1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

SCSI-контроллеры Ultra160

SCSI — Основы: Описание стандарта Ultra160

  • Введение
  • Описание стандарта Ultra160
  • Описание стандарта Ultra320

Технология Ultra160 SCSI

В течении 15 лет SCSI был и остается решением для самого широкого круга компьютерных (и не только) систем, от компьютеров Apple » ® Macintosh® до современных сетевых серверов и рабочих станций. Сегодня в мире используется более 300 миллионов SCSI устройств, и это число постоянно увеличивается. Начиная с первого стандарта SCSI -1, со скоростью в 5 МБ/с, и до сегодняшнего Ultra160 SCSI , со скоростью в 160 МБ/с, SCSI устройства обеспечивали максимально доступную производительность. На рис.1 представлено развитие стандарта SCSI с 1995 и до 2001 года, когда появился очередной стандарт со скоростью передачи данных в 320 МБ/с.

Ultra160 это уже пятое поколение SCSI продвигающее производительность дисковых систем на следующий уровень. Этот стандарт обеспечивает двух-кратное, по сравнению с Ultra2 SCSI , и четырех-кратное, по сравнению с Ultra SCSI , увеличение производительности.

Преимущество Ultra160 заключается не только в более высокой скорости передачи данных, но и в увеличении надежности, максимальной емкости, и в снижении суммарной стоимости системы в целом. Кроме того, Ultra160 продолжает поддерживать SCSI устройства всех предшествующих стандартов, что упрошает и удешевляет переход к новой технологии.

Увеличение производительности

Ultra160 SCSI это реальный прогресс в постоянно развивающейся технологии SCSI . Прирост производительности обеспечивается за счет передачи двух бит данных за один цикл, а не одного, как в случае Ultra2 SCSI , что позволяет обеспечить скорость в 160МБ/с.

Этот подход, известный как «double-transition clocking (DTC)», позволяет и шине данных и шине синхронизации работать на частоте в 40МГц. DTC это только одно из многих преимуществ стандарта Ultra160 SCSI .

«High-End» компьютерные системы должны постоянно увеличивать скорость передачи данных в соответствии с почтоянно растущей (за счет увеличения плотности записи и скорости вращения шпинделя) производительностью жестких дисков. В среднем, производительность жестких дисков увеличивается на 35% в год. Чтобы предотвратить переполнение шины данных и ограничения на количество дисков, скорость шины данных должна увеличиваться соответствующим образом. Т.е., скорость шины должна удваиваться, как минимум, каждые два года.

Производительность жестких дисков продолжает расти. C 2001 по 2006 год производительность SCSI дисков увеличилась с 35 МБ/с до 125 МБ/с. Увеличивающася производительность сетевых технологий (таких, как gigabit Ethernet), так же требует увеличения производительности шины данных. Например, в случае gigabit Ethernet, может потребоваться производительность более чем в 200 МБ/с.

Увеличение надежности

Поскольку целостность данных и надежность не менее важны, чем производительность, Ultra160 SCSI обеспечивает два новых механизма — Domain Validation и Cyclic Redundancy Checking ( CRC ).

Domain Validation служит для «интеллектуальной» проверки конфигурации системы. В процессе загрузки, либо когда в системе появляется новое устройство, SCSI контроллер тестирует устройства и определяет максимальную скорость, с которой они могут работать. Этот процесс очень похож на тот, который происходит при установлении модемного соединения. Пользовательские данные не передаются до тех пор, пока не установлено правильное соединение.

Domain Validation обеспечивает больше функций, чем просто определение скоростей устройств. Управляющее ПО может использовать его для слежения за производительностью и подсказок о способах ее увеличения, для предупреждения о потенциальных проблемах и для сообщений администратору о необходимости вмешательства.

Проверка CRC ошибок очень важна для высокоскоростных операций. Механизм CRC Ultra160 SCSI гарантирует, что все данные будут доставлены к/от адресата правильно. Каждый блок данных содержит доболнительный байт, в котором хранится контрольная сумма этого блока, что позволяет принимающему устройству проверить целостность передачи. Для применений вроде массивов с горячей заменой ( Hot-Swap ), CRC это дополнительная гарантия успешности замены или добавления устройств в on-line режиме.

Естественно Ultra160 SCSI обладает всеми теми преимуществами, что и предыдущие реализации. Например такими, как: Disconect/Reconect позволяет SCSI устройствам отключаться от SCSI шины на время выполнения внутренних задач, не требующих участи контроллера или других SCSI устройств, что разгружает шину и увеличивает производительных других, подключенных к ней, устройств; Tagged Command Queuing оптимизирует скорость передачи данных за счет смены очередности блоков пересылаемых данных — меньшие по размеры блоки имеют больший приоритет, чем большие блоки.

Полная обратная совместимость

Характерной чертой развития SCSI является обеспечение обратной совместимости для сохранения сделанных ранее вложений. Это гарантирует, что широкий набор предшествующих SCSI устройств — жесткие диски, CD ROM, стриммеры, оптические накопители и сканеры может продолжать использоваться с новыми Ultra160 SCSI контроллерами.

Процедура установки нового Ultra160 SCSI адаптера в систему не сложнее, чем добавление любого другого устройства. Стандарт Ultra160 SCSI не требует применения новых разъемов на устройствах, что позволяет без труда и модификаций использовать старые устройства с новыми контроллерами.

