que llegan a varias unidades instaladas en el sistema. Por lo tanto, NCQ puede mejorar significativamente el rendimiento de las unidades, especialmente las matrices de unidades de disco duro.
Tipo de adaptador de SATA a IDE
Para usar NCQ, la tecnología debe ser compatible con el disco duro y con el adaptador de host de la placa base. Casi todos los adaptadores que admiten AHCI también admiten NCQ. Además, algunos adaptadores propietarios más antiguos también son compatibles con NCQ. Además, NCQ requiere su soporte del sistema operativo para funcionar.
Por separado, vale la pena mencionar el formato eSATA (SATA externo), que parecía prometedor en ese momento, pero no fue muy utilizado. Como puede adivinar por el nombre, eSATA es un tipo de Serial ATA diseñado para conectarse exclusivamente a unidades externas. El estándar eSATA ofrece la mayoría de las funciones del estándar para dispositivos externos, es decir, Serial ATA interno, en particular, el mismo sistema de señales y comandos y la misma alta velocidad.
Conector eSATA en una computadora portátil
Sin embargo, eSATA también tiene algunas diferencias con el estándar de bus interno que le dio origen. En particular, eSATA admite más cable largo datos (hasta 2 m), y también tiene mayores requisitos de energía para las unidades. Además, los conectores eSATA son algo diferentes de los conectores Serial ATA estándar.
Sin embargo, en comparación con otros buses externos como USB y Firewire, eSATA tiene un inconveniente importante. Si estos buses permiten que el dispositivo se alimente a través del propio cable de bus, entonces la unidad eSATA requiere conectores de alimentación especiales. Por lo tanto, a pesar de la tasa de transferencia de datos relativamente alta, eSATA actualmente no es muy popular como interfaz para conectar unidades externas.
La información almacenada en el disco duro no puede volverse útil para el usuario y accesible para programas de aplicación hasta que sea accedido por la unidad central de procesamiento de la computadora. Las interfaces de disco duro proporcionan un medio de comunicación entre estas unidades y la placa base. Hasta la fecha, existen muchos tipos diferentes de interfaces de disco duro, cada uno de los cuales tiene sus propias ventajas, desventajas y características. Esperamos que la información proporcionada en este artículo sea útil para el lector en muchos aspectos, porque la elección de un disco duro moderno está determinada en gran medida no solo por sus características internas, como capacidad, memoria caché, velocidad de acceso y rotación, pero también por la interfaz para la que fue desarrollado.
Una unidad de disco duro SCSI es una unidad que utiliza un sistema diferente al que se encuentra en la mayoría de las computadoras domésticas. Su principal ventaja es que se pueden conectar en cadena varias unidades a una sola conexión. También ofrece velocidades de transferencia de datos más rápidas, aunque la diferencia suele ser mayor en teoría que en la práctica. SCSI es particularmente adecuado para servidores y otros sistemas informáticos diseñado para ser utilizado 24/7. SCSI significa Interfaz de sistemas informáticos pequeños. Suele ser un acrónimo, no una abreviatura, y se pronuncia "scuzzy". El sistema se puede utilizar para conectar varios dispositivos, aunque la mayoría de los consumidores normalmente encontrarán esto en términos de SCSI y disco duro.
La mayor diferencia entre SCSI y un disco duro es un sistema de la competencia, como SATA o ATA, que tiene una interfaz SCSI y un procesador en el propio disco. Esto significa que el rendimiento del disco es independiente de la especificación de la computadora. Si bien esto no siempre supera las desventajas de SCSI para el usuario doméstico, puede ser un beneficio importante para los usuarios corporativos que trabajan en varias computadoras y necesitan usar máquinas dedicadas por razones económicas.
Puede usar un adaptador especial para conectar más de un disco duro SCSI a una ranura en el placa del sistema computadora. Cada adaptador admite hasta 15 unidades. Cada unidad tiene un puente de interruptor que se puede configurar entre 0 y 15, y cada unidad se debe configurar en una fila diferente para evitar conflictos. La capacidad de utilizar varios discos duros es especialmente útil para los sistemas que necesitan hardware de copia de seguridad a largo plazo.
Un disco duro SCSI suele ser mucho más caro que un disco SATA o ATA de la misma capacidad. Porque parte del costo lo componen los componentes que controlan el disco con interfaz SCSI. Esto podría conducir a una brecha de precios aún mayor. Por ejemplo, una unidad SCSI puede costar cuatro veces o más que una unidad SATA que tiene el doble de capacidad.
