Interface de sistema de computador pequeno

SCSI ( Small Computer System Interface ) é um padrão que define um barramento de computador que conecta um computador a periféricos ou a outro computador que está sendo substituído por SAS ( Serial Attached SCSI ).

A norma descreve as especificações mecânicas, elétricas e funcionais do barramento .

Histórico

Em 1979 , o precursor do barramento SCSI foi criado pela empresa Shugart , que leva o nome de seu fundador Alan Shugart , um pioneiro da computação e ex-engenheiro da IBM (então especialista em discos rígidos), com o nome de SASI  (en) ( Shugart Associates Interface de sistemas ).

Em 1981 , Shugart juntou forças com a NCR Corporation na esperança de torná-lo um padrão ANSI . Um comitê técnico foi criado, que melhorou significativamente o barramento SASI, renomeou-o como SCSI e o padrão X3.131 descrevendo que foi criado em 1986 . O primeiro padrão definiu muitos parâmetros opcionais em sua implementação (em particular no conjunto de comandos, mas também nas possibilidades materiais, como para os bits de paridade , etc. ), e as incompatibilidades entre os fabricantes são numerosas.

Melhorias foram feitas em 1994 com o padrão SCSI-2 e recentemente com o padrão SCSI-3, reduzindo esses problemas de interoperabilidade.

Especificidades

Esse barramento difere de outros porque transfere a complexidade para o próprio dispositivo. Assim, os comandos enviados ao dispositivo podem ser complexos, tendo o dispositivo então (opcionalmente) de dividi-los em subtarefas mais simples, o que é vantajoso ao trabalhar com sistemas operacionais multitarefa.

Esta interface é, portanto, mais rápida, mais universal e mais complexa do que a interface E-IDE , cuja principal desvantagem é monopolizar uma porcentagem não insignificante do processador , o que constitui uma desvantagem quando muitos fluxos de dados são abertos simultaneamente.

Mais “inteligente” e menos dependente da unidade central, a interface SCSI pode gerenciar uma ampla variedade de periféricos internos e externos, como discos rígidos , scanners , gravadores , unidades de backup e assim por diante.

Dispositivos afetados

O padrão SCSI-2 especifica que o barramento pode se conectar entre eles:

com periféricos como:

A norma não restringe o uso do barramento à interconexão de um computador com periféricos, pelo contrário, estende-o às interconexões entre computadores, ou para compartilhar periféricos entre computadores.

O padrão SCSI-3 é mais geral.

Métodos de transferência

Interface Velocidade do ônibus (MB / s) Frequência do barramento (MHz) Tamanho do barramento (bits) Comprimento máximo do cabo SE (m) Comprimento máximo Comprimento do cabo LVD (m) Comprimento máximo Comprimento do cabo HVD (m)
SCSI-1 SCSI 5 5 8 6 - 25
SCSI-2 Wide SCSI 10 5 16 3 - 25
SCSI rápido 10 10 8 3 - 25
Fast Wide SCSI 20 10 16 3 - 25
SCSI-3 Ultra SCSI 20 20 8 1,5 - 25
Ultra Wide SCSI 40 20 16 3 - -
Ultra2 SCSI 40 40 8 - 12 25
Ultra2 Wide SCSI 80 40 16 - 12 25
Ultra3 SCSI 80 80 8 - 12 -
Ultra-160 SCSI

(Ultra3 Wide SCSI)

160 80 16 - 12 -
Ultra-320 SCSI 320 160 (80  MHz DDR ) 16 - 12 -
Ultra-640 SCSI 640 320 (80  MHz QDR ) 16 - 12 -
SAS SAS 375 Desconhecido Desconhecido - - -
SAS 2.0 1500 Desconhecido Desconhecido - - -
Outras tecnologias usadas com comandos SCSI-3
Interface paralela Interfaces seriais
Ultra SCSI FC-AL SSA IEEE P 1394 ( FireWire )
Protocolo Protocolo de bloqueio SCSI (SIP) Protocolo Fibre Channel (FCP) Protocolo de armazenamento serial (SSP) Protocolo Serial Bus (SBP)
velocidade máxima 5 a 640  MB / s 100 a 400  MB / s 20 a 80  MB / s 12,5 a  3200 MB / s
Número de dispositivos 7 a 15 126 128 63
Distância 12 a 25  m 20 a 200  m (cobre)
10  km (fibra óptica)
20  m (cobre)
680  m (fibra óptica)
72  m

Melhorias SCSI-3 em relação a SCSI-2

O SCSI-3 apresenta como uma enorme mudança a aparência de um barramento serial , em uma tecnologia até então exclusivamente paralela . Também traz alguns novos recursos e melhorias na interface paralela.

Interfaces paralelas

Ultra 3

A frequência do barramento é dobrada. Portanto, vamos de 40 para 80  MHz . Os dispositivos SE não são mais compatíveis com essas frequências por causa dos fenômenos de reverberação .

Ultra 160

A interface do Ultra 160 utiliza LVD, absolutamente não é mais compatível com SCSI-1 e 2. O Ultra 160 traz grandes mudanças no gerenciamento de transferência de dados.

