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揭开SCSI神秘的面纱

一、前言
随着科技的发展,原来离我们十分遥远(价格方面)的设备也“屈尊”降临,SCSI设备便是其中之一。以前,SCSI设备只能在高端工作站或服务器上看到。现在不一样了,随着SCSI技术的日趋成熟,它们已经大幅降价,它们天生具有十分良好的性能,所以现在在个人电脑上SCSI的应用越来越多了。可以想像,不久的将来,SCSI设备必将取代大部分IDE设备,成为市场的主流。
或许大家对SCSI这个词还比较陌生,对SCSI的认识或许还只停留接口标准上。不过这没关系,我会向您细细道来。

二、什么是SCSI
SCSI就是指Small Computer System Interface(小型计算机系统接口),它最早研制于1979,是为小型机研制出的一种接口技术,但随着电脑技术的发展,现在它被完全移植到了普通PC上。现在的SCSI可以划分为SCSI-1和SCSI-2(SCSI Wide与SCSI Wind Fast),最新的为SCSI-3,不过SCSI-2是目前最流行的SCSI版本。SCSI广泛应用于硬盘、光驱、ZIP、MO、扫描仪、磁带机、JAZ、打印机、光盘刻录机等设备上。它的优点主要表现为以下几点:
1.适应面广
使用IDE接口时,你将会受到系统IRQ(中断号)及IDE通道的限制。一般情况下每个IDE通道使用一个IRQ,因此在一个标准的主板只能用上2个IRQ,而每两个设备要占据一个IDE通道,因此一个标准的主板上最多只能接4个IDE设备。当然你可以通过增加IDE控制卡来增加可接设备的数量,但最多也不能超过15个,随着现在电脑设备的日益增多(如Modem、电影卡),你会发现仅存的几个可用的插槽也已插满了东东。使用SCSI,你所接的设备就可以超过15个,而所有这些设备只占用一个IRQ,同时SCSI支持的设备相当广泛。
2.多任务
与IDE不同,SCSI允许在一个设备传输数据的同时,对另一个设备进行数据查找。这将在多任务操作系统如Linux、Windows NT中获得更高的性能。
3.宽带宽
理论上,最快的SCSI总线有160MB/s的带宽,即Ultra 160 SCSI。这意味着你的硬盘传输率最高将达160MB/s(当然这是理论值,实际应用中可能会低一点),而目前最快的IDE接口硬盘其数据传输率也只有100MB/s(ATA-100标准下的理论值,到目前为止,能很好兼容此标准的硬盘还很少,如IBM公司的最新出品的Deskstar 75GXP和Deskstar 40GV系列),而且许多用户的设备可能因为各方面的限制(如未更新主板的BIOS或主板不支持UDMA 100/UDMA 66标准、没有使用支持ATA 100/ATA 66的硬盘或外设等)而不能达到此速度,他们现在所能用的可能只有ATA 33,最高传输率只有33MB/s。
4.CPU占用率低
使用传统IDE接口时,CPU需要随时在线地全程控制数据的传输动作,所以IDE传输数据的过程中,CPU不能做任何事,必须等在旁边,知道传输结束后才可执行后续的指令。目前较新的Ultra DMA接口使用Bus Mastering技术提高性能、减少资源占用,但是也仅能局限在PCI通道内,从整体性能而言,仍比不上SCSI。
早期在SCSI接口下,CPU将传输指令提交给SCSI之后,即刻就可处理后续的指令,传输的工作则交由SCSI处理芯片负责,且传输过程以DMA(Direct Memory Access)方式,由SCSI直接访问内存,待SCSI处理完毕、发出信号通知CPU后,CPU再进行后续处理即可。目前“即插即用”的SCSI卡虽然也改用Bus Mastering,不过通过独立处理芯片的协助,占用CPU资源的比例还是相当小的。
当然SCSI相对于IDE也不是没有缺点的,其最大的缺点可能就是价格太昂贵,因此至少在目前还不是每个人都能受用得起。
说完了SCSI硬盘的优缺点后,现在向大家介绍一下目前SCSI的工业标准及其发展过程。总的来说,SCSI分以下几个发展阶段:
1.SCSI-1——最早的SCSI是在1979年,由美国的Shugart公司(Seagate希捷公司的前身)制订的,并于1986年获得了ANSI(美国标准协会)承认的SASI(Shugart Associates System Interface施加特联合系统接口),这就是我们现在所说的SCSI-1。它的特点是,支持同步和异步SCSI外围设备;支持7台8位的外围设备,最大数据传输速度为5MB/s;支持WORM外围设备。
2.SCSI-2——90年代初(具体时间是1992年),SCSI发展到了SCSI-2,当时的SCSI-2 产品(通称为Fast SCSI)能通过提高同步传输的频率使数据传输率提高到10MB/s。原本为8位的并行数据传输,称为Narrow SCSI;后来出现了支持16位并行数据传输的WideSCSI,将其数据传输率提高到了20MB/s 。
3.SCSI-3——1995年SCSI-3问世,俗称Ultra SCSI,全称为SCSI-3 Fast-20 Parallel Interface(数据传输率为20MB/s),它的同步传输时钟频率提高到20MHz,这也提高了数据传输的技术,因此在使用16位传输的Wide模式时,数据传输即可达到40MB/s。允许接口电缆的最大长度为1.5米。
4.1997年推出了Ultra 2 SCSI(Fast-40),采用了LVD(Low Voltage Differential 低电平微分)传输模式,16位的Ultra2 SCSI(LVD)接口的最高传输速率可达80MB/s,允许接口电缆的最大长度12米,大大增加了设备的灵活性。
5.1998年9月,具有更高的数据传输率的Ultra 160 SCSI(Wide下的Fast-80)正式发布,最高数据传输率为160MB/s,这给电脑系统带来了更高的性能。
下面我再向大家介绍一下SCSI bus。所谓SCSI bus,就是一条用来连接SCSI控制卡和SCSI外设的通道。为了通道的顺畅还需注意以下几点:
1.此通道要用数据电缆来连接。
2.数据电缆长度不可超过6米,如果是Fast SCSI设备则不可超过3米。
3.在连接好多台外设后还需为它们设置不同的SCSI ID,当它们同时请求服务时,SCSI ID高的设备会先被SCSI卡响应。
4.要正确安装终端器(Terminator)。这里又不得不说明一下SCSI终端器了,所谓“SCSI终端器”,就是表示SCSI总线的终结,是SCSI总线的重要特性。当你将许多SCSI设备连接形成总线后,两端的SCSI一定要用终端器终结总线。
到这为止,我已经把SCSI的各种概念一一做了介绍,你对它应有了一个大概的了解了吧。

