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SCSI卡是SCSI控制卡的簡稱,工作在計算機主板和SCSI設備(如SCSI硬碟、SCSI光碟機、SCSI介面的掃描儀)之間。SCSI是「Small Computer System Interface」(小型計算機系統介面)的英文縮寫,它是專門用於伺服器和高檔工作站的數據傳輸介面技術。

1 SCSI卡 -特點

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適應面廣

使用IDE介面時,會受到系統IRQ(中斷號)及IDE通道的限制,簡單的說來就是一個標準的主板至多只能接4個IDE設備,而使用SCSI介面,所接的設備就可以超過15個,而且所有這些設備只佔用一個IRQ,同時SCSI還支持相當廣的設備。

CPU佔用率低

使用傳統IDE介面時,CPU需要隨時在線地全程式控制制數據的傳輸動作,所以IDE傳輸數據的過程中,CPU不能做任何事,必須等在旁邊,知道傳輸結束才可執行後續的指令。在SCSI介面下,CPU將傳輸指令給SCSI之後,可隨即處理後續的指令,傳輸的工作則交由SCSI卡上的處理晶元自行負責;且傳輸過程以DMA(Direct Memory Access)方式,由SCSI直接訪問內存。

高帶寬

從理論上來說,最快的SCSI匯流排有320MB/s的帶寬,即Ultra 320/s SCSI;這意味著硬碟傳輸率最高將達320MB/s!而目前最快的IDE介面硬碟其速度也只為133MB/s(ATA133),而且採用此介面的硬碟目前還相當少。

2 SCSI卡 -結構

SCSI卡SCSI卡
SCSI卡是一種32位或64位PCI設備,需要插在主板的32位或64位PCI插槽上。如果主板上已經集成了SCSI控制器,則沒有必要安裝SCSI卡,就像整合型主板集成了顯示卡就沒有必要再安裝一塊顯示卡一樣。

SCSI卡的功能就是串接和控制SCSI設備,在計算機主板和連接的SCSI設備之間快速傳遞數據。SCSI卡的類型不同,連接的SCSI設備數量也不同,早期的SCSI卡可以連接6個SCSI設備,較新的SCSI卡可以連接16個SCSI設備。

SCSI卡SCSI卡
一塊SCSI卡由SCSI控制晶元、SCSI BIOS、內置SCSI介面、外置SCSI介面、PCI插腳和SCSI終結器六個部分構成。

1、SCSI控制晶元


SCSI設備由SCSI控制器進行數據操作,是SCSI卡最重要的部分。SCSI控制晶元相當於一塊小型CPU,有自己的命令集和緩存。

SCSI卡有獨立的晶元負責SCSI數據處理,當CPU將指令傳輸給SCSI后,隨即去處理後續指令,其他的相關工作就交給SCSI控制晶元來處理,當SCSI「處理器」處理完畢后,再發送控制信息給CPU,CPU再接著進行後續工作,因此SCSI系統對CPU的佔用率很低。另外,SCSI控制器和硬碟允許一個用戶對其進行數據傳輸的同時,另一位用戶可對其進行數據查找,這就是SCS控制器和硬碟并行處理能力的體現。這兩方面的特點對於高端應用領域是非常必要的,因為在如網路伺服器等應用方面,如果硬碟不具有很強的并行處理能力,當許多用戶同時存取時,系統就會變得極其緩慢,而且很容易導致系統崩潰。


SCSI卡SCSI卡
 2、內置SCSI介面


SCSI介面被稱為「高密度介面」,它有許多種類,而且介面針腳數目有所不同。內置SCSI介面有50針、68針,用來連接內置式SCSI設備,如SCSI硬碟、SCSI光碟機等。目前連接SCSI硬碟的內置SCSI介面以68針為主流。
   

 3、外置SCSI介面

我們知道,IDE介面是沒有外置介面的,因此只能安裝內置的硬碟和光碟機。而SCSI介面則不同,它不僅可以接駁內置的SCSI硬碟和SCSI光碟機,而且還有外置介面,可以安裝SCSI介面的掃描儀以及其他外置SCSI設備。外置SCSI介面外觀看起來很像列印介面。


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4、SCSI BIOS


BIOS是「Basic Input/Output System」(基本輸入/輸出)的英文縮寫。SCSI的BIOS與主板、顯卡的BIOS一樣,提供SCSI的基本設置功能。當您開機時,會出現進入BIOS設置的英文提示,此時按提示的組合鍵,就能進入SCSI BIOS的設置程序。用戶可在網上下載新的版本來更新SCSI的BIOS。


