[配件]技術與優勢：詳談SCSI硬碟

[配件]技術與優勢：詳談SCSI硬碟

　SCSI概述

　　SCSI(Small Computer System Interface)單純的從英文直譯過來叫做小型電腦系統介面，這是一種專門為小型計算機系統設計的存儲單元介面模式，它是在1979年由美國的施加特(Shugart)公司(希捷的前身)研發並制訂，並於1986年獲得ANSI(美國標準協會)承認。SCSI從發明到現在已經有了十幾年的歷史，它的強大性能表現使得許多對性能要求非常嚴格的計算機系統採用。SCSI是一種特殊的匯流排結構，可以對計算機中的多個設備進行動態分工操作，對於系統同時要求的多個任務可以靈活機動的適當分配，動態完成。這個功能是IDE設備所望塵莫及的。也正是由於SCSI擁有這些出眾的優點，使得SCSI能夠在專業應用中佔據絕對的主導地位。在這麼多年中,SCSI並沒有停足不前，面對IDE設備的強大挑戰，SCSI也在不停的向前發展。

　　SCSI的發展

　　在20世紀90年代初，SCSI介面發展為SCSI－2，也就是我們常說的Fast SCSI，Fast SCSI是通過提高同步傳輸時的頻率使數據傳輸速率從原有的5MB/s提高為10MB/s，在Fast SCSI之後又出現了可以支持16位并行數據傳輸的Wide SCSI（原來的SCSI和Fast SCSI標準均為8位并行數據傳輸），將數據傳輸率再提高為20MB/s。也正是因為這個原因，原有的只支持8位并行數據傳輸的SCSI被稱為Narrow SCSI。

　　到了1995年，硬碟技術的發展到了一個新的高度，面對日益強大的IDE設備，更為高速的SCSI介面SCSI－3誕生了。SCSI－3俗稱Ultra SCSI（數據傳輸率20MB/s），當使用16位傳輸的Wide模式時，數據傳輸率更高達40MB/s。也就是這個時期，「高端、高速、高性能惟有SCSI」成為了人們的一種思維定式,大家漸漸的清楚認識到了SCSI的威力所在。

　　時間轉到了1997年，為了對抗IDE設備的強大新生力量Ultra ATA標準，不甘示弱的SCSI陣營也於1997年中推出了新的Ultra2 SCSI規格(Fast－40)，目前已有多種SCSI硬碟支持Ultra 2 SCSI。不過，採用LVD(Low Voltage Differential，低壓差動)傳輸的Ultra2 SCSI難以與原有的低速設備兼容，因此現階段個人用戶主要接觸到的還是Ultra(Wide)SCSI介面的設備。另外，在1998年9月，數據傳輸率高達160MB/s的Ultra160 SCSI(Wide模式下的Fast－80)規格已正式公布。可是最近，更為高速的Ultra320 SCSI(Wide模式下的Fast－160)出現了，新一代SCSI硬碟將對應這一最新的硬碟介面。

　　SCSI的介面類型

　　介面類型是指該SCSI硬碟與電腦主機之間的連接方式或類型。與IDE硬碟相比，SCSI硬碟介面標準更高、讀寫速度更快、數據緩存更大、電機轉速更高、尋道時間更短、CPU佔用率更低並且擁有自己獨立的I/O Proccessor；所有這些特性都註定SCSI硬碟是硬碟中的速度之王。

　　SCSI規範發展到今天，已經是第六代技術了，從剛創建時候的SCSI（8bit）、Wide SCSI（8bit）、Ultra Wide SCSI（8bit/16bit）、Ultra Wide SCSI 2（16bit）、Ultra 160 SCSI（16bit）到今天的Ultra 320 SCSI，速度從1.2MB/s到現在的320MB/s有了質的飛躍。目前的主流SCSI硬碟都採用了Ultra 320 SCSI介面，能提供320MB/s的介面傳輸速度。

　　光纖通道作為SCSI的一種替代的連接標準的解決方案目前正在被開發和使用。毋庸置疑，光纖通道是三種介面中傳輸速度最高的，它利用光的全反射原理進行傳輸，其信號失真率小。由於其帶寬大，在光纖的每個結點都可以達到100Mb/s，而且可以疊加到1Gb/S，之間不受任何干擾，傳輸速度高。同時，光纖通道提供了多種增強的連接技術，伺服器系統可以通過光纜遠程連接，最大可跨越10公里，每個光纖仲裁環路最多可連接126個設備。由於光纖不需要終結器，同時它支持網路設備的連接，所以它比SCSI電纜連接更容易，但其連接技術較難實現。同時由於光纖設備的代價較高，所以目前還沒有光纖通道的硬碟，FC（光纖通道）RAID適合磁碟陣列櫃連接，在陣列柜上將光纖通道和SCSI轉換，而陣列櫃中只需要用SCSI硬碟進行連接即可，從而可降低成本。

