Разновидности scsi.

Работа над новым стандартом SCSI-2 началась в том же 1986-м году, когда был принят стандарт на SCSI-1. Первоначальная его цель состояла в объединении SCSI-1 со стандартным набором команд (Standard Command Set, SCS) и внесении некоторых улучшений. Однако в итоге этим дело не ограничилось, и принятый в 1993 году документ значительно превосходил по объему первую свою версию, а кроме того, имел несколько существенных отличий и усовершенствований по сравнению с предыдущим. Так, он определял интерфейс с более высокими частотами (например, 10 МГц для быстрых разновидностей Fast SCSI вместо 5 МГц для SCSI-1 и стандартного SCSI-2 «без приставок») и более широкой шиной (в частности, 16 бит для «широких» разновидностей Wide SCSI), а также иную, дифференциальную сигнализацию.

Несимметричный и дифференциальный интерфейсы

С увеличением скорости и протяженности кабеля качество принимаемого сигнала ухудшается. Чем выше скорость, тем меньше должна быть протяженность кабеля, и наоборот. Однако современные приложения требуют все больших скоростей, при этом длина шины должна иметь приемлемую величину. Например, в случае внешнего дискового массива RAID шины длиной 1,5 м может оказаться недостаточно для удобного размещения компьютера и массива, а шина длиной 6 м может не обеспечивать достаточную скорость. Используемый в SCSI-1 метод передачи сигналов налагал очень жесткие ограничения на протяженность шины (не более 6 м), а с увеличением скорости эти ограничения стали еще жестче. Так, увеличение скорости в два раза ведет к уменьшению длины шины до 3 м, а в четыре раза — до 1,5 м. Все это потребовало введения качественно иного метода сигнализации.

В SCSI-1 все устройства имели несимметричный (single-ended) интерфейс, в SCSI-2 они могут иметь и дифференциальный (differential) интерфейс. Основное отличие между этими двумя разновидностями с технической точки зрения состоит в количестве используемых для передачи одного бита линий.

В случае несимметричного интерфейса одна линия определяет один бит. Высокое напряжение (сигнал отрицания) соответствует логическому нулю, а низкое напряжение (сигнал утверждения) — логической единице. Значение сигнала определялось из сравнения с сигналом на линии «земля». Такой метод сигнализации порождал значительные шумы — отсюда и жесткие ограничения на расстояние.

В случае дифференциального интерфейса один бит определяется двумя линиями как разница между двумя сигналами, при этом сигналы обозначаются просто как «+» и «–». Это метод сигнализации значительно менее подвержен шумам, поэтому он позволяет иметь шины большей длины (до 25 м). Кроме того, отсутствие шумов упрощает терминирование.

Однако все имеет свою цену. Несмотря на возможность использования одних и тех же кабелей и соединителей, дифференциальные устройства несовместимы с несимметричными — они не могут сосуществовать на одной шине и имеют несовместимые терминаторы. Кроме того, дифференциальные устройства стоят несколько дороже.

Основные отличия scsi-2 от scsi-1

Помимо чисто технических отличий, таких, как увеличение частоты и ширины шины, и введения дифференциального интерфейса, SCSI-2 имеет и множество других функциональных отличий от SCSI-1. Ниже кратко перечислены основные.

Благодаря командам Disconnect и Reconnect периферийное устройство может освободить шину на время выполнения им полученной команды, например поиска данных на диске. Как следствие, главный адаптер получает возможность в это время обратиться к другому устройству на шине. Таким образом, адаптер может передавать (или принимать) данные с одного диска, пока другие осуществляют поиск. В результате это позволяет повысить эффективность использования шины, когда к ней подключено несколько устройств. За счет этого и других усовершенствований накладные расходы удалось в результате снизить до уровня менее 30%.

Благодаря возможности постановки команд в очередь хост может передать периферийному устройству сразу несколько команд, а оно уже перегруппирует их по своему усмотрению с целью оптимизации своей работы, например выполнит второй по очередности запрос вместо первого для повышения общей пропускной способности. Вообще говоря, стандарт не определяет способы оптимизации выполнения команд, и каждый производитель делает это по-своему. Например, в случае дисков это может быть «конвейерный алгоритм» (elevator algorithm), когда диск обслуживает только те запросы из очереди, выполнение которых не требует возвратного движения головки чтения/записи. Отложенные же запросы диск выполняет после достижения головкой конца диска. Различия в алгоритмах оптимизации не влияют на совместимость устройств. Однако при этом постановка команд в очередь должна поддерживаться обоими устройствами (поддержка этой функции является, вообще говоря, необязательной).

Для каждых 8 бит данных шина теперь передает один бит контроля четности. Таким образом, в случае шины шириной 16 бит битов контроля четности два. SCSI используется проверка на нечетность (odd parity), т. е. значение бита четности задается таким образом, чтобы общее число единичных битов, включая бит четности, было нечетным. Контроль четности позволяет выявить единичные ошибки при передаче. При использовании высококачественных кабелей и соблюдение ограничений стандарта этого, как правило, оказывается достаточно. Кроме того, в качестве одной из мер повышения надежности шины в SCSI-2 предусматривается, в частности, поддержка классификации ошибок и сообщений об ошибках.

Список поддерживаемых шиной типов устройств SCSI расширился в два раза. Теперь шина может поддерживать до 10 разных типов устройств.