Históricamente, las unidades SCSI han tenido tasas de transferencia de datos más rápidas que otros tipos de discos duros, aunque esta brecha se ha ido reduciendo con el tiempo. Un disco duro SCSI también girará normalmente a alta velocidad, lo que puede reducir el tiempo que se tarda en leer, escribir y acceder a los datos. Las unidades SCSI también son más adecuadas para una computadora en funcionamiento constante y no son rival para los tipos de unidades de disco duro que están clasificados y clasificados para su uso en computador de casa durante varias horas cada día. Estas ventajas y el alto precio significan que las unidades SCSI generalmente son más adecuadas para sistemas que están constantemente encendidos y en uso intenso, como los servidores.
(Sin calificaciones todavía)Recientemente, ha aparecido en nuestro mercado una gran cantidad de dispositivos diferentes que amplían significativamente las capacidades de una computadora. En primer lugar, estos son discos Zip, Jaz y magneto-ópticos, estos son varios tipos unidades de cinta magnética; Los escáneres se han vuelto muy populares. Los precios de las unidades de disco duro han bajado hasta el punto en que una computadora con dos o tres unidades ya no es poco común, y un servidor debe contener una tolerancia a fallas. matriz de discos. En este sentido, con bastante frecuencia surge la tarea de conectar nuevos dispositivos a la computadora. Esta tarea se puede resolver de manera más sencilla si se instala un controlador SCSI en la computadora.
A diferencia del IDE, que admite un conjunto limitado de periféricos internos, la interfaz SCSI se diseñó para admitir muchos tipos de dispositivos internos y externos.
SCSI básico (Interfaz de sistema de computadora pequeña, a veces denominada SCSI-1) es una interfaz universal para conectar varios dispositivos. En el estándar básico, se pueden conectar hasta ocho dispositivos, incluido el controlador, a un bus. La interfaz contiene controles avanzados y al mismo tiempo no está enfocada a ningún tipo de dispositivo en particular. Posee un bus de datos de 8 bits, la tasa de transferencia máxima es de hasta 1.5 Mb/s en modo asíncrono (según el método “request-acknowledgment”), y hasta 5 Mb/s en modo síncrono (solicitudes múltiples - múltiples método de confirmación). La paridad se puede utilizar para detectar errores. Implementado eléctricamente como 24 líneas (unipolar o diferencial), aunque la gran mayoría de dispositivos utilizan señales unipolares.
En el proceso de desarrollo, se adoptó el estándar SCSI-2, un desarrollo significativo del SCSI básico. Tasa de transferencia aumentada (hasta 3 Mb/s en modo asíncrono y hasta 10 Mb/s en modo síncrono) - Fast SCSI. Se agregaron nuevos comandos y mensajes, el soporte de paridad se hizo obligatorio. Se introdujo la posibilidad de ampliar el bus de datos a 16 bits (Wide SCSI), lo que proporcionaba velocidades de hasta 20 Mb/s. Se ha introducido un nuevo conector de 68 pines.
La especificación posterior, SCSI-3, no solo introdujo nuevas velocidades en baudios, sino que también amplió enormemente el sistema de comando. Además, se pueden utilizar otros protocolos paralelos y seriales como medio de transmisión, junto con la interfaz de bus paralelo tradicional: Fibre Channel, IEEE 1394 Firewire y Serial Storage Protocol (SSP).
Actualmente, la interfaz más utilizada es Ultra SCSI, que utiliza una frecuencia de bus de 20 MHz. La interfaz Ultra/Wide SCSI admite 16 dispositivos y proporciona velocidades de transferencia de datos de hasta 40 Mbps. Pero está siendo reemplazado gradualmente por el Ultra-2 Wide SCSI más rápido, que proporciona velocidades de transferencia de hasta 80 Mb/s.
El continuo aumento de la frecuencia de reloj del bus ha llevado a la necesidad de limitar la longitud máxima del cable de conexión en la interfaz Ultra SCSI a un metro y medio. Por lo tanto, con un aumento adicional en la frecuencia del reloj, de acuerdo con las recomendaciones de SCSI-3, la cantidad de cables de bus, la tecnología del bus en sí y los niveles de señales transmitidas a través de él han cambiado. El conector se ha mantenido igual que en la interfaz Ultra SCSI. Sin embargo, el bus en sí ahora está hecho con cables trenzados (la Fig. 1a, a la izquierda, muestra una fotografía de un cable Ultra Wide, y la Fig. 2b, a la derecha, muestra un cable Ultra-2 Wide).
