Kingston scsi disk device

SCSI (англ. Small Computer System Interface , произносится «скази» [1] [2] (встречается вариант эс-си-эс-ай)) — представляет собой набор стандартов для физического подключения и передачи данных между компьютерами и периферийными устройствами. SCSI-стандарты определяют команды, протоколы и электрические и оптические интерфейсы. Разработан для объединения на одной шине различных по своему назначению устройств, таких, как жёсткие диски, накопители на магнитооптических дисках, приводы CD, DVD, стримеры, сканеры, принтеры и т. д. Раньше имел неофициальное название Shugart Computer Systems Interface в честь создателя Алана Ф. Шугарта, разработанный в 1978 г. и опубликованный в 1981 году.

Теоретически возможен выпуск устройства любого типа на шине SCSI.

После стандартизации в 1986 году SCSI начал широко применяться в компьютерах Sun Microsystems. В компьютерах, совместимых с IBM PC, SCSI не пользуется такой популярностью в связи со своей сложностью и сравнительно высокой стоимостью и применяется преимущественно в серверах.

SCSI широко применяется на серверах, высокопроизводительных рабочих станциях; RAID-массивы на серверах часто строятся на жёстких дисках со SCSI-интерфейсом (однако в серверах нижнего ценового диапазона всё чаще применяются RAID-массивы на основе SATA). В настоящее время устройства на шине SAS постепенно вытесняют устаревшую шину SCSI.

Система команд SCSI на уровне программного обеспечения употребляется в единых стеках поддержки устройств хранения данных в ряде операционных систем, таких, как Microsoft Windows.

Существует реализация системы команд SCSI поверх оборудования (контроллеров и кабелей) IDE/ATA/SATA, называемая ATAPI — ATA Packet Interface. Все используемые в компьютерной технике подключаемые по IDE/ATA/SATA приводы CD/DVD/Blu-Ray используют эту технологию.

Также система команд SCSI реализована поверх протокола USB, что является частью спецификации класса Mass Storage device [3] [4] . Это позволяет подключать через интерфейс USB любые хранилища данных (от флеш-накопителей до внешних жёстких дисков), не разрабатывая для них собственного протокола обмена, а вместо этого используя имеющийся в операционной системе драйвер SCSI.

Содержание

Стандарты [ править | править код ]

Современная модель стандартов SCSI, устанавливаемая комитетом T10 (ANSI), определяет

• архитектуру SCSI (документ SAM — SCSI Architecture Model);
• основные требования к протоколу, основные команды (SPC — SCSI Primary Commands);
• структуры типа развернутой информации об ошибке;
• виды участников:

• инициаторы
• устройства прямого доступа
• устройства последовательного доступа
• устройства автоматизированного управления и прочие;

• наборы команд для видов участников (например, SBC — SCSI Block Commands, MMC)
• виды транспорта (SAS, iSCSI, традиционный параллельный SCSI, Fibre Channel…) [5] .

Наиболее современным транспортом для физического подключения является Serial Attached SCSI (SAS).

Для передачи команд протокола SCSI по IP-сетям используется сетевой протокол iSCSI, утверждённый IETF как стандартный в 2003 году.

Интерфейс SCSI [ править | править код ]

Параллельный интерфейс SCSI является исторически первым и самым известным. Существует три стандарта электрической организации параллельного интерфейса SCSI:

SE (англ. single-ended ) — асимметричный SCSI, для передачи каждого сигнала используется отдельный проводник.

LVD (англ. low-voltage-differential ) — интерфейс дифференциальной шины низкого напряжения, сигналы положительной и отрицательной полярности идут по разным физическим проводам — витой паре. На один сигнал приходится по одной витой паре проводников. Используемое напряжение при передаче сигналов ±1,8 В.

HVD (англ. high-voltage-differential ) — интерфейс дифференциальной шины высокого напряжения, отличается от LVD повышенным напряжением и специальными приёмопередатчиками.

Первый стандарт SCSI имеет 50-контактный неэкранированный разъем для внутрисистемных соединений и аналогичный экранированный разъем типа Centronics (Alternative 2) для внешних подключений. Передача сигналов осуществляется 50-контактным кабелем типа — A-50 на 8-разрядной (8-битной) шине.

Но надо иметь в виду, что до появления SCSI, имевшего 50-контактный разъём, и даже одновременно с ним был более старый SCSI, имевший 25-контактный разъём, почти такой, как разъём LPT (например, в теперь уже почти вышедшем из употребления сканере Mustek 1200 FS есть одновременно три разъёма: OPTION на 26 контактов, SCSI на 25 контактов, SCSI на 50 контактов).

