SCSI (Small Computer Systems Interface)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 10:12, 29 марта 2017.
Small Computer System Interface
HDD-inerfaces-SCSI 2 630x420.jpg
Year created 1970-1982
Supersedes Shugart Computer Systems Interface/Small Computer Systems Interface (SCSI)
Speed 5-16 Gbit/s
Hotplugging interface Yes

Small Computer System Interface (ранее Shugart Computer Systems Interface, позднее SCSI или «скази») является видом связи для запоминающих устройств, накопителей и иной аппаратуры на персональном компьютере (ПК), иначе интерфейсом внешних накопителей. Упомянутая выше связь проявляется в обмене информацией между устройствами внешней памяти и материнской платой ПК[Источник 1].

История создания SCSI

Логотип SCSI

Изначально данный интерфейс внешних накопителей был разработан компанией Shugart Associates приблизительно в 1970-ых годах для подключения к ПК различных сканеров, принтеров, жестких дисков, магнитооптических накопителей, CD и DVD приводов, стримеров (ленточные накопители) и иных периферийных устройств, то есть настоящий интерфейс объединяет на одной шине различные по назначениям устройства. Сперва настоящий интерфейс носил название SASI (Shugart Associates System Interface). Позднее SASI был переименован Национальным Институтом Стандартизации США (ANSI), схожим с нашим ГОСТ-ом, в SCSI в связи с появлением в 1982 году нового стандарта [Источник 2].Как правило такой интерфейс широко используется на серверах, так как обеспечивает максимальную скорость работы вышеперечисленных устройств как целого, так и дифференцируемого механизма. Так, например, скорость передачи данных (пропускная способность), обеспечиваемая интерфейсом Ultra-640 SCSI, составляет 640 МБ/с при длине кабеля в 12 метров. Стоит отметить тот факт, что такой интерфейс влияет на характеристики работы внешних устройств не менее, чем сами физические параметры таких устройств. Так от интерфейса, используемого для жесткого диска, зависит выбор кабеля или переходника, которые предназначены для подключения данного жесткого диска к материнской плате. Кроме того, данный интерфейс малых компьютеров, также называемый и параллельным интерфейсом (передача информации происходит по нескольким проводникам), используется в компьютерах Apple Macintosh и системах UNIX для подключения к ПК периферийных устройств. Почти все Apple ПК Macintosh, за исключением самых ранних маков, имеют порт SCSI для подключения принтеров и дисков, также возможно подключение к одному порту SCSI одновременно нескольких устройств, именно поэтому это не просто интерфейс, а шина ввода/вывода (Input/Output).

Характеристики стандартов SCSI

Набор команд стандарта SCSI довольно таки широко распространен, взять хотя бы набор команд SCSI, программно реализованные в едином стеке (непрерывная область оперативной памяти, организованная по принципу стопки тарелок) [1] Windows для поддержки устройств хранения данных. Более того эти же команды воплощены в USB (использование различных внешних USB хранилищ данных) и в работе CD/DVD и BlueRay (IDA/ATA и SATA интерфейсы). Для непосредственного подключения устройств с SCSI к материнской плате используется SCSI-контроллер с собственным BIOS. В настоящее время существуют следующие стандарты SCSI [Источник 3]:

  • SCSI-1;
  • SCSI-2/Fast SCSI;
  • Wide SCSI;
  • Ultra SCSI/ Ultra-Wide SCSI/ SCSI-3;
  • Ultra2SCSI.

Стоит также обратить внимание на FCP (Fibre Channel Protocol/ FC) — протокол передачи данных SCSI по оптическим волоконным каналам, с помощью которого увеличивается пропускная способность и длина прокладываемых проводов. Как говорилось ранее, SCSI широко применяется на серверах, где FCP подключает серверы к системам хранения данных, но основным фактором его использования в основном только на серверах является его довольно таки высокая стоимость. Хоть вы больше и не встретите стандарт SCSI среди пользовательских ПК, но вы сможете найти SCSI в корпоративной серверной среде. Уже более позднее обеспечение с интерфейсом SCSI стали включать UAS (USB Attached SCSI) и SAS (Serial Attached SCSI). На сегодняшний день ведущим интерфейсом хранения данных ПК является стандарт IDE (Integrated Drive Electronics), описанная стандартом ATA, а позднее SATA. Кроме того, многие производители ПК прекратили использовать SCSI, ему на смену пришли такие стандарты как USB и FireWire.

Сравнительная характеристика стандартов SCSI
Наименование Разрядность шины Пропускная способность Макс. Длина кабеля Макс. кол-во устр-в
SCSI-2 8бит 5-10Мбайт/с 8/16
Wide SCSI-2 16 бит 20 Мбайт/с 3 м 16
Fast SCSI-2 8 бит 10-20 Мбайт/с 3 м 8
Fast Wide SCSI-2 6 бит 20Мбайт/с 3 м 16
Wide Ultra-2 SCSI 16 бит 80 Мбайт/с 12 м 16
Ultra-2 SCSI 8 бит 40 Мбайт/с 12 м 8
Ultra SCSI-3 8 бит/16 бит (20 Мбайт/с) / (40 Мбайт/с) 1,5 м 8/16

Internet Small Computer System Interface (iSCSI)

Стандарт iSCSI обеспечивает обработку команд интерфейса SCSI через Интернет, наиболее часто применяется в локальных IP-сетях различных компаний. Настоящий стандарт отличается от протокола передачи данных FCPТ тем, что не требует дорогостоящего оборудования и является альтернативной заменой оптоволоконных каналов. Назначение iSCSI:

  1. интеграция хранения данных, как правило в датацентрах, вместо изолированных сетевых хранилищ;
  2. защита от сбоев, возможность перемещения дисковых массивов по сети Интернет.