5、PCI插腳


至於PCI插腳,SCSI卡就是通過它與主板上的PCI插槽相連接。


6、SCSI終結器


 IDE介面是非常易於使用的,只要設定主設備和從設備就可以使用,而SCSI的使用則比較麻煩,需要進行「終結」設置才能使用。所謂「終結」就是在最後一個SCSI設備上設置一個跳線或安裝一個終結器,通知SCSI控制器SCSI匯流排到此處就結束了。SCSI卡本身就是一個SCSI設備,因此佔用一個ID號,如果卡上沒有連接硬碟或其他設備,則應將終結跳線設為「On」,否則就設為「Off」。

3 SCSI卡 -核心處理晶元

SCSI卡SCSI卡
SCSI設備由SCSI控制器進行數據操作,是SCSI卡最重要的部分。這個SCSI控制晶元就是SCSI卡的核心處理晶元。它相當於一塊小型CPU,有自己的命令集和緩存。

SCSI卡有獨立的晶元負責SCSI數據處理,當CPU將指令傳輸給SCSI后,隨即去處理後續指令,其他的相關工作就交給SCSI控制晶元來處理,當SCSI「處理器」處理完畢后,再發送控制信息給CPU,CPU再接著進行後續工作,因此SCSI系統對CPU的佔用率很低。另外,SCSI控制器和硬碟允許一個用戶對其進行數據傳輸的同時,另一位用戶可對其進行數據查找,這就是SCS控制器和硬碟并行處理能力的體現。這兩方面的特點對於高端應用領域是非常必要的,因為在如網路伺服器等應用方面,如果硬碟不具有很強的并行處理能力,當許多用戶同時存取時,系統就會變得極其緩慢,而且很容易導致系統崩潰。

4 SCSI卡 -介面類型

SCSI連接器分為內置和外置兩種,內置數據線的外型和IDE數據線一樣,只是針數和規格稍有差別,主要用於連接光碟機和硬碟。40針IDE線有40根導線,40針ATA66有80根導線,SCSI內置則分為50針、68針和80針。至於SCSI外置數據線,就有以下幾種規格,它們的密度均不相同。

SCSI卡 Apple SCSI,共有25針,分為兩排,8位,常用於Mac機和舊式Sun工作站。
SCSI卡Sun Microsystem的DD-50SA,共有50針,分為三排。


SCSI卡SCSI-2 ,共有50針,分為兩排,8位。
SCSI卡Centronics,共有50針,分為兩排,8位,有點像并行口,它可以連接的設備數目最多。
SCSI卡 SCSI-3和Wide SCSI-2,共有68針,分為兩排, 16位。舊式DEC單終結SCSI使用68針高密介面。
SCSI卡SCA,共有80針,分為兩排

5 SCSI卡 -匯流排速度

SCSI經歷了幾代的發展,傳輸速度也越來越快。

(1) SCSI-1:它是最早的SCSI介面,在1979年由Shugart(希捷公司前身)制訂的,在1986年獲得美國標準協議承認的SASI(Shugart Associates System Interface,施加特聯合系統介面)。它的特點是支持同步和非同步SCSI外圍設備,支持7台8位的外圍設備,最大數據傳輸率為 5MB/s,支持Worm外圍設備。

(2) SCSI-2:它是SCSI-1的後續介面,是1992年提出,也稱為 Fast SCSI。如果採用原來的8位并行數據傳輸則稱為「Fast SCSI」,它的數據傳輸率為10MB/s,最大支持連接設備數為7台。後來出現了採用16位的并行數據傳輸模式即「Fast Wide SCSI」,它的數據傳輸率提高到了20MB/s,最大支持連接設備數為15台。

(3) SCSI-3:它是在SCSI-2之後推出的「Ultra SCSI」控制器類型,在這個大類中也可按數據位寬的不同先後推出了兩個小類。如果採用原來的8位并行數據傳輸時稱為「Ultra SCSI」,它的數據傳輸率為20MB/s,最大支持連接設備數為8台。在將并行數據傳輸的匯流排帶寬提高到16位后出現了「Ultra Wide SCSI」,它的傳輸率又成倍提高,即達到了40MB/s,最大支持連接設備數為15台。