Преимущества Ultra160 SCSI

Современные не SCSI решения не обладают неободимыми для обеспечения интенсивных операций ввода/вывода свойствами.

  • ATA поддерживает только два устройства на канал;
  • имеет ограниченный набор устройств (и только внутренних);
  • намного медленне, чем SCSI ;
  • ATA может использовать только короткие соединительные кабели;
  • ATA жесткие диски имеют меньшую скорость вращения шпинделя и меньшую производительность;
  • имеют меньшее значение показателя MTBF (наработка на отказ);

Обладая меньшей стоимостью, ATA является подходящим решением для некритичных систем (например, стандартных настольных систем), но не обладают необходимыми качествами для использования в ответственных узлах вычислительных систем.

Оптический (Fibre Channel ( FC )) Интерфейс следует скорее рассматривать как партнера SCSI , а не как конкурента. Главное преимущество FC заключается в возможности подключения к одному каналу до 126 жестких дисков. Это преимущество и опредлеляет область применения FC — Storage Area Networks (SANs) (не путать с SUN. Кстати SAN — очень интересное и бурно развивающееся направление, мы постараемся рассказать об этом в наших следующих обзорах). Недостаток — более высокая цена, сложность применения и меньший, по сравнению со SCSI , набор поддерживаемых устройств.

Разработчики вычислительных систем, как правило, используют обе технологии при построении SAN -систем — SCSI для группировки дисков и недисковых устройств в массивы, FC для соединения таких массивов между собой, управляющими узлами и, собственно, потребителями.

Осень. Пора переходить на Ultra320 SCSI?

Введение

Четыре года интерфейс Ultra160 верой и правдой служил на пользу общества, но ничто не вечно под луной. Резкое увеличение плотности записи на пластинах жёстких дисков привело к росту линейной скорости чтения с винчестеров. На текущий момент с уже не самого нового SCSI-диска Seagate Cheetah X15 36LP можно считывать поток данных в 60 МБ/сек., и, при использовании трёх таких винчестеров на одном канале SCSI, пропускной способности Ultra160 (160МБ/сек.) уже не хватает для утилизации скорости трёх таких винчестеров (3*60=180). А ведь интерфейс позволяет использовать 15 таких винчестеров на одном шлейфе.
Если учесть, что следующее поколение SCSI-дисков, которое уже на подходе, ещё выше поднимет планку в плотности записи (а, следовательно, вырастет и скорость линейного чтения), то становится ясно, что интерфейс Ultra160 становится узким местом дисковой подсистемы.

Одним из решений проблемы нехватки пропускной способности SCSI-контроллера может быть простое увеличение количества каналов на нём. Кстати, для создания дисковых подсистем с высокими требованиями к быстродействию такой подход применяется уже давно. Однако, метод этот не является панацеей, так как у контроллера с большим количеством каналов в геометрической прогрессии растёт цена и уменьшается надёжность.
Ещё одним, и значительно более элегантным, методом увеличения пропускной способности контроллера является увеличение пропускной способности интерфейса. Действительно, зачем строить рядом с одной дорогой ещё одну, когда можно расширить существующую. И цель будет достигнута (пропускная способность вырастет), и обойдётся подобный апгрейд значительно дешевле.
Вероятно, из таких (или подобных) соображений и выкристаллизовалась спецификация Ultra320 SCSI.
Итак, Ultra320 — что же это такое? Попробуем разобраться.

Новый интерфейс — новые возможности

Интерфейс Ultra320 SCSI — седьмое поколение интерфейса SCSI за двадцать лет его истории. Все эти годы интерфейс SCSI, кроме быстродействия, славился ещё и обратной совместимостью (backward compatibility). То есть у пользователя всегда была чёткая уверенность в том, что устройства различных поколений будут совместимы друг с другом. Новый интерфейс — Ultra320 SCSI полностью обратно совместим со всеми предыдущими версиями протокола SCSI. В частности, это означает, что верны следующие посылки:
Максимальное количество устройств на шине равно 16-ти.
Максимальная длина соединения точка-точка (т.е. если на шине всего два устройства) составляет 25 метров.
Максимальная длина кабеля, если на шине присутствуют более двух устройств, составляет 12 метров.
Максимальная пропускная способность интерфейса — 320МБ/сек.
Для обеспечения пропускной способности в 320МБ/сек. используются обычные 68-pin и 80-pin SCA разъёмы.
Следует помнить, что для обеспечения пропускной способности в 320МБ/сек. необходимо, чтобы все компоненты дисковой подсистемы — контроллер, кабель, корзина и диск поддерживали работу на такой скорости (особенное внимание следует уделить корзинам).
В дополнение к тем технологиям, которые привнёс в интерфейс SCSI протокол Ultra160 — Dual Edge Clocking, Domain Validation и Cyclic Redundancy Check, протокол Ultra320 SCSI включает следующие:

Читать еще:  Виртуальная лазерная клавиатура VKB

Double Transfer Speed: За счёт вдвое большей частоты передачи интерфейс способен прокачать 320МБ/сек.

