Интержейс IDE - Скотт Мюллер

и пониженным напряжением питания. Все эти изменения позволили избежать многих проблем, характерных для параллельного интерфейса ATA.

Очевидно, что через некоторое время Serial ATA (SATA), как фактический стандарт внутренних накопителей, полностью заменит параллельный интерфейс АТА. Переход от стандартов ATA к SATA будет осуществляться постепенно, причем возможностями интерфейса АТА можно будет воспользоваться на протяжении всего времени перехода. Я полагаю, что устройства параллельного интерфейса АТА, имеющего более чем 10-летнюю историю, будут использоваться даже тогда, когда большинство персональных компьютеров перейдут к интерфейсу SATA.

В феврале 2000 года состоялся официальный Форум разработчиков Intel, на котором было объявлено о создании специальной рабочей группы, занимающейся разработкой стандарта Serial ATA. Первыми членами этой группы стали компании APT Technologies, Dell, IBM, Intel, Maxtor, Quantum и Seagate. В настоящее время группа насчитывает более 60 компаний из различных отраслей промышленности. В ноябре 2000 года была завершена первая специ-

фикация Serial ATA 1.0, которую можно получить на Web-узле Serial ATA Working Group (http://www.serialata.org). Предполагается, что к началу 2002 года последовательный интерфейс ATA будет использоваться уже во многих новых системах.

Эффективность SATA производит сильное впечатление. В настоящее время существует три версии стандарта SATA, в которых используются кабели и разъемы одних и тех же размеров. Эти версии отличаются только скоростью передачи данных. После появления первой версии стало очевидно, что эффективность интерфейса может быть увеличена в два или даже четыре раза. Спецификации стандартов SATA приведены в табл. 7.16.

Как следует из таблицы, последовательный интерфейс ATA единовременно передает только один бит данных. В интерфейсе используется узкий 7-жильный кабель с ключевыми разъемами шириной не более 14 мм (0,55 дюйма) на каждом конце. Подобная конструкция позволяет избежать проблем с циркуляцией воздуха, возникающих при использовании более широких плоских кабелей стандарта ATA. Следует заметить, что разъемы находятся только на концах кабелей. Кабели, в свою очередь, используются для соединения устройства непосредственно с контроллером (обычно на системной плате). В последовательном интерфейсе перемычки главный/подчиненный не используются, так как каждый кабель поддерживает только одно устройство. Концы кабеля совершенно одинаковы, т.е. разъем системной платы и разъем подсоединяемого устройства практически не отличаются. Максимальная длина кабеля SATA достигает одного метра (39,37 дюйма), что значительно больше 18-дюймового максимума для параллельного интерфейса ATA. Скорость передачи данных последовательного интерфейса, использующего более узкий, длинный и менее дорогой кабель, равна 150 Мбайт/с (в полтора раза больше скорости передачи параллельного ATA/100). В будущем эта скорость увеличитсядо 300 или даже 600 Мбайт/с.

Для кодирования и декодирования данных, передаваемых по кабелю, Serial ATA использует специальную схему шифрования, получившую название 8B/10B. Первоначально код 8B/10B был разработан (и запатентован) компанией IBM в начале 1980-х годов для использования в быстродействующей передаче данных. В настоящее время эта схема используется во многих высокоскоростных стандартах передачи данных, включая Gigabit Ethernet, Fibre

Таблица 7.16. Спецификации стандартов SATA

Тип	Ширина шины,	Частота шины,	Число циклов данных	Пропускная способность,
Serial ATA	бит	МГц	за такт	Мбайт/с
SATA-150	1	1500	1	150
SATA-300	1	3000	1	300
SATA-600	1	6000	1	600

Serial ATA

499

Channel, FireWire и др. Основной особенностью схемы кодирования 8B/10B является то, что количество последовательно передаваемых нулей (или единиц) не должно превышать четырех. Схема RLL 0,4 называется кодированием с ограничением длины записи (Run Length Limited — RLL), где 0 считается минимальным, а 4 — максимальным числом последовательных нулейв каждом закодированном символе.

