У цій статті мова піде про те, що дозволяє підключити жорсткий диск до комп'ютера, а саме, про інтерфейс жорсткого диска. Точніше говорити, про інтерфейси жорстких дисків, Тому що технологій для підключення цих пристроїв за весь час їх існування було винайдено безліч, і велика кількість стандартів в цій галузі може привести в замішання недосвідченого користувача. Втім, про все по порядку.

Інтерфейси жорстких дисків (або строго кажучи, інтерфейси зовнішніх накопичувачів, оскільки в їх якості можуть виступати не тільки, а й інші типи накопичувачів, наприклад, приводи для оптичних дисків) Призначені для обміну інформацією між цими пристроями зовнішньої пам'яті і материнською платою. Інтерфейси жорстких дисків, не в меншій мірі, ніж фізичні параметри накопичувачів, впливають на багато робітників характеристики накопичувачів і на їх продуктивність. Зокрема, інтерфейси накопичувачів визначають такі їх параметри, як швидкість обміну даними між жорстким диском і материнською платою, кількість пристроїв, які можна підключити до комп'ютера, можливість створення дискових масивів, можливість гарячого підключення, підтримка технологій NCQ і AHCI, і.т.д. Також від інтерфейсу жорсткого диска залежить, який кабель, шнур або перехідник для його підключення до материнської плати вам потрібно.

SCSI - Small Computer System Interface

Інтерфейс SCSI є одним з найстаріших інтерфейсів, розроблених для підключення накопичувачів в персональних комп'ютерах. З'явився цей стандарт ще на початку 1980-х рр. Одним з його розробників був Алан Шугарт, також відомий, як винахідник дисководів для гнучких дисків.

Зовнішній вигляд інтерфейсу SCSI на платі і кабелю підключення до нього

Стандарт SCSI (традиційно дана абревіатура читається в російській транскрипції як «скази») спочатку призначався для використання в персональних комп'ютерах, про що свідчить навіть сама назва формату - Small Computer System Interface, або системний інтерфейс для невеликих комп'ютерів. Однак так вийшло, що накопичувачі даного типу застосовувалися в основному в персональних комп'ютерах топ-класу, а згодом і в серверах. Пов'язано це було з тим, що, незважаючи на вдалу архітектуру і широкий набір команд, технічна реалізація інтерфейсу була досить складна, і не підходила за вартістю для масових ПК.

Проте, даний стандарт мав низку можливостей, недоступних для інших типів інтерфейсів. Наприклад, шнур для підключення пристроїв Small Computer System Interface може мати максимальну довжину в 12 м, а швидкість передачі даних - 640 МБ / c.

Як і з'явився дещо пізніше інтерфейс IDE, інтерфейс SCSI є паралельним. Це означає, що в інтерфейсі застосовуються шини, що передають інформацію з кількох провідникам. Дана особливість була одним із стримуючих чинників для розвитку стандарту, і тому в якості його заміни був розроблений більш досконалий, послідовний стандарт SAS (від Serial Attached SCSI).

SAS - Serial Attached SCSI

Так виглядає інтерфейс SAS серверного диска

Serial Attached SCSI розроблявся в удосконалення досить старого інтерфейсу підключення жорстких дисків Small Computers System Interface. Незважаючи на те, що Serial Attached SCSI використовує основні переваги свого попередника, проте, у нього є чимало переваг. Серед них варто відзначити наступні:

• Використання загальної шини усіма пристроями.
• Послідовний протокол передачі даних, який використовується SAS, дозволяє задіяти меншу кількість сигнальних ліній.
• Не має потреби в термінації шини.
• Практично необмежена кількість пристроїв, що підключаються.
• Більш висока пропускна здатність (до 12 Гбіт / c). У майбутніх реалізаціях протоколу SAS передбачається підтримувати швидкість обміну даними до 24 Гбіт / c.
• Можливість підключення до контролера SAS накопичувачів з інтерфейсом Serial ATA.

Як правило, системи Serial Attached SCSI будуються на основі декількох компонентів. У число основних компонентів входять:

• Цільові пристрої. У цю категорію включають власне накопичувачі або дискові масиви.
• Ініціатори - мікросхеми, призначені для генерації запитів до цільових пристроїв.
• Система доставки даних - кабелі, що з'єднують цільові пристрої та ініціатори

Роз'єми Serial Attached SCSI можуть мати різну форму і розмір, в залежності від типу (зовнішній або внутрішній) і від версій SAS. Нижче представлені внутрішній роз'єм SFF-8482 і зовнішній роз'єм SFF-8644, розроблений для SAS-3:

Зліва - внутрішній роз'єм SAS SFF-8482; Праворуч - зовнішній роз'єм SAS SFF-8644 з кабелем.

Кілька прикладів зовнішнього вигляду шнурів і перехідників SAS: шнур HD-Mini SAS і шнур-перехідник SAS-Serial ATA.

Зліва - шнур HD Mini SAS; Праворуч - перехідною шнур з SAS на Serial ATA

Firewire - IEEE 1394

Сьогодні досить часто можна зустріти жорсткі диски з інтерфейсом Firewire. Хоча через інтерфейс Firewire до комп'ютера можна підключити будь-які типи периферійних пристроїв, і його не можна назвати спеціалізованим інтерфейсом, призначеним для підключення виключно жорстких дисків, проте, Firewire має ряд особливостей, які роблять його надзвичайно зручним для цієї мети.

FireWire - IEEE 1394 - вид на ноутбуці

Інтерфейс Firewire був розроблений в середині 1990-х рр. Початок розробки поклала відома фірма Apple, що потребувала власної, відмінної від USB, шині для підключення периферійного обладнання, Перш за все мультимедійного. Специфікація, що описує роботу шини Firewire, отримала назву IEEE 1394.

На сьогоднішній день Firewire є один з найбільш часто використовуваних форматів високошвидкісний послідовної зовнішньої шини. До основних особливостей стандарту можна віднести:

• Можливість гарячого підключення пристроїв.
• Відкрита архітектура шини.
• Гнучка топологія підключення пристроїв.
• Змінюється в широких межах швидкість передачі даних - від 100 до 3200 Мбіт / c.
• Можливість передачі даних між пристроями без участі комп'ютера.
• можливість організації локальних мереж за допомогою шини.
• Передача харчування по шині.
• Велика кількість пристроїв, що підключаються (до 63).

Для підключення вінчестерів (зазвичай за допомогою зовнішніх корпусів для жорстких дисків) через шину Firewire, як правило, використовується спеціальний стандарт SBP-2, який використовує набір команд протоколу Small Computers System Interface. Існує можливість підключення пристроїв Firewire до звичайного роз'єму USB, але для цього потрібен спеціальний перехідник.

IDE - Integrated Drive Electronics

Абревіатура IDE, безсумнівно, відома більшості користувачів персональних комп'ютерів. Стандарт інтерфейсу для підключення жорстких дисків IDE був розроблений відомою фірмою, що виробляє жорсткі диски - Western Digital. Перевагою IDE в порівнянні з іншими існуючими в той час інтерфейсами, зокрема, інтерфейсом Small Computers System Interface, а також стандартом ST-506, була відсутність необхідності встановлювати контролер жорсткого диска на материнську плату. Стандарт IDE на увазі установку контролера приводу на корпус самого накопичувача, а на материнській платі залишався лише хост-адаптер інтерфейсу для підключення приводів IDE.

Інтерфейс IDE на материнській платі

Дане нововведення дозволило поліпшити параметри роботи накопичувача IDE завдяки тому, що скоротилося відстань між контролером і самим накопичувачем. Крім того, установка контролера IDE всередину корпусу жорсткого диска дозволила дещо спростити як материнські плати, так і виробництво самих вінчестерів, оскільки технологія давала свободу виробникам в плані оптимальної організації логіки роботи накопичувача.