В протоколе Ultra320 введена поддержка пакетизации пакетов, т.е. объединение нескольких блоков данных, которые нужно передать от одного устройства другому в пакет.
Посмотрим, как происходит передача данных по протоколу Ultra160:

Перед тем, как передать блок данных от одного устройства к другому требуется установить между ними связь. Для этого по шине передаётся специальный сигнал синхронизации — Ack (Acknowledge).

При работе с большими блоками необходимость сопровождать каждый передаваемый по шине блок данных сигналом Ack проблем не создаёт, но когда размер блока данных мал — шина перегружается. При работе в типичных серверных условиях размер передаваемых блоков невелик, и эффективная пропускная способность интерфейса Ultra160 оказывается ниже заявленной.

В протоколе Ultra320 при использовании пакетизации отпадает необходимость сопровождать каждый блок данных сигналом Ack:

Соответственно, пропускная способность шины Ultra320 используется более эффективно.

All Bus Phases Transfer at 320MB/sec.

При передаче пакета данных по SCSI-шине различают три фазы: Command, Data и Status. По протоколу Ultra160 на максимальной скорости (160МБ/сек.) информация передаётся только в фазе Data (данные), а в фазах Command и Status передача данных идёт на меньших скоростях:

А на протоколе Ultra320 во всех фазах данные передаются на максимальной скорости:

Чем меньше времени тратится на передачу команд и статусной информации, тем больше его остаётся для передачи полезных данных!

Ultra320 SCSI has implemented CRC characters for all bus phases.

В то время как в протоколе Ultra160 контроль целостности данных за счет использования циклического кода с избыточностью (CRC) используется только в фазе Data:

В протоколе Ultra320 SCSI передаваемая по шине информация сопровождается циклическим кодом во всех фазах передачи данных.

Quick Arbitration and Select (QAS).

Эта технология уменьшает время необходимое для передачи управления шиной от одного устройства — другому.

Эта технология позволяет контроллеру более эффективно осуществлять обмен данными с диском. Суть технологии в том, что диск заранее сообщает контроллеру, когда ему будет послан последний пакет с данными. «Имея на руках» эту информацию контроллер оптимизирует процессы упреждающего чтения и отложенной записи.

Как известно, SCSI — параллельный интерфейс, а это означает , что данные передаются по нескольким проводам. К сожалению, длина этих проводников не одинакова (насколько я понимаю, имеется в виду «плетёный» кабель), и одновременно посылаемый по ним сигнал от источника приходит к приёмнику не одновременно. Эта разница во времени прихода сигналов в приёмник называется рассогласованием сигналов — signal skew. На малых частотах эти рассогласования не вызывали больших проблем, но теперь, когда интерфейс работает на высоких частотах, эти рассогласования могут привести к потере или искажению данных.
Тестовая процедура (выполняемая при старте контроллера?) при помощи Training Pattern как раз и призвана измерить рассогласование сигналов в SCSI-кабеле. Происходит это примерно так. Контроллер начинает слать диску поток специфических данных. Диск, принимая данные, измеряет рассогласование во времени прихода сигналов по разным проводам и запоминает его. В дальнейшем, принимая данные с шины, диск будет вносить в получаемый сигнал коррекционную добавляющую.
Процедура Training Pattern также позволяет определить «неприятности» на шине на этапе старта контроллера/дисков и, тем самым, предотвратить возможную потерю данных.

Частота сигналов в интерфейсе Ultra320 SCSI выросла в два раза по сравнению с Ultra160 SCSI, а требования к кабелю остались прежними. Этого удалось достичь за счёт новых технологий передачи сигналов на высоких частотах, которые обеспечивают высочайшую степень надёжности.
Удвоение частоты работы SCSI-шины перевело её в тот частотный диапазон, в котором происходит сильное ослабление сигнала, и также потребовало увеличения уровня signal slew (более крутого падения сигнала). Опять же, удвоение частоты сигналов привело к уменьшению амплитуды сигналов и увеличению уровня отражений сигналов в шине (высокочастотных шумов).
Вдобавок к проблеме ослабления сигналов добавилась проблема ISI (Inter-symbol Interference) — искажение кромок цифрового сигнала. Если по проводнику некоторое время передавать сигнал одного и того же уровня, то длинный проводник становится своего рода конденсатором. При попытке передать по этому проводнику сигнал другого уровня передатчик может не успеть изменить уровень сигнала в кабеле до уровня, необходимого приёмнику для уверенного распознавания сигнала за то время, которое ему отведено.
Предкомпенсация решает и проблемы ослабления сигналов и проблему ISI. Для того чтобы понять, как это у неё получается, рассмотрим принцип работы шины без предкомпенсации и с ней.
Без использования предкомпенсации:

Как видим, уровень сигналов без использования предкомпенсации одинаков и при передаче цепочки сигналов «0101», и при передаче сигналов одного знака. При этом, на высоких частотах мы можем иметь вышеописанные проблемы.
При использовании предкомпенсации передатчик понижает уровень сигнала при долговременной передаче одинаковых сигналов, тем самым, упрощая себе задачу по «перезарядке» проводника, если ему вдруг прикажут передать сигнал другой полярности.

Существует и другой метод борьбы с ISI, называемый AAF (Adjustable Active Filter), но о нём мы поговорим в следующий раз, когда будем рассматривать диски Maxtor — разработчика этого метода.