　　SCSI VS IDE

　　1、性能表現

　　SCSI：性能表現出眾，由於SCSI控制器上有一個相當於CPU功能的控制晶元，能夠處理大部分工作(能夠部分降低系統CPU佔用率)。

　　IDE： 整體性能表現一般，CPU佔用率較SCSI明顯高。

　　由於市場定位問題，SCSI產品檔次普遍較IDE產品為高，例如轉速、緩存、數據傳輸率等。

　　2、價格因素

　　由於SCSI主要針對商業用戶專業應用，外圍設置比較複雜，所以SCSI一向是高價格的代名詞。IDE產品價格比較低廉，主要針對桌面型電腦應用。

　　3、易用性

　　SCSI：由於產品的構造原因，SCSI硬碟的使用比較複雜，而且因為SCSI ID和匯流排終結器設置錯誤容易引起各種問題，問題的原因比較專業，一般用戶難以解決。

　　IDE：IDE設備僅有主、副設備之分，在同一數據線上只有兩個設備，只要正確設置就不會出現問題，技術含量相對於SCSI低，一般用戶可以自行解決故障問題。

　　4、產品擴展功能

　　SCSI：擴展能力極強， 一條通道上最多可以連接15個設備（控制卡本身佔用一個設備空間，也就是剩下14個空間可以接SCSI設備），雙通道就是30個。

　　在實際的應用中選擇SCSI還是IDE，關鍵在於你的需求，如果你只是一個普通的電腦用戶，你完全不用考慮SCSI設備。但是換句話說，如果你使用計算機來做視頻捕捉、影像編輯、數據處理等要求大量磁碟數據輸入/輸出的工作，相信SCSI絕對是你的上上之選，採用SCSI設備意味著穩定、高速，在這種需求的情況下選用廉價卻又相對低性能的IDE硬碟是得不償失的。

　　SCSI硬碟到底好在哪裡：

　　在介面速度方面：

　　SCSI(Small Computer System Interface，小型計算機系統介面)原是一種廣泛應用於小型機上的高速數據傳輸技術，現在越來越多地出現在PC伺服器上，SCSI介面正在成為PC伺服器的標準介面。

　　而IDE介面則是普通PC的標準介面。早期IDE介面的數據傳輸率非常低，從PIO 0模式到UDMA33、UDMA66、UDMA100，直至最新的ATA/133標準，理論上的數據傳輸率只達到133MB/s。採用Ultra WIDE、Ultra 2 WIDE、Ultra 160/m標準的SCSI介面速度分別可以達到40MB/s、80MB/s、160MB/s，現在Ultra 320標準已經確定，數據傳輸率已經達到了320MB/s。

　　在轉速方面：

　　硬碟轉速是決定傳輸性能的一個關鍵因素。當主流IDE硬碟的轉速在5400rpm時，SCSI硬碟的轉速就已經達到7200rpm，而現在IDE硬碟轉速提高到7200rpm時，SCSI硬碟的轉速早已高達15000rpm了。高轉速意味著硬碟的平均尋道時間短，能夠迅速找到需要的磁軌和扇區，所以在轉速上IDE硬碟已經同SCSI硬碟無法相提並論了。

　　在緩存容量方面：

　　緩存容量也是影響硬碟性能的重要因素之一。SCSI硬碟一般都配置了容量相對較大(8MB甚至更多)的緩存，用來解決硬碟與內存之間的傳輸速度瓶頸問題。同時，SCSI硬碟採用了巨型磁阻磁頭(GMR)技術，其讀、寫分別由不同的磁頭來完成，大大提高了硬碟的速度。

　　而IDE硬碟的緩存容量則比較小，一般為2MB，雖然現在也出現了8MB緩存的IDE硬碟，提高了一些IDE硬碟的性能，但是由於IDE硬碟的先天不足，所以其性能沒有得到顯著的提升。

　　在CPU佔用率方面：

　　比較SCSI硬碟和IDE硬碟的CPU佔用率，可以發現SCSI硬碟具有相當的優勢。SCSI硬碟可通過獨立的、高速的SCSI卡來控制數據的讀寫操作，大大提高了系統的整體性能。

　　而IDE硬碟沒有專用的數據處理晶元來擔當數據處理重任，所以對CPU的佔用比較多，比如當保存一個比較大的Word文件時，您就會發現計算機停頓一下，這是因為CPU處理數據的結果。

　　在多任務方面：

　　SCSI支持多任務，表現在它允許對一個設備進行數據傳輸的同時，另一設備對其進行數據查找，這在如網路伺服器系統中非常重要得，因為它們經常需要同時處理許多并行請求，此時如果存儲系統不支持多任務性，那存儲系統都不知道該去響應誰的請求了。

　　在擴展性方面：

　　SCSI的擴展性要比IDE好得多。一般每個IDE系統可有兩個IDE通道，總共連4個IDE設備，使用比較特殊技術的主板也只能最大支持8個設備。而SCSI介面可連接7~15個設備，比IDE要多很多。現在IDE只有硬碟和光碟機兩類設備，SCSI則多得多，比如掃描儀、印表機等。

　　IDE的電纜長度大約為45cm，SCSI則可以達到1.5~12m，甚至更長，安裝的自由度高了很多。由於SCSI設備的中斷共享，即只由SCSI卡佔用一個中斷，連接在其上的設備由SCSI卡提供ID地址。因此使中斷得到了擴展，解決了出現中斷衝突的問題。

　　在熱插拔特性方面：

　　SCSI硬碟支持熱插拔的硬碟安裝方式，可以在伺服器不停機的情況下拔出或插入硬碟，操作系統可自動識別硬碟的改動。這種技術對於24小時不間斷運行的伺服器來說是非常必要的。當然並不是所有的SCSI硬碟都支持熱插拔，只有符合熱插拔標準的SCSI硬碟才可以實現熱插拔。

　　而沒有這種特性的IDE硬碟則不同了，在不停機的情況下，誰敢把IDE硬碟拔出來再插進去？

　　通過以上介紹，您現在知道伺服器為什麼要用SCSI硬碟了吧？不過，需要說明的是：SCSI硬碟的價格較貴，同樣容量的SCSI硬碟價格會比IDE硬碟貴80%以上，所以SCSI硬碟主要應用於中、高端伺服器和高檔工作站。

　　SCSI參數表：

　　

　　圖片附件: vvv.bmp (2006-4-2 13:04, 448.54 K)