В стандарте SCSI-2 для 8-битной шины предусматривался кабель типа A, который, как и в SCSI-1, поддерживал 50-контактными разъемами типа D с уменьшенным шагом выводов (Alternative 1). Разъемы типа Centronics (Alternative 2) в SCSI-2 построены на 8- и 16-битной шине. Передача информации осуществляется по 68-контактным кабелям типа A-68 и P-68 (Wide). Для 32-битной версии шины был предусмотрен тип кабеля B, который должен был параллельно подключаться одновременно с кабелем A в одно устройство. Однако кабель B не получил широкого признания и из стандарта SCSI-3 исключен.

В стандарте SCSI-3 кабели A-68 и P-68 поддерживались экранированными либо неэкранированными разъемами типа D. Кабели в SCSI-3 снабжены фиксаторами-защёлками, а не проволочными кольцами, как разъемы Centronics. Начиная с этой версии SCSI в массивах накопителей используется 80-контактный разъем, называемый Alternative 4. Накопители с таким разъемом поддерживают «горячее» подключение устройств, то есть устройства SCSI можно подключать и отключать при включенном питании.

Основные реализации параллельного интерфейса SCSI (в хронологическом порядке):

Обзор интерфейсов SCSI [6]

Наименование	Разрядность шины	Частота шины	Пропускная способность	Максимальная длина кабеля	Максимальное количество устройств
SCSI	8 бит	5 МГц	5 Мбайт/сек	6 м (25 м с HVD)	8
Fast SCSI	8 бит	10 МГц	10 Мбайт/сек	3 м (25 м с HVD)	8
Wide SCSI	16 бит	10 МГц	20 Мбайт/сек	3 м (25 м с HVD)	16
Ultra SCSI	8 бит	20 МГц	20 Мбайт/сек	1,5—3 м (25 м с HVD)	4—8
Ultra Wide SCSI	16 бит	20 МГц	40 Мбайт/сек	1,5—3 м (25 м с HVD)	4—16
Ultra2 SCSI	8 бит	40 МГц	40 Мбайт/сек	12 м (25 м с HVD)	8
Ultra2 Wide SCSI	16 бит	40 МГц	80 Мбайт/сек	12 м (25 м с HVD)	16
Ultra3 SCSI	16 бит	40 МГц DDR	160 Мбайт/сек	12 м	16
Ultra-320 SCSI	16 бит	80 МГц DDR	320 Мбайт/сек	12 м	16
Ultra-640 SCSI	16 бит	160 МГц DDR	640 Мбайт/сек	10 м	16

SCSI-1 [ править | править код ]

Стандартизован ANSI в 1986 г. Использовалась восьмибитная шина с пропускной способностью в 1,5 Мбайт/сек в асинхронном режиме и 5 Мбайт/сек в синхронном режиме [7] . Максимальная длина кабеля — до 6 метров.

SCSI-2 [ править | править код ]

Этот стандарт был предложен в 1989 году и существовал в двух вариантах — Fast SCSI и Wide SCSI.

Fast SCSI характеризуется удвоенной пропускной способностью (до 10 Мбайт/сек).

Wide SCSI в дополнение к этому имеет удвоенную разрядность шины (16 бит), что позволяет достичь скорости передачи до 20 МБ/сек.

При этом максимальная длина кабеля ограничивалась тремя метрами.

Также в этом стандарте была предусмотрена 32-битная версия Wide SCSI, которая позволяла использовать два шестнадцатибитных кабеля на одной шине, но эта версия не получила распространения.

SCSI-3 [ править | править код ]

Также известен под названием Ultra SCSI.

Предложен в 1992 году.

Пропускная способность шины составила 20 Мбайт/сек для восьмибитной шины и 40 Мбайт/сек — для шестнадцатибитной. Максимальная длина кабеля так и осталась равной трём метрам.

Устройства, отвечающие этому стандарту, известны своей чувствительностью к качеству элементов системы (кабель, терминаторы).

Ultra-2 SCSI [ править | править код ]

Предложен в 1997 году.

Использует LVDS. Максимальная длина кабеля — 12 метров, пропускная способность — до 80 Мбайт/сек.

Ultra-3 SCSI [ править | править код ]

Также известен под названием Ultra-160 SCSI.

Предложен в конце 1999 года.

Имеет удвоенную пропускную способность (по сравнению с Ultra-2 SCSI), которая составила 160 Мбайт/сек. Увеличения пропускной способности удалось достичь за счёт одновременного использования фронтов и срезов импульсов.

В этот стандарт было добавлено использование CRC (Cyclic Redundancy Check), предупреждение ошибок.

Ultra-320 SCSI [ править | править код ]

Также известен под названием Fast Ultra-320.