Нова технологія спочатку отримала назву Integrated Drive Electronics (Вбудована в накопичувач електроніка). Згодом був розроблений описує її стандарт, названий ATA. Ця назва походить від останньої частини назви сімейства комп'ютерів PC / AT за допомогою додавання слова Attachment.

Для підключення жорсткого диска або іншого пристрою, наприклад, накопичувача для оптичних дисків, що підтримує технологію Integrated Drive Electronics, до материнської плати, використовується спеціальний кабель IDE. Оскільки ATA відноситься до паралельних інтерфейсів (тому його також називають Parallel ATA або PATA), тобто, інтерфейсів, що передбачають одночасну передачу даних по декількох лініях, то його кабель даних має велика кількість провідників (зазвичай 40, а в останніх версіях протоколу була можливість використовувати 80-жильний кабель). Звичайний кабель даних для даного стандарту має плоский і широкий вид, але зустрічаються і кабелі круглого перетину. Кабель живлення для накопичувачів Parallel ATA має 4-контактний роз'єм і приєднаний до блоку живлення комп'ютера.

Нижче наведені приклади кабелю IDE і круглого шнура даних PATA:

Зовнішній вигляд кабелю: ліворуч - плоский, праворуч в круглої оплетке - PATA або IDE.

Завдяки порівняну дешевизну накопичувачів Parallel ATA, простоті реалізації інтерфейсу на материнській платі, а також простоті установки і конфігурації пристроїв PATA для користувача, накопичувачі типу Integrated Drive Electronics на тривалий час витіснили з ринку вінчестерів для персональних комп'ютерів бюджетного рівня пристрою інших типів інтерфейсу.

Однак стандарт PATA має і ряд недоліків. Перш за все, це обмеження по довжині, яку може мати кабель даних Parallel ATA - не більше 0,5 м. Крім того, паралельна організація інтерфейсу накладає ряд обмежень на максимальну швидкість передачі даних. Не підтримує стандарт PATA і багато розширені можливості, які є у інших типів інтерфейсів, наприклад, гаряче підключення пристроїв.

SATA - Serial ATA

Вид інтерфейсу SATA на материнській платі

Інтерфейс SATA (Serial ATA), як можна здогадатися з назви, є удосконаленням ATA. Полягає це удосконалення, перш за все, в переробці традиційного паралельного ATA (Parallel ATA) в послідовний інтерфейс. Однак цим відмінності стандарту Serial ATA від традиційного не обмежуються. Крім зміни типу передачі даних з паралельного на послідовний, змінилися також роз'єми для передачі даних і електроживлення.

Нижче наведено шнур даних SATA:

Шнур передачі даних для SATA інтерфейсу

Це дозволило використовувати шнур значно більшої довжини і збільшити швидкість передачі даних. Однак мінусом стала та обставина, що пристрої PATA, які до появи SATA присутні на ринку у величезних кількостях, стало неможливо безпосередньо підключити в нові роз'єми. Правда, більшість нових материнських плат все ж мають старі роз'єми і підтримують підключення старих пристроїв. Однак зворотна операція - підключення накопичувача нового типу до старої материнської плати зазвичай викликає куди більше проблем. Для цієї операції користувачеві звичайно потрібно перехідник Serial ATA to PATA. Перехідник для кабелю живлення зазвичай має порівняно просту конструкцію.

Перехідник живлення Serial ATA to PATA:

Зліва загальний вигляд кабелю; Cправа укрупнено зовнішній вигляд конекторів PATA і Serial ATA

Складніше, проте, справа йде з таким пристроєм, як перехідник для підключення пристрою послідовного інтерфейсу в роз'єм для паралельного інтерфейсу. Зазвичай перехідник такого типу виконаний у вигляді невеликої мікросхеми.

Зовнішній вигляд універсального двонаправленого перехідника між інтерфейсами SATA - IDE

В даний час інтерфейс Serial ATA практично витіснив Parallel ATA, і накопичувачі PATA можна зустріти тепер в основному лише в досить старих комп'ютерах. Ще однією особливістю нового стандарту, що забезпечила його широку популярність, стала підтримка.

Вид перехідника з IDE на SATA

Про технологію NCQ можна розповісти трохи докладніше. Основна перевага NCQ полягає в тому, що вона дозволяє використовувати ідеї, які давно були реалізовані в протоколі SCSI. Зокрема, NCQ підтримує систему впорядкування операцій читання / запису, що надходять до декількох накопичувачів, встановленим в системі. Таким чином, NCQ здатна значно підвищити продуктивність роботи накопичувачів, особливо масивів жорстких дисків.

Вид перехідника з SATA на IDE

Для використання NCQ необхідна підтримка технології з боку жорсткого диска, а також хост-адаптера материнської плати. Практично всі адаптери, що підтримують AHCI, підтримують і NCQ. Крім того, NCQ підтримують і деякі старі пропрієтарні адаптери. Також для роботи NCQ потрібно її підтримка з боку операційної системи.

eSATA - External SATA

Окремо варто згадати про здавався багатообіцяючим свого часу, але так і не отримав широкого поширення форматі eSATA (External SATA). Як можна здогадатися з назви, eSATA є різновидом Serial ATA, призначену для підключення виключно зовнішніх накопичувачів. Стандарт eSATA пропонує для зовнішніх пристроїв більшу частину можливостей стандартного, тобто внутрішнього Serial ATA, зокрема, однакову систему сигналів і команд і настільки ж високу швидкість.

Роз'єм eSATA на ноутбуці

Проте, у eSATA є і деякі відмінності від породив його стандарту внутрішньої шини. Зокрема, eSATA підтримує довший кабель даних (до 2 м), а також має більш високі вимоги до харчування накопичувачів. Крім того, роз'єми eSATA дещо відрізняються від стандартних роз'ємів Serial ATA.

У порівнянні з іншими зовнішніми шинами, такими, як USB і Firewire, eSATA, однак, має один істотний недолік. Якщо ці шини дозволяють здійснювати електроживлення пристрою через сам кабель шини, то накопичувач eSATA вимагає спеціальні роз'єми для живлення. Тому, незважаючи на порівняно високу швидкість передачі даних, eSATA в даний час не користується великою популярністю в якості інтерфейсу для підключення зовнішніх накопичувачів.

висновок

Інформація, що зберігається на жорсткому диску, не може стати корисною для користувача і доступною для прикладних програм до тих пір, поки до неї не отримає доступ центральний процесор комп'ютера. Інтерфейси жорстких дисків є засіб для зв'язку між цими накопичувачами і материнською платою. На сьогоднішній день існує чимало різних типів інтерфейсів жорстких дисків, кожен з яких має свої переваги, недоліки і характерні особливості. Сподіваємося, що наведена в даній статті інформація багато в чому буде корисною для читача, адже вибір сучасного жорсткого диска багато в чому визначаються не тільки його внутрішніми характеристиками, такими, як ємність, об'єм кеш-пам'яті, швидкість доступу і обертання, а й тим інтерфейсом, для якого він був розроблений.

28. 07.2017

Блог Дмитра Вассіярова.

SCSI - швидкий і незвичайний інтерфейс

Добрий день.

З цієї статті ви дізнаєтеся найнеобхідніше про SCSI що це таке, де і навіщо використовується, скільки поколінь вийшло з моменту появи і як реалізується на практиці.

Прочитайте - раптом, SCSI стане в нагоді і вам?

Що означає SCSI?

це набір заголовних букв від фрази Small Computer Systems Interface. Російською мовою він звучить як «скази», а розшифровка - системний інтерфейс для малих комп'ютерів.