Как мы имели возможность убедиться, очередное эволюционное изменение интерфейса SCSI должным образом сочетает как технологии, призванные увеличить быстродействие, так и технологии, повышающие надёжность дисковой подсистемы, использующей Ultra320 SCSI.
Посмотрим теперь на овеществлённое воплощение интерфейса Ultra320 SCSI — диск Seagate Cheetah X15 36LP U320.

Seagate Cheetah X15 36LP U320

Первоначально диск Cheetah X15 36LP был выпущен с интерфейсом Ultra160 — мы тестировали его год назад. А теперь мы наблюдаем второе рождение диска Cheetah X15 36LP но уже на интерфейсе Ultra320 SCSI.
Зачем же Seagate понадобилось выпускать старый диск на новом интерфейсе, ведь у неё уже готов диск Cheetah следующего поколения — Cheetah 15K.3?

Во-первых, как уже говорилось в самом начале этого обзора, при использовании уже трёх винчестеров Cheetah X15 36LP на Ultra160-канале в определённых задачах мы не сможем получить в этой связке максимальной отдачи от всех винчестеров — просто не хватит пропускной способности канала.
Во-вторых, диск Cheetah X15 36LP до сих пор пользуется устойчивым спросом, а интерфейс Ultra320 продлит интерес к этому диску ещё на некоторое время.
В-третьих, диск Cheetah 15K.3, как показало недавнее тестирование на сайте StorageReview, самом авторитетном ресурсе по дискам и контроллерам, оказался значительно быстрее, чем Cheetah X15 36LP, так что теперь в линейке жёстких дисков Seagate со скоростью вращения шпинделя 15000 об./мин. есть два гепарда — быстрый и самый быстрый. 🙂

Внешний вид диска не изменился:

Да и в электронике отличия минимальны. Судя по всему заменён только один чип — шинный интерфейс.
Единственное, что сразу бросается в глаза — новый логотип на этикетке:

Тестовая система и методика тестирования

В результате перекрёстного опыления получились четыре комбинации (прямо по Менделю).

Seagate Cheetah X15 36LP U320 на контроллере Adaptec 39320D
Seagate Cheetah X15 36LP U320 на контроллере Adaptec 29160N
Seagate Cheetah X15 36LP на контроллере Adaptec 39320D
Seagate Cheetah X15 36LP на контроллере Adaptec 29160N

Для тестов в WinBench массивы размечались в FAT32 и NTFS одним разделом с размером кластера по умолчанию. Тесты Winbench проводились по пять раз, результаты усреднялись. Винчестеры между тестами не охлаждались.
Использовались следующие тесты:
WinBench 99 1.2
HDTach 2.61
IOMeter 1999.10.20
Для сравнения скорости работы винчестеров при помощи теста IOMeter использовались новые паттерны StorageReview, анонсированные в третьей редакции их методики тестирования жёстких дисков.

Краткий обзор Ultra 160 SCSI-контроллера Tekram DC390U3D

Контроллер (Host Adapter) DC-390U3D (Dual Ultra 160 SCSI) является старшим и наиболее продвинутым на данный момент продуктом линейки DC-39xxxx контроллеров SCSI компании Tekram Technology.

Host Adapter Tekram DC-390U3D

Интересен он прежде всего тем, что обладает весьма широкими возможностями (можно даже сказать — универсален) и позволяет удовлетворить практически всем требованиям, предъявляемым к недорогим (до $250) контроллерам SCSI (Small Computer System Interface). Судите сами. Host adapter содержит два независимых 16-битных канала, каждый из которых поддерживает все SCSI протоколы вплоть до Ultra 160 (см. табличку), то есть максимальная суммарная скорость передачи контроллера равна 320 Мбайт/с. К каждому из двух каналов можно подключить до 15 устройств (напомню, что один из 16 адресов шины SCSI принадлежит самому хосту), причем каждый из каналов имеет как внутренний, так и внешний разъемы, а приборы на внутренней и внешней шинах могут существовать одновременно (надо только, чтобы их ID, то есть адрес на шине SCSI, не повторялись). Таким образом, к DC-390U3D можно одновременно подключить до 30 внутренних и внешних устройств по протоколу до Ultra 160, находящихся на расстоянии до 12 метров от хоста.

Таблица 1.
SCSI протоколы контроллера Tekram DC-390U3D для каждого из двух каналов.

* SE — Single Ended, LVD — Low Voltage Differential.

External 50 pin port

Оба канала снабжены, разумеется, 68-контактными high-density разъемами LVD (внешние — VHDCI), но для второго канала предусмотрен также «прежний» 50-контактный low-density разъем (Ultra/SCSI-2, см. фото выше) и аналогичный внешний (на отдельной планке), что упрощает подключение к контроллеру старых SCSI приборов. Сосуществование на одном канале LVD (Ultra2/3) и SE (Fast/Ultra) устройств возможно, но крайне нежелательно, поскольку переводит весь канал на скорость Fast/Ultra и соответствующие ограничения кабеля. Поэтому такие устройства лучше группировать на разных каналах, благо возможности контроллера позволяют это делать легко. В комплекте с контроллером идут два шлейфа стандарта Ultra 160 SCSI, состоящие из витых пар (см. фото). Каждый из них имеет длину 125 см и, помимо терминатора и хоста, может подключаться к четырем внутренним устройствам. Имеется также один 50-жильный плоский кабель на 2 дивайса. Два активных LVD/SE терминатора из комплекта (см. фото) и функция автотерминации в самом адаптере также упрощают конфигурирование устройств на шинах SCSI.