Ultra 320

A interface 320 faz modificações adicionais em relação ao Ultra160, o que torna possível aumentar ainda mais a frequência de trabalho para 160  MHz e aumentar as taxas úteis.

Interfaces seriais

Melhorias na interface paralela

Com o aumento das frequências de transferência, os deslocamentos entre os sinais e sua sensibilidade ao ruído e capacitâncias parasitas tornam-se problemáticos e causam restrições no comprimento do cabo. Portanto, mudamos para barramentos seriais (um único fio), o que evita os problemas de correntes induzidas.

A reflexão sobre as interfaces seriais foi iniciada antes do desenvolvimento do Ultra 160 e 320. Mas as velocidades oferecidas são tais que essas tecnologias permanecem bastante viáveis. O objetivo da interface serial é empacotar os comandos e dados SCSI, a fim de transferi-los através de um único fio, mantendo a compatibilidade SCSI (a fim de reter, em particular, a vantagem da possibilidade de armazenamento de comandos , muito útil em multitarefa).

Encontramos muitas vantagens nessas tecnologias, podemos citar em particular:

  • arquiteturas ponto a ponto  ;
  • duplo acesso: portanto, é possível acessar um ponto de duas maneiras diferentes, o que apresenta melhor resistência a falhas de barramento;
  • maiores possibilidades em termos de sistemas RAID , podemos assim subir para mais de 100 discos rígidos graças ao SSA ou Fibre Channel , contra 5 com uma interface SCSI clássica;
  • ...
Tecnologias utilizadas

Podemos citar como tecnologias seriais usando comandos SCSI:

Melhorias SCSI-2 em relação a SCSI-1

O padrão SCSI-2 de 1994 é um aprimoramento do SCSI-1. Alguns pontos foram aprimorados ou tornados obrigatórios. Teoricamente, SCSI-1 e SCSI-2 são compatíveis com versões anteriores. Observe que o uso de bits de paridade se tornou obrigatório com o SCSI-2.

SCSI rápido

São utilizadas transferências síncronas de alta velocidade, que permitem taxas de transferência de 10  MB / s em cabeamento de 8 bits e 20 ou 40  MB se você estiver em 16 ou 32 bits (com uma frequência de 10  MHz ).

Wide SCSI

Temos a possibilidade de trabalhar com barramentos maiores de 16 ou 32 bits, o que permite velocidades maiores. Um cabo A (50 pinos) foi usado para transmissões de 8 bits, SCSI-2 forneceu um cabo B (68 pinos) para barramentos maiores. Mas não teve verdadeiro sucesso, preferimos o cabo P (também de 68 pinos) definido no SCSI-3. Para 32 bits, o cabo P deve ser usado com um cabo Q (também de 68 pinos).

Fila de Comando SCSI

O SCSI-1 só permitia que os comandos fossem enviados um de cada vez. O SCSI-2 permite que até 256 comandos sejam enviados a um dispositivo por vez. Eles serão armazenados e processados ​​na ordem ideal pelo dispositivo. Isso torna possível aumentar o desempenho de trabalho do dispositivo e tem um grande interesse ao trabalhar com sistemas operacionais multitarefa ( Linux , Windows Server , etc.) que pode ter que fazer várias solicitações simultaneamente a um dispositivo (acesso de leitura múltipla em um disco rígido, por exemplo).

Tipos de fiação

Transporte de dados

Terminado Simples (SE) Trabalhamos no modo assimétrico. Para cada sinal a ser enviado pelo barramento corresponde um único fio. Diferencial de alta tensão (HVD) Trabalhamos no modo diferencial. Para cada sinal, dois fios são usados: o primeiro carrega o sinal, o segundo carrega o seu oposto. O receptor processa a diferença entre os dois. Diferencial de baixa tensão (LVD) Igual ao HVD, mas com tensões menores, permitindo cabos mais longos (melhor tolerância a capacitâncias parasitas e ruído ).

Resistores de terminação

  • Resistência passiva: Na extremidade do cabo, dois resistores de 220 e 330  Ω são estabelecidos , ou seja, 132  Ω . O 220 é ligado à terra, o 330 à fonte de alimentação que é fornecida por um dos componentes do bus (que, portanto, nunca deve ser desligado se o bus for operado). Porém, em frequências muito altas, esse tipo de resistor de terminação faz com que o sinal reverbere. A terminação passiva é limitada a pequenas seções de cabo e insuficiente para Fast and Wide SCSI-2. Deve, portanto, ser evitado, o que não é difícil porque dificilmente existe um fabricante que o utiliza.
  • Resistência ativa (ou Alternativa 2): resistência de 110  Ω obtida por reguladores de tensão. Evita os fenômenos de reverberação. A terminação ativa é altamente recomendada pelo padrão SCSI-2. Ele oferece reguladores de tensão para que o sinal SCSI sempre termine no nível de tensão correto.
  • Resistência forçada perfeita: Variante da Alternative2 que permite cabos mais longos. A rescisão perfeita forçada é uma variação aprimorada da rescisão ativa. Existem várias versões: FPT-3, 18, 27 ...

Veja também

Artigos relacionados

links externos

Referências

  1. Iremos consultar a página do comitê técnico para detalhes.