Даний стандарт створений для об'єднання комп'ютерних комплектуючих різного призначення на одній шині: вінчестерів, дисководів, сканерів, принтерів та ін. Навіщо? Щоб забезпечити їм однаково високу швидкість роботи в якості єдиного, але в той же час діленого механізму. До того ж завдяки SCSI можна використовувати один девайс на декількох компах відразу.

інші можливості

Крім простого підключення заліза, технологія дозволяє обмінюватися даними і визначає набір команд, який набув широкого поширення. Наприклад, в Windows він застосовується в єдиному стеку для пристроїв зберігання інформації.

Найчастіше застосовуються такі команди як запис, читання, перевірка пристроїв, запит їх характеристик, установка для них нових параметрів або повернення попередніх і т. Д.

Також буває реалізація команд поверх проводів і контролерів інших стандартів. Якщо мова йде про IDE, ATA або SATA, вона називається ATAPI - ATA Packet Interface; якщо зверху протоколу USB - Mass Storage device. Таким чином, ви можете, наприклад, підключити виносної жорсткий диск через звичайний USB і для нього буде використовуватися наявний в операционке драйвер SCSI.

Де затребуваний SCSI?

На серверах і робочих станціях високої продуктивності. На серверах, що відносяться до низької цінової категорії, і тим більше в домашніх умовах, цей інтерфейс зустрічається вкрай рідко; в таких випадках оптимальним варіантом є звичний для нас.

Але природно ніхто вам не забороняє ставити такі скази пристрою в свій домашній комп'ютер. Або наприклад в домашній сервер.

Технологія на практиці

Всі пристрої, які необхідно підключити до однієї шині, працюють через спеціальний адаптер, який, в свою чергу, вставляється у вільний слот на материнській платі. Контролер має власний біос, за допомогою якого ви можете управляти девайсами. Операційна система розпізнає і зв'язується з ними, як зазвичай, за допомогою.

Наявність у SCSI адаптера означає те, що з центрального процесора знімається частина навантаження, отже, залізо працює швидше.

Так як дана технологія є послідовною, то і девайси слід підключати відповідно. Причому кожен повинен мати унікальний ID, і всі вони - однаковий інтерфейс.

Історія появи

Я хочу вам розповісти історію створення інтерфейсу не з свого занудства, а тому що через неї ви зможете більше зрозуміти про предмет нашої розмови.

Отже, в 1979 році винахідник 8-дюймових дискет і виробник магнітних накопичувачів Алан Шугарт поставив перед собою завдання зробити для своєї продукції універсальний інтерфейс, який не втрачав би своїх позицій з урахуванням розвитку технологій.

І йому вдалося її вирішити шляхом створення стандарту, що підтримує логічну і практичну (головка, циліндр, сектор) адресацію. Вона грунтувалася на протоколах 8-бітної паралельної відправки інформації шляхом, що включає в себе кілька ліній.

Нововведення одержало дуже благозвучне для російськомовного населення назву SASI (Shugart Associates Systems Interface), тобто сполучний системний інтерфейс, іменований на честь батька-засновника.

Через 2 роки він поділився своєю розробкою з комітетом ANSI (American National Standarts Institute - Національний Інститут Стандартизації США) - те ж саме, що і ГОСТ в нашій країні. На базі цього винаходу фахівці ANSI створили SCSI.

покоління інтерфейсу

Примітно, що технологія створена майже півстоліття тому, а говоримо ми про неї до сих пір. Все тому, що вона постійно перетворювалася. З моменту появи вийшло 10 версій. Не буду забивати вам голову подробицями про кожну з них. Розповім лише, що було спочатку, і що ми маємо тепер.

SCSI-1

• Можливе підключення максимум 8 пристроїв до однієї шині, в тому числі і контролера.
• Гранична швидкість становила 1,5 Мб / с в асинхронної варіації ( «запит-підтвердження»), і 5 Мб / с в синхронній - на кілька запитів поверталося стільки ж підтверджень.
• З боку електрики було 24 ліній, включаючи диференціальні і однополярні, хоча частіше подавалися сигнали другого типу.
• Частота шини становила 5 МГц.
• Найдовший кабель - 6 м, а для диференціальної шини HVD - 25 м.

Ultra-640 SCSI

• Розрядність шини зросла вдвічі, відповідно, можна приєднувати до 16 девайсів одночасно.
• Її частота становить 160 МГц DDR.
• Швидкість теж не йде ні в яке порівняння з першою модифікацією - зараз вона досягає 640 Мб / с.
• Роз'єм складається з 68 контактів.
• Протяжність кабелю досягає 10 м.

Serial Attached SCSI (SAS)

• З'явилася підтримка підключення пристроїв SATA.
• швидкість даного інтерфейсу виросла вже до 12,0 Гбіт / с.
• Як заявляють розробники, тепер є можливо підключити 16384 пристроїв на одну шину! У попередньому поколінні як описано вище було лише 16.

електрика

Є 3 способи передачі інформації щодо електрики:

• SE (single-ended) - асиметричний вид. Кожен сигнал відправляється по окремій лінії.
• LVD (low-voltage-differential) - диференційний стандарт з низькою напругою. Сигнали «+» і «-» переправляються по різних проводах. Кожному з них відводиться одна кручена пара. Передаються вони під напругою ± 1,8 В.
• HVD (high-voltage-differential) - аналог попереднього варіанту, але з особливими приймач і збільшеним напругою.

Навантаження на інтерфейс розподіляється за допомогою термінаторів, розташованих з обох кінців шини. Згідно електричним характеристикам вони поділяються на:

• Пасивні - прості резистори на 132 Ом;
• Активні - стабілізатори, що виробляють необхідний сигнал, а кожна лінія харчування приєднується до них з опором в 110 Ом;
• FPT (Forced Perfect Terminator). Назва говорить сама за себе - прискорений покращений тип. Він має обмежувачі викидів, і застосовується в високочастотних інтерфейсах.

Найчастіше використовується 2-я модель.

конкурентоспроможність SCSI

Стандарт SCSI пройшов випробування часом і користується популярністю до цього дня. Чому?

• Володіє високою швидкістю;
• Можна створювати ланцюг з 15 девайсів;
• Ними зручно управляти;
• HDD відрізняються підвищеною надійністю.

Все ж на частку таких накопичувачів доводиться всього близько 30% сучасного ринку, так як є у SCSI і недоліки:

• Дорожнеча. Але потрібно розуміти, що ви платите за якість. Хоч вінчестери SATA мають більшу місткість при меншій ціні, вони не можуть похвалитися такою довговічністю.
• Старіння. З'явився удосконалений конкурент - технологія SAS (Serial Attached SCSI), яка має більш компактні дроти, не потребує термінаторів, дозволяє приєднувати більше пристроїв і має кращу пропускною спроможністю.

На цьому все.

Чекаю вас на сторінках блогу якомога частіше.

Що таке SCSI?

Про: Відповіді на це питання присвячений розділ [SCSI Основи].
Що таке SAS, що краще SCSI або SAS і чим вони відрізняються?
Про: Відповіді на це питання присвячений розділ [SAS або SCSI].
Що таке eSATA?
Про: eSATA це Інтерфейс SATA, призначений для підключення зовнішніх пристроїв SATA. Він надає канал з пропускною спроможністю 3 Гбіт / с, що виключить затримки при нестачі пропускної здатності, Характерні для сучасних пристроїв зовнішнього зберігання даних.

Що таке Unified Serial?
Про: Усі контролери Unified Serial дозволяють підключати диски SATA і SAS, використовуючи Інтерфейс типу "точка-точка". При цьому використовується розширений набір команд SCSI, що забезпечує потужне управління даними, обробку помилок і продуктивність.

