home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Monster Media 1993 #2 / Image.iso / magazine / aum005.zip / FILE2.005 < prev    next >
Text File  |  1993-07-07  |  18KB  |  307 lines

  1.  
  2.                         What's New in SCSI-2
  3.  
  4.         Scuzzy is the pronunciation and SCSI (Small Computer System
  5.  Interface) is the acronym, for the best known and most widely used ANSI
  6.  (American National Standards Institute) interface.
  7.  
  8.         Despite use of the term "Small" in its name, everyone has to agree
  9.  that Scuzzy is large - in use, in market impact, in influence, and
  10.  unfortunately, in documentation. The standards effort that began with a
  11.  20-page specification in 1980 has grown to a 600 page extravaganza of
  12.  technical information.
  13.  
  14.         Even before ANSI (American National Standards Institute) published
  15.  the first run of SCSI as standards document in 1986, ASC (Accredited
  16.  Standards Committee) X3T9.2 was hard at work on SCSI-2.
  17.  
  18.         No technical rationale can be offered as to why SCSI-1 ended and
  19.  SCSI-2 began, or as to why SCSI-2 ended and SCSI-3 began. The justification
  20.  is much more simple - you have to stop sometime and get a standard printed.
  21.  Popular interfaces never stop evolving, adapting, and expanding to meet
  22.  more uses than originally envisaged.
  23.  
  24.         Interfaces even live far beyond their technological lifespan. SMD
  25.  (Storage Module Drive) has been called technically obsolete for 5 years
  26.  but every year there are more megabytes shipped on the SMD interface than
  27.  the year before. This will probably continue for another year or so before
  28.  the high point is reached, and it will at least a decade before SMD is
  29.  considered to be insignificant.
  30.  
  31.         If SCSI enhancements are cut off at an arbitrary point, what
  32.  initiates the decision? Impatience is as good an answer as any. The
  33.  committee and the market get sick of promises that the revision process
  34.  will "end soon," and assert pressure to "do it now."
  35.  
  36.         The SCSI-3 effort is actively under way right now, and the workload
  37.  of the committee seems to be no less than it was a year ago. What is
  38.  pleasant, is that the political pressures have eased.
  39.  
  40.         There is a major difference between the standards for SCSI in 1986
  41.  and SCSI-2 in 1990. The stated goal of compatibility between manufacturers
  42.  had not been achieved in SCSI in 1986 due to a proliferation of undocumented
  43.  "features."
  44.  
  45.         Each implementation was different enough that new software drivers
  46.  had to be written for each device. OEMs defined variations in hardware that
  47.  required custom development programs and unique microcode. Out of this 
  48.  diversity arose a cry for commonality that turned into CCS (Common Command
  49.  Set), and became so popular that it took on an identity of its own.
  50.  
  51.         CCS defined the data structures of Mode Select and Mode Sense
  52.  commands, defect management on the Format command and error recovery
  53.  procedures. CCS succeeded because the goals were limited, the objectives
  54.  clear and the time was right.
  55.  
  56.         CCS was the beginning of SCSI-2, but it was only for disks. Tape
  57.  and optical disks suffered from diversity, and so it was that the first
  58.  working group efforts on SCSI-2 were focused on tapes and optical disks.
  59.  However, opening up a new standards effort is like lifting the lid on
  60.  Pandora's Box - its hard to stay focused on a single task. SCSI-2 went far
  61.  beyond extending and consolidating CCS for multiple device types.
  62.  
  63.         SCSI-2 represents three years of creative thought by some of the
  64.  best minds in the business. Many of the new features will be useful only in
  65.  advanced systems; a few will find their way into the average user's system.
  66.  Some may never appear in any useful form and will atrophy, as did some
  67.  original SCSI features like Extended Identify.
  68.  
  69.         Before beginning coverage of "what's new in SCSI-2," it might be
  70.  well to list some of the things that aren't new. The silicon chips
  71.  designed for SCSI are still usable. No new features were introduced which
  72.  obsolete chips. The cause of silicon obsolescence has been rapid market
  73.  shifts in integrating functions to provide higher performance.
  74.  
  75.         Similarly, initiators which were designed properly, according to
  76.  SCSI in 1986, will successfully support SCSI-2 peripherals. However, it
  77.  should be pointed out that not all the initiators sold over the last few
  78.  years behaved according to the standard, and they can be "blown away" by
  79.  SCSI-2 targets.
  80.  
  81.         The 1986 standard allows either initiators or targets to begin
  82.  negotiation for synchronous transfers, and requires that both initiators
  83.  and targets properly handle the sequence. A surprisingly large percentage
  84.  of SCSI initiators will fail if the target begins negotiation. This has not
  85.  been as much of a problem to date as it will become in the future, and you
  86.  know as well as I do, that these non-compliant initiators are going to
  87.  blame the SCSI-2 targets for being "incompatible."