Читать еще:  Японский феникс: Sony на IFA 2013

Сердцем хост-адаптера служит микросхема LSI 53C1010. Она подключена напрямую к шинам SCSI (через буферы на микросхемах DS2117M) и обеспечивает согласование работы потоколов SCSI и PCI. Адаптер поддерживает спецификацию шины PCI версии 2.2, то есть «широкую» 64-битную шину PCI с 64-битным же DMA bus mastering, частотой сигналов до 66 МГц и полосой пропускания до 528 Мбайт/с. Тем не менее, DC-390U3D совместим и с «обычной» 32-битной шиной PCI rev. 2.1 (33 МГц, 133 Мбайт/с) персональных компьютеров. Правда, в этом случае контроллер не удастся заставить работать по протоколу Ultra 160 (максимальная скорость SCSI будет 80 Мбайт/с), так как во время автоконфигурирования он обнаруживает ограничение на пропускание шины PCI в 133 Мбайт/с и не разрешает применение протокола SCSI со скоростью, превышающей возможности PCI. И поскольку адаптер DC-390U3D не является кэширующим устройством (не содержит свой буфер памяти, то есть является лишь транслирующим звеном между двумя шинами), а его непрерывный DMA трансфер в системную память по спецификации составляет около 100 Мбайт/с, то и применение скорости шины SCSI выше 80 Мбайт/с в таких условиях становится невозможным. К сожалению, такая особенность адаптера не отражена в его описании, и, подключив к нему винчестер Seagate Cheetah X15 ST318451LW, я безуспешно пытался выжать из этого тандема (на 32-битной PCI) признаки протокола Ultra 160 SCSI, переставляя всевозможные перемычки и меняя настройки BIOS.

SCSI-контроллеры Ultra160

В связи с общей тенденцией падения цен на SCSI-винчестеры, сканеры и прочие устройства, использующие этот тип шины, о SCSI теперь стало возможным говорить как о бытовом стандарте, поэтому мы и пишем в последнее время так много о нем. Сегодня мы рассмотрим два новых SCSI-контроллера ultra160 — Adaptec 29160N и Tekram DC-390U3W.

Adaptec 29160N

Компания Adaptec основана в 1991 году, расположена в городе Милпитас (Калифорния). Известна в первую очередь своими SCSI-адаптерами, которые считаются стандартом де-факто в отрасли. И чаще всего когда говорят о SCSI-адаптере, имеют в виду именно одну из моделей Adaptec. Программное и аппаратное обеспечение компании Adaptec можно найти в высокопроизводительных серверах и рабочих станциях ведущих мировых производителей. Компания является признанным лидером в области контроллеров SCSI, RAID и программного обеспечения для записи CD. Выпускаются как самые простые устройства без BIOS (серия AVA), так и продвинутые двухканальные ultra160. На сегодняшний день выпускаются 4 модели контроллеров стандарта ultra160– 39160, 29160N, 29160, 19160. Модель 39160 предназначенная для замены AHA-3930U2, имеет 64-х разрядную PCI шину и два канала, 29160 — 64-х разрядную PCI шину и один канал (заменяет AHA-2940U2W), 29160N — 1 канал и 32-х разрядную PCI шину PCI (заменяет AHA-2940UW), 19160 заменяет AHA-2930U2, имеет 32-х разрядную PCI шину PCI и 1 канал. Помимо SCSI-адаптеров компания выпускает контроллеры RAID, Fibre Channel, FireWire. Имеются региональные офисы в Бельгии, Майами (Флорида), Токио, Сингапуре.

Tekram DC-390U3W

Компания TEKRAM была основана в 1990 году, вскоре после чего пользователи познакомились с IDE кэш-контроллерами DC-680/690. Они позволяли установить от 2 до 16 Мб локальной памяти из обычных модулей SIMM 30 pin для кэширования передаваемых данных с/на жесткий диск, что ощутимо ускоряло работу. Особенно это было заметно при работе с ОС Windows 95 — форматирование любого раздела занимало 5 секунд (правда без проверки на плохие кластеры). Потом в связи с увеличением объема и улучшением организации кэш-памяти в HDD об этих контролерах стали забывать.

Слово TEKRAM снова стало актуальным в связи с высокой ценой на изделия Adaptec. Помимо контроллеров SCSI компания TEKRAM выпускает материнские платы (в том числе с интегрированным SCSI и поддержкой технологии I2O), ИК-устройства, графические карты, ТВ-тюнеры. Планируется поставка контролеров IEEE1394, Fibre Channel. За последние два года компания значительно расширилась, и в настоящее время в штаб-квартире в Тайпее (Тайвань) работает 280 сотрудников (из них более сорока — высококвалифицированные разработчики в R&D Division). Имеются филиалы в Японии, Германии и США. Вся выпускаемая продукция изготавливается на высокотехнологичном производстве. Компания первой начала производить кэш-контролеры с шинами VLB и EISA (1991 г.) Имеющиеся разработки позволяют надеяться, что компания будет иметь стабильный рост в будущем. Изделия TEKRAM неоднократно побеждали в тестах журнала Byte. Для ускорения обслуживания заказчиков имеются склады в Фремон (Калифорния) и Роттердам (Нидерланды). Очень быстро и профессионально работает служба технической поддержки. На продукцию имеются сертификаты NSTL (National standard testing laboratory), гарантирующие совместимость с различным ПО. ИК-устройства для беспроводной передачи данных имеют небольшую потребляемую мощность, низкую цену и высокую помехоустойчивость.