(4) Ultra2 SCSI:它是在Ultra SCSI的基礎上推出的SCSI介面類型。於1997年提出,採用了LVD(Low Voltage Differential,低電平微分)的傳輸模式,允許介面電纜的最長為12米,這大大增加了設備的靈活性;與上面幾種SCSI介面一樣,它也分為採用8位的Narrow 模式和採用16位的Wide模式。8位的Narrow 模式即為「Ultra2 SCSI」,它的傳輸率為40MB/s,最大支持連接設備數為7台;而採用16位的Wide模式則稱為「Ultra2 Wide SCSI」,它將傳輸率提高到了80MB/s,最大支持連接設備數為15台。

(5) Ultra3 SCSI:它是Ultra2 SCSI的更新介面,於1998年9月份提出,它除支持現有的SCSI規格,使用和Ultra2 SCSI 完全一樣的介面電纜及終結器外,還包含了一些新功能。首先 Ultra3 SCSI採用雙緣傳輸頻率(Double Transition Clocking),而Ultra2 SCSI採用得是單緣傳輸頻率,因此Ultra3 SCSI 的傳輸率是前者的兩倍,即160MB/s;此外Ultra3 SCSI還提供了領域確認(Domain Validation)、CRC(Cyclic Redundant Check,冗餘循環校正)、封包化(Packetized Protocol)、快速仲裁選取(Quick arbitrate & Select)這幾項新功能;為了加快 Ultra3 SCSI新技術的推出,很多廠商首先推出了Ultra160/m SCSI,Ultra160/m SCSI的技術和Ultra3 SCSI一樣,只是沒有快速仲裁選取和封包化這兩項功能,可以說Ultra160/m SCSI就是Ultra3 SCSI的子集。

(6) Ultra320 SCSI:它的全稱為「Ultra320 SCSI SPI-4」技術規範。Ultra320 SCSI 單通道的數據傳輸速率最大可達320M/S,如果採用雙通道SCSI控制器可以達到640M/秒。從基礎架構的發展來看,160M/S到320M/S的提升在技術上並不複雜,花費也不大,因此對於系統集成商來說,伺服器從SCSI Ultra160到Ultra320 SCSI的技術過渡是非常容易實現。

SCSI卡SCSI

 

6 SCSI卡 -RAID功能

SCSI卡RAID
不同的SCSI卡支持的RAID功能不同。支持RADI0、RAID1、RAID3、raid4、RAID5、RAID10不等。

RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的縮寫,翻譯成中文意思是「獨立磁碟冗餘陣列」,有時也簡稱磁碟陣列(Disk Array)。

簡單的說,RAID是一種把多塊獨立的硬碟(物理硬碟)按不同的方式組合起來形成一個硬碟組(邏輯硬碟),從而提供比單個硬碟更高的存儲性能和提供數據備份技術。組成磁碟陣列的不同方式成為RAID級別(RAID Levels)。數據備份的功能是在用戶數據一旦發生損壞后,利用備份信息可以使損壞數據得以恢復,從而保障了用戶數據的安全性。在用戶看起來,組成的磁碟組就像是一個硬碟,用戶可以對它進行分區,格式化等等。總之,對磁碟陣列的操作與單個硬碟一模一樣。不同的是,磁碟陣列的存儲速度要比單個硬碟高很多,而且可以提供自動數據備份。

RAID技術的兩大特點:一是速度、二是安全,由於這兩項優點,RAID技術早期被應用於高級伺服器中的SCSI介面的硬碟系統中,隨著近年計算機技術的發展,PC機的CPU的速度已進入GHz 時代。IDE介面的硬碟也不甘落後,相繼推出了ATA66和ATA100硬碟。這就使得RAID技術被應用於中低檔甚至個人PC機上成為可能。RAID通常是由在硬碟陣列塔中的RAID控制器或電腦中的RAID卡來實現的。

RAID技術經過不斷的發展,現在已擁有了從 RAID 0 到 6 七種基本的RAID 級別。另外,還有一些基本RAID級別的組合形式,如RAID 10(RAID 0與RAID 1的組合),RAID 50(RAID 0與RAID 5的組合)等。不同RAID 級別代表著不同的存儲性能、數據安全性和存儲成本。但最為常用的是下面的幾種RAID形式。
(1) RAID 0
(2) RAID 1
(3) RAID 0+1
(4) RAID 3
(5) RAID 5

SCSI卡RAID

 

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