三、SCSI设备
1.SCSI控制卡
如果你的主板上没有内置SCSI控制芯片,那你就要在主板上插一块SCSI控制卡了,SCSI控制卡的功能就是可以同时串接和控制多个SCSI设备。一块SCSI控制卡最少可以串接7台外设,最多可以串接30台外设。SCSI控制卡由SCSI控制芯片、SCSI BIOS、SCSI内置数据线电缆插座、SCSI外置高密度插座、PCI插座和终端器六部分构成。下面分别说明:SCSI控制芯片是用来控制SCSI工作的,是SCSI控制卡最重要的部分;SCSI BIOS提供SCSI的基本设置功能。SCSI内置数据线电缆插座分为50针SCSI数据线电缆和68针SCSI数据线电缆两种,用来连接内置式SCSI外设。SCSI外置高密度插座用来连接外置SCSI外设。PCI插座对应主板上的PCI插槽。终端器是SCSI的一个重要特性,代表SCSI bus的结束(上文已有详细介绍)。此外,SCSI控制卡分为SCSI-1,SCSI-2和SCSI-3三种规格。
(下转53页)
(上接51页)
2.SCSI硬盘
在以前的个人电脑上主要应用IDE接口的硬盘,而SCSI接口的硬盘通常被应用于高端服务器上,二者分工明确,但随着Enhanced IDE的发展,IDE接口的硬盘在速度和品质上也有很大的进步,被广泛应用于高端工作站和服务器。而SCSI接口硬盘随着价格的降低也在个人电脑市场上打出一片天地,从此,IDE与SCSI成了硬盘市场上的宿敌。SCSI硬盘在速度和品质上还是比IDE硬盘更高一筹,但价格也更高一筹,所以造成二者性价比几乎相同。下面是IDE硬盘和SCSI硬盘的速度表。
上表显示,SCSI接口硬盘在速度上确实比IDE接口硬盘更强一些。
3.CD-R/CD-RW
CD-R和CD-RW两种光盘刻录驱动器在99年的电脑市场上卖得十分火爆。它们的用途主要是光盘复制,也可以当作普通的CD-ROM来用,只不过读盘速度比普通的CD-ROM慢许多,目前最快的CD-RW也只有8倍速左右。CD-R刻录光盘驱动器与CD-R光盘配合使用,只能对CD-R光盘进行一次性刻录。而CD-RW刻录光盘驱动器可以实现对CD-RW光盘的多次擦写。目前市场上的CD-R刻录光盘驱动器和CD-RW刻录光盘驱动器大多是SCSI接口的,而CD-ROM有IDE接口和SCSI接口两种,为了更好的发挥CD-R和CD-RW的刻录功能,我建议选用SCSI接口的产品。
其实SCSI外设还有很多,如MO可读写光盘驱动器、扫描仪、打印机等等。篇幅所限,这里不再一一介绍。

四、结语
看完了此篇《揭开SCSI神秘的面纱》文章,大家应该对SCSI接口和SCSI设备有了一个比较彻底的了解了吧?愿你成为玩转SCSI的高手。
作者:黄明亮

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