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从SCSI到SCSI硬盘

Ball 2000年07月09日   

  读者可能都知道,在计算机外设、尤其是存储设备的接口方面,SCSI接口在世界上占据着高不可攀的地位。这不仅仅代表着它所具有的先进技术和性能,也暗示着它所拥有的居高不下的可观价格。

  SCSI的意义是小型计算机系统接口(SmallComputerSystemInterface),最早研制于20世纪70年代末。经过了不断的发展,今天的SCSI已划分为SCSI-1和SCSI-2,以及最新的SCSI-3三个类型。不过,目前最为流行的版本还要算是SCSI-2。

  一、SCSI的类型

  1.SCSI-1

  SCSI-1是最原始的版本,异步传输时的频率为3MB/S,同步传输时的频率为5MB/s。虽然现在几乎被淘汰了,但还会使用在一些扫描仪和内部ZIP驱动器中,采用的是25针接口。也就是说,若是将SCSI-1设备联接到你的SCSI卡,必须要有一个内部的25针对50针的接口电缆;若是使用外部设备时,就不能采用内部接口中的任何一个(即此时的内部接口均不可以使用)。

  2.SCSI-2

  早期的SCSI-2,称为FastSCSI,通过提高同步传输时的频率使数据传输速率从原有的5MB/s提高为10MB/s,支持8位并行数据传输,可连7个外设。后来出现的WideSCSI,支持16位并行数据传输,数据传输率也提高到了20MB/s,可连16个外设。此版本的SCSI使用一个50针的接口,主要用于扫描仪、CD-ROM驱动器及老式硬盘中。

  3.SCSI-3

  1995年,诞生了更为高速的SCSI-3,称为UltraSCSI,数据传输率也达到了20MB/s。它将同步传输时钟频率提高到20MB/s,提高了数据传输率的技术。若使用16位传输的Wide模式时,数据传输率更可以提高至40MB/s。此版本的SCSI使用一个68针的接口,主要应用在硬盘上。SCSI-3的典型特点是将总线频率大大地提高,并降低信号的干扰,以此来增强其稳定性。

  二、SCSI与IDE的区别

  除了SCSI,IDE也是一种极为常用的接口。从使用简便的角度来看,IDE更加适合普通用户,再加上个人电脑用户不但需要配置的外设不多,而且对速度要求也不高,因此选用IDE接口更合适些。此外,IDE还具有性能价格比高、适用面广等特点。而SCSI接口尽管具有很多无与伦比的特点,但不论从哪个角度看,该接口及其使用该接口的外设售价过于昂贵,一般用户实在无法承受,这也就决定了它的实际使用范围的局限性。

  1.IDE的工作方式需要CPU的全程参与,CPU读写数据的时候不能再进行其他操作,这种情况在Windows95/NT的多任务操作系统中,自然就会导致系统反应的大大减慢。而SCSI接口,则完全通过独立的高速的SCSI卡来控制数据的读写操作,CPU就不必浪费时间进行等待,显然可以提高系统的整体性能。不过,现在的IDE接口为改善这个问题也做了很大改进,已经可以使用DMA模式而非PIO模式来读写,数据的交换由DMA通道负责,对CPU的占用可大大减小。尽管如此,比较SCSI和IDE在CPU的占用率,还是可以发现SCSI仍具有相当的优势。

  2.SCSI的扩充性比IDE大,一般每个IDE系统可有2个IDE通道,总共连4个IDE设备,而SCSI接口可连接7~15个设备,比IDE要多很多,而且连接的电缆也远长于IDE。

  3.虽然SCSI设备价格高些,与IDE相比,SCSI的性能更稳定、耐用,可靠性也更好。

  三、SCSI的优点

  1.SCSI可支持多个设备,SCSI-2(FastSCSI)最多可接7个SCSI设备,WideSCSI-2以上可接16个SCSI设备。也就是说,所有的设备只需占用一个IRQ,同时SCSI还支持相当广的设备,如CD-ROM、DVD、CDR、硬盘、磁带机、扫描仪等。

  2.SCSI还允许在对一个设备传输数据的同时,另一个设备对其进行数据查找。这就可以在多任务操作系统如Linux、WindowsNT中获得更高的性能。

  3.SCSI占用CPU极低,确实在多任务系统中占有着明显的优势。由于SCSI卡本身带有CPU,可处理一切SCSI设备的事务,在工作时主机CPU只要向SCSI卡发出工作指令,SCSI卡就会自己进行工作,工作结束后返回工作结果给CPU,在整个过程中,CPU均可以进行自身工作。

