SCSI 全面揭秘

四、设备间的对决:SCSI硬盘与ATA硬盘

与SCSI最紧密相关的就是SCSI硬盘。我们在前面简单提到SCSI硬盘有高性能、高可靠性的优点，但并没有深入分析。其实，除了接口与ATA硬盘不同外，SCSI硬盘在技术含量方面也高出一个等级。

首先，SCSI硬盘拥有遥遥领先于ATA硬盘的高效能。SCSI硬盘高性能的秘诀来自于高转速——目前，市面上的主流SCSI硬盘均为10000rpm级别，高端产品全面进入15000rpm时代；ATA硬盘则最多达到10000rpm，而且只有西部数据一家推出了这样的产品，当前主流硬盘均为 7200rpm。大家应该会注意到一个明显的问题：SCSI硬盘的容量普遍很小，甚至连18GB的产品都还在市场上销售，36GB的算是主流，73GB容量的可称得上高端。虽然也有180GB的大容量产品，可它的转速仅仅只有7200rpm……再联系到西部数据10000rpm的Raptor硬盘也只有 37GB、74GB的小容量，不难发现一个规律：转速越高、硬盘容量越小。这种差异当然不是由SCSI接口引起的，而是硬盘马达的技术限制所致。

要将转速从7200rpm提升到10000rpm，甚至是15000rpm，硬盘主轴马达的驱动力理论上也得大幅度提升。问题是目前硬盘的马达技术已经到达临界点，要进一步提升极其困难：不仅制造成本高，耐用性也很差。因此，由提高马达驱动力实现高转速是行不通的。不过，硬盘厂商可以从另一个途径来解决问题：减少盘片的数量并缩小盘片的尺寸，盘片数量越少、盘片尺寸越小，重量就越轻，同样驱动力的马达就可以带动盘片以更快的速度旋转(此时二者做的功是一样的)。我们可以看到，万转硬盘容量几乎都是18GB的整数倍，而7200rpm普通ATA硬盘的容量则是20GB的整数倍，其中所体现的就是盘片直径发生的改变。一般来说，7200rpm的3.5英寸硬盘盘片直径是3.74英寸，10000rpm的硬盘盘片直径为3英寸或3.3英寸，而15000rpm产品普遍使用2.5英寸或2.75英寸直径的盘片(图10、图11)。

此主题相关图片如下：

图10、11、Maxtor的Atlas 16K和希捷的Cheetah（捷豹）X15硬盘转速高达15000rpm，
采用的是直径为2.5英寸的盘片。

不过，在同转速条件下，SCSI硬盘的实际性能往往不如ATA硬盘，原因在于SCSI硬盘的控制/命令指令结构非常复杂—ATA硬盘采用“柱面/磁头/扇区”的三维格式实现数据定位，而SCSI硬盘使用线性概念来标识硬盘的扇区，即硬盘只有第1扇区﹑第2扇区、第3扇区……等等。操作系统虽然也使用这种线性编号的扇区，可BIOS只接受三维格式的磁盘请求，为此操作系统必须将自己所发出的线性编号格式的磁盘请求指令翻译成“柱面/磁头/扇区”的三维格式， ATA硬盘可直接使用这套命令并作出响应。相比之下，SCSI硬盘还得将来自BIOS的三维格式请求再次翻译成线性模式才能响应，而在SCSI硬盘内部，还得将线性模式指令再翻译回三维模式磁盘请求才能作出动作。换言之，从操作系统到SCSI硬盘的指令传递需要“线性(操作系统)→三维(BIOS)→线性 (SCSI接口)→三维(SCSI硬盘内部)”的复杂转换过程，而操作系统到ATA硬盘只需要“线性(操作系统)→三维(BIOS)”的简单转换工作。由此带来的效果是：在同转速下，ATA硬盘的实际效能反而比SCSI硬盘优异。

SCSI硬盘主要面向对数据安全敏感的服务器和工作站，因此它对数据的保护、错误校验和使用寿命都有很高的要求。在错误校验技术方面，SCSI系统采用CRC循环冗余校验技术，可以精确地检查出各类数据错误，而并行 ATA体系所采用的是ECC校验，该技术只能检查出一位错误，如果同时出现多位错误的情况系统就无法发现。所幸在串行ATA中我们看到CRC校验技术已被引入。高可靠性、长使用寿命可谓SCSI硬盘最重要的优点：SCSI应用于服务器领域，而服务器的运作模式通常都是一天24小时、一年365天不间断作业，SCSI硬盘必须承受这样的高负载环境。为此，多数SCSI硬盘的设计寿命都长达10年之久。相比之下，ATA硬盘的设计寿命多在3～5年，而且如果长时间使用，硬盘的寿命很可能提前结束。