При загрузке BIOS контроллер определил скорость HDD как 80 Мб/с (что странно, поскольку этот же винчестер определяется Adaptec как поддерживающий 160 Мб/с). В комплекте есть драйвера для CD под великое множество ОС (включая Solaris SCO и UNIX). При установке же Windows NT необходима дискета. Производитель сделал CD загрузочным, и при загрузке автоматически стартует утилита для создания дискет. Основной ее недостаток — ошибка в программе, которая не позволяет создать диск с драйвером для загрузки NT. Но и это еще не все (как говорилось в одной известной рекламе) — установить драйвера в предустановленную NT тоже непросто, т. к. инсталлятор ищет драйвер по пути A:, а каталога такого на дискете вообще нет (!). Таким образом для успешной инсталляции надо вручную его создать и записать туда необходимые файлы. Оба канала занимают в системе одно прерывание, но разные адреса.

Максимальное количество подключаемых устройств стандартное – 15, при длине кабеля до 12 м. В комплект поставки, кроме самой платы и CD, входят: качественный LVD кабель на 4 устройства (длиной 125 см без терминатора с приспособлением для вытягивания разъемов), wide кабель на 2 устройства длиной 72 см, LVD терминатор, narrow кабель на 2 устройства длиной 60 см, переходник из внутреннего narrow порта во внешний — HD50. Выпускается модель DC-390U3D, отличающаяся наличием двух внешних разъемов ultra3. Поддерживаются все технологии стандарта ultra160 (domain validation, CRC и др.). Контроллер совместим со стандартом PCI 2.2. В BIOS доступно большее количество опций, чем у Adaptec, и само меню — сложнее.

Из дополнительных опций можно отметить CHS mapping — для описания конфигурации диска без его предварительного разбиения на разделы и secondary cluster server — для присоединения другого адаптера или устройства без сброса SCSI-шины. К сожалению, в поставке нет программы util.exe для вызова и изменения из DOS параметров BIOS. Такая утилита поставлялась с контроллерами DC-395UW/390F. Возможна загрузка драйверов ASPI, CD-ROM в верхнюю область памяти после himem.sys (для Adaptec это невозможно).

Teхнология TolerANT обеспечивает лучшую терминацию за счет использования активных устройств и фильтрации входного сигнала приемниками SCSI-шины. Это увеличивает надежность передачи данных при использовании некачественных кабелей. Фильтрация входного сигнала устраняет его задержки, неизбежные в случае применения обычных RC-фильтров. Дополнительно уменьшается уровень шума SCSI-шины, увеличивается производительность и устраняются сбои при включении и выключении РС.

Тестирование

Материнская плата Intel SE440BX-2, BIOS Phoenix 4.0 rel. 6.0 P.16, чипсет 440BX;
Процессор Pentium III 550E;
Оперативная память 128 Mб PC100;
Adaptec 29160N, BIOS v. 2.57.0, чипсет AIC-7892B;
Tekram DC-390U3W, BIOS v.4.16, чипсет LSI (SYMBIOS) 53C1010-33;
HDD Quantum Atlas V XC09LP3E ultra160 rev. 0200, 9,1 Гб;
HDD Quantum Atlas 10K 9WLS TN09L881 ultra160 rev. UCH0, 9,1 Гб;
HDD Seagate CHEETAH ST39101W UW SCSI rev. 0011, 9,1 Гб;
CD-ROM Plextor PX-40TS Ultra SCSI rev. 1.01;
OC MS DOS 6.22, MS Windows 98 SE (rus), Windows NT 4.0 WKS (rus)+SP6a.

Обзор Ultra 160 SCSI контроллера Adaptec 29160

Совсем недавно считалось, что интерфейс Ultra2 (впервые представленный в 1997 году) вполне может удовлетворить самых требовательных пользователей, но не прошло много времени, как нам предлагают следующее поколение интерфейса SCSI — Ultra 160.

Этот стандарт действительно делает значительный шаг вперед. Его отличиями являются: скорость до 160MB/s, Cyclic Redundancy Check (CRC), Domain Validation, и Dual Edge Clocking. Ultra 160 является подмножеством и реализацией стандарта Ultra3 (ANSI SPI-3), который в полном объеме также описывает Quick Arbitration and Select (QAS) и Packetized SCSI.

Коротко о новых вохможностях:

Cyclic Redundancy Check (CRC) — поскольку скорости передачи значительно возрасли, и использование простого сигнала четности уже не так надежно, используется технология, позволяющая обнаружить single bit, double bit, и четное число ошибок. В основном это диктуется требованиями надежной работы в максимально нагруженных конфигурациях, hot-swap и т. п.