Водном закодированном 10-разрядном символе не может быть использовано более шести или менее четырехнулей(единиц). Передача нулейиединиц осуществляется в виде изменения величины подаваемого напряжения. Поэтому промежуток между переходными напряжениями, которые подаются передатчиком, получается достаточно сбалансированным, с более устойчивым и регулярным потоком импульсов. Нагрузка схемы становится более постоянной, что приводит к повышению ее надежности. Во время преобразования 8-разрядных данных в 10-разрядные закодированные символы, некоторое количество 10-разрядных комбинаций остается неиспользованным. Часть из них применяется для управления потоком, разграничения пакетов данных, выполнения проверкиошибокиликаких-либодругихспециальныхопераций.

Всхеме физической передачи интерфейса SATA используется так называемый дифференцированный метод “без возврата к нулю” (Non-Return to Zero — NRZ). В этой схеме применяется сбалансированная пара проводов, по каждому из которых подается напряжение, рав-

ное ±0,25 В (одна четвертая вольта). Сигналы посылаются дифференцированно: если по одному проводу пары передается напряжение +0,25 В, то по другому соответственно –0,25 В. Таким образом, разность напряжений постоянно составляет 0,5 В (половина вольта). Это означает, что форма передаваемого сигнала всегда находится в противофазе по отношению к сигналу, передаваемому по смежному проводу. Дифференцированная передача минимизирует электромагнитную радиацию и позволяет упростить чтение сигналов на приемном конце.

Винтерфейсе SATA для подачи напряжения 5 и 12 В используется стандартный 4-контактный силовой разъем, а также дополнительный 15-контактный силовой кабель и разъем питания, обеспечивающие подачу электроэнергии напряжением 3,3 В. Ширина силового разъема 15-контакт- ного кабеля в этой конструкции равна всего лишь 24 мм (0,945 дюйма). Сила тока, подаваемого на контакты уровней напряжения 3,3, 5 и 12 В, достигает 4,5 А, что обеспечивает достаточную мощность даже длянаиболее энергоемкихдисководов. Для совместимости с существующими источниками питания дисководы SATA могут быть выполнены как со стандартными 4-контактными разъемамипитания, такисновыми15-контактнымисиловымиразъемами.

Конструкция сигнальных и силовых разъемов интерфейса SATA показана на рис. 7.6.

Втабл. 7.17 и 7.18 приведены параметры выводов разъема данных SATA и дополнительных силовых разъемов.

Переключатель Master/Slave (первичный/вторичный) или Cable Select (выбор кабеля), используемый при работе с устройствами параллельного АТА, в интерфейсе SATA не используется. Это значительно упрощает конфигурациюустройств последовательного интерфейса.

Последовательный интерфейс АТА, как и параллельный АТА, предназначен для работы с внутренними накопителями и не поддерживает внешние устройства хранения данных. Таким образом, интерфейс SATA не может соперничать с такими интерфейсами внешних устройств,

как, например, SCSI, USB 2.0 или IEEE-1394 (FireWire). Поэтому SATA в ближайшее время заменит, как я полагаю, параллельный интерфейс АТА.

ATA RAID

Избыточный массив независимых (или недорогих) дисковых накопителей (Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks — RAID) разрабатывался в целях повышения отказо-

устойчивости и эффективности систем компьютерных запоминающих устройств. Технология RAID была разработана в Калифорнийском университете в 1987 году. В ее основу был поло-

500	Глава 7. Интерфейс IDE

Рис. 7.6. Сигнальные и силовые разъемы SATA (Serial ATA)

жен принцип использования нескольких дисков небольшого объема, взаимодействующих друг с другом посредством специального программного и аппаратного обеспечения, в качестве одного диска большой емкости.

Первоначальная конструкция RAID предусматривала простое соединение областей памяти нескольких отдельных дисков. Но, как оказалось, подобная схема приводит к уменьшению надежности матрицы и практически не влияет на ее быстродействие. Например, четыре диска, объединенных в матрицу, которая работает как один диск, будут “сбоить” в четыре раза чаще, чем один диск той же емкости. Для повышения надежности и быстродействия матрицы ученые университета Беркли предложили шесть различных уровней RAID. Каждый из этих уровней характеризуется определенной отказоустойчивостью (надежностью), емкостью запоминающего устройства и быстродействием.

В июле 1992 года была создана организация RAID Advisory Board (RAB), которая занимается стандартизацией, классифицированием и изучением RAID. Собранные материалы находятся на Web-узле организации http://www.raid.advisory.com. RAB занимается разработкой спецификаций RAID, согласованием программ для его различных уровней, а также систематизацией класса программ для аппаратного обеспечения RAID.

