SCSI 全面揭秘

现在SCSI硬盘和控制器越来越白菜价了。为了让大家更好的对SCSI设备有一些了解，武士将登载于《微机》上的这篇文章摘录于此。感谢原作者jl_chang的倾力奉献。

在硬盘大家族中，SCSI 硬盘一向高高在上，而与其高性能和可靠性相对应的是高昂的价格，价格门槛注定SCSI 不可能大规模进驻PC ，只能作为服务器和工作站的存储中枢。人们对它的了解更多局限在SCSI 硬盘超过10000rpm、甚至15000rpm 的惊人转速上。但SCSI 仅此而已么？看过本文之后，答案自会揭晓。

随着时间的推移，SCSI也逐渐开始平民化进程。少数预算宽裕的用户对构建SCSI系统情有独钟，但在实际应用中却发现SCSI并不比并行ATA或串行ATA硬盘快多少，因而迷惑不解，认为SCSI只是浪得虚名；也有一些用户因为构建的SCSI系统无法稳定工作，从而对SCSI技术敬而远之..于是，SCSI从诞生到现在，都让我们觉得相当神秘，但事实并非如此。

一、初看SCSI:独特的系统结构与连接模式

SCSI 是“SmallComputerSystemInterface”的缩写，意为“小型计算机系统接口”。最初，它是由美国Shugart公司(现在的希捷公司前身)所开发的SASI接口，后来业界在SASI的基础上增加了磁盘管理功能并形成了公认的设备接口标准。SCSI的应用范围除了我们熟知的硬盘之外，还包含光存储、磁带机、MO、打印机、扫描仪等许多外部设备，功能比ATA体系(包括并行ATA和串行ATA)更强大。

SCSI与 ATA体系在设计思想上存在根本性的不同：SCSI系统要求自身具备对设备的完全控制能力，因此采用一枚强大的SCSI控制芯片来管理系统，CPU只承担传输起始命令的职能；而ATA体系要求廉价，设备的管理和传输都由CPU负责。换言之，SCSI系统中拥有专用的“CPU”来控制整个接口的工作状况，而 ATA系统必须与PCI、USB2.0、IEEE1394、以太网等其他设备共同分享唯一的处理器资源，这是SCSI与ATA体系最根本的区别。所以设计思想的不同决定了SCSI迥异于ATA的结构和功能特性。

1.系统结构:强大的SCSI与简单的ATA

最简单的SCSI系统模式是主机与SCSI控制器通过总线连接，而SCSI控制器则通过自己的SCSI总线与设备的控制器通讯。其中SCSI控制器不是被做到独立的SCSI卡上就是直接整合在主板上，设备的控制器指的是SCSI设备自己的控制芯片，对于SCSI硬盘来说，就是硬盘电路板上的接口主控芯片。

SCSI 控制器与主机的连接主要通过PCI总线进行。一般常见的SCSI卡是32/64位PCI接口的，但对于桌面PC系统，可选择的只有32位PCI；考虑到带宽问题，新一代SCSI卡更多采用快速的PCI-X接口，当然这种接口多出现于服务器主板上。至于2004年将进入实用化的PCIExpress接口， SCSI卡估计不会广泛采用，原因在于PCIExpress针对桌面和移动领域，而服务器厂商更青睐设备兼容性好的PCI-X，尽管前者在接口带宽方面更有优势。但是，无论采用什么接口都不会影响到SCSI的功能特性，原因在于SCSI的命令系统与设备无关，所有控制命令都是以命令描述块(CDB)的形式由SCSI卡发送给总线上的SCSI设备，而命令块中包含操作的性质、源地址、目的地址以及传送的块数等基本信息。

图1、SCSI系统的物理连接解构示意

SCSI 系统可以是一个主控制器(对应SCSI卡)连接单个外设的基本形式，也可以是一个或多个SCSI控制器连接多个外设的复合形式(图1)—按照规范的定义， SCSI控制器可管理的设备数目与SCSI总线的位数相等，而SCSI控制器自身也属于一个设备，这样，SCSI控制器真正可连接的设备数量不超过 SCSI总线位数-1，例如，8位总线的SCSI系统最多可拥有7个外部设备，16位总线最多可管理15个设备，而这些设备的连接通常都是依靠菊花链结构来实现。相比之下，一个并行ATA（PATA）通道最多只能连接主、从两个设备，而一个串行ATA通道则只能连接一个设备(图2)—SCSI系统在扩展性方面优于ATA，这由二者不同的定位所决定。

图2、PATA与SATA的物理连接示意