Aktuality  |  Články  |  Recenze
Doporučení  |  Diskuze
Grafické karty a hry  |  Procesory
Storage a RAM
Monitory  |  Ostatní
Akumulátory, EV
Robotika, AI
Průzkum vesmíru
Digimanie  |  TV Freak  |  Svět mobilně

SCSI - proč, jak, nač ?

27.2.1999, Vít Zatloukal, zpráva
SCSI - proč, jak, nač ?
První seznámení s SCSI sběrnicí.
S pojmem SCSI se setkal asi každý, avšak ne každý má SCSI ve svém počítači. Všeobecné povědomí o SCSI je asi takové, že je to rozhraní pro pevné disky serverů. Není to tak úplně nepravda, ale ani to není úplná pravda. SCSI (vyslovuje se "skazi" je zkratka anglického Small Computer System Interface (doslova "malé počítačové systémové rozhraní"), což je název poněkud zavádějící. SCSI není ani tak rozhraním jako spíše sběrnicí a přívlastek "malé", označující její používání v malých počítačích, dnes už také neplatí - kromě opravdu "velkých" počítačů je možné se s SCSI setkat téměř všude.

První iniciativy v oblasti SCSI se datují do roku 1979 a náleží kalifornské firmě Shugart, která toto sběrnicové rozhraní představila poprvé v roce 1981, a díky tomu, že byla zveřejněna i jeho specifikace, stalo se zakrátko standardem, na jehož dalším vývoji pracuje v současné době asi 50 firem včetně takových jako jsou Adaptec, AT&T, DEC, IBM, Maxtor, Seagate, SUN, Western Digital a další.

Sběrnice SCSI se používá převážně k připojení různých počítačových periferií (pevné disky, scannery, CD mechaniky, páskové zálohovací mechaniky apod.). SCSI je kabelová sběrnice a je vhodná dokonce i pro propojení počítačů mezi sebou nebo připojení přenosných počítačů do sítě nebo k pevně umístěným periferním zařízením. V počítačích je SCSI sběrnice nejčastěji realizována pomocí zásuvné karty pro ISA nebo PCI sběrnici, která se nazývá řadič SCSI. Další možností realizace SCSI je externí převodník připojovaný k počítači přes paralelní port (nebo PCMCIA kartu), případně může být SCSI řadič integrován přímo v základní desce.

Protože SCSI je kabelovou sběrnicí, po které se šíří vysokofrekvenční signály (5-40Mhz), musí mít určité fyzikální vlastnosti, aby nedocházelo k rušení signálů. V první řadě je omezena její délka (1,5-6 metrů podle typu) a dále je nutné, aby její konce byly terminovány (ukončeny - v podstatě ohmickým odporem, který na koncích sběrnice zabraňuje odrazu signálů, které by způsobovaly rušení). V praxi se terminace provádí buď samostatným členem (terminátorem), novější zařízení už umožňují zapnout v sobě obsažený terminátor (nejnovější to dokážou rozpoznat automaticky).

Jednou z nejvýraznějších charakteristik (a také výhod SCSI) je její nezávislost na připojovaných zařízeních (hardware). Každé zařízení připojené k SCSI musí proto mít vlastní řadič vyhovující definicím SCSI, který se stará o komunikaci tohoto zařízení s ostatními. Komunikaci na SCSI řídí SCSI řadič, takže touto činností není zatěžován procesor. Zařízení jsou rozdělena do několika tříd, v rámci nichž se s nimi pracuje stejným způsobem. Komunikace na SCSI pak probíhá tak, že iniciátor (většinou SCSI řadič - na popud počítače) předá požadavek na přenos dat provádějícímu zařízení (targetu), které po ukončení přenosu o tom podá iniciátoru zprávu. Iniciátor se mezitím může věnovat jiné činnosti. SCSI také disponuje funkcí Disconnect/Reselect-Function (funkce rozpojení a opětovného zřízení spojení), která umožňuje v době, kdy zařízení provádí interní činnosti (nastavení hlav pevného disku, vyhledání místa na pásce apod.), dát sběrnici fyzicky k dispozici pro jiný přenos, aniž by došlo k logickému přerušení předchozího spojení (tím je možno dosáhnout výrazně vyššího výkonu v případě více připojených zařízení). Další možností optimalizace je Command Queuing (příkazová fronta) - zařízení zpracovává požadované příkazy ne podle toho, jaká je jejich časová posloupnost, ale tak, jak je to pro ně optimální.