Cada señal en el bus Ultra-2 Wide se transmite por dos cables en fase opuesta (diferencial). Es el llamado LVD (Low Voltage Differential), señalización diferencial de baja tensión. Gracias a la transmisión diferencial de señales, la longitud admisible del cable de conexión se ha aumentado a 12 m.
En la tabla se proporciona una comparación de varias interfaces SCSI:
| Estándar | Longitud cable | Velocidad, MB/s | Cantidad accesorios |
| SCSI-1 | 6 | 5 | 8 |
| SCSI-2 | 6 | 5...10 | 8 o 16 |
| SCSI-2 rápido | 3 | 10...20 | 8 |
| Amplio SCSI-2 | 3 | 20 | 16 |
| SCSI-2 rápido y ancho | 3 | 20 | 16 |
| Ultra SCSI-3, 8 bits | 1,5 | 20 | 8 |
| Ultra SCSI-3, 16 bits | 1,5 | 40 | 16 |
| Ultra-2SCSI | 12 | 40 | 8 |
| Amplio Ultra-2 SCSI | 12 | 80 | 16 |
Los dispositivos Ultra SCSI también pueden funcionar con un bus SCSI más lento. También es posible utilizar dispositivos lentos en un bus rápido. En ambos casos, el bus corre a la velocidad del dispositivo más lento. La tasa de transferencia de datos más alta solo se puede lograr si se utilizan dispositivos con la misma interfaz.
Un mayor desarrollo de la tecnología condujo a la aparición del estándar Ultra160/m SCSI. La tasa de transferencia se incrementó de 80 a 160 Mbps mediante el uso de ambos extremos de la señal de desafío/reconocimiento para la sincronización de datos. El estándar SCSI Ultra160/m utiliza una interfaz diferencial de bajo nivel (LVD) y permite cables de hasta 12 metros de longitud. Un nuevo componente de la interfaz Ultra160/m SCSI es el control ambiental. Esta tecnología inteligente es para verificar el subsistema de almacenamiento, incluidos los cables de conexión, los backplanes, los terminadores, etc. Si existe riesgo de pérdida de datos, la transmisión se realiza a velocidades más bajas, un método ampliamente utilizado por módems y máquinas de fax.
Tal abundancia de estándares utilizados simultáneamente crea cierta confusión. Además, no está del todo claro por qué la velocidad de transmisión aumenta continuamente. ¿Qué dispositivos pueden proporcionar tal velocidad?
Este tema requiere una atención especial. De hecho, las pruebas de incluso los discos duros más modernos muestran que sus características de velocidad están lejos de las de la tasa de transferencia del bus. Sin embargo, la tasa de baudios en el bus es extremadamente importante. Después de todo, el protocolo SCSI está diseñado para admitir el funcionamiento simultáneo de varios dispositivos conectados al mismo bus. Los datos de un dispositivo (para mayor precisión, nos referiremos a un disco duro) se envían a través de un bus común a la memoria intermedia del disco. Mientras continúa el lento proceso de escritura en el disco, se transfieren datos para otro dispositivo, y así sucesivamente. Desde el punto de vista del usuario, la grabación se realiza, por así decirlo, simultáneamente en varios discos. Por lo tanto, el bus debe proporcionar una tasa de transmisión total para todos los dispositivos conectados al bus y, teniendo en cuenta la necesidad de transferir información del servicio, una tasa mucho mayor. Para evaluar los beneficios de pasar de Ultra Wide SCSI a Ultra-2 Wide SCSI, medimos las tasas de transferencia de datos para software RAID 0 en cuatro unidades IBM DDRS-39130. El experimento se realizó en una computadora con placa TYAN, NMC-6BCD+ con controlador integrado Adaptec AIC-7890, procesador P-II 450 MHz. sala de operaciones sistema de ventanas NT4WS. El software RAID se crea mediante el sistema operativo. Los discos seleccionados para el experimento tienen un interruptor de interfaz LVD o SE. Velocidad de transferencia de datos medida en un sistema de cuatro unidades para Ultra-2 Wide SCSI (80 Mb/s) y Ultra Wide SCSI (40 Mb/s). Además, se mide la velocidad de transferencia de un solo disco. Las medidas se tomaron utilizando WinBench99. Los resultados del experimento se muestran en el diagrama (Fig. 2).