Domain Validation — поскольку все общение с устройствами на этапе начального опроса шины (message, status, command transfer phases) используют ассинхронный протокол на скорости 5 Мб/с, то реальная способность системы работать на скоростях 80 или 160 Мб/с не гарантирована. Контроллер с функцией Domain Validation после первоначального опроса устройств проверяет возможность каждого устройства работать на максимальной скорости путем специальных комманд и если это не получается (много ошибок, неправильный кабель или терминатор) , то скорость уменьшается и снова проверяется. Поскольку этот процесс замедляет загрузку ПК, что протворечит иннициативе Microsoft «fast booting», то такое исследование может проводиться также в момент загрузки драйвера и/или даже во время работы системы с использованием специального ПО.

Читать еще:  Как «закон о Рунете» повлияет на пользователей

Dual Edge Clocking — аналогично UDMA/66 — данные передаются по обоим фронтам сигнала REQ, что позволяет увеличить пропускную способность шины и/или повысить надежность, уменьшив тактовую частоту.

Общее место Ultra 160 среди современных интерфейсов можно представить так:

Чипы для контроллеров Ultra 160 SCSI выпускаются уже несколькими компаниями. Как вы понимаете, скорости обычной шины PCI уже недостаточно для таких устройств и поэтому большинство из них ориентировано на использование 64 bit/66 MHz шины PCI, которая обеспечивает скорость передачи данных до 532Мб/с.

  • Adaptec AIC-7892 Single Ultra160 PCI64/33MHz, AIC-7899 Dual Ultra160 PCI64/66 MHz
  • LSI Logic (Symbios) SYM53C1010 Dual Channel Ultra160 PCI64/66 MHz
  • QLogic ISP10160A Single Ultra160 PCI64/66MHz, ISP12160A Dual Ultra160 PCI64/66 MHz

Что касается устройств на Ultra 160, то первенство тут принадлежит фирме Quantum, которая представила варианты своих популярных дисков Atlas IV и Atlas 10k с интерфейсом Ultra 160. Сегодня модели с ткаим интерфейсом есть у IBM, Seagate, Western Digital, Fujitsu. Следует отметить, что хотя Ultra3 описывает много дополнений и расширений, скорее всего они не все реализованиы в первом поколении контроллеров и жестких дисков. Положение усложняется тем, что узнать каким-либо альтернативным образом эти параметры не представляется возможным, и остается только доверять рекламе производителя.

Если вас интересуют подробности стандарта Ultra 160 и продукты на его основе, рекомендуем посмотреть сайт http://www.ultra160-scsi.com.

Предметом рассмотрения в этой статье будет один из первых появившихся на нашем рынке контроллер Adaptec 29160. В «Kit» варианте в поставку входят: контроллер, кабели Ultra 160 с терминатором на 4 устройства, UltraWide на 2 устройства, Narrow на 2 устройства, описания, полная версия ПО Adaptec EZ-SCSI Deluxe. В контроллере применена технология SpeedFlex, которая позволяет использовать одновремменно все разъемы на контроллере, а их там 4 — внешний Ultra160/Ultra2/SE и внутренние — Ultra160/Ultra2/SE, UltraWide, Narrow. Контроллер расчитан на использование на шине PCI64/33 MHz, однако работает и на обычной PCI32. Конечно в этом случае он несколько теряет в производительности, однако сегодня материнские платы с PCI64 относительно редки. Пожалуй единственным чипсетом с PCI64 является Intel 840, однако как мы знаем, его реализация поддержки SDRAM неудачна, а модули RIMM пока очень дорогие. Так что сегодня нам остается использовать такие контроллеры с PCI32 и ждать, пока ответную часть PCI64 доведут до недорогого качественного продукта. Хотя эта шина и нужна главным образом SCSI контроллерам (и еще Gigabit Ethernet), будем надеяться, что она станет массовой.

Установка и конфигурирование контроллера мало отличается от его младших братьев — тот же SCSI BIOS, аналогичные драйвера. Правда в SCSI BIOS добавлена возможность включить/выключить при загрузке write cache жестких дисков (в Ultra2 контроллере тоже такая есть). И включение режима терминации делается отдельно для LVD/SE и SE каналов.

Как обычно для компании Adaptec, контроллер поставляется с полным набором драйверов под различные операционные системы. Однако драйвер под Windows 2000 входит в поставку самой операционной системы и на дискетах в поставке контроллера отсутствует. Отметим также использование flash микросхемы для SCSI BIOS. Установка контроллера прошла гладко, кикаких проблем и несовместимостей не было замечено. Тем не менее перед использованием нужно заранее проверить возможность установки PCI64 устройства в вашу материнскую плату. Производитель может разместить за слотом PCI32 перемычки или микродинамик, что затруднит установку такой платы.

Мы сравнили этот контроллер с использованием одного жесткого диска Quantum Atlas 10k Ultra160 к Ultra2 контроллером (Adaptec 7890) на материнской плате SuperMicro P6DBU, при этом также использовался Intel Celeron 450MHz и 64Mb SDRAM PC-100.

ZDLabs WinBench 99

(TB/s — Thousand Bytes/sec, иногда измеряется процент загрузки процессора при работе теста, в тесте Disk CPU Utilization приведена загрузка при считывании 4000000 байт в секунду)

SCSI-контроллеры Ultra160

SCSI (англ. Small Computer System Interface , произносится «скази» [1] [2] (встречается вариант эс-си-эс-ай) — представляет собой набор стандартов для физического подключения и передачи данных между компьютерами и периферийными устройствами. SCSI стандарты определяют команды, протоколы и электрические и оптические интерфейсы. Разработан 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. Раньше имел неофициальное название Shugart Computer Systems Interface в честь создателя Алана Ф. Шугарта, разработанный в. 1978 г. и опубликованную в 1981 году.