Shrňme si tedy základní charakteristiky SCSI:

  • Nezávislost na typu zařízení - toho se dosahuje definováním logického rozhraní, přes které je přenášen souvislý sled logických datových bloků.
  • Bezpečný přenos korektních dat - o korektní přenos dat se stará samo zařízení pomocí paritních signálů.
  • Zřetězení a optimalizace příkazů.
  • Vysoký výkon.
  • Společné sady příkazů pro všechny třídy zařízení.

Každé SCSI zařízení musí mít jednoznačně přiřazenou adresu (SCSI ID - identifikační bit), kterou přiděluje uživatel (jumpery na příslušném zařízení nebo softwarově, je-li to zařízením umožněno). Každé adrese je pevně přiřazena priorita, to je důležité v případě, kdy chce sběrnici používat několik zařízení současně. Nejvyšší prioritu má adresa číslo 7, která je přidělována SCSI řadiči, dále priorita klesá od adresy 7 do 0 a ještě dále od adresy 15 k 8.

Standardy SCSI se vyvíjely a dále se vyvíjejí. Prvním standardem byl SCSI-1, který SCSI definoval jako osmibitovou sběrnici pracující na frekvenci 5MHz, tedy s přenosovou rychlostí 5MB/s (= 8bitů x 5MHz / 8). Protože je SCSI-1 osmibitová, může k ní být připojeno maximálně osm zařízení, z nichž jedním musí být řadič (zbývá tedy sedm možností pro připojení ostatních zařízení). Dalším standardem se stal SCSI-2, který přinesl dvě významná vylepšení - rozšíření sběrnice na 16 bitů (označuje se jako Wide) a zvýšení frekvence na 10MHz (Fast). Místo označení SCSI-2 se v praxi používají názvy těchto rozšíření, které SCSI charakterizují. SCSI-3 přinesl mimo jiné ještě další zvyšování frekvence na 20 MHz (Ultra SCSI) a 40 MHz (Ultra2 SCSI). Obě Ultra i Ultra2 SCSI lze pochopitelně rozšířit na 16 bitů, takže získáme přenosovou rychlost až 80MB/s v případě Fast Ultra2 SCSI. Rozšiřování sběrnice a zvyšování její frekvence však s sebou přineslo jednu nepříjemnou skutečnost, a tou je nutnost jejího zkracování. Proto byla vyvinuta technologie LVD (Low Voltage Differential), kterou lze aplikovat na všechny standardy SCSI a může mít maximální délku až 12 metrů. Charakteristiky jednotlivých standardů jsou shrnuty v následující tabulce:

TypDatová šířkaFrekvencePřenosová rychlostMax. zařízení
SCSI-18 bitů5 MHz5 MB/s8
Fast SCSI-28 bitů10 MHz10 MB/s8
Wide SCSI-216 bitů5 MHz10 MB/s16
Fast Wide SCSI-216 bitů10 MHz20 MB/s16
Ultra SCSI-38 bitů20 MHz20 MB/s8
Ultra2 SCSI-38 bitů40 MHz40 MB/s8
Wide Ultra SCSI-316 bitů20 MHz40 MB/s16
Wide Ultra2 SCSI-316 bitů40 MHz80 MB/s16
Typ SCSI je dán pochopitelně použitým SCSI řadičem, přičemž jednotlivé SCSI standardy jsou zpětně kompatibilní, což znamená, že je možné současně používat zařízení libovolných standardů (celkový výkon pak bude samozřejmě limitován nejpomalejším zařízením).