Гнучкість, що забезпечується підтримкою дисків SATA і SAS, дає компаніям можливість просто стандартизувати інфраструктуру введення-виведення як для первинного зберігання критично важливих даних, так і для вторинного зберігання, в залежності від того, які диски встановлені - SATA або SAS. Клієнти можуть стандартизувати свою інфраструктуру за рахунок використання уніфікованих контролерів вводу-виводу і систем зберігання і, тим самим, зменшити витрати на навчання і обслуговування.

Чи можна використовувати SATA диски з SAS контролерами?

В: Так, можна, при цьому на одному контролері можна одночасно використовувати як SAS, так і SATA диски. Це дозволяє вже зараз розпочати перехід на технологію SAS за помірні гроші.

Чи можна використовувати SAS диски з SATA контролерами?
О ні.

Чи можна підключити SAS диски до контролера без використання hotswap кошика?
В: Так, можна. Для цього потрібно використовувати спеціальний кабель з роз'ємом SFF-8482 з боку дисків. Роз'єм на іншому кінці кабелю визначається SAS контролером.

У чому різниця між SCSI-1, SCSI-2, Fast, Wide, Ultra Wide і Ultra2 SCSI?
Про: Основна відмінність полягає в наборі SCSI команд і ширині шини (відповідно - в швидкості).
SCSI-1 5MB / Sec 8 bit SCSI шина
SCSI-2 5MB / Sec 8 bit SCSI шина
SCSI-2 Fast 10MB / Sec 8 bit SCSI шина
SCSI-2 Fast Wide 20MB / Sec 16 bit SCSI шина
SCSI Ultra 20MB / Sec 8 bit SCSI шина
SCSI Ultra Wide 40MB / Sec 16 bit SCSI шина
Ultra2 Wide 80MB / sec 16 bit SCSI шина
Ultra160 160MB / sec 16 bit SCSI шина
Ultra320 320MB / sec 16 bit SCSI шина

Коли потрібно використовувати Low Voltage Differential (LVD) контролер?
Про: У разі якщо:
Необхідна висока швидкість передачі даних - 80 - 320 МБ / с
У навколишньому просторі дуже високий рівень електромагнітних шумів, що впливають на передачу даних. Режим LVD забезпечує набагато більшу стійкість, ніж Single Ended (SE) SCSI
Необхідно забезпечити значне віддалення SCSI пристроїв від комп'ютера. LVD пристрої можуть бути віддалені від SCSI контролера на відстань до 12 метрів (це максимально допустима довжина LVD SCSI кабелю.

Що таке SCSI terminator і навіщо він потрібен?
Про: SCSI Terminator це невелике електронний пристрій, який має розташовуватися на обох кінцях SCSI шини і їх (термінаторів) має бути саме два на кожну SCSI шину. Найчастіше першим SCSI Terminator-му служить контролер SCSI (як правило, цю функцію можна "вимкнути" в BIOS контролера, а за замовчуванням вона включена), а другим - термінатор підключений до останнього (від SCSI контролера) роз'єму SCSI кабелю.

Деякі SCSI пристрої (застарілі диски, дисководи, стримери) мають вбудований термінатор, який можна включити відповідної перемичкою на пристрої. В цьому випадку, треба стежити за тим, щоб пристрій з включеним термінатором розташовувалося в самому кінці SCSI шини.

А у мене і без SCSI terminator-а все працює, може зійде і так?
Про: До пори до часу може і зійде, особливо якщо у вас всього один диск і він використовується не дуже інтенсивно. Але при збільшенні кількості пристроїв на SCSI шині, або при збільшенні навантаження на неї, ви, врешті-решт, ризикуєте втратити дані, так що, не варто на цьому економити.

Що таке SCSI ID і навіщо він потрібен?
Про: SCSI ID це унікальний (в межах однієї SCSI шини) ідентифікатор (номер) SCSI пристрої. Він потрібен для забезпечення адресації до пристроїв на SCSI шині.

Призначається SCSI ID або автоматично (наприклад, якщо використовуються hotswap кошика для дисків, що підтримують таку функцію), або шляхом ручного регулювання відповідних перемичок на SCSI пристроях. SCSI ID ніяк не пов'язаний з фізичним порядком розташування пристроїв на SCSI шині (наприклад, SCSI контролер, як правило, має значення SCSI ID за замовчуванням рівним 7-ми, хоча найчастіше, але не завжди, розташовується на початку SCSI шини), важливо тільки щоб на одній SCSI шині не було пристроїв з однаковими SCSI ID.

Значення SCSI ID можуть бути:
від 0 до 15 (всього 16) для Wide (W) і UltraWide (UW, U2W, U160, U320) SCSI шини;
від 0 до 7 (всього 8) для Narrow (U, U2) SCSI шини;

Що буде якщо підключити до одного і того ж SCSI каналу два пристрої з однаковими SCSI ID?
Про: Нічого хорошого. У кращому випадку SCSI контролер розпізнає одне з таких пристроїв, але правильно працювати з ним все одно не зможе, в гіршому - не "побачить" жодного з цих пристроїв. Ні контролер, ні диски пошкоджені не будуть, але ризик зіпсувати дані на SCSI дисках залишається.

Слід враховувати, що переважна більшість контролерів ніяк не повідомляє про виникнення такої помилки, так що, при підключенні нових пристроїв до SCSI шині, треба звертати увагу на дотримання унікальності SCSI ID.

Зверніть увагу на те, що сам SCSI контролер так само має SCSI ID (як правило, він дорівнює 7-ми, і може бути змінений в BIOS-е контролера), так що не варто призначати дискам такий же SCSI ID.

Що таке SAF-TE?
Про: SAF-TE - SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosure (Доступний через SCSI шину Відмовостійкий Корпус) - "відкриті" технічні вимоги, Розроблені для забезпечення всебічного та стандартизованого методу контролю і виведення інформації про стан дисководів, джерел живлення і систем охолодження, які використовуються в серверах високої надійності і підсистемах зберігання даних. Технічні вимоги незалежні від апаратного забезпечення введення - виведення, операційних систем і платформи сервера, тому що сам корпус представляється як просто ще один пристрій на SCSI шині. SAF-TE технічні вимоги були прийняті багатьма провідними виробниками серверів, пристроїв зберігання даних і RAID контролерів. Вироби, що задовольняють специфікації SAF-TE зменшують вартість витрат на контроль стану корпусів, спрощують роботу адміністратора мережі, видають аварійні повідомлення і інформацію про стан устаткування.

При підключенні до SCSI контролеру тільки одного приладу (наприклад, жорсткого диска), і на контролері, і на приладі термінатори необхідно включити. Якщо це зовнішній прилад, який має додатковий роз'єм для підключення інших зовнішніх SCSI приладів (наприклад, зовнішній SCSI CD-ROM), то можна скористатися зовнішнім термінатором (бажано активним). У цьому випадку внутрішній термінатор приладу обов'язково повинен бути вимкнений.

Якщо до контролера SCSI підключається декілька приладів, то термінатори повинні бути встановлені тільки на кінцях шини SCSI. Так, якщо все підключаються прилади внутрішні, то термінатори повинні бути включені на контролері SCSI і на одному (і тільки одному) приладі, який фізично підключений до останнього роз'єму шини SCSI. Кращі результати виходять, якщо до останнього роз'єму підключений активний зовнішній термінатор, а внутрішні термінатори на всіх приладах (крім контролера) вимкнені. До речі, останнім часом багато приладів (наприклад, жорсткі диски SE / LVD) взагалі не мають вбудованого термінатора.