В настоящее время организация RAB определила семь стандартных уровней RAID, от RAID 0 до RAID 6. Как правило, избыточный массив независимых дисковых накопителей (RAID) может быть реализован с помощью платы контроллера RAID. Кроме того, для этого может использоваться соответствующее программное обеспечение (что, правда, не рекомендуется). Существуетнесколько уровней RAID.

Уровень RAID 0 — расслоение. Содержимое файла записывается одновременно на несколько дисков матрицы, которая работает как один дисковод большой емкости. Этот уровень обеспечивает высокую скорость выполнения операций чтения/записи, но очень низкую надежность. Для реализации уровня необходимы, как минимум, два дисковода.

Уровень RAID 1 — зеркальное отражение. Данные, записанные на одном диске, дублируются на другом, что обеспечивает превосходную отказоустойчивость (при повре-

ATA RAID

501

ждении одного диска происходит считывание данных с другого диска). При этом заметного повышения эффективности матрицы по сравнению с отдельным дисководом не происходит. Для реализации уровня необходимы, как минимум, два дисковода.

Уровень RAID 2 — разрядный код коррекции ошибок. Одновременно происходит по-

битовое дробление данных и запись кода коррекции ошибок (ЕСС) на нескольких дисках. Этот уровень предназначен для запоминающих устройств, не поддерживающих

Таблица 7.17. Выводы разъема данныхSerial ATA (SATA)

Контакт	Сигнал	Описание
S1	Общий	Первая пара
S2	A+	Host Transmit+
S3	A-	Host Transmit-
S4	Общий	Первая пара
S5	B-	Host Receive-
S6	B+	Host Receive+
S7	Общий	Первая пара

Контакты разъема расположены в один ряд на расстоянии 1,27 мм (0,05 дюйма) друг от друга. Выводы заземления длиннее, поэтому они контактируют друг с другом раньше, чем сигналь-

ные или силовые контакты. Это позволяет подключать кабель во время работы компьютера.

Таблица 7.18. Выводы дополнительного силового разъемаSerial ATA (SATA)

Контакт	Сигнал	Описание
Р1	+3,3 В	+3,3 В (питание)
Р2	+3,3 В	+3,3 В (питание)
Р3	+3,3 В	+3,3 В (питание)
Р4	Общий	Первая пара
Р5	Общий	Первая пара
Р6	Общий	Первая пара
Р7	+5 В	+5 В (питание)
Р8	+5 В	+5 В (питание)
Р9	+5 В	+5 В (питание)
Р10	Общий	Первая пара
Р11	Общий	Первая пара
Р12	Общий	Первая пара
Р13	+12 В	+12 В (питание)
Р14	+12 В	+12 В (питание)
Р15	+12 В	+12 В (питание)

Контакты разъема расположены в один ряд на расстоянии 1,27 мм (0,05 дюйма) друг от друга. Выводы заземления длиннее, поэтому они контактируют друг с другом раньше, чем сигналь-

ные или силовые контакты. Это позволяет подключать кабель во время работы компьютера. Три силовых вывода используются для подачи тока силой 4,5 А на каждом уровне напряжения.

502 Глава 7. Интерфейс IDE

ЕСС (все дисководы SCSI и ATA имеют встроенный внутренний код коррекции ошибок). Обеспечивает высокую скорость передачи данных и достаточную надежность матрицы. Для реализации этого уровня требуется несколько дисководов. Насколько я знаю, в настоящее время не существует коммерческих контроллеров RAID 2 или дисководов, не поддерживающих код коррекции ошибок.

Уровень RAID 3 — расслоение с контролем четности. Объединение уровня RAID 0 с

дополнительным дисководом, используемым для обработки информации контроля четности. Этот уровень фактически представляет собой видоизмененный уровень RAID 0, для которого характерно уменьшение общей полезной емкости матрицы при сохранении числа дисководов. Однако при этом достигается высокий уровень целостности данных и отказоустойчивости, так как в случае повреждения одного из дисков, данные могут быть восстановлены. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

Уровень RAID 4 — сблокированные данные с контролем четности. Этот уровень подо-

бен уровню RAID 3 и отличается только тем, что запись информации осуществляется на независимые дисководы в виде больших блоков данных, что приводит к увеличению скорости чтения больших файлов. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

Уровень RAID 5 — сблокированные данные с распределенным контролем четности.

