SCSI接口知识介绍.doc

SCSI接口的EIDE接口相比还有一个很大的技术优势，那就是SCSI接口中的设备可以同时使用数据总线进行数据传输，而EIDE接口中联接在同一条数据线上的设备只能交替(占用数据线)进行传输；EIDE只能联接四块设备，而SCSI接口可以联接715台设备，目前SCSI硬盘接口有3种，分别是50针、68针、80针。我们常见到硬盘型号上标有N、W和SCA ，就是表示接口的针数。N即窄口(Narrow)，50针；W即宽口(Wide)，68针；SCA即单接头(Single Conner Attachment)，80针，其中80针的SCSI硬盘一般支持热插拔。传统的IDE硬盘已经成为整个系统中最为明显的瓶颈，为了改善磁盘性能，很多DIY孜孜不倦地努力，然而效果往往难以令人满意。事实上，高端工作站以及服务器几乎无一例外地使用SCSI硬盘，其好处也是不言而喻的。在二级市场中，SCSI硬盘并不少见，而且也不乏高档货。不顾在选购SCSI硬盘时必须具备一些相关的知识，不然肯定找不到方向 一、 SCSI硬盘的好处 硬盘转速是决定传输性能的一个关键因素。当主流IDE硬盘的转速在5400rpm时，SCSI硬盘的转速就已经达到7200rpm，而现在IDE硬盘转速提高到7200rpm时，SCSI硬盘的转速早已高达15000rpm了。高转速意味着硬盘的平均寻道时间短，能够迅速找到需要的磁道和扇区，所以在转速上IDE硬盘已经同SCSI硬盘无法相提并论了。 然而需要注意的是，SCSI硬盘的最大优势并不是转速，而且SCSI接口本身的一些特性。比较SCSI硬盘和IDE硬盘的CPU占用率，可以发现SCSI硬盘具有相当的优势。SCSI硬盘可通过独立的、高速的SCSI卡来控制数据的读写操作，大大提高了系统的整体性能。而IDE硬盘没有专用的数据处理芯片来担当数据处理重任，所以对CPU的占用比较多。在视频捕捉等应用中，其中的差距清晰可见。很多用户在用上宽带网之后都相继开设了自己的FTP服务器，而在这种应用模式下，不断频繁工作的硬盘对系统资源占用很大，即便是P4电脑也会力不从心。一旦使用SCSI硬盘之后，这些问题都能迎刃而解。此外，在大多数应用场合中，SCSI与目前廉价的IDE RAID0相比也更为现实，毕竟我们所面临的资源占用问题，而且RAID控制芯片本身也要占用不小的CPU资源。在扩展性与热插拔特性方面，SCSI硬盘的优势也是勿庸置疑的。此外，由于市场策略的考虑，硬盘厂商对于SCSI产品的生产把关十分严格。SCSI硬盘大多需要24小时无间断工作，因此其设计寿命至少达到5年，远远超过IDE硬盘。 二、SCSI有着很多现在IDE也比不上的优点。 1.SCSI可支持多个设备，SCSI-2（Fast SCSI）最多可接7个SCSI设备，Wide SCSI-2以上可接16个SCSI设备。也就是说，所有的设备只需占用一个IRQ，同时SCSI还支持相当广的设备，如CD-ROM、DVD、CDR、硬盘、磁带机、扫描仪等。 2.SCSI还允许在对一个设备传输数据的同时，另一个设备对其进行数据查找。这就可以在多任务操作系统如Linux、Windows NT中获得更高的性能。 3.SCSI占用CPU极低，确实在多任务系统中占有着明显的优势。由于SCSI卡本身带有CPU，可处理一切SCSI设备的事务，在工作时主机CPU只要向SCSI卡发出工作指令，SCSI卡就会自己进行工作，工作结束后返回工作结果给CPU， 在整个过程中，CPU均可以进行自身工作。 4.SCSI设备还具有智能化，SCSI卡自己可对CPU指令进行排队，这样就提高了工作效率。在多任务时硬盘会在当前磁头位置，将邻近的任务先完成，再逐一进行处理。 5.