Якщо все підключаються прилади зовнішні, то термінатори повинні бути включені на контролері і останньому підключеному зовнішньому приладі. Слід зауважити, що зовнішні SCSI прилади в переважній більшості мають два роз'єми, до одного з яких підключається шина SCSI від комп'ютера, а до іншого можуть підключатися інші SCSI пристрої. У цьому випадку доцільно відключити внутрішні термінатори всіх приладів і використовувати активний зовнішній термінатор.

Якщо необхідно до одного SCSI контролеру підключити, як внутрішні, так і зовнішні прилади, то контролер підключається до проміжного роз'єму шини SCSI. Частина шини SCSI використовується для підключення внутрішніх пристроїв, а інша частина закінчується роз'ємом для підключення зовнішніх пристроїв. У цьому випадку внутрішній термінатор контролера повинен бути вимкнений. На внутрішньому приладі, підключеному до останнього роз'єму шини SCSI, термінатор повинен бути включений, а на інших внутрішніх приладах - вимкнений. На роз'ємі для підключення зовнішніх приладів завжди повинен бути встановлений активний зовнішній термінатор. При підключенні зовнішнього SCSI пристрої, зовнішній термінатор знімається, до роз'єму SCSI підключається зовнішній прилад, а до додаткового роз'єму зовнішнього приладу підключається знятий раніше зовнішній термінатор (не забудьте правильно встановити номер зовнішнього пристрою, а то комп'ютер просто «зависне»).

Підключення термінаторів для пристроїв з різними інтерфейсами

Все сказане вище справедливо, якщо все підключаються прилади мають однаковий інтерфейс (всі прилади Wide SCSI-2 або всі прилади SCSI-2). Якщо ж частина приладів має інтерфейс Wide SCSI-2, а, по крайней мере, один (зазвичай CD-ROM) має інтерфейс SCSI-2 (Narrow), то, в ряді випадків, виникають проблеми з правильним підключенням термінаторів. Проблеми викликані тим, що інтерфейси Wide і Narrow відрізняються кількістю ліній передачі даних в складі шини.

Найбільш поширеною помилкою є підключення до шини Wide SCSI-2 декількох жорстких дисків з інтерфейсом Wide SCSI-2 (або Ultra Wide SCSI-2), а до останнього роз'єму підключається через перехідник CD-ROM з інтерфейсом SCSI-2. Незважаючи на те, що на CD-ROMе буде включений термінатор, цей термінатор здійснить узгодження тільки 8 ліній шини, тоді як інші 8 ліній, що використовуються в інтерфейсі Wide SCSI, виявляться «висять в повітрі».

Більш правильним рішенням буде підключення приладів з 8-розрядним SCSI інтерфейсом до проміжних роз'ємів шини (термінатори 8-розрядних приладів вимкнені). До останнього роз'єму підключити прилад Wide SCSI з включеним термінатором (або активний зовнішній термінатор). Звичайно, наявність перехідника все одно погіршує показники системи. Такого варіанту по можливості слід уникати (так само, втім, як і взагалі використання на одній шині високошвидкісних і повільних пристроїв). Однак, в даній ситуації це все-таки правильний варіант підключення. Контролери Ultra2 SCSI мають в своєму складі вбудований перетворювач інтерфейсів, що дозволяє підключити всі прилади стандарту Ultra2 до окремої шині, не змішуючи їх з менш швидкісними пристроями.

Особливості контролерів з двома роз'ємами

Багато SCSI контролери мають 2 роз'єми: один для інтерфейсу SCSI, другий для інтерфейсу Wide SCSI. Це тільки фізично різні роз'єми, канал SCSI - один і той же. Ці різні роз'єми дозволяють уникнути застосування будь-яких перехідників, але не усувають проблем з підключенням термінаторів. Такі контролери мають перемикачі "High On / Off" і "Low On / Off". Це роздільні вимикачі активних термінаторів для старшого і молодшого байтів шини відповідно. Причому, молодший байт ( "Low") - це і є лінії інтерфейсу SCSI (Narrow), а старший байт - лінії розширення інтерфейсу до стандарту Wide.

Якщо до такого контролера підключаються пристрої тільки одного стандарту, то обидва перемикача встановлюються в положення "On". Шина SCSI (або WIDE SCSI) підключається одним кінцевим роз'ємом до контролера, до іншого кінцевого роз'єму підключається прилад з включеним термінатором. Решта приладів з вимкненими терминаторами підключаються до проміжних роз'ємів.

При необхідності підключення декількох пристроїв з різними інтерфейсами, використовується дві шини: SCSI і Wide SCSI. Обидві шини своїми кінцевими роз'ємами підключаються до відповідних роз'ємів контролера. Прилади підключаються до шин відповідно до підтримуваним ними стандартом. Термінатори включаються тільки на приладі, підключеному до кінцевого роз'єму шини SCSI, і на приладі, підключеному до кінцевого роз'єму шини Wide SCSI. На контролері перемикачі термінаторів встановлюються в положення "High On" і "Low Off".

Останнім часом контролери, в тому числі і встановлені на материнській платі, не мають такого перемикача (або відповідного пункту в меню BIOS). Є тільки «Terminator On / Off». У цьому випадку мова йде тільки про молодших 8 розрядах шини. Старші розряди завжди затермініровани.

Харчування активних термінаторів

Активні термінатори, що використовуються в даний час, вимагають для своєї роботи наявності напруги живлення. Ця напруга на активний термінатор може подаватися, як з будь-якого SCSI пристрої, так і з контролера. На сучасних SCSI пристроях є спеціальний перемикач для вибору джерела напруги живлення вбудованого в ці пристрої активного термінатора. Зазвичай на заводі встановлюється режим харчування термінатора від самого пристрою ( "Power from Drive"). Якщо до контролера підключається тільки один або кілька внутрішніх SCSI пристроїв з однаковим інтерфейсом, то проблем не виникає.

Якщо за умовами нормального узгодження шини необхідно застосування активного зовнішнього термінатора, то потрібно подбати про подачу на нього напруги живлення. Для цього, на одному з пристроїв, підключених до даної шині, потрібно включити режим подачі напруги в шину ( "Power to SCSI Bus"). Якщо цього не зробити, то зовнішній термінатор просто не буде нормально працювати.

У всіх розглянутих вище випадках найкращі результати зазвичай досягаються при харчуванні всіх термінаторів від одного джерела. Щоб подати напругу живлення на всі термінатори від одного джерела на одному (будь-якому) приладі, включається режим харчування вбудованого в даний прилад термінатора від внутрішнього джерела живлення і одночасно режим подачі напруги харчування термінаторів в шину. Для цього на даному приладі перемички (перемикачі) встановлюються в положення "Power to SCSI Bus and Drive". На інших приладах, на яких необхідно включити терминирование, встановлюється режим харчування термінатора від шини SCSI (перемички або перемикачі встановлюються в положення "Power from SCSI Bus").

У переважній більшості випадків система буде нормально працювати і в разі, якщо кожен термінатор харчується від свого джерела. Головне, щоб на кожен термінатор подавалося напруга хоча б від одного джерела. Більш того, нічого страшного не станеться, якщо кілька приладів будуть встановлені в режим подачі напруги харчування термінаторів в лінію. Ланцюги харчування термінаторів всіх приладів мають захист від зустрічно поданого напруги.

Спеціалізовані SCSI контролери

Часто до сканерів і деяким іншим повільним SCSI пристроїв в комплекті додається простий SCSI контролер. Зазвичай це SCSI-1 контролер на шині ISA 16, або навіть 8, біт з одним (зовнішнім або внутрішнім) роз'ємом. На ньому немає BIOS, часто він працює без переривань (polling mode), іноді підтримує лише один пристрій (а не 7). В основному такий контролер можна застосовувати тільки зі своїм пристроєм. Інші прилади на такому контролері найчастіше працювати не будуть. Більш того, багато пристроїв (найчастіше сканери) не зможуть працювати зі стандартним контролером. Тому краще не розраховувати на сумісність, а підключати стандартні SCSI пристрої до окремого стандартного контролера.

