Интерфейсы жестких дисков

Развитие интерфейсов жестких дисков шло двумя параллельными путями: дешевым и дорогим. Дорогое решение заключалось в создании на плате самого винчестера отдельного интеллектуального контроллера, который бы брал на себя значительную часть работы по взаимодействию с винчестером. Результатом этого подхода явился интерфейс SCSI, который быстро завоевал популярность на рынке серверов.

Простое и дешевое решение - переложить значительную часть операций по вводу-выводу на центральный процессор. У этого решения вполне очевидный недостаток: снижение общей вычислительной мощности системы, особенно заметное при многозадачной работе. Результатом этого подхода явился интерфейс IDE.

Тем самым на сегодня мы имеем два типа дисков: высокопроизводительные SCSI и «ширпотреб» - IDE (PATA, SATA). Принципиальных различий в устройстве самих винчестеров SCSI и IDE нет, но исторически сложилось, что SCSI рассчитан на сегмент дорогих серверных решений, поэтому в среднем они быстрее и, как следствие, существенно дороже.

Интерфейс scsi

SCSI (Small Computer System Interface – интерфейс малых компьютерных систем, произносится как скази) — интерфейс, разработанный для объединения на одной шине различных по своему назначению устройств, таких как жёсткие диски, накопители на магнитооптических дисках, приводы CD, DVD, стримеры, сканеры, принтеры и т. д. Теоретически возможен выпуск устройства любого типа на шине SCSI.

SCSI широко применяется на серверах, высокопроизводительных рабочих станциях.

Существует множество различных вариантов SCSI. В зависимости от варианта интерфейса скорость передачи данных может достигать 320 Мегабайт в секунду (используя интерфейс Ultra320 SCSI). На расстоянии 12 метров можно создать последовательную цепь из 15 устройств, подключенную к каналу SCSI.

Контроллер SCSI является по сути самостоятельным процессором и имеет свою собственную BIOS (которая иногда может размещаться в BIOS материнской платы). Он выполняет все операции по обслуживанию и управлению шиной SCSI, освобождая от этого центральный процессор.

Преимущество SCSI состоит в том, что несколько устройств могут пользоваться шиной одновременно, процессор компьютера при этом не загружается. Наиболее целесообразно использовать SCSI если требуется множественный доступ к различным областям дисков, запись/считывание данных небольшими (4-64 KB) блоками. К этой сфере относится работа с базами данных, различные варианты файл-серверов с большим количеством пользователей. Здесь требуются высокие скорости случайной (random) записи/чтения.

В настоящее время последовательная шина SAS (Serial Attached SCSI) постепенно вытесняет традиционную параллельную шину SCSI. SAS является последовательной шиной и разработан для замены параллельного интерфейса SCSI.

Для управления SAS-устройствами по-прежнему используются команды SCSI. SAS поддерживает передачу информации со скоростью до 3 Гбит/с (375МБ/с); ожидается, что скорость передачи достигнет 10 Гбит/с (1250 МБ/с).

Интерфейс SCSI использует общую шину. Таким образом, все устройства подключены к одной шине, и с контроллером одновременно может работать только одно устройство. Интерфейс SAS использует соединения точка-точка — каждое устройство соединено с контроллером собственным каналом.

SAS поддерживает большое количество устройств (теоретически до 16384), в то время как интерфейс SCSI поддерживает до 15.