最快的SCSI总线有160MB/s的带宽，这要求使用一个64位的66MHz的PCI插槽，因此在普通PC机中所能达到的最大速度为80MB/s，理论上也就意味着硬盘传输率可高达80MB/s。（不过型号旧的SCSI就没这么快了） 有关scsi卡的相关知识： 1、SCSI总线允许连接多种计算机硬件设备。同一条SCSI总线上可同时串接CD-ROM、CD-R光盘刻录机、MD磁光盘、磁带机、扫描仪、ZIP等设备。 2SCSI控制卡可同时串接多台SCSI设备。一个SCSI控制卡最多可接32台SCSI设备，最少也可接7台SCSI设备。如果你的SCSI控制卡支持 多通道，则可连接更多设备。 3SCSI的性能可塑性强，支持多任务环境，适用于多任务操作系统。最多可同时处理255个任务。 4SCSI卡比IDE 接口有更快的数据传输率。尤其是在同时传输多组数据时就更能显示出威力，因此SCSI设备适合图像处理，在图像处理领域中一直独占鳌头的APPLE公司的机型一律采用SCSI接口。而且现在SCSI硬盘采用低电压差分LVD接口，还可使数据传输率提高到160M/B。 5SCSI卡所支持的更高带宽能更好地平衡PCI总线传输压力。 6由于SCSI完全向后兼容，因此，SCSI最大限度保护了用户的投资，这就意味着用户升级到新的系统后，原有的SCSI设备和现有SCSI设备（SCSI卡）仍然可以同时使用 。 7使用SCSI可减少对CPU 的依赖，可提高系统整体性能。IDE 硬盘一般对CPU的占用率为33%，最高可达5%以上，但使用SCSI硬盘，对CPU的占用率仅为4%-6%。 三、SCSI标准 1SCSI-11983年开始研究，1985年制定的SCSI标准的主要特点是：支持同步和异步的SCSI设备；支持7台8位的SCSI设备；传输速率最大为5M/秒；支持WORM（WRITE ONCE READ MANY）设备。SCSI-1控制使用卡ISA总线，它的最大连线长度为6米，接头为50针，但由于传输速度太慢，现在已经不使用了。 2SCSI-2SCSI-2标准是1992年制定的，它在SCSI-1标准中加入以下新功能；支持高密度SCSI接头；支持CD-ROM和扫描仪；SCSI总线具有偶校验功能；支持FAST SCSI和WIDE SCSI；支持Tagged Queuing功能。FAST SCSI是SCSI-2的标准规格。WIDE SCSI是SCSI-2附带制定的加强规格。FAST SCSI可使SCSI总线上的数据传输速度达到10M/S，这个速度是SCSI-1设备速度的两倍。绝大多数SCSI硬盘都支持FAST SCSI标准。FAST SCSI设备要求数据同步传输。安装FAST SCSI设备时，它的最大电缆长度不能超过3米，接头为50针，最多可接7台设备。WIDE SCSI总线和FAST SCSI总线比较，在同一时间中可传输16位的数据，这就使支持WIDE SCSI的设备的数据传输速率提 高到20M/S。并且WIDE SCSI总线上可同时支持8位和16位SCSI设备，当你使用WIDE SCSI控制卡时，应注意它最多只能连接15台SCSI设备，接头为68或80针，最大的电缆长度不能超过6米。 3SCSI-3与SCSI-2相比SCSI-3能支持更多的计算机硬件种类，并且数据传输率也更快。SCSI-3支持Ultra SCSI，SCSI-3也叫FAST-20、Doublespeed SCSI，它定义怎样在8位SCSI总线上每秒传输20M数据和在16位Wide SCSI总线上每秒传输40M数据。这种控制卡用50针接头、8位数据传输时，可串接7台SCSI设备，电缆的最大长度为1.5米。当用68针或80针接头、16位数据传输时，可串接15台SCSI设备，电缆的最大长度为1.5米；支持光纤通道，提供高达100M/S的传输率；支持串行通道，可串接16-32和SCSI设备。