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SCSI硬盘的全方位理解

Watchstor.com  佚名丨2009-09-16 14:09 标签:HBA 硬盘/SSD 硬盘 

SCSISmall Computer System Interface)单纯的从英文直译过来叫做小型电脑系统接口,这是一种专门为小型计算机系统设计的存储单元接口模式,它是在1979年由美国的施加特(Shugart)公司(希捷的前身)研发并制订,并于1986年获得ANSI(美国标准协会)承认。SCSI硬盘从发明到现在已经有了十几年的历史,它的强大性能表现使得许多对性能要求非常严格的计算机系统采用。SCSI硬盘是一种特殊的总线结构,可以对计算机中的多个设备进行动态分工操作,对于系统同时要求的多个任务可以灵活机动的适当分配,动态完成。这个功能是IDE设备所望尘莫及的。也正是由于SCSI硬盘拥有这些出众的优点,使得SCSI硬盘能够在专业应用中占据绝对的主导地位。在这么多年中,SCSI硬盘并没有停足不前,面对IDE设备的强大挑战,SCSI硬盘也在不停的向前发展。

SCSI硬盘的发展

在20世纪90年代初,SCSI硬盘接口发展为SCSI硬盘-2,也就是我们常说的Fast SCSI硬盘,Fast SCSI硬盘是通过提高同步传输时的频率使数据传输速率从原有的5MB/s提高为10MB/s,在Fast SCSI硬盘之后又出现了可以支持16位并行数据传输的Wide SCSI硬盘(原来的SCSI硬盘和Fast SCSI硬盘标准均为8位并行数据传输),将数据传输率再提高为20MB/s。也正是因为这个原因,原有的只支持8位并行数据传输的SCSI硬盘被称为Narrow SCSI硬盘。

到了1995年,硬盘技术的发展到了一个新的高度,面对日益强大的IDE设备,更为高速的SCSI硬盘接口SCSI硬盘-3诞生了。SCSI硬盘-3俗称Ultra SCSI硬盘(数据传输率20MB/s),当使用16位传输的Wide模式时,数据传输率更高达40MB/s。也就是这个时期,“高端、高速、高性能惟有SCSI硬盘”成为了人们的一种思维定式,大家渐渐的清楚认识到了SCSI硬盘的威力所在。

时间转到了1997年,为了对抗IDE设备的强大新生力量Ultra ATA标准,不甘示弱的SCSI硬盘阵营也于1997年中推出了新的Ultra2 SCSI硬盘规格(Fast-40),目前已有多种SCSI硬盘支持Ultra 2 SCSI硬盘。不过,采用LVD(Low Voltage Differential,低压差动)传输的Ultra2 SCSI硬盘难以与原有的低速设备兼容,因此现阶段个人用户主要接触到的还是Ultra(Wide)SCSI硬盘接口的设备。另外,在1998年9月,数据传输率高达160MB/s的Ultra160 SCSI硬盘(Wide模式下的Fast-80)规格已正式公布。可是最近,更为高速的Ultra320 SCSI硬盘(Wide模式下的Fast-160)出现了,新一代SCSI硬盘将对应这一最新的硬盘接口。

SCSI硬盘的接口类型

接口类型是指该SCSI硬盘与电脑主机之间的连接方式或类型。与IDE硬盘相比,SCSI硬盘接口标准更高、读写速度更快、数据缓存更大、电机转速更高、寻道时间更短、CPU占用率更低并且拥有自己独立的I/O Proccessor;所有这些特性都注定SCSI硬盘是硬盘中的速度之王。

SCSI硬盘规范发展到今天,已经是第六代技术了,从刚创建时候的SCSI硬盘(8bit)、Wide SCSI硬盘(8bit)、Ultra Wide SCSI硬盘(8bit/16bit)、Ultra Wide SCSI硬盘 2(16bit)、Ultra 160 SCSI硬盘(16bit)到今天的Ultra 320 SCSI硬盘,速度从1.2MB/s到现在的320MB/s有了质的飞跃。目前的主流SCSI硬盘都采用了Ultra 320 SCSI硬盘接口,能提供320MB/s的接口传输速度。

光纤通道作为SCSI硬盘的一种替代的连接标准的解决方案目前正在被开发和使用。毋庸置疑,光纤通道是三种接口中传输速度最高的,它利用光的全反射原理进行传输,其信号失真率小。由于其带宽大,在光纤的每个结点都可以达到100Mb/s,而且可以叠加到1Gb/S,之间不受任何干扰,传输速度高。同时,光纤通道提供了多种增强的连接技术,服务器系统可以通过光缆远程连接,最大可跨越10公里,每个光纤仲裁环路最多可连接126个设备。由于光纤不需要终结器,同时它支持网络设备的连接,所以它比SCSI硬盘电缆连接更容易,但其连接技术较难实现。同时由于光纤设备的代价较高,所以目前还没有光纤通道的硬盘,FC(光纤通道)RAID适合磁盘阵列柜连接,在阵列柜上将光纤通道和SCSI硬盘转换,而阵列柜中只需要用SCSI硬盘进行连接即可,从而可降低成本。

SCSI硬盘 VS IDE

1、性能表现

SCSI硬盘:性能表现出众,由于SCSI硬盘控制器上有一个相当于CPU功能的控制芯片,能够处理大部分工作(能够部分降低系统CPU占用率)。

IDE: 整体性能表现一般,CPU占用率较SCSI硬盘明显高。

由于市场定位问题,SCSI硬盘产品档次普遍较IDE产品为高,例如转速、缓存、数据传输率等。

2、价格因素

由于SCSI硬盘主要针对商业用户专业应用,外围设置比较复杂,所以SCSI硬盘一向是高价格的代名词。IDE产品价格比较低廉,主要针对桌面型电脑应用。

3、易用性

SCSI硬盘:由于产品的构造原因,SCSI硬盘的使用比较复杂,而且因为SCSI硬盘 ID和总线终结器设置错误容易引起各种问题,问题的原因比较专业,一般用户难以解决。