Развитие интерфейса Ultra-3 с удвоенной скоростью передачи данных (до 320 Мбайт/сек).

Ultra-640 SCSI [ править | править код ]

Предложен в начале 2003 года.

Удвоенная пропускная способность (640 Мбайт/сек). В связи с резким сокращением максимальной длины кабеля неудобен для использования с более чем двумя устройствами, поэтому не получил широкого распространения.

Протокол команд SCSI [ править | править код ]

В терминологии SCSI взаимодействие идёт между инициатором и целевым устройством. Инициатор посылает команду целевому устройству, которое затем отправляет ответ инициатору.

Команды SCSI посылаются в виде блоков описания команды (англ. Command Descriptor Block, CDB ). Длина каждого блока может составлять 6, 10, 12, 16 или 32 байта. В последних версиях SCSI блок может иметь переменную длину. Блок состоит из однобайтового кода команды и параметров команды.

После получения команды целевое устройство возвращает значение 00h в случае успешного получения, 02h в случае ошибки или 08h в случае, если устройство занято. В случае, если устройство вернуло ошибку, инициатор обычно посылает команду запроса состояния. Устройство возвращает Key Code Qualifier (KCQ).

Все команды SCSI делятся на четыре категории: N (non-data), W (запись данных от инициатора целевым устройством), R (чтение данных) и B (двусторонний обмен данными). Всего существует порядка 60 различных команд SCSI, из которых наиболее часто используются:

• Test unit ready — проверка готовности устройства, в том числе наличия диска в дисководе.
• Inquiry — запрос основных характеристик устройства.
• Send diagnostic — указание устройству провести самодиагностику и вернуть результат.
• Request sense — возвращает код ошибки предыдущей команды.
• Read capacity — возвращает ёмкость устройства.
• Format Unit
• Read (4 варианта) — чтение.
• Write (4 варианта) — запись.
• Write and verify — запись и проверка.
• Mode select — установка параметров устройства.
• Mode sense — возвращает текущие параметры устройства.

Каждое устройство на SCSI-шине имеет как минимум один номер логического устройства (LUN — англ. Logical Unit Number ). В некоторых более сложных случаях одно физическое устройство может представляться набором LUN.

Для возможности работы нескольких независимых целевых устройств SCSI в UNIX-подобных операционных системах применяется адресация из произвольно назначаемого драйвером идентификатора целевого устройства (SCSI target id) и номера LUN, сконфигурированного на нём.

Для устройств типа приводов CD/DVD/Blu-Ray, в том числе их разновидностей с возможностью записи, разработан MMC — Multimedia Command Set. Некоторые приводы, например, производства Asus и Pioneer, используют конкурирующий стандарт Mt. Fuji, отличающийся от MMC в некоторых нюансах.

Терминирование [ править | править код ]

Параллельные шины SCSI всегда должны терминироваться с обеих сторон для обеспечения нормального функционирования. Подавляющее большинство контроллеров и многие устройства имеют возможность автотерминирования — использования встроенного терминатора.

Коннекторы [ править | править код ]

По состоянию на 2003 год [8] :

• IDC50 (внутренний SCSI-1, Fast. Ultra)
• HD68 (Ultra 2 LVD, ULtra Wide внешний или внутренний)
• CN50 — Centronics 50 (внешний)
• HD50 (SCSI-1, Fast внешний)
• DB25 (внешний, использовался на старых Macintosh, Iomega Zip)
• VHDCI (Ultra Wide, Ultra2 Wide, Ultra 3 в RAID-системах)
• MD50 (SCSI-2)

SCSI жёсткий диск — это накопитель, который использует другую систему, чем можно найти в большинстве домашних компьютеров. Его главное преимущество заключается в том, что несколько дисков можно подключать последовательно к одному соединению. Он также предлагает более высокую скорость передачи данных, хотя разница часто больше в теории, чем на практике. SCSI особенно хорошо подходит для серверов и других компьютерных систем предназначенных для использования 24/7. SCSI расшифровывается как Интерфейс малых компьютерных систем. Обычно это акроним, а не аббревиатура, и произносится как “скази — scuzzy.” Система может использоваться для подключения различных устройств, хотя большинство потребителей обычно могут столкнуться с этим в терминах SCSI и жесткий диск.

p, blockquote 1,0,1,0,0 –>

Самая большая разница между SCSI и жестким диском — конкурирующая система, такие как SATA или ATA, которые имеют интерфейс SCSI , и есть процессор на самом диске. Это означает, что производительность диска не зависит от спецификации компьютера. Хотя это не всегда перевешивает SCSI недостатки для домашнего пользователя, это может быть важным преимуществом для корпоративных пользователей, которые работают на нескольких компьютерах и им необходимо использовать спец машины по экономическим соображениям.