  88.  
  89.         Quirks in the 1986 standard, like 4 bytes being transferred on
  90.  Request Sense, even if the requested length was zero have been corrected
  91.  in SCSI-2. Initiators which relied on this quirk instead of requesting 
  92.  4 bytes will get into trouble with a SCSI-2 target.
  93.  
  94.         A sincere effort has been made to ensure that a 1986-compliant
  95.  initiator does not fail or have problems with a SCSI-2 target. If problems 
  96.  occur, look for a non-compliant initiator before you blame the SCSI-2
  97.  standard.
  98.  
  99.         After that little lecture, let us turn to the features you will 
  100.  find in SCSI-2 which include:
  101.  
  102.         o Wide SCSI: SCSI may now transfer data at bus widths of 16 and
  103.                      32 bits. Commands, status, messages and arbitration
  104.  are still 8 bits, and the B-Cable has 68 pins for data bits. Cabling was a
  105.  confusing issue in the closing days of SCSI-2, because the first project of
  106.  SCSI-3 was the definition of a 16-bit wide P-Cable which supported 16-bit
  107.  arbitration as well as 16-bit data transfers. Although SCSI-2 does not
  108.  contain a definition of the P-Cable, it is quite possible that within the
  109.  year, the P-Cable will be most popular non-SCSI-2 feature on SCSI-2
  110.  products. The market responds to what it wants, not the the arbitrary
  111.  cutoffs of standards committees.
  112.  
  113.         o Fast SCSI: A 10 MHz transfer rate for SCSI came out of a joint
  114.                      effort with the IPI (Intelligent Peripheral Interface)
  115.  committee in ASC X3T9.3. Fast SCSI achieves 10 Megabytes/second on the
  116.  A-Cable and with wider data paths of 16- and 32-bits can rise to 20 
  117.  Megabytes/second and even 40 Megabytes/second. However, by the time the
  118.  market starts demanding 40 Megabytes/second it is likely that the effort
  119.  to serialize the physical interface for SCSI-3 will attract high-performance
  120.  SCSI users to the Fiber Channel.
  121.  
  122.         A word of caution. At this time the fast parameters cannot be met
  123.  by the Single Ended electrical class, and is only suitable for Differential.
  124.  One of the goals in SCSI-3 is to identify the improvements needed to achieve
  125.  10 MHz operation with Single Ended components.
  126.  
  127.         o Termination: The Single Ended electrical class depends on very tight
  128.  termination tolerances, but the passive 132 ohm termination defined in 1986
  129.  is mismatched with the cable impedance (typically below 100 ohms). Although
  130.  not a problem at low speeds when only a few devices are connected,
  131.  reflections can cause errors when transfer rates increase and/or more
  132.  devices are added. In SCSI-2, an active terminator has been defined which
  133.  lowers termination to 110 ohms and is a major boost to system integrity.
  134.  
  135.         o Bus Arbitration, Parity and the Identify Message were options of 
  136.                            SCSI, but are required in SCSI-2. All but the
  137.  earliest and most primitive SCSI implementations had these features anyway,
  138.  so SCSI-2 only legitimizes the de-facto market choices. The Identify message
  139.  has been enhanced to allow the target to execute processes, so that commands
  140.  can be issued to the target and not just the LUNs.
  141.  
  142.         o Connectors: The tab and receptacle microconnectors chosen for 
  143.                       SCSI-2 are available from several sources. A smaller
  144.  connector was seen as essential for the shrinking form factor of disk
  145.  drives and other peripherals. This selection was one of the most argued 
  146.  over and contentious decisions made during SCSI-2 development.
  147.  
  148.         o Rotational Position Locking: A rose by any other name, this feature
  149.                                        defines synchronized spindles, so than
  150.  an initiator can manage disk targets which have their spindles locked in a
  151.  known relative position to each other. Synchronized disks do not all have to
  152.  be at Index, they can be set to an offset in time relative to the master
  153.  drive. By arraying banks of synchronized disks, faster transfer rates can 
  154.  be achieved.
  155.  
  156.         o Contingent Allegiance: This existed in SCSI-1, even though it was
  157.                                  not defined, and is required to prevent the
  158.  corruption of error sense data. Targets in the Contingent Allegiance state
  159.  reject all commands from other initiators until the error status is cleared
  160.  by the initiator that received the Check Condition when the error occurred.
  161.  
  162.         Deferred errors were a problem in the original SCSI but were not
  163.  described. A deferred error occurs in buffered systems when the target
  164.  advises Good Status when it accepts written data into a buffer. Some time
  165.  later, if anything goes wrong when the buffer contents are being written
  166.  to the media, you have a deferred error.