SCSI (Small Computer Systems Interface - Системний інтерфейс для малих комп'ютерів, по-російськи вимовляється як «скази») - інтерфейс, розроблений для об'єднання в єдину систему пристроїв різного профілю: накопичувачів на жорстких магнітних носіях, сканерів, стримерів, CD-ROM і т.п. Суть інтерфейсу полягає в тому, щоб забезпечити гнучкий механізм управління цими пристроями і максимальну швидкість їх роботи як єдиного, але діленого механізму.

Коріння інтерфейсу SCSI йдуть в далекий 1979 рік, коли виробник накопичувачів інформації М. Шугарт перейнявся знайти універсальний стандарт інтерфейсу для своїх дисків, з огляду на можливі потреби в майбутньому. У лабораторіях М. Шугарта в результаті був розроблений інтерфейс, який підтримував логічну і фізичну (головка / циліндр / сектор) адресацію, що базується на протоколах 8-бітної паралельної передачі даних по інтерфейсу, що складається з декількох ліній. Цей інтерфейс був названий SASI (Shugart Associates Systems Interface - Сполучний системний інтерфейс Шугарта). Інтерфейс, крім опису протоколів, включав також кілька 6-бітних команд; мінусом було те, що інтерфейс розроблявся для використання тільки однієї пари хост - пристрій.

Пізніше, в 1981 році, М. Шугарт передав документацію по інтерфейсу SASI в комітет ANSI (American National Standarts Institute - Національний Інститут Стандартизації США, аналог ГОСТ), який прийняв її за базову для роботи над проектом, який отримав назву SCSI. більшість найбільш важливих моментів зі стандарту SASI перекочувало в SCSI, наприклад, такі важливі принципи, як арбітраж пристроїв, механізми звільнення шини, можливість використання на шині більше ніж одного хост-адаптера і т.п. У 1984 році робоча документація стандарту SCSI була представлена \u200b\u200bна розгляд ANSI, і, після численних коригувань і доповнень, в 1986 році був прийнятий документ під номером X3.131-1986 - перший офіційний стандарт SCSI, який зараз прийнято називати SCSI-1. На додаток до стандарту SASI, SCSI-1 «обріс» такими важливими функціональними можливостями, Як 10-бітові команди, протоколу синхронної і асинхронної передачі даних, можливість підключення до одного хост-адаптера до 8 різних пристроїв. Наступні за SCSI-1, стандарти розвивалися як в напрямку розширення командного мови і в збільшенні і ускладненні протоколів, так і в збільшенні ширини шини, збільшенні швидкості і кількості підключаються до одного хост-адаптера пристроїв. Для поточних стандартів SCSI ширина шини складає 16 біт, кількість пристроїв, що підключаються також дорівнює 16.

Індустрія ПК не пропустила виникнення нового стандарту, який тут же був узятий на озброєння головним чином виробниками НЖМД. На рис. 1, 2 зображені одні з перших зразків SCSI-дисків.

Мал. 1, 2. Перші зразки накопичувачів SCSI - фірми SONY (ємність 40 мегабайт)
і Quantum (ємність 120 мегабайт)

Коротка історія стандарту SCSI

Найперший стандарт - SCSI-1; в цьому стандарті можна було до однієї шині підключити до восьми пристроїв, включаючи контролер. Інтерфейс містить розвинені засоби управління і в той же час не орієнтований на якийсь конкретний тип пристроїв. Має 8-pазpядностью шину даних, максимальна швидкість передачі - до 1,5 МБ / с в асинхронному режимі (за методом «запит-підтвердження»), і до 5 МБ / с в синхронному режимі (метод «кілька запитів - кілька підтверджень») . Може використовуватися контроль парності для виявлення помилок. Електрично реалізований у вигляді 24 ліній (однополярних або диференціальних), хоча в переважній більшості пристроїв застосовуються однополярні сигнали.

SCSI-2 - значний розвиток базового SCSI. Збільшена швидкість передачі (до 3 МБ / с в асинхронному і до 10 МБ / с в синхронному режимі) - Fast SCSI. Додані нові команди і повідомлення, підтримка контролю парності зроблено обов'язкової. Введена можливість розширення шини даних до 16 розрядів (Wide SCSI), що забезпечило швидкість до 20 МБ / с. Введено новий 68-контактний з'єднувальний роз'єм. Подальша специфікація, SCSI-3, вже не тільки ввела нові швидкості передачі, але і значно розширила систему команд. Крім того, в якості середовища передачі допускається використання, поряд з традиційним паралельним шинним інтерфейсом, і інших паралельних і послідовних протоколів: Fibre Channel, IEEE 1394 Firewire і Serial Storage Protocol (SSP).

Інтерфейс Ultra SCSI, використовує частоту шини 20 МГц. Інтерфейс Ultra / Wide SCSI підтримує 16 пристроїв і забезпечує швидкість передачі даних до 40 МБ / с. Більш швидкісний Ultra-2 Wide SCSI, що забезпечує швидкість передачі до 80 МБ / с. Наступні інтерфейси - Ultra-3 SCSI, Ultra 320 SCSI, Ultra 640 SCSI - НЕ привнесли нічого принципово нового в стандарт, крім швидкості. Вони залишаються також з шириною шини 16 біт, і також до інтерфейсу можна підключити до 16 пристроїв. Порівняльна характеристика стандартів SCSI приведена в таблиці 1.

Таблиця 1. Порівняльна характеристика стандартів SCSI

стандарт	Максимальна швидкість шини, Мбайт / сек.	Розрядність шини	Максимальна довжина кабелю, м			Максимальне число пристроїв
			Єдине уст-під	LVD	HVD
SCSI-1	5	8	6	(3)	25	8
SCSI-2	10	8	3	(3)	25	8
Wide SCSI-2	20	16	3	(3)	25	16
SCSI-3	20	8	1.5	(3)	25	8
Wide SCSI-3	40	16	—	(3)	25	16
Ultra— 2 SCSI	40	8	(4)	12	25	8
Wide Ultra-2 SCSI	80	16	(4)	12	25	16
Ultra-3 SCSI,або Ultra-160 SCSI	160	16	(4)	12	(5)	16
Ultra 320 SCSI	320	16	(4)	12	(5)	16
Ultra 640SCSI	640	16	(4)	(7)	(5)	16

Що таке хост-адаптер?

Хост-адаптер - це пристрій, що підключається до шини ПК, що забезпечує хосту (значення слова «хост» лише стосовно стандартів, що описує інтерфейси передачі даних (англ. Host), найбільш повно описує словосполучення «господар шини») зв'язок з пристроями SCSI. Найменування «адаптер» обрано не випадково - цим вказується, що вся логіка роботи пристроїв розташована в периферійних пристроях на шині; для пристроїв званих «контролер» логіка розташована в них самих.

Наступні виробники випускають або випускали в минулому хост-адаптери для SCSI-пристроїв:

Прикладом хост-адаптера може служити пристрій, зображене на рис. 3.