Этот уровень подобен RAID 4, но предполагает более высокую производительность, которая достигается за счет распределения системы контроля четности по категориям жестких дисков. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, три дисковода (два или более для данных и один для контроля четности).

Уровень RAID 6 — сблокированные данные с двойным распределенным контролем четности. Подобен уровню RAID 5 и отличается тем, что данные контроля четности записываются дважды за счет использования двух различных схем контроля четности. Это обеспечивает более высокую надежность матрицы в случае множественных отказов дисковода. Для реализации этого уровня необходимы, как минимум, четыре дисковода (два или более для данных и два для контроля четности).

Существуют также дополнительные уровни RAID, представленные определенными компаниямивкачестве нестандартных реализаций. Эти уровни официально не поддерживаются RAID Advisory Board. Обратите внимание, что более высокий номер уровня не означает более высокую эффективностьилинадежность; порядокнумерацииуровнейRAID совершеннопроизволен.

До недавнего времени практически все контроллеры RAID создавались на основе дисководов SCSI. С профессиональной точки зрения, SCSI RAID является самым приемлемым вариантом, так как он объединяет в себе положительные стороны RAID с достоинствами SCSI как интерфейса, предназначенного для поддержки нескольких дисководов. В настоящее время появились контроллеры ATA RAID, которые позволяют значительно уменьшить стоимость реализаций RAID. Как правило, контроллеры ATA RAID используются в однопользовательских системах не столько для повышения надежности, сколько для повышения их эффективности.

Реализации ATA RAID во многом проще, чем профессиональные адаптеры SCSI RAID, используемые в сетевых файловых серверах. Стандарт ATA RAID предназначен в основном для индивидуальных пользователей, стремящихся к повышению производительности системы или простому зеркальному отражению дисков для резервирования данных. Ради повышения функциональности системы адаптеры ATA RAID поддерживают уровень RAID 0, который обеспечивает расслоение данных. К сожалению, это приводит к снижению надежности дисковой матрицы, так как при повреждении диска все данные, находящиеся на нем, будут потеряны. Надежность матрицы, работающей на уровне RAID 0, повышается с увеличением количества используемых дисководов. Не ждите, что при использовании четырех дисководов

ATA RAID

503

эффективность матрицы также увеличится в четыре раза. Она будет просто близка к постоянной скорости передачи данных. Определенные непроизводительные затраты возникают из-за контроллера, выполняющего расслоение данных, а также могут быть связаны с периодом времени ожидания (имеется в виду время, используемое для поиска данных). Однако даже в этом случае эффективность матрицы будет выше, чем какого-либо отдельного дисковода.

Для достижения более высокой надежности адаптеры ATA RAID поддерживают уровень RAID 1, который представляет собой зеркальное отображение дисковода. При этом происходит дублирование данных, записанных на одном из дисков. При повреждении какого-либо дисковода система может работать с данным, сохраненными на другом диске. К сожалению, эффективность матрицы при этом практически не изменяется; более того, будет использоваться только половина существующего объема диска. Другими словами, устанавливаются два диска, а по сути получается только один (второй диск является зеркальным отображением первого).

Для того чтобы объединить высокую эффективность с повышением надежности матрицы, следует воспользоваться уровнями RAID 3 или RAID 5. Например, практически все профессиональные контроллеры RAID, используемые в сетевых файловых серверах, предназначены для работы на уровне RAID 5. При этом стоимость подобных контроллеров значительно выше. Кроме того, для реализации уровня RAID 5 необходимы, как минимум, три дисковода. Большинство контроллеров ATA RAID позволяют объединять различные уровни RAID, например уровни 0 и 1, что дает возможность повысить надежность матрицы при отсутствии дополнительных затрат. Для реализации этих уровней нужны четыре дисковода, два из которых образуют уровень RAID 0. При этом их содержимое записывается во второй массив дисков, образующих уровень RAID 1. Подобная схема позволяет примерно в два раза повысить эффективность матрицы, сохранив при этом резервный набор данных.