Wide Ultra SCSI (LVD)也可叫Ultra2 SCSI (LVD) LVD代表低电压差分技术。它的传输速率最大可达到80M/S，使用68或70针接口，电缆最大长度为12米，最多串接15台SCSI设备。1998年开始生产的SCSI硬盘大多采用此标准，比如西部数据的Enterprise WDEI8300、昆腾的Altra3 SCSI Ultrastar等产品都支持Ultra2 SCSI(LVD)标准。去年9月中旬发布的Ultra3 SCSI Ultra 160MB/S标准，属于第5代的SCSI技术，它的性能可达到Wide Ultra 的4倍，这一技术的传 输速率高达160MB/S，这是由于Ultra 160 SCSI每个时钟周斯发送的是两位数据而不是一位，因而它比Ultra2SCSI标准（最高80M/S）拥有更高的吞吐量，它提 供的双边界时钟方案允许数据和时钟运行在400HZ的频率。Ultra 160 SCSI同时还集成了低压差分技术（LVD），LVD具有过去的单端技术降低费用的特点，还能够抵抗高压差分技术 设计中的信号噪声和低电位漂移。昆腾于1999年11月份推出了支持这一标准的硬盘Atlas lok和Altas 四代。 四、使用SCSI卡注意的一些小问题 1SCSI BIOS的主要作用是支持SCSI硬盘，如果你并没有SCSI硬盘的话，建议你将SCSI卡上面的BIOS屏蔽掉，因为这样可以在UMA中为其它设备，例如视频卡或网卡适配器节省出16或32KB的内存，还可以加快系统引导速度。最后只好用SCSI控制器上跳线使SCSI BIOS无效。 2虽然SCSI接口非常标准化，但每个适配器制造商都使用它们自己专用的变换方案，因此升级或更换另一个SCSI卡后，在原SCSI卡上工作正常的硬盘根本无法正常工作，这样你就不得不使用新装SCSI卡上的SCSI BIOS中提供的低级格式化功能对硬盘重新低格，然后分区，高级格式后，这样硬盘才可使用。 3多块SCSI卡同时存在时，它们的优先权不同，一般是这样的：ISA插槽上的SCSI卡优先权大于PCI插槽上的SCSI卡。如果同是PCI插槽，则第一个PCI插槽优先权最高，以次累推。 4SCSI卡的电缆有方向性，如果接反了，设备不会工作。 5尽量使SCSI电缆的长度最短。 6如果你的系统中装了Righteous 3D视频适配器和Adaptec SCSI控制器，那么这就会使你的系统在相导过程中死机。原因是Righteous 3D卡初始化和Adaptec驱动程序产生冲突。解决问题的方法便得到EZ-SCSI4.1的驱动程序或更高版本。 7AMI的BIOS不适合使用NCR 810 SCSI芯片组。 8搞清楚你的SCSI设备是否支持奇偶校验，奇偶校验用于校验SCSI总线上数据传输的准确性，如果你的SCSI设备不支持奇偶校验，就应禁止使用此功能。 五、SCSI的基本指标SCSI-2 Ultra SCSI Ultra2 SCSI总线宽度 8-bit (Fast)16-bit (Fast/Wide) 8-bit (Ultra)16-bit (Ultra Wide) 16-bit Ultra3 SCSI Ultra数据传送速度10MB/S20 MB/S 20 MB/S40 MB/S 80MB/S160MB/S 支持挂接设备数量7 15 7 15 15 SCSI大致分类1）scsi从接口分可以分为三种接口SE，HVD，LVD（SE线缆最长为6M，HVD为25M，LVM为12.5M）2）从带宽分为narrow和wide3）从速度分为normal，fast，ultranormal基本速率是5Mfast速率是10Multra的基本速率是20Multra2的基本速率是40M所有的这些类型，加上wide就速率X2另外的一些注意事项：1）ultra2只能使用LVD接口2）SE的设备不能当作LVD的设备用，但是所有LVD的设备都可以切换到SE模式3）scsi id的优先级：7,6,5,4,3,2,1,0,15,14,13,12,11,10,9,8，（7通常被控制器本身占用）4）HVD设备和LVD设备混用的时候需要一个converter补充一点就是，如果是ultra160就是说是160M的速率，ultra320就是说是320M的速率。