IDE:IDE设备仅有主、副设备之分,在同一数据线上只有两个设备,只要正确设置就不会出现问题,技术含量相对于SCSI硬盘低,一般用户可以自行解决故障问题。

4、产品扩展功能

SCSI硬盘:扩展能力极强, 一条通道上最多可以连接15个设备(控制卡本身占用一个设备空间,也就是剩下14个空间可以接SCSI硬盘设备),双通道就是30个。

在实际的应用中选择SCSI硬盘还是IDE,关键在于你的需求,如果你只是一个普通的电脑用户,你完全不用考虑SCSI硬盘设备。但是换句话说,如果你使用计算机来做视频捕捉、影像编辑、数据处理等要求大量磁盘数据输入/输出的工作,相信SCSI硬盘绝对是你的上上之选,采用SCSI硬盘设备意味着稳定、高速,在这种需求的情况下选用廉价却又相对低性能的IDE硬盘是得不偿失的。

SCSI硬盘到底好在哪里:

在接口速度方面:

SCSI硬盘(Small Computer System Interface,小型计算机系统接口)原是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术,现在越来越多地出现在PC服务器上,SCSI硬盘接口正在成为PC服务器的标准接口。

而IDE接口则是普通PC的标准接口。早期IDE接口的数据传输率非常低,从PIO 0模式到UDMA33、UDMA66、UDMA100,直至最新的ATA/133标准,理论上的数据传输率只达到133MB/s。采用Ultra WIDE、Ultra 2 WIDE、Ultra 160/m标准的SCSI硬盘接口速度分别可以达到40MB/s、80MB/s、160MB/s,现在Ultra 320标准已经确定,数据传输率已经达到了320MB/s。

在转速方面:

硬盘转速是决定传输性能的一个关键因素。当主流IDE硬盘的转速在5400rpm时,SCSI硬盘的转速就已经达到7200rpm,而现在IDE硬盘转速提高到7200rpm时,SCSI硬盘的转速早已高达15000rpm了。高转速意味着硬盘的平均寻道时间短,能够迅速找到需要的磁道和扇区,所以在转速上IDE硬盘已经同SCSI硬盘无法相提并论了。

在缓存容量方面:

缓存容量也是影响硬盘性能的重要因素之一。SCSI硬盘一般都配置了容量相对较大(8MB甚至更多)的缓存,用来解决硬盘与内存之间的传输速度瓶颈问题。同时,SCSI硬盘采用了巨型磁阻磁头(GMR)技术,其读、写分别由不同的磁头来完成,大大提高了硬盘的速度。

而IDE硬盘的缓存容量则比较小,一般为2MB,虽然现在也出现了8MB缓存的IDE硬盘,提高了一些IDE硬盘的性能,但是由于IDE硬盘的先天不足,所以其性能没有得到显著的提升。

在CPU占用率方面:

比较SCSI硬盘和IDE硬盘的CPU占用率,可以发现SCSI硬盘具有相当的优势。SCSI硬盘可通过独立的、高速的SCSI硬盘卡来控制数据的读写操作,大大提高了系统的整体性能。

而IDE硬盘没有专用的数据处理芯片来担当数据处理重任,所以对CPU的占用比较多,比如当保存一个比较大的Word文件时,您就会发现计算机停顿一下,这是因为CPU处理数据的结果。

在多任务方面:

SCSI硬盘支持多任务,表现在它允许对一个设备进行数据传输的同时,另一设备对其进行数据查找,这在如网络服务器系统中非常重要得,因为它们经常需要同时处理许多并行请求,此时如果存储系统不支持多任务性,那存储系统都不知道该去响应谁的请求了。

在扩展性方面:

SCSI硬盘的扩展性要比IDE好得多。一般每个IDE系统可有两个IDE通道,总共连4个IDE设备,使用比较特殊技术的主板也只能最大支持8个设备。而SCSI硬盘接口可连接7~15个设备,比IDE要多很多。现在IDE只有硬盘和光驱两类设备,SCSI硬盘则多得多,比如扫描仪、打印机等。

IDE的电缆长度大约为45cm,SCSI硬盘则可以达到1.5~12m,甚至更长,安装的自由度高了很多。由于SCSI硬盘设备的中断共享,即只由SCSI硬盘卡占用一个中断,连接在其上的设备由SCSI硬盘卡提供ID地址。因此使中断得到了扩展,解决了出现中断冲突的问题。

在热插拔特性方面:

SCSI硬盘支持热插拔的硬盘安装方式,可以在服务器不停机的情况下拔出或插入硬盘,操作系统可自动识别硬盘的改动。这种技术对于24小时不间断运行的服务器来说是非常必要的。当然并不是所有的SCSI硬盘都支持热插拔,只有符合热插拔标准的SCSI硬盘才可以实现热插拔。

而没有这种特性的IDE硬盘则不同了,在不停机的情况下,谁敢把IDE硬盘拔出来再插进去?

通过以上介绍,您现在知道服务器为什么要用SCSI硬盘了吧?不过,需要说明的是:SCSI硬盘的价格较贵,同样容量的SCSI硬盘价格会比IDE硬盘贵80%以上,所以SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站。

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