  4.SCSI设备还具有智能化,SCSI卡自己可对CPU指令进行排队,这样就提高了工作效率。在多任务时硬盘会在当前磁头位置,将邻近的任务先完成,再逐一进行处理。

  5.最快的SCSI总线有160MB/s的带宽,这要求使用一个64位的66MHz的PCI插槽,因此在普通PC机中所能达到的最大速度为80MB/s,理论上也就意味着硬盘传输率可高达80MB/s。

  四、SCSI的缺点

  SCSI的优点自然是很吸引人的,但是也希望读者在决定选用时,不要忽视了它的缺点。

  1.通过查阅资料得到的结论是:在同样条件下,SCSI硬盘内部传输速度要比IDE慢一些。因为SCSI硬盘的控制指令比IDE硬盘复杂,SCSI硬盘在标识硬盘扇区时使用了线性的概念,即硬盘只有第1扇区、第2扇区,不像IDE硬盘,是柱面、磁头、扇区这种三维格式。目前的操作系统内部也使用线性编号的扇区,但BIOS只接受三维格式的磁盘请求,所以操作系统必须把磁盘请求转换为三维格式,这样IDE硬盘可直接使用,但SCSI为了和BIOS兼容还得将三维格式的磁盘请求转换为线性编号,这样硬盘的数据传输率就大大降低了。这一点我们从厂方公布的数据就可以看到,比如Seagate7200转/分的“大灰熊”内部传输率为193.88Mb/s,Seagate7200转的SCSI硬盘“酷鱼”内部传输率只有72Mb/s。所以SCSI硬盘只有在UNIX、WindowsNT等多任务下才能真正发挥优势,在WIN95环境中也算不错,但在DOS下就完全没有任何优势可言(尽管DOS现在已很少使用)。

  2.最后需要强调的一点是,SCSI性能价格比不高。事实上,SCSI有点儿贵得离谱,一块最普及型的AdaptecAHA-2940SCSI卡都足以换回一块BX主机板,同样倍速同牌号的CD-ROM,SCSI要比IDE贵一倍多,一只4.5GB7200转/分的“大灰熊”价格,只够来换一块2GB5400转/分的SCSI硬盘。希望在选择SCSI之前,先考虑自身的经济实力,再思量它的价格是否物有所值。

  五、终结器

  SCSI链的最后一个SCSI设备要用终结器,中间设备是不需要终结器的。一旦中间设备使用了终结器,那么SCSI卡就无法找到以后的SCSI设备了。而如果最后一个设备没用终结器,SCSI也是无法正常工作的。终结器是由电阻组成的,位于SCSI总线的末端,用来减小相互影响的信号,维持SCSI链上的电压恒定。

  绝大部分SCSI设备是内置终结器,并用一跳线来控制ON/OFF。现在的SCSI设备智能化程度很高,能自动控制终结器ON/OFF,如一块硬盘和一个CD-ROM相连,无论硬盘的终结器ON或OFF,CD-ROM都能正常使用。而当两块硬盘相连时,情况就变得复杂了,两块Seagate的硬盘相连前,一块硬盘终结器必须是OFF,而当一块Seagate的硬盘和一块Quantum硬盘相连前,一个硬盘终结器无论ON或OFF,都能正常使用。

  六、SCSI的ID

  系统中的每个SCSI设备都必须有自己唯一的ID(标识号),这个号码从1~15。SCSIAdapter系统默认ID为7。这个ID可由位于设备前端的跳线器来设置。对于硬盘它位于驱动器的前端或后端。

  七、SCSI设备的选择

  1.SCSI卡

  SCSI卡是整个SCSI设备链中的关键,选择时需要考虑以下几个因素:

  (1)SCSI卡的品牌

  选择品牌当然很重要,Adaptec是SCSI卡的精品,就象CPU界的Intel,已是SCSI界的事实标准,当然兼容性上是没有问题,而昂贵的价格可能就是唯一的问题。换句话讲,如果大家经济条件允许,还是建议选择Adaptec的SCSI卡(这只是个人意见,仅供参考)。

  (2)总线接口

  PCI的SCSI卡是首选,ISA的SCSI卡现在基本无人购买了,需要注意的是,有些扫描仪配的ISA的SCSI卡并非是通用的SCSI卡,虽然它有标准SCSI接头,但也只能接扫描仪使用。其次,要尽量避免选购SCSI与主板一体化的板子,主要是考虑到兼容性的问题,特别值得注意。