Мал. 3. SCSI хост-адаптер фірми Adaptec

Сучасні виробники НЖМД SCSI

В даний час ринок НЖМД переживає бурхливу еволюцію - нові високошвидкісні стандарти Serial ATA приходять на зміну Parallel АТА. І, хоча нові пристрої SATA вже впритул наблизилися за швидкістю роботи до пристроїв SCSI, а десь і обганяють їх, SCSI-пристрої залишаються все так само популярні в High-End комп'ютерах - серверах і інформаційних масивах. Пов'язано це, перш за все, з високою надійністю SCSI-накопичувачів - як в силу відносної простоти стандартів SCSI і продуманим електричним інтерфейсом, так і в зв'язку з традиційно більш ретельної конструкторської та виробничої опрацюванням пристроїв. На частку SCSI припадає приблизно 30 відсотків усього ринку НЖМД, і навряд чи він коли-небудь переступить цей рубіж: обладнання ПК усіма необхідними кабелями, перехідниками, а також покупка самого хост-адаптора обійдеться приблизно в $ 100, накопичувачі ж коштуватимуть в кілька разів більше їх IDE-побратимів. Сучасними виробниками дисків SCSI є:

Конкуренція на ринку SCSI-дисків невелика - швидше за все, від того, що ринок має достатню наповненість і не розвивається так бурхливо, як ринок IDE-пристроїв - і пов'язано це, перш за все, з тим, що SCSI-пристрої використовуються найчастіше в серверах, попит на які не такий великий. Зручність SCSI-пристроїв полягає в тому, що вони можуть бути легко замінні по ходу роботи, без відключення і втрати працездатності сервера. Це дуже важливо для серверів, і зовсім не обов'язково для робочих станцій. Як правило, сервера (рис. 4) обладнані спеціальними санчатами (рис. 5), в які диск в спеціальному кріпленні (рис. 6) вставляється дуже легко.

Мал. 4. Серевер, обладнаний дисками SCSI

Мал. 5. Відсік для дисків SCSI

Мал. 6. Кріплення для дисків SCSI, що застосовується в серверах з підтримкою функції «гаряча заміна»

Варто відмітити, що дуже часто виробники серверів перемарковують накопичувачі, даючи їм свої бренди. Як приклад приведу накопичувачі, вилучені з серверів Hewlett Packard і IBM e-Server (рис. 7, 8), на яких реального виробника НЖМД можна дізнатися тільки за назвою моделі; автор бачив також диски, витягнуті з серверів Dell, на яких навіть ця інформація була відсутня.

Мал. 7, 8. Сучасні SCSI-диски, використовувані в серверах

Типи роз'ємів SCSI

Мал. 9. Використовувані в даний час типи роз'ємів SCSI

Пристрої SCSI можуть мати різні типи роз'ємів для їх підключення до хост-адаптера (див. рис. 9) - перш за все це пов'язано з конструктивними особливостями самого пристрою. Найбільш часто для HDD застосовується роз'єм HD68 (рис. 10), трохи менше часто - SCA80 (рис. 11). У далекому минулому, в кінці 80-х - початку 90-х років, практично всі накопичувачі SCSI з'єднувалися з хостом за допомогою роз'єму НЕ50 (рис. 12). В даний час цей роз'єм практично не зустрічається.

Мал. 10. Роз'єм HD68.
Мал. 11. Роз'єм SCA80.
Мал. 12. Роз'єм НE50.

Для підключення різних по конфігурації роз'єму пристроїв до шини часто можуть знадобитися спеціалізовані перехідники. Такі перехідники, наприклад, випускає компанія SCS (http://www.scaadapters.com), їх вартість коливається від $ 10 до $ 35 за штуку. Повний набір для роботи з будь-яким SCSI-пристроєм зображений на рис. 13, на рис. 14 - 18 кожен перехідник зображений окремо

Мал. 13. Необхідні для підключення SCSI-пристроїв перехідники

Мал. 14 - 18. Те ж, що рис. 13, окремо.

Як працює SCSI

Для узгодження навантажень на шині SCSI використовують термінатори, які по електричним властивостям діляться на пасивні, активні і FPT-термінатори. Термінатори повинні живитися, тому в інтерфейсі є лінії живлення термінаторів (Terminator Power). Пасивні термінатори використовувалися в пристроях SCSI-1, представляють собою звичайні резистори опором 132 Ом. Активні термінатори є стабілізатор, що виробляє потрібний сигнал - при цьому кожна лінія з'єднується з цим стабілізатором через резистор опором 110 Ом. В даний час застосовуються тільки активні термінатори, при цьому використовуються джерела допоміжного напруги - для цих цілей зазвичай використовують допоміжні діоди, які фіксують напругу вхідних сигналів на необхідному рівні. Нарешті, термінатори FPT (Forced Perfect Terminator - Прискорений покращений термінатор) суть поліпшення активних термінаторів, обладнання їх обмежувачами викидів. Їх застосування - в високочастотних версіях SCSI.

Всі пристрої SCSI прийнято ділити на ініціатори і виконавці. При цьому слід враховувати, що шина може бути стандартною (8 біт) або розширеної (16 біт) розрядності. З огляду на все це, все кількість можливих комбінацій підключення пристроїв можна звести до чотирьох:

1. Стандартний ініціатор - стандартний виконавець
2. Розширений ініціатор - розширений виконавець
3. Стандартний ініціатор - розширений виконавець
4. Розширений ініціатор - стандартний виконавець

При підключенні стандартних виконавців до розширених ініціаторам проблем виникнути не може - розширений стандарт підтримує всі функції стандартного, проте при зворотному підключенні можуть виникнути складності з підключенням термінаторів. В реалі ці проблеми легко вирішуються використанням перехідників (див. Вище).

Стану шини SCSI прийнято ділити на фази. Таких фаз існує всього п'ять: шина вільна, арбітраж (при цьому ініціатор може отримати управління шиною), вибір (при цьому ініціатор, який увійшов у фазу арбітражу першим, вибирає виконавця для подальшої роботи), перевибір (виконавець підтверджує ініціатору, що він їм обраний для роботи і готовий до роботи) і інформаційна фаза (запит-передача команд, даних, повідомлень). Блок-схема послідовності фаз одного циклу роботи по шині SCSI представлена \u200b\u200bна рис. 19.

Після фази вибору ініціатор може призвести таймаут, для чого може використати два способи - виконати апаратне скидання або перейти в фазу «шина вільна». У будь-якому випадку, закінченням циклу роботи по шині SCSI буде виставлення статусу «команда виконана» або передача відповідного повідомлення із звільненням шини. Аналогічно стандарту АТА, в системах SCSI може застосовуватися скидання пристрою по двох протоколах - по протоколу апаратного скидання (hard reset) і по протоколу програмного скидання (soft reset). В обох випадках на лінії Reset (скидання) буде виставлений біт одиниця, відмінності типів скидів полягають в їх механізмі і цілях - як правило, апаратне скидання здійснюється для скидання операцій по всій системі SCSI-пристроїв, програмний ж застосовується для скидання тільки одного пристрою, не заважаючи роботі інших.

Мал. 19. Блок-схема фазового послідовності роботи шини SCSI

На шині SCSI використовується дев'ять сигналів управління: BSY (Busy, Зайнятий), SEL (Selection, Вибір), C / D (Command / Data, Управління / Дані), I / O (Input / Output, Введення / Висновок), MSG ( Message, Повідомлення), REQ (Request, Запит), ACK (Acknowledge, Підтвердження), RST (Reset, Скидання), ATN (Attention, Увага). Джерелами сигналів Зайнятий, Вибір і Скидання можуть бути і ініціатор, і виконавець; тільки виконавець може бути джерелом сигналу Підтвердження; інші сигнали є прерогативою ініціатора. Типи передачі інформації кодуються комбінаціями біт, що виставляються для сигналів Повідомлення, Управління / Дані, Введення / Висновок, як показано в табл. 2.

Таблиця 2. Типи передачі інформації по шині SCSI

Інтерфейс конструктор повідомлень. Всього їх існує 28, вони можуть бути однобайтового, двобайтовими (одне слово) і розширеними. Система повідомлень докладно описана в будь-якому стандарті SCSI.