Arroz. 2. Resultados de las pruebas para las interfaces SCSI Ultra y Ultra2 Wide
Se encontró que la tasa de transferencia para una sola unidad era la misma en los modos Ultra y Ultra-2 (en el diagrama 1 SE). Software RAID nivel 0 en modo Ultra mejora el rendimiento sistema de disco unas 2 veces (4 SE). Las mismas unidades cambiadas al modo Ultra-2 dieron como resultado un aumento de rendimiento de más de 3 veces (4 LVD).
Para comparar la eficiencia del funcionamiento simultáneo de varios dispositivos con interfaz SCSI e interfaz IDE, también ensamblamos software RAID nivel 0 en cuatro discos IDE. Aunque el rendimiento de una sola unidad IDE era comparable al de una unidad SCSI (1 IDE), el uso de RAID en cuatro unidades IDE hizo poco para mejorar el rendimiento del sistema de unidades (4 IDE).
De los resultados del experimento, está claro que si es necesario conectar solo un dispositivo, cualquier interfaz proporcionará aproximadamente la misma eficiencia. El rendimiento estará determinado únicamente por las características mecánicas del propio dispositivo. Al conectar varios dispositivos (por ejemplo, varias unidades en un servidor), la interfaz SCSI, y especialmente Ultra-2, proporciona un rendimiento mucho mejor que, por ejemplo, IDE o estándares SCSI anteriores.
Todos los tipos de SCSI son (al menos en teoría) compatibles entre sí. Los dispositivos establecen de forma independiente un protocolo de intercambio aceptable. Por lo tanto, la instalación de dispositivos se reduce a establecer el valor correcto para el número de dispositivo (SCSI ID), conectar físicamente el dispositivo al bus y habilitar los terminadores. Sin embargo, muy a menudo los propietarios de computadoras que conectan dispositivos SCSI a su computadora por su cuenta se quejan de su funcionamiento inestable. En la mayoría de los casos, esto se debe a conexión correcta dispositivos y, con mayor frecuencia, terminadores (a veces, por alguna razón, generalmente se olvidan de estos terminadores).
A altas frecuencias de reloj del bus de datos, si no se toman medidas especiales para coordinar las cargas, se producen reflejos de señal (como un eco en los Cárpatos), como resultado de lo cual la tasa de intercambio de información real se reduce significativamente. Para igualar la carga, AMBOS extremos de cada línea de bus SCSI deben terminar con una resistencia igual a la impedancia característica de la línea. En el caso más sencillo, para ello se activan resistencias de carga en ambos extremos de la línea. Este es el llamado emparejamiento pasivo. Actualmente, este método de emparejamiento prácticamente no se usa, especialmente en el modo Ultra. Además, esto es inaceptable en el modo Ultra-2. Esto se debe a la dificultad de seleccionar resistencias de carga que aseguren satisfactoriamente la coincidencia con una gran cantidad (y cambiante durante la operación) de dispositivos conectados al bus. Prácticamente todos los dispositivos SCSI modernos ahora usan negociación activa. Con terminación activa, se utilizan fuentes de tensión auxiliares (una o más) en lugar de divisores de tensión resistivos. Estos voltajes se ajustan automáticamente de tal manera que proporcionen las condiciones óptimas para recibir las señales transmitidas por el bus. Una variación del método descrito es la coincidencia con recorte de señal forzado. Para implementar este método, se instalan diodos de sujeción en el terminador activo, que limitan los voltajes máximo y mínimo de las señales de entrada en ciertos niveles. Los niveles de señal, a su vez, se pueden configurar cambiando los voltajes de referencia.
En la mayoría de los casos, tanto el controlador como todos los dispositivos SCSI tienen terminadores activos integrados que se pueden habilitar o deshabilitar. Sin embargo, como regla general, es mejor no confiar en el terminador incorporado, sino conectar uno externo. Es deseable, por supuesto, no utilizar un terminador pasivo. Los terminadores modernos necesariamente tienen una inscripción correspondiente en su designación (Fig. 3).
Arroz. 3. terminador pasivo
Los más comunes son terminadores activos para el bus Ultra Wide SCSI (Fig. 4).
Arroz. 4. Terminador SCSI ultra ancho activo
Los terminadores para buses Ultra-2 Wide SCSI deben tener la abreviatura LVD en su designación (Fig. 5). Actualmente, también se están produciendo terminadores universales SE / LVD, que determinan automáticamente el tipo de interfaz y realizan la negociación para este tipo de interfaz (Fig. 6).
Arroz. 5. Marcas de terminación para Ultra2 Wide SCSI
Cuando solo se conecta un dispositivo (por ejemplo, un disco duro) al controlador SCSI, los terminadores deben estar habilitados tanto en el controlador como en el dispositivo. Si se trata de un dispositivo externo que tiene un conector adicional para conectar otros dispositivos SCSI externos (por ejemplo, un CD-ROM SCSI externo), entonces puede usar un terminador externo (preferiblemente activo). En este caso, el terminador interno del dispositivo debe estar apagado.
Si se conectan varios dispositivos al controlador SCSI, los terminadores deben instalarse solo en los extremos del bus SCSI. Entonces, si todos los dispositivos conectados son internos, entonces los terminadores deben estar habilitados en el controlador SCSI y en un (y solo uno) dispositivo que esté conectado físicamente al último conector del bus SCSI. Se obtienen mejores resultados si se conecta un terminador externo activo al último conector y se apagan los terminadores internos de todos los dispositivos (excepto el controlador). Por cierto, recientemente muchos dispositivos (por ejemplo, discos duros SE / LVD) no tienen un terminador incorporado.
Si todos los dispositivos conectados son externos, entonces los terminadores deben estar habilitados en el controlador y en el último dispositivo externo conectado. Cabe señalar que la gran mayoría de los dispositivos SCSI externos tienen dos conectores, uno de los cuales se conecta al bus SCSI de la computadora, y en el otro se pueden conectar otros dispositivos SCSI. En este caso, es recomendable apagar los terminadores internos de todos los dispositivos y utilizar un terminador externo activo.
Si es necesario conectar dispositivos internos y externos a un controlador SCSI, entonces el controlador se conecta al conector intermedio del bus SCSI. Parte del bus SCSI se usa para conectar dispositivos internos y la otra parte termina con un conector para conectar dispositivos externos. En este caso, el terminador interno del controlador debe estar apagado. En la unidad interior conectada al último conector de bus SCSI, el terminador debe estar encendido y en las otras unidades interiores debe estar apagado. Siempre se debe instalar un terminador externo activo en el conector para conectar dispositivos externos. Al conectar un dispositivo SCSI externo, se retira el terminador externo, se conecta un dispositivo externo al conector SCSI y el terminador externo retirado anteriormente se conecta al conector adicional del dispositivo externo (no olvide configurar el número del dispositivo externo). dispositivo correctamente, de lo contrario, la computadora simplemente se “congelará”).
Todo lo anterior es cierto si todos los dispositivos conectados tienen la misma interfaz (todos los dispositivos Wide SCSI-2 o todos los dispositivos SCSI-2). Si algunos de los dispositivos tienen una interfaz Wide SCSI-2 y al menos uno (generalmente un CD-ROM) tiene una interfaz SCSI-2 (Estrecha), en algunos casos hay problemas con la conexión correcta de los terminadores. Los problemas son causados por el hecho de que las interfaces Ancha y Estrecha difieren en el número de líneas de datos en el bus.
El error más común es conectar varias unidades de disco duro Wide SCSI-2 (o Ultra Wide SCSI-2) al bus Wide SCSI-2 y conectar el último conector a través de un adaptador de CD-ROM SCSI-2. Aunque se incluirá un terminador en el CD-ROM, este terminará sólo 8 líneas de bus, mientras que las 8 líneas restantes utilizadas en la interfaz Wide SCSI estarán "colgando en el aire".
Una solución más correcta sería conectar dispositivos con una interfaz SCSI de 8 bits a conectores de bus intermedios (los terminadores de los dispositivos de 8 bits están deshabilitados). Conecte un dispositivo Wide SCSI con el terminador habilitado (o un terminador externo activo) al último conector. Por supuesto, la presencia de un adaptador aún empeora el rendimiento del sistema. Esta opción debe evitarse si es posible (así como el uso de dispositivos lentos y de alta velocidad en el mismo bus). Sin embargo, en esta situación, esta sigue siendo la opción de conexión correcta. Los controladores Ultra-2 SCSI tienen un convertidor de interfaz incorporado, que le permite conectar todos los dispositivos Ultra-2 a un bus separado sin mezclarlos con dispositivos más lentos.