Контроллеры IDE RAID в настоящее время поставляются компаниями Arco Computer Products, Iwill, Promise Technology и др. Типичным примером контроллера ATA RAID являет-

ся Promise FastTrak 100/TX4. Этот контроллер дает возможность соединить до четырех дисководов, которые, в свою очередь, могут быть организованы в уровни RAID 0, 1 или режим 0+1. В этой плате также используются отдельные каналы передачи данных (кабели) ATA для каждого дисковода, чем достигается максимальная эффективность системы. Компания Promise Technology также предлагает менее дорогой контроллер стандарта ATA RAID, имеющий только два канала данных — FastTrak 100/TX2. Этот контроллер тоже позволяет соединять до четырех дисководов, но при совместном использовании двух кабелей АТА эффективность матрицы будет ниже. Это связано с тем, что дисковод может единовременно передавать данные только по одному кабелю, что снижает вдвое производительность всей матрицы.

При поиске нужного контроллера ATA RAID в первую очередь обратите внимание на следующиепараметры:

поддержка уровней RAID (в основном это уровни 0, 1 и сочетание уровней 0+1); два или четыре канала;

поддержка скоростей ATA/100;

поддержка разъемов PCI с частотами 33 или 66 МГц.

Избыточный массив независимых дисковых накопителей может быть организован и без дорогих контроллеров RAID. Для этого следует воспользоваться средствами операционных систем более старших моделей (чаще всего серверных). Например, операционные системы Windows NT/2000 и XP Server поддерживают реализацию RAID на программном уровне, используя при этом как расслоение, так и зеркальное отображение данных. Для установки параметров и управления функциями RAID, а также восстановления поврежденных данных в этих операционных системах используется программа Disk Administrator. Тем не менее при организации сервера, который должен сочетать в себе эффективность и надежность, лучше воспользоваться контроллерами ATA или SCSI RAID, аппаратно поддерживающими уровни RAID 3 или 5.

504	Глава 7. Интерфейс IDE

ГЛАВА 8

Интерфейс SCSI

Small Computer System Interface (SCSI)

Интерфейс малых компьютерных систем, или SCSI, не дисковый, а системный. Это не оче-

редная разновидность контроллера, это шина, которая может обеспечить работу восьми или шестнадцати устройств. Некоторые адаптеры позволяют подключить и больше устройств.

Одно из устройств, называемое основным (host) адаптером, выполняет роль связующего звена между шиной SCSI и системной шиной персонального компьютера. Шина SCSI взаимодействует не с самими устройствами (например, с жесткими дисками), а со встроенными в них контроллерами.

Как уже упоминалось, шина SCSI может обеспечить работу 8 или 16 подключенных к ней модулей, каждому из которых присваивается идентификационный номер — SCSI ID. Один из модулей является платой адаптера, установленной в компьютере; остальные семь — периферийными устройствами. К одному и тому же основному адаптеру можно подключать жесткие диски, накопители на магнитной ленте, CD-ROM, сканеры и другие устройства (не больше семи или пятнадцати). Так как в большинстве компьютеров можно устанавливать до четырех основных адаптеров, а к каждой шине SCSI можно подключать до 15 периферийных устройств, то общее количество устройств может достигать 60! Более того, существуют также двухканальныеадаптеры, позволяющие удвоить это число.

SCSI является быстрым интерфейсом, прекрасно подходящим для высокопроизводительных рабочих станций, серверов или каких-либо других систем, которым жизненно необходим эффективный интерфейс для устройств хранения данных. Последняя версия интерфейса Ultra4 (Ultra320) SCSI поддерживает скорость передачи данных до 320 Мбайт/с.

Покупая жесткий диск SCSI, вы на самом деле приобретаете сразу три устройства: собственно жесткий диск, контроллер и адаптер SCSI. В сущности, большинство дисков SCSI представляют собой жесткие диски IDE со встроенным адаптером шины SCSI. Но вы можете совершенно не интересоваться типом контроллера, установленного в жестком диске. Непосредственно к нему компьютер обратиться не может, как это происходит при подключении обычного контроллера к системной шине. Взаимодействие с устройствами SCSI осуществляется через основной адаптер, установленный в разъем системной шины, поэтому обратиться к жесткому дискуможно только в соответствии с протоколом SCSI.

Компания Apple первой обратила внимание на интерфейс SCSI как на довольно дешевый способ выбраться из того тупика, в который она сама себя загнала. Работающие в Apple инженеры поняли, что отказ от разъемов расширения привел к превращению компьютеров Macintosh в замкнутую систему. Тогда стало ясно, что оптимальным решением в такой ситуации станет введение в систему порта SCSI для подключения периферийных устройств. Поскольку в компьютерах PC возможность расширения была предусмотрена изначально, особой необходимости во введении интерфейса SCSI долгое время не было. Всем казалось, что восьми разъемов расширения, к которым можно подключать самые разнообразные устройства и контроллеры, вполне достаточно.