SCSI链的最后一个SCSI设备要用终结器，中间设备是不需要终结器的。一旦中间设备使用了终结器，那么SCSI卡就无法找到以后的SCSI设备了。而如果最后一个设备没用终结器，SCSI也是无法正常工作的。终结器是由电阻组成的，位于SCSI总线的末端，用来减小相互影响的信号，维持SCSI链上的电压恒定。 提到计算机的外设、尤其是存储设备的接口方面，SCSI接口在世界上占据着高不可攀的地位。这不仅仅代表着它所具有的先进技术和性能，也暗示着它所拥有的居高不下的可观价格。 SCSI的意义是小型计算机系统接口(Small Computer System Interface)，最早研制于20世纪70年代末。经过了不断的发展,今天的SCSI已划分为SCSI-1和SCSI-2，以及最新的SCSI-3三个类型。不过，目前最为流行的版本还要算是SCSI-2。苹果电脑是最早支持采用这种接口的平台，所以，苹果的性能、应用无疑是界上最好用的机型。 一、SCSI的类型简要回顾 1.SCSI-1 SCSI-1是最原始的版本，异步传输的频率为3MB/S，同步传输的频率为5MB/s。虽然现在几乎被淘汰了，但还会使用在一些扫描仪和内部ZIP驱动器中，采用的是25针接口。也就是说，若是将SCSI-1设备联接到你的SCSI卡，必须要有一个内部的25针对50针的接口电缆；若是用外部设备时，就不能采用内部接口中的任何一个(即此时的内部接口均不可以使用)。 2.SCSI-2 早期的SCSI-2，称为FastSCSI,通过提高同步传输的频率使据传输速率从原有的5MB/s提高为10MB/s，支持8位并行数据传输，可连7个外设。后来出现的WideSCSI，支持16位并行数据传输，数据传输率也提高到了20MB/s，可连16个外设。此版本的SCSI使用一个50针的接口，主要用于扫描仪、CD-ROM驱动器及老式硬盘中。 3.SCSI-3 1995年，诞生了更为高速的SCSI-3，称为UltraSCSI，数据传输率也达到了20MB/s。它将同步传输钟频率提高到20MB/s，提高了数据传输率的技术。若使用16位传输的Wide模式，数据传输率更可以提高至40MB/s。此版本的SCSI使用一个68针的接口，主要应用在硬盘上。SCSI-3的典型特点是将总线频率大大地提高，并降低信号的干扰，以此来增强其稳定性。 二、SCSI与IDE的区别 除了SCSI，IDE也是一种极为常用的接口。从使用简便的角度来看，IDE更加适合普通用户，再加上个人电脑用户不但需要配置的外设不多，而且对速度要求也不高，因此选用IDE接口更合适些。此外，IDE还具有性能价格比高、适用面广等特点。而SCSI接口尽管具有很多无与伦比的特点，但不论从哪个角度看，该接口及其使用该接口的外设售价过于昂贵，一般用户实在无法承受，这也就决定了它的实际使用范围的局限性。 1.IDE的工作方式需要CPU的全程参与，CPU读写数据的时候不能再进行其他操作，这种情况在Windows95/NT的多任务操作系统中，自然就会导致系统反应的大大减慢。而SCSI接口，则完全通过独立的高速的SCSI卡来控制数据的读写操作，CPU就不必浪费时间进行等待，显然可以提高系统的整体性能。