Теоретически возможен выпуск устройства любого типа на шине SCSI.

После стандартизации в 1986 году SCSI начал широко применяться в компьютерах Sun Microsystems. В компьютерах, совместимых с IBM PC, SCSI не пользуется такой популярностью в связи со своей сложностью и сравнительно высокой стоимостью и применяется преимущественно в серверах.

SCSI широко применяется на серверах, высокопроизводительных рабочих станциях; RAID-массивы на серверах часто строятся на жёстких дисках со SCSI-интерфейсом (однако, в серверах нижнего ценового диапазона всё чаще применяются RAID-массивы на основе SATA). В настоящее время устройства на шине SAS постепенно вытесняют устаревшую шину SCSI.

Система команд SCSI на уровне программного обеспечения употребляется в единых стеках поддержки устройств хранения данных в ряде операционных систем, таких, как Microsoft Windows.

Существует реализация системы команд SCSI поверх оборудования (контроллеров и кабелей) IDE/ATA/SATA, называемая ATAPI — ATA Packet Interface. Все используемые в компьютерной технике подключаемые по IDE/ATA/SATA приводы CD/DVD/Blu-Ray используют эту технологию.

Также система команд SCSI реализована поверх протокола USB, что является частью спецификации класса Mass Storage device [3] [4] . Это позволяет подключать через интерфейс USB любые хранилища данных (от флеш-накопителей до внешних жёстких дисков), не разрабатывая для них собственного протокола обмена, а вместо этого используя имеющийся в операционной системе драйвер SCSI.

Содержание

Стандарты

Современная модель стандартов SCSI, устанавливаемая комитетом T10 (ANSI), определяет архитектуру SCSI (документ SAM — SCSI Architecture Model), основные требования к протоколу, основные команды (SPC — SCSI Primary Commands), структуры типа развернутой информации об ошибке, виды участников (инициаторы, устройства прямого доступа, устройства последовательного доступа, устройства автоматизированного управления и т. д.) и наборы команд для них (например, SBC — SCSI Block Commands, MMC), виды транспорта (SAS, iSCSI, традиционный параллельный SCSI, Fibre Channel…) [5] . Наиболее современным транспортом для физического подключения является Serial Attached SCSI (SAS).

Для передачи команд протокола SCSI по IP-сетям используется сетевой протокол iSCSI, утверждённый IETF как стандартный в 2003 году.

Параллельный интерфейс SCSI

Параллельный интерфейс SCSI является исторически первым и самым известным. Существует три стандарта электрической организации параллельного интерфейса SCSI:

SE (англ. single-ended ) — асимметричный SCSI, для передачи каждого сигнала используется отдельный проводник.

LVD (англ. low-voltage-differential ) — интерфейс дифференциальной шины низкого напряжения, сигналы положительной и отрицательной полярности идут по разным физическим проводам — витой паре. На один сигнал приходится по одной витой паре проводников. Используемое напряжение при передаче сигналов ±1,8 В.

HVD (англ. high-voltage-differential ) — интерфейс дифференциальной шины высокого напряжения, отличается от LVD повышенным напряжением и специальными приемопередатчиками.

Первый стандарт SCSI имеет 50-контактный неэкранированный разъем для внутрисистемных соединений и аналогичный экранированный разъем типа Centronics (Alternative 2) для внешних подключений. Передача сигналов осуществляется 50 контактным кабелем типа — A-50 на 8 разрядной (битной) шине. Но надо иметь в виду, что до появления SCSI, имевшего 50-контактный разъём, и даже одновременно с ним был более старый SCSI, имевший 25-контактный разъём, почти такой, как разъём LPT (например, в теперь уже почти вышедшем из употребления сканере Mustek 1200 FS есть одновременно три разъёма: OPTION на 26 контактов, SCSI на 25 контактов, SCSI на 50 контактов).

В стандарте SCSI-2 для 8 битной шины предусматривался кабель типа A, который как и в SCSI-1 поддерживал 50-контактными разъемами типа D с уменьшенным шагом выводов (Alternative 1). Разъемы типа Centronics (Alternative 2) в SCSI-2 построены 8 и 16 битной шине. Передача информации осуществляется по 68-контактным кабелям типа — A-68 и P-68(Wide). Для 32 битной версии шины был предусмотрен тип кабеля B, который должен был параллельно подключаться одновременно с кабелем A в одно устройство. Однако кабель B не получил широкого признания и из стандарта SCSI-3 исключен.

В стандарте SCSI-3 кабели A-68 и P-68 поддерживались экранированными, либо неэкранированными разъемами типа D. Кабели в SCSI-3 снабжены фиксаторами-защелками, а не проволочными кольцами, как разъемы Centronics. Начиная с этой версии SCSI в массивах накопителей используется 80-контактный разъем, называемый Alternative 4. Накопители с таким разъемом поддерживают «горячее» подключение устройств, то есть устройства SCSI можно подключать и отключать при включенном питании.

Основные реализации параллельного интерфейса SCSI (в хронологическом порядке):

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector