SCSI（小型计算机系统接口）工作原理

引言

计算机中布满了总线——从一个位置向另一个位置传输信息和电力的高速通道。例如，将MP3或数码相机连接到计算机时，您可能会使用通用串行总 (USB)端口。对于存储图片、音乐等的小型电子设备，USB端口完全可以胜任传输数据和充电的工作。但是，这种总线还不足以同时支持整台计算机和服务器以及其他许多设备。

­ 如图所示，SCSI设备通常连接到控制器卡。

在这种情况下，就需要使用SCSI这样的总线。SCSI原意是小型计算机系统接口，但实际上，它已超出了“小型”的范围。它是一种快速总线，可以同时将大量设备连接到计算机，这些设备包括硬盘驱动器、扫描仪、CD-ROM/RW驱动器、打印机和磁带机。在新系统中，串行ATA(SATA)等其他技术已在很大程度上取代了SCSI，但SCSI仍在使用。本文将介绍SCSI基础知识，提供有关SCSI类型和规范的相关信息。

SCSI基础知识

SCSI是在一种老式专有总线接口（称为施加特联合系统接口，缩写为 SASI）的基础上发展而来的。SASI最初是由Shugart Associates和NCR Corporation在1981年合作开发的。1986年，美国国家标准协会(ANSI)批准了SASI的修正版SCSI。SCSI使用一个控制器，向支持SCSI的设备（如硬盘驱动器和打印机）传输数据，同时接收来自这些设备的数据，并为其提供电力。

SCSI连接器

SCSI具有许多优点。它的速度相当快，最高可达320兆字节每秒(Mbps)。问世20多年来，经过充分测试，因而它享有性能可靠的美誉。与串行ATA和FireWire一样，您可以在一条总线上连接多个设备。此外，SCSI可在大多数计算机系统中使用。

但是，SCSI也有一些潜在的问题。它对BIOS（基本输入输出系统）的支持比较有限，必须针对每台计算机进行配置。此外也没有通用的SCSI软件接口。最后，不同的SCSI类型具有不同的速度、总线宽度和连接器，因此它们非常容易混淆。不过，只要了解“Fast”、“Ultra”和“Wide”的含义，这些SCSI类型也比较容易理解。下面将介绍一下这些类型。

RAID

SCSI常用于控制独立磁盘冗余阵列(RAID)。串行ATA(SATA) 等其他技术也可用于这一用途。新型SATA驱动器往往比SCSI驱动器更快，也更便宜。
RAID是一组硬盘驱动器，通常被视为大型驱动器。这些驱动器可同时读写数据，称为条带。RAID控制器确定哪个驱动器获取哪些数据块。当驱动器写入数据时，控制器会将数据发送到另一个驱动器，或从另一个驱动器读取数据。

通过镜像和奇偶校验，RAID还提高了容错性。镜像是在另一个硬盘驱动器上创建某个驱动器数据的准确副本。奇偶校验使用至少三个硬盘驱动器，将数据按序写入每个驱动器，最后一个驱动器除外。最后一个驱动器存储一个数字，该数字表示其他驱动器上数据的总和。有关RAID和容错性的更多信息，请参考此页。

SCSI类型

SCSI有三个基本规范：

• SCSI-1：SCSI-1是在1986年开发的原始规范，现已不再使用。它规定总线宽度为8位，时钟速度为5MHz。
  
• SCSI-2：1994年采用，此规范包括通用指令集(CCS)——支持任何SCSI设备所必需的18个命令。在此规范中，可以选择将时钟速度提高一倍，达到10MHz (Fast)，将总线宽度增加为原来的两倍，即16位，将设备数增加为15个(Wide)，或者同时实现上述两种升级(Fast/Wide)。SCSI-2还增加了命令队列，允许设备存储命令，并从主机排列命令优先级。
  
• SCSI-3：此规范于1995年正式出台，包括一系列较小范围的标准。涉及SCSI并行接口(SPI)的一组标准在SCSI-3中得到了继续发展，SPI是SCSI设备之间的通信方式。大多数SCSI-3规范都以Ultra开头，如Ultra for SPI规范、Ultra2 for SPI-2规范和Ultra3 for SPI-3规范。名称中的Fast和Wide的含义与SCSI-2中的一样。SCSI-3是当前正在使用的标准。

双倍总线速度、双倍时钟速度和SCSI-3规范的不同组合，产生了许多不同的SCSI规范。下表对几种不同规范进行了比较。很多较慢的规范已不再使用——在此列出仅作比较之用。

除了总线速度提高之外，Ultra320 SCSI还使用打包数据传输，从而提高其效率。Ultra2也是最后一种具有“窄”（8位）总线宽度的规范。

所有这些SCSI类型都是并行的