不过，现在的IDE接口为改善这个问题也做了很大改进，已经可以使用DMA模式而非PIO模式来读写，数据的交换由DMA通道负责，对CPU的占用可大大减小。尽管如此，比较SCSI和IDE在CPU的占用率，还是可以发现SCSI仍具有相当的优势。 2.SCSI的扩充性比IDE大，一般每个IDE系统可有2个IDE通道，总共连4个IDE设备，而SCSI接口可连接715个设备，比IDE要多很多，而且连接的电缆也远长于IDE。 3.虽然SCSI设备价格高些，与IDE相比,SCSI的性能更稳定、耐用，可靠性也更好。 三、SCSI的优点 1.SCSI可支持多个设备，SCSI-2(FastSCSI)最多可接7个SCSI设备，WideSCSI-2以上可接16个SCSI设备。也就是说，所有的设备只需占用一个IRQ，同时SCSI还支持相当广的设备，如CD-ROM、DVD、CDR、硬盘、磁带机、扫描仪等。 2.SCSI还允许在对一个设备传输据的同时，另一个设备对其进行数据查找。这就可以在多任务操作系统如Linux、WindowsNT中获得更高的性能。 3.SCSI占用CPU极低，确实在多任务系统中占有着明显的优势。由于SCSI卡本身带有CPU，可处理一切SCSI设备的事务，在工作时主机CPU只要向SCSI卡发出工作指令，SCSI卡就会自己进行工作，工作结束后返回工作结果给CPU，在整个过程中，CPU均可以进行自身工作。 4.SCSI设备还具有智能化，SCSI卡自己可对CPU指令进行排队，这样就提高了工作效率。在多任务时硬盘会在当前磁头位置，将邻近的任务先完成，再逐一进行处理。 5.最快的SCSI总线有160MB/s的带宽，这要求使用一个64位的66MHz的PCI插槽，因此在普通PC机中所能达到的最大速度为80MB/s，理论上也就意味着硬盘传输率可高达80MB/s。 四、SCSI的缺点 SCSI的优点自然是很吸引人的，但是也希望用户在决定选用时，不要忽视了它的缺点。 1.通过查阅资料得到的结论是：在同样条件下，SCSI硬盘内部传输速度要比IDE慢一些。因为SCSI硬盘的控制指令比IDE硬盘复杂，SCSI硬盘在标识硬盘扇区时用了线性的概念，即硬盘只有第1扇区、第2扇区，不像IDE硬盘，是柱面、磁头、扇区这种三维格式。目前的操作系统内部也使用线性编号的扇区，但BIOS只接受三维格式的磁盘请求，所以操作系统必须把磁盘请求转换为三维格式，这样IDE硬盘可直接使用，但SCSI为了和BIOS兼容还得将三维格式的磁盘请求转换为线性编号，这样硬盘的数据传输率就大大降低了。这一点我们从厂方公布的数据就可以看到，比如Seagate7200转/分的“大灰熊”内部传输率为193.88Mb/s，Seagate7200转的SCSI硬盘“酷鱼”内部传输率只有72Mb/s。所以SCSI硬盘只有在UNIX、WindowsNT等多任务下才能真正发挥优势，在WIN95环境中也算不错，但在DOS下就完全没有任何优势可言(尽管DOS现在已很少使用)。现如今苹果的G4、iMac等机型也开始支持IDE接口。 2.最后需要强调的一点是，SCSI性能价格比不高。事上，SCSI有点儿贵得离谱，一块最普及型的AdaptecAHA-2940SCSI卡都足以换回一块BX主机板，同样倍速、品牌的CD-ROM，SCSI要比IDE贵一倍多，一只4.5GB7200转/分的“大灰熊”价格，只够来换一块2GB5400转/分的SCSI硬盘。希望在选择SCSI之前，先考虑自身的经济实力，再思量它的价格是否物有所值。 五、终结器 SCSI链的最后一个SCSI设备要用终结器，中间设备是不需要终结器的。一旦中间设备使用了终结器，那么SCSI卡就无法找到以后的SCSI设备了。而如果最后一个设备没用终结器，SCSI也是无法正常工作的。