Недостатком такого стандарта является зависимость iSCSI от физического и канального уровней сетевой модели, которые и определяют максимальное время задержек и непосредственно скорость в среде.

SCSI RDMA Protocol

SCSI RDMA (или remote SCSI protocol) — подключение одного компьютера подключиться к ресурсам другого при использовании протокола удаленного прямого доступа к памяти. RDMA характеризуется низкой латентностью (характеристика оперативной памяти) [2]и высокой пропускной способностью, именно поэтому он получил наибольшее применение в кластерах[3]

USB Attached SCSI

USB Attached SCSI — реализация подключения через USB-интерфейс, теоретически обеспечивается скорость до 3200 Мбит/с.

Serial Attached SCSI (SAS)

Последовательный интерфейс передачи данных

Serial Attached SCSI (SAS) — последовательный наиболее распространенный вид интерфейса для передачи данных и обмена данными с жесткими дисками и ленточными накопителями, который развился на базе SCSI, производящийся такими компаниями, как Samsung, Seagate, Fujitsu и другими, также последовательный интерфейс передачи данных, используемый для обмена информацией с жесткими дисками и ленточными накопителями[Источник 4].

Настоящий последовательный стандарт использует всего три протокола передачи данных:
  • SSP — Serial SCSI Protocol;
  • STP — Serial ATA Tunneled Protocol;
  • SMP — Serial Management Protocol.

Если первые два протокола предназначены непосредственно для самой передачи данных, то последний из них является протоколом управления интерфейсом в целом. Особенностью настоящего вида интерфейса является передача сигнала осуществляется по четырем проводникам: первая пара получает непосредственно сам сигнал, вторая пара — отправляет его. Скорость передачи данных – около 1,5-3,0 Гбайт/сек.

Различия SAS систем от параллельного SCSI:
  1. компактные провода (сигнальных линий стало меньше);
  2. использование соединения точка-точка вместо шины, при использовании которой контроллер способен работать лишь с одним устройством;
  3. SAS не нуждается в специальной насадке-терминаторе на кабель;
  4. новый SCSI способен поддерживать более 16384 устройств;
  5. SAS обеспечивает высокую пропускную способность;
  6. совместим с устройствами SATA[4]

Компании LSI и Adaptec

Компания LSI
Компания Adaptec

История хранения данных SCSI и SAS неразрывно связанна с историей развития компаний LSI и Adaptec. Компания LSI была одной из первых компаний, которые ввели в использование устройства ASIC (Application Specific Integrated Circuit) — это специализированные микросхемы. Для LSI история SCSI началась с приобретения в 1998 году подразделения Symbios, в свое время бывшей частью NCR, AT&T и Hyundai. Подразделение Symbios было основано в 1971 году, на момент приобретения настоящее подразделение являлось производителем SCSI-адаптеров. Все началось с микросхемы LSI53C825AE, позволявшей пропустить до 20MB/s данных и соответствовала стандарту Fast Wide SCSI. Чуть позднее была создана архитектура Fusion-MPT (Message Passing Technology), ускорявшей процесс взаимодействия между компонентами системы ввода/вывода (Input/Output). Настоящая технология дожила и до сегодняшних устройств SAS-3 (12Gbit/s), превосходящие по скорости первые чипы SCSI. Компания SCSI LSI производила кроме контроллеров и другие микросхемы, например, хост-адаптеры и конвертеры (расширители) SCSI. В свою очередь компания Adaptec, в отличие от компании LSI, поскольку в основном ориентировалась на уже готовые продукты, более известна в мире IT под собственным именем. Несколько лет назад компания была продана производителю полупроводниковых устройств PMC и сейчас продукция компании носит название Adaptec by PMC. Компания выпускает устройства для SAS, пережив устройства SCSI[Источник 5].

История параллельного интерфейса SCSI была долгой и довольно бурной, но, как это бывает, закончилась. Уже более двух лет адаптеры P-SCSI (parallel SCSI) не выпускаются, уступив технологии SAS, уже насчитывающей 2 поколения[Источник 6].

Примечания

Источники

  1. 256bit. [Электронный ресурс]: Small Computer System Interface - SCSI / Дата обращения: 08.02.2017. Режим доступа:http://www.webopedia.com/TERM/S/SCSI.html
  2. 256bit. [Электронный ресурс]: Живучий SCSI / Дата обращения: 08.02.2017. Режим доступа:https://habrahabr.ru/post/173619/
  3. 256bit. [Электронный ресурс]: Высокоскоростные интерфейсы: SCSI / Дата обращения: 08.02.2017. Режим доступа:http://www.ihdd.ru/scsi-interface-description
  4. 256bit. [Электронный ресурс]: Интерфейсы подключения жестких дисков: SCSI, SAS, Firewire, IDE, SATA/ Дата обращения: 08.02.2017. Режим доступа:http://biosgid.ru/osnovy-ustrojstva-pk/scsi-sas-firewire-ide-sata-interfejsy-zhestkih-diskov.html
  5. 256bit. [Электронный ресурс]:Overview and History of the SCSI Interface / Дата обращения: 08.02.2017. Режим доступа:http://www.pcguide.com/ref/hdd/if/scsi/over.htm
  6. 256bit. [Электронный ресурс]: Small Computer System Interface (SCSI) / Дата обращения: 08.02.2017. Режим доступа:https://www.lifewire.com/small-computer-system-interface-scsi-2626002