Для вибору конкретного пристрою на шині SCSI існує біт-ідентифікатор. Як правило, SCSI-пристрої мають апаратне конфігурація, тобто система ідентифікує пристрій за встановленими на ньому перемичках. Обмеження на кількість пристроїв, що підключаються в стандартному (8 біт) і розширеному (16 біт) виконанні SCSI накладається саме існуванням біта-ідентифікатора - в 8 або 16 розрядної шини неможливо виставити більше відповідно 8 або 16 бітів ідентифікації, причому сюди ж входить і біт-ідентифікатор хост-адаптера - тобто, іншими словами, крім хост-адаптера на шині можуть існувати для стандартного SCSI - ще 7 пристроїв, для розширеного - 15.

команди SCSI

команда

код команди

Змінити визначення (CHANGE DEFINITION) Порівняти (COMPARE) Копіювати (COPY) Копіювати і верифікувати (COPY AND VERIFY) Форматувати (FORMAT UNIT) Запит (INQUIRY) Замкнути-Відкрити кеш (LOCK-UNLOCK CACHE) Вибір журналу (LOG SELECT) Чутливість журналу (LOG SENSE) Вибір режиму (MODE SELECT) Чутливість режиму (MODE SENSE) Передпідсилення (PRE-FETCH) Заборонити дозвіл на зміну носія (PREVENT-ALLOW MEDIUM REMOVAL) Читання (READ) Читати буфер (READ BUFFER) Показати ємність (READ CAPACITY) Читати дефективних дані (READ DEFECT DATA) Довгий читання (READ LONG) Перепризначити блок (REASSIGN BLOCK) Прийняти результати діагностики (RECEIVE DIAGNOSTIC RESULTS) Звільнити (RELEASE) Чутливість запиту (REQUEST SENSE) Зарезервувати (RESERVE) Переобнуліть пристрій (REZERO UNIT) Знайти однакові дані (SEARCH DATA EQUAL) Знайти старші дані (SEARCH DATA HIGH) Знайти молодші дані (SEARCH DATA LOW) Позиціонуватися (SEEK) Запит діагностики (SEND DIAGNOSTIC) Встановити обмеження (SET LIMIT) Запустити-зупинити пристрій (START STOP UNIT) Синхронізувати кеш (SYNCHRONIZE CACHE) Запит готовності пристрою (TEST UNIT READY) Верифікація (VERIFY) Запис (WRITE) Запис з перевіркою (WRITE AND VERIFY) Запис в буфер (WRITE BUFFER) Довга запис (WRITE LONG) Записати те ж саме (WRITE SAME)

40h 39h 18h 3Ah 04h 12h 36h 4Ch 4Dh 15h, 55h 1Ah, 5Ah 34h 1Eh 08h 28h, 3Ch 25h 37h 3Eh 07h 1Ch 17h 03h 16h 01h 31h 30h 32h 0Bh 2Bh, 1Dh 33h 1Bh 35h 00h 2Fh 0Ah 2Ah 2Eh 3Bh 3Fh 41h

У наведеній вище таблиці перераховані основні команди SCSI-стандарту, застосовні до НЖМД. Як і в стандарті АТА, для стандарту SCSI існують як команди обов'язкові, тобто ті, які повинні підтримуватися будь-яким SCSI-пристроєм, так і команди опціональні, необов'язкові, підтримка яких пристроєм може і не забезпечуватися. Крім них, існують неописані в стандарті, специфічні для кожного виробника і часто для кожної конкретної лінійки пристроїв так звані вендор-команди - команди, які використовує виробник для цілей ремонту або діагностики пристрою. Ці команди складають, як правило, комерційну таємницю виробника і ніде не публікуються.

SE, LVD, HVD

Зазвичай на пристрої SCSI можна виявити маркування, подібну зображеною на рис. 20. Це маркування означає тип передачі даних на електричному рівні. Перша - SCSI SE (Single Ended), позначає такий тип передачі даних, коли кожен сигнал на шині забезпечується одним провідником. SCSI LVD (Low Voltage Differential) і SCSI HVD (High Voltage Differential) - низьковольтний і високовольтний диференціальний тип - фізично організовані однаково: для кожного сигналу існує два провідника, по одному проходить сигнал позитивної полярності, інакше - негативною. Відмінності HVD і LVD - в напрузі в провідниках, для LVD воно нижче, ніж для HVD.

Мал. 20. Позначення на пристроях SCSI, що несуть інформацію про електричному типі передачі даних

Логічно, що пристрої HVD і LVD несумісні - якщо підключити LVD пристрій на шину пристрою HVD, перше неминуче загине через перевищення напруги сигналу. Те ж саме можна сказати і про пристрої SE і LVD - кабелі для них однакові, але в силу електричних характеристик не сумісні. Однак пристрої LVD можуть підключатися на провідники SE, так як розпізнають напруги по шині і якщо отримують Двуполярность сигнал в одній парі провідників, то можуть переключитися на його використання. Як правило, пристрої, які можуть працювати в обох режимах, позначено піктограмою LVD / SE.

Сумісність всіх типів пристроїв на одній шині звичайно не потрібно, однак якщо виникає така необхідність, використання спеціалізованих перехідників вирішує цю проблему досить легко (див. Вище).

Безперервне підвищення тактової частоти шини привело до необхідності обмежити максимальну довжину з'єднувального кабелю в інтерфейсі Ultra SCSI до півтора метрів. Це досить незручно при використанні зовнішніх високошвидкісних SCSI-пристроїв, однак більш ніж достатньо для забезпечення з'єднання пристроїв всередині корпусу ПК.

Synopsis. Перспективи і можливості

SCSI інтерфейс дуже продуктивний і надійний, проте у нього є і чимала кількість недоліків. Перш за все, це висока вартість самих пристроїв - як накопичувачів, так і контролерів. Наступний недолік - це складність конфігурації і управління, з якими можуть впоратися тільки підготовлені люди. Нарешті, останній недолік інтерфейсу, який робить його ще менш привабливим для користувача - це неможливість перенесення носія на інший ПК, якщо він не обладнаний спеціалізованим SCSI-адаптером ...

Використання SCSI-пристроїв недоцільно для ринку стандартних ПК за досить простої причини: висока ціна. Однак виробники і не ставлять перед собою мету завоювати рядового споживача: так уже склалося історично, що SCSI-накопичувачі - це головним чином серверний стандарт, а IDE-стандарт робочих станцій.

Тим часом, накопичувачів SCSI наступає на п'яти новітній стандарт IDE-пристроїв: SATA. Швидкість роботи і продуктивність SATA пристроїв досить високі, і їх використання в серверах стає все більш популярним. Єдиним мінусом SATA є досить хисткий роз'єм, з чим пов'язані досить часті відмови роботи цих пристроїв. Думаю, що битву з SATA на терені серверних накопичувачів інтерфейс SCSI виграє безперечно.

Розвиток стандарту SCSI обіцяє нам в майбутньому більш швидкісні пристрої традиційної для SCSI надійності; прогнозувати швидкий відхід SCSI-пристроїв з ринку не доводиться.

Serial Attached SCSI (SAS)

Останнє віяння в світі SCSI-пристроїв - це Serial Attached SCSI, інтерфейс, що використовує три протоколи передачі даних (SSP - Serial SCSI Protocol, STP - Serial ATA Tunneled Protocol, SMP - Serial Management Protocol). Як видно з назв протоколів, перші два призначені власне для передачі даних, останній призначений для управління інтерфейсом. Накопичувачі з цим інтерфейсом зараз виробляють компанії Seagate, Samsung і Fujitsu.

Особливістю цього інтерфейсу є те, що сигнал передається не по двом (як в SATA), а по чотирьох провідників (одна пара - для отримання сигналу, інша - для його відправки). Заявлені швидкості передачі даних складають 1,5 і 3,0 Гбайт / сек.