Muchos controladores SCSI tienen 2 conectores: uno para la interfaz SCSI y otro para la interfaz Wide SCSI. Estos son solo conectores físicamente diferentes, el canal SCSI es el mismo. Estos diferentes conectores evitan el uso de adaptadores, pero no eliminan el problema de conectar terminadores. Estos controladores tienen interruptores "High On/Off" y "Low On/Off". Estos son interruptores separados para terminadores activos para los bytes alto y bajo del bus, respectivamente. Además, el byte bajo ("Low") son las líneas de la interfaz SCSI (Estrecho), y el byte alto son las líneas de extensión de la interfaz al estándar Ancho.
Si los dispositivos de un solo estándar están conectados a dicho controlador, entonces ambos interruptores se establecen en la posición "Encendido". El bus SCSI (o Wide SCSI) está conectado al controlador con un conector de extremo y un dispositivo con el terminador habilitado está conectado al otro conector de extremo. El resto de dispositivos con los terminadores apagados se conectan a los conectores intermedios.
Si necesita conectar varios dispositivos con diferentes interfaces, se utilizan dos buses: SCSI y Wide SCSI. Ambos buses se conectan con sus conectores finales a los conectores correspondientes del controlador. Los dispositivos se conectan a los buses de acuerdo con el estándar que admiten. Los terminadores solo están habilitados en el instrumento conectado al conector final del bus SCSI y en el instrumento conectado al conector final del bus Wide SCSI. En el controlador, los interruptores de terminación están configurados en las posiciones "High On" y "Low Off".
Recientemente, los controladores, incluidos los instalados en la placa base, no tienen dicho interruptor (o el elemento correspondiente en Menú del BIOS). Solo hay "Terminator activado/desactivado". En este caso estamos hablando solo sobre los 8 bits inferiores del bus. Los bits más altos siempre están terminados.
Los terminadores activos actualmente en uso requieren un voltaje de suministro para operar. Este voltaje se puede aplicar al terminador activo tanto desde cualquier dispositivo SCSI como desde el controlador. En los dispositivos SCSI modernos, hay un interruptor especial para seleccionar la fuente de alimentación del terminador activo integrado en estos dispositivos. Por lo general, el terminador recibe alimentación del propio dispositivo ("Alimentación de la unidad") en la fábrica. Si solo uno o varios dispositivos SCSI internos con la misma interfaz están conectados al controlador, entonces no hay problemas.
Si, en las condiciones de la terminación normal del bus, es necesario usar un terminador externo activo, entonces debe asegurarse de suministrarle un voltaje de suministro. Para ello, en uno de los dispositivos conectados a este bus, debe estar habilitado el modo de suministro de tensión al bus ("Power to SCSI Bus"). Si esto no se hace, entonces el terminador externo simplemente no funcionará normalmente.
En todos los casos discutidos anteriormente, los mejores resultados generalmente se logran cuando todos los terminadores reciben alimentación de la misma fuente. Para suministrar voltaje a todos los terminadores desde una fuente en un (cualquier) dispositivo, se enciende el modo de suministro de energía del terminador integrado en este dispositivo desde la fuente de alimentación interna y, al mismo tiempo, el modo de suministro de voltaje de suministro de los terminadores a el autobús. Para ello, los puentes (interruptores) de este dispositivo se establecen en la posición "Alimentación a bus y unidad SCSI". En otros dispositivos, en los que es necesario habilitar la terminación, el terminador se alimenta desde el bus SCSI (los puentes o interruptores se configuran en la posición "Alimentación desde el bus SCSI").
En la gran mayoría de los casos, el sistema funcionará normalmente incluso si cada terminador se alimenta de su propia fuente. Lo principal es que cada terminador recibe voltaje de al menos una fuente. Además, no sucederá nada terrible si se configuran varios dispositivos para suministrar voltaje a los terminadores en la línea. Los circuitos de alimentación de las terminaciones de todos los dispositivos están protegidos contra tensión inversa.
Los escáneres y algunos otros dispositivos SCSI lentos a menudo vienen con un controlador SCSI simple. Por lo general, se trata de un controlador SCSI-1 en el bus ISA de 16 o incluso 8 bits, con un conector (externo o interno). No tiene BIOS, a menudo funciona sin interrupciones (modo de sondeo), a veces solo admite un dispositivo (no 7). Básicamente, dicho controlador solo se puede usar con su dispositivo. Otros dispositivos en un controlador de este tipo a menudo no funcionarán. Además, muchos dispositivos (la mayoría de las veces, escáneres) no podrán funcionar con un controlador estándar. Por lo tanto, es mejor no confiar en la compatibilidad, sino conectar dispositivos SCSI estándar a un controlador estándar separado.