Однако сейчас интерфейс SCSI становится все более популярным в мире PC-совместимых компьютеров благодаря широким возможностям для расширения системы и разработке множества устройств со встроенным интерфейсом SCSI. Одним из обстоятельств, сдерживающих внедрение этого интерфейса, было отсутствие стандарта. Каждая компания-изготовитель имела свое представление о том, как должен работать интерфейс SCSI, особенно относительно основных адаптеров.

Интерфейс SCSI удовлетворяет стандартув той же степени, что и общеизвестный USB. В нем, как и в USB, определяются разводки контактов, а не способы взаимодействия устройств. Подсистема SCSI связывается с компьютером с помощью программ-драйверов, но, к сожалению, многие из них предназначены для работы только с конкретными устройствами и основными адаптерами. ПоддержкабольшинстваустройствSCSI встроенавоперационнуюсистемуWindows 9x.

506	Глава 8. Интерфейс SCSI

Шина SCSI внесла большую сумятицув мир PC-совместимых компьютеров именно из-за отсутствия стандартов на основные адаптеры, программные интерфейсы и способы поддержки в BIOS подключенных к шине жестких дисков SCSI. К счастью, существует несколько простых способов, с помощью которых можно избежать неприятностей, связанных с несовместимостью.

Именно из-за отсутствия стандарта на интерфейс возникают ситуации, когда в обход шины SCSI невозможно использовать жесткие диски, выполнять с них загрузку компьютера или работать с несколькими операционными системами. Стандартные системные BIOS компьютеров рассчитаны на взаимодействие с контроллерами жестких дисков ST-506/412, ESDI или ATA (IDE). Интерфейс SCSI настолько отличается от этих стандартных дисковых интерфейсов, что для того, чтобы загрузка компьютера с таких жестких дисков стала возможной, потребуется разработать принципиально иные процедуры для системной BIOS. Такие процедуры либо записаны в ROM BIOS на системной плате, либо хранятся в качестве расширения в микросхемах ПЗУ на плате основного адаптера SCSI.

Замечание

Описание êонтроллеров жестêих дисêов ST-506/412 и ESDI можно найти в предыдóщих изданиях êниãи, êоторые находятся на прилаãаемом êомпаêт-дисêе.

Поскольку Apple уже давно занимается разработкой системного программного обеспечения для интерфейса SCSI, подключать периферийные устройства к этим компьютерам очень просто. До недавнего времени ситуация с PC-совместимыми системами была гораздо хуже. Она изменилась только с появлением операционной системы Windows 95, которая поддерживала большинство имеющихся на рынке SCSI-адаптеров и устройств. Современные операционные системы Windows 98/Me и Windows 2000 поддерживают множество SCSI-адаптеров и устройств, существующихв настоящее время.

Интерфейс SCSI принят в качестве стандарта и используется практически во всех высококачественных PC-совместимых компьютерах. Основной адаптер SCSI либо устанавливается в один из разъемов, либо монтируется на системной плате. Такая конструкция на первый взгляд напоминает интерфейс IDE, поскольку диск SCSI подключается к системной плате с помощью одного-единственного кабеля. Существенная разница заключается в том, что к интерфейсу SCSI можно подключить до семи устройств (причем не обязательно жестких дисков), а к IDE — два, и их выбор весьма ограничен. По мере роста популярности интерфейса SCSI совершенствовались программы-драйверы и механизмы их взаимодействия с операционными системами, а следовательно, упрощались и процедуры подключения к системе новых периферийных устройств.

Стандарты ANSI SCSI

Стандартом SCSI определяются физические и электрические параметры параллельной шины ввода-вывода, соединяющей компьютер с периферийными устройствами по принципу последовательного подключения. Стандартом предусматривается подключение таких устройств, как жесткие диски, накопители на магнитной ленте и CD-ROM. Оригинальный стан-

дарт SCSI-1 (ANSI X3.131-1986) появился в 1986 году, стандарт SCSI-2 — в январе 1994 года,

а в 1995 году определена первая часть стандарта SCSI-3. Обратите внимание, что стандарт SCSI-3 состоит из нескольких разделов, часть из которых находится в стадии разработки.