p, blockquote 2,1,0,0,0 –>

Можно использовать специальный адаптер для подключения более чем одного SCSI жесткому диску к одному слоту на системной плате компьютера. Каждый адаптер поддерживает до 15 дисководов. Каждый диск имеет перемычку переключателя, который можно установить в диапазоне от 0 до 15, и каждый диск должен быть установлен в другой ряд, чтобы избежать конфликтов. Возможность использования нескольких жестких дисков, особенно полезно для систем, которые нуждаются в продолжительном резервном оборудовании.

p, blockquote 3,0,0,1,0 –>

SCSI жесткий диск обычно значительно дороже, чем SATA или ATA диски той же емкости. Потому что часть расходов состоит из компонентов, которые контролируют диск с интерфейсом SCSI . Это может привести к еще большему ценовому разрыву. Например, SCSI диск может стоить в четыре или больше раза больше, чем накопитель с интерфейсом SATA, который имеет двойную емкость.

p, blockquote 4,0,0,0,0 –> p, blockquote 5,0,0,0,1 –>

SCSI диски исторически имели более высокую скорость передачи данных, чем другие типы жестких дисков, хотя этот разрыв сокращается с течением времени. SCSI жесткий диск будет также нормально вращаться на быстрой скорости, которая может сократить время, необходимое для чтения, записи и доступа к данным. SCSI диски тоже лучше подходят для постоянно работающего компьютера, и они не соперники для типов жёстких дисков, которые рассчитаны и оценены для использования на домашнем компьютере для нескольких часов каждый день. Эти преимущества, и высокая цена, означают, что SCSI дисков, как правило, наиболее подходящие для систем, которые постоянно включены и активно используются, такие как сервера.

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?

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

Помимо 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.

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.

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.

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.

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

• Возможно подключение максимум 8 устройств к одной шине, в том числе и контроллера.
• Предельная скорость составляла 1,5 Мб/с в асинхронной вариации («запрос-подтверждение»), и 5 Мб/с в синхронной — на несколько запросов возвращалось столько же подтверждений.
• Со стороны электрики было 24 линий, включая дифференциальные и однополярные, хотя чаще подавались сигналы второго типа.
• Частота шины составляла 5 МГц.
• Самый длинный кабель — 6 м, а для дифференциальной шины HVD — 25 м.

Ultra-640 SCSI

• Разрядность шины выросла вдвое, соответственно, можно подсоединять до 16 девайсов одновременно.
• Ее частота составляет 160 МГц DDR.
• Скорость тоже не идет ни в какое сравнение с первой модификацией — сейчас она достигает 640 Мб/с.
• Разъем состоит из 68 контактов.
• Протяженность кабеля достигает 10 м.

Serial Attached SCSI (SAS)

• Появилась поддержка подключения устройств SATA.
• Скорость данного интерфейса выросла уже до 12,0 Гбит/с.
• Как заявляют разработчики, теперь есть возможно подключить 16384 устройств на одну шину! В предыдущем поколении как описано выше было лишь 16.

Электрика

Есть 3 способа передачи информации относительно электрики:

• SE (single-ended) — асимметричный вид. Каждый сигнал отправляется по отдельной линии.
• LVD (low-voltage-differential) — дифференциальный стандарт с низким напряжением. Сигналы «+» и «-» переправляются по разным проводам. Каждому из них отводится одна витая пара. Передаются они под напряжением ±1,8 В.
• HVD (high-voltage-differential) — аналог предыдущего варианта, но с особыми приёмопередатчиками и увеличенным напряжением.

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

• Пассивные — простые резисторы на 132 Ом;
• Активные — стабилизаторы, производящие необходимый сигнал, а каждая линия питания подсоединяется к ним с сопротивлением в 110 Ом;
• FPT (Forced Perfect Terminator). Название говорит само за себя — ускоренный улучшенный тип. Он имеет ограничители выбросов, и применяется в высокочастотных интерфейсах.

Чаще всего используется 2-я модель.

Конкурентоспособность SCSI

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

• Обладает высокой скоростью;
• Можно создавать цепь из 15 девайсов;
• Ими удобно управлять;
• HDD отличаются повышенной надежностью.

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

• Дороговизна. Но нужно понимать, что вы платите за качество. Хоть винчестеры SATA обладают большей емкостью при меньшей цене, они не могут похвастаться такой долговечностью.
• Устаревание. Появился усовершенствованный конкурент — технология SAS (Serial Attached SCSI), которая имеет более компактные провода, не нуждается в терминаторах, позволяет подсоединять больше устройств и обладает лучшей пропускной способностью.