终结器是由电阻组成的，位于SCSI总线的末端，用来减小相互影响的信号，维持SCSI链上的电压恒定。 绝大部分SCSI设备是内置终结器，并用一跳线来控制ON/OFF。现在的SCSI设备智能化程度很高，能自动控制终结器ON/OFF，如一块硬盘和一个CD-ROM相连，无论硬盘的终结器ON或OFF，CD-ROM都能正常使用。而当两块硬盘相连时，情况就变得复杂了，两块Seagate的硬盘相连前，一块硬盘终结器必须是OFF，而当一块Seagate的硬盘和一块Quantum硬盘相连前，一个硬盘终结器无论ON或OFF，都能正常使用。 六、SCSI的ID 系统中的每个SCSI设备都必须有自己唯一的ID(标识号)，这个号码从115。SCSIAdapter系统默认ID为7。这个ID可由位于设备前端的跳线器来设置。对于硬盘它位于驱动器的前端或后端。 七、SCSI设备的选择 1.SCSI卡 SCSI卡是整个SCSI设备链中的关键，选择时需要考虑以下几个因素： (1)SCSI卡的品牌 选择品牌当然很重要，Adaptec是SCSI卡的精品，就像CPU界的Intel，已是SCSI界的标准，当然兼容性上是没有问题，而昂贵的价格可能就是唯一的问题。换句话讲，如果大家经济条件允许，还是建议选择Adaptec的SCSI卡。 (2)总线接口 PCI的SCSI卡是选，ISA的SCSI卡现在基本无人购买了，需要注意的是，有些扫描仪配的ISA的SCSI卡并非是通用的SCSI卡，虽然它有标准SCSI接头，但也只能接扫描仪使用。其次，要尽量避免选购SCSI与主板一体化的板子，主要是考虑到兼容性的问题，特别值得注意。 (3)SCSI的类型 常用的8位数据通道的有SCSI-2数据传输率10Mbps，是最常见的SCSI类型。若从总体考虑，个人还是选用8位数据通道的SCSI-2比较合适。一方面，只有硬盘支持16位数据通道的WideSCSI，而且16位数据通道的WideSCSI设备价格要高出8位SCSI-2很多；另一方面，16位数据通道的WideSCSI卡一般内置8位、16位的接口各一个，但外置只有一个16位SCSI的68孔D型接口，而一般外置SCSI设备如：CD-ROM、CDR/W、扫描仪都是8位SCSI设备，只有50孔D型接口，如果要接到16位SCSI的68孔D型接口需要一个6850孔转换器，这个转换器不仅难以购买，而且兼容性也需进一步检验。 (4)SCSI的价格 最后要特别提到的当然是价格，不同的速度就决定了不同的价格。以便根据实际需要来选择合适的卡，一般10MB的卡DC310/390是100多元；20MB的DC390U/DC395U/DC315都在200-500元之间；40MB的DC390F/DC395UW可满足高速的应用，价格将在千元左右或更高；对于顶级的应用当属DC390U2系列，两款型号390U2W和390U2B都是80MB的，价格2900/2200元左右，区别是U2W多一个LSI53C141芯片，而且接口比U2B多，在卡上U2W有有2个68针、1个50针的接口，适合具有多种设备或需要将来继续扩充的场合，而U2B只有一个68针的，价格自然便宜很多，性能价格比较高，适合不需要再扩充的独立应用场合。这样你就可以挑选出价格实惠的SCSI卡了。 以下是Adaptec公司的部分SCSI卡的型号和类型： AHA-2910PCI-to-FastSCSI(non-bootable) AHA-2940PCI-to-FastSCSI AHA-2940WPCI-to-FastandWideSingle-endedSCSI AHA-2944WPCI-to-FastandWideDifferentialSCSI AHA-2940UltraPCI-to-WideUltraSCSI AHA-3940MultiChannelSCSI-t