Интерфейс SCSI был определен в качестве стандарта специальным комитетом ANSI, который носит название T10. Это технический отдел Национального комитета по стандартам

Стандарты ANSI SCSI

507

информационных технологий (National Committee on Information Technology Standards — NCITS), который работает под управлением ANSI и занимается разработкой стандартов для систем обработки информации. NCITS был ранее известен как группа X3, и стандарт SCSI впервые был опубликован под редакцией комитета T9. Первый стандарт SCSI-1 был опубликован группой X3T9 в 1986 году и официально признан ANSI как стандарт X3.131-1986. Копии рабочей документации, относящейся ко всем стандартам SCSI, могут быть получены на Web-узлетехнического комитета Т10 по адресу: http://www.t10.org.

Одним из недостатков стандарта SCSI-1 было то, что многие команды и функции не были определены как обязательные, а это не гарантировало их наличия в том или ином периферийном устройстве. В конечном счете компании-изготовители определили набор из 18 базовых команд SCSI, названный общей системой команд (Common Command Set — CCS). Эти команды должны были “приниматься к выполнению” всеми периферийными устройствами и в итоге были положены в основу стандарта SCSI-2.

Помимо формального подтверждения системы CCS, в стандарте SCSI-2 были определены дополнительные команды для организации доступа к различным накопителям: CD-ROM (в частности, для использования их звуковых возможностей), на магнитной ленте, со сменными носителями, оптическим, а также к некоторым другим периферийным устройствам. Кроме того, в качестве необязательных были определены параметры быстродействующего варианта интерфейса (Fast SCSI-2) и его 16-разрядной версии (WIDE SCSI-2). Еще одной особенностью интерфейса SCSI стал метод упорядочения команд. Суть его сводится к тому, что периферийное устройство может принять сразу несколько команд и выполнять их в том порядке, который сочтет наиболее эффективным. Такая возможность особенно важна при работе с многозадачной операционной системой, когда на шинуSCSI может быть одновременно выдано несколько запросов.

Группа X3T9 приняла стандарт SCSI-2 под шифром X3.131-1990 в августе 1990 года, а в декабре того же года документ был отозван для доработки перед окончательной публикацией. Окончательно стандарт SCSI-2 был принят только в январе 1994 года, хотя он мало изменился по сравнению с первоначальным вариантом. В настоящее время стандарт SCSI-2 имеет

шифр ANSI X3.131-1994.

По заявлениям большинства производителей, их основные адаптеры соответствуют одно-

временно стандартам X3.131-1986 (SCSI-1) и X3.131-1994 (SCSI-2). Заметим, что в SCSI-2

предусмотрены практически все возможности SCSI-1, поэтому любое устройство, соответствующее стандарту SCSI-1, соответствует и требованиям SCSI-2. Многие изготовители рекламируют свои устройства как соответствующие требованиям SCSI-2, но это отнюдь не означает, что в них предусмотрены все дополнительные (необязательные) функциональные возможности, включенные в этот стандарт.

Например, в необязательную (рекомендуемую) часть включено описание быстрого синхронного режима, в котором синхронный обмен данными происходит с удвоенной (от 5 до 10 Мбайт/с) скоростью. Работая в “быстром” (Fast) режиме передачи с 16-разрядной шиной Wide SCSI, можно довести скорость обмена данными до 20 Мбайт/с. Стандартом SCSI-2 (в необязательной части) предусмотрена и большая разрядность шины данных (32-разрядная), но на сегодняшний день производители воздерживаются от выпуска 32-разрядных устройств из-за их слишком высокой стоимости. Большинство устройств SCSI выпускаются в 8-разрядном или “ускоренно-расширенном” (Fast/Wide) варианте. Но даже те из них, в которых не предусмотрен быстрый режим и увеличенная разрядность шины, могут соответствовать обязательным требованиям стандарта SCSI-2.

Стандарт SCSI-3 состоит из нескольких стандартов. Стандарт SPI (SCSI Parallel Interface) определяет взаимодействие между параллельными устройствами SCSI. Существует несколько версий этого стандарта: SPI, SPI-2, SPI-3 и SPI-4. Первые три версии опубликованы, а четвертая пока лишь определена как предварительная.

Различныетермины, описываемыесовременнымистандартамиSPI, представленывтабл. 8.1.

508	Глава 8. Интерфейс SCSI