  (3)SCSI的类型

  常用的8位数据通道的有SCSI-2数据传输率10Mbps,是最常见的SCSI类型。若从总体考虑,个人还是选用8位数据通道的SCSI-2比较合适。一方面,只有硬盘支持16位数据通道的WideSCSI,而且16位数据通道的WideSCSI设备价格要高出8位SCSI-2很多;另一方面,16位数据通道的WideSCSI卡一般内置8位、16位的接口各一个,但外置只有一个16位SCSI的68孔D型接口,而一般外置SCSI设备如:CD-ROM、CDR/W、扫描仪都是8位SCSI设备,只有50孔D型接口,如果要接到16位SCSI的68孔D型接口需要一个68—50孔转换器,这个转换器不仅难以购买,而且兼容性也需进一步检验。

  (4)SCSI的价格

  最后要特别提到的当然是价格,不同的速度就决定了不同的价格。以便根据实际需要来选择合适的卡,一般10MB的卡DC310/390是100多元;20MB的DC390U/DC395U/DC315都在200-500元之间;40MB的DC390F/DC395UW可满足高速的应用,价格将在千元左右或更高;对于顶级的应用当属DC390U2系列,两款型号390U2W和390U2B都是80MB的,价格2900/2200元左右,区别是U2W多一个LSI53C141芯片,而且接口比U2B多,在卡上U2W有有2个68针、1个50针的接口,适合具有多种设备或需要将来继续扩充的场合,而U2B只有一个68针的,价格自然便宜很多,性能价格比较高,适合不需要再扩充的独立应用场合。这样你就可以挑选出价格实惠的SCSI卡了。

  以下是Adaptec公司的部分SCSI卡的型号和类型:

  AHA-2910PCI-to-FastSCSI(non-bootable)

  AHA-2940PCI-to-FastSCSI

  AHA-2940WPCI-to-FastandWideSingle-endedSCSI

  AHA-2944WPCI-to-FastandWideDifferentialSCSI

  AHA-2940UltraPCI-to-WideUltraSCSI

  AHA-3940MultiChannelSCSI-to-PCI

  AHA-3940WMultiChannelWideSCSI-to-PCI

  2.SCSI硬盘

  SCSI硬盘是仅次于SCSI卡的关键设备,各大硬盘厂家都有SCSI硬盘生产,而且都有7200转/分的产品,IBM和Seagate已有1万转/分硬盘了(近期Seagate已将转数提高到1万5千转)。IBM的产品多见于高端市场,零售市场中的主要品牌是Seagate和Quantum。

  以下是几款SCSI硬盘的性能特征比较,供以参考:

  IBM:Ultrastar18ES(18.2GBU2W-SCSI)

  Quantum:AtlasIV(18.2GBUltra160/mSCSI)

  Seagate:Barracuda18LP(18.2GBU2W-SCSI)

  Western:DigitalEnterprise(18.3GBU2W-SCSI)

  Western:DigitalVantage(18.3GBU2W-SCSI)

  厂商 IBM Quantum Seagate Western Western

  型号 DNES-318350QM318200KN-LWST318275LWWDE18300-0048A2WD183F

  转速 7200RPM 7200RPM 7200RPM 7200RPM 10,000RPM

  单碟容量 3.6GB 4.6GB 3.6GB 3.0GB 4.6GB

  寻道时间 7.0ms 6.9ms 6.9ms 6.9ms 6.6ms

  缓存大小 2MB 2MB 2MB 2MB 2MB

  Seagate主要SCSI硬盘产品有:

  (1)MedalistPro金牌 5400转/分 PC用

  (2)Hawk捷鹰 5400转/分 低档服务器用

  (3)Barracuda酷鱼 7200转/分 中、高档服务器用

  (4)Cheetah捷豹 10000转/分 高档服务器、工作站用

  (5)Elite精锐 5400转/分 海量存储,服务器用

  显然,各品牌针对不同的用途有不同的型号,在选购SCSI硬盘时,要特别注意SCSI的接口类型。注意在硬盘上8位SCSI50针接头与16位SCSI68孔D型接口是不通用的,8位SCSI50针接头的硬盘能用在16位SCSI卡上,反之就无法使用了。从硬盘的型号就可以看出SCSI的接口类型,以SeagateSCSI硬盘为例,硬盘型号末尾数是N,代表8位SCSI接口;末尾数是W,代表16位SCSI接口。同型号的SCSI硬盘,16位SCSI接口的当然要比8位SCSI接口的贵。

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