  167.  
  168.         o Extended Contingent Allegiance (ECA): This extends the utility of
  169.                                                 the Contingent Allegiance
  170.  state for an indefinite period during which the initiator that received the
  171.  error can perform advanced recovery algorithms.
  172.  
  173.         o Asynchronous Event Notification (AEN): This function compensates
  174.                                                  for a deficiency in the 
  175.  original SCSI which did not permit a target to advise the initiator of
  176.  asynchronous events such as a cartridge being loaded into a tape drive.
  177.  
  178.         o Mandatory Messages: The list of mandated messages has grown:
  179.  
  180.  +----------------------+--------------------------+-------------------+
  181.  |       Both           |       Target             |     Initiator     |
  182.  +----------------------+--------------------------+-------------------|
  183.  | Identify             | Abort                    | Disconnect        |
  184.  |                      |                          |                   |
  185.  | Message Reject       | No Operation             | Restore Pointer   |
  186.  |                      |                          |                   |
  187.  | Message Parity Error | Bus Device Reset         | Save Data Pointer |
  188.  |                      |                          |                   |
  189.  |                      | Initiator Detected Error |                   |
  190.  +----------------------+--------------------------+-------------------+
  191.  
  192.         o Optional messages have been added to negotiate wide transfers and
  193.  Tags to  support command queueing. A last-minute inclusion in SCSI-2 was the
  194.  ability to Terminate I/O and receive the residue information in Check
  195.  Condition status (so that only the incomplete part of the command need be
  196.  re-started by the initiator).
  197.  
  198.         o Command Queueing: In SCSI-1, initiators were limited to one command
  199.                             per LUN e.g. a disk drive. Now up to 256 commands
  200.  can be outstanding to one LUN. The target is allowed to re-sequence the
  201.  order of command execution to optimize seek motions. Queued commands require
  202.  Tag messages which follow the Identify.
  203.  
  204.         o Disk Cacheing: Two control bits are used in the CDB (Command
  205.                          Descriptor Block) to control whether the cache is
  206.  accessed on a Read or Write command, and some commands have been added to
  207.  control pre-fetching and locking of data into the cache. Users do not have
  208.  to change their software to take advantage of cacheing, however, as the Mode
  209.  Select/Mode Sense Cache page allows parameters to be set which optimize the
  210.  algorithms used in the target to maximize cache performance. Here is another
  211.  area in which improvements have already been proposed in SCSI-3, and will
  212.  turn up in SCSI-2 products shipping later this year.
  213.  
  214.         o Sense Keys and Sense Codes have been formalized and extended. A
  215.  subscript byte to the Sense Code has been added to provide specifics on the
  216.  type of error being reported. Although of little value to error recovery,
  217.  the additional information about error causes is useful to the engineer who
  218.  has to analyze failures in the field, and can be used by host systems as
  219.  input to prognostic analysis to anticipate fault conditions.
  220.  
  221.         o Commands: Many old commands have been reworked and several new 
  222.                     commands have been added.
  223.  
  224.         o Pages: Some method had to be found to pass parameters between host
  225.                  and target, and the technique used is known as pages. The
  226.  concept was introduced in CCS and has been expanded mightily in SCSI-2.
  227.  
  228.         A number of new Common Commands have been added, and the opcode 
  229.  space for 10-byte CDBs has been doubled.
  230.  
  231.         o Change Definition allows a SCSI-2 initiator to instruct a SCSI-2 
  232.  target to stop executing according to the 1986 standard, and provide
  233.  advanced SCSI-2 features. Most SCSI-2 targets will power on and operate
  234.  according to the 1986 standard (so that there is no risk of "disturbing" 
  235.  the installed initiators, and will only begin operating in SCSI-2 mode,
  236.  offering access to the advanced SCSI-2 capabilities, after being instructed
  237.  to do so by the initiator using the Change Definition command.
  238.  
  239.         o The Mode Select and Mode Sense pages which describe parameters for
  240.  operation have been greatly expanded, from practically nothing in 1986 to
  241.  hundreds of items in SCSI-2. Whenever you hear of something being described
  242.  as powerful and flexible tool, think complicated. Integrators are advised to
  243.  be judicious in their selection of the pages they decide to support.
  244.  
  245.         o the Inquiry command now provides all sorts of interesting data
  246.  about the target and its LUNs. Some of this is fixed by the standard, but
  247.  the main benefit may be in the Vendor Unique data segregated into the special
  248.  designation of Vital Product Data, which can be used by integrators as a
  249.  tool to manage the system environment.
  250.  
  251.         o Select Log and Sense Log have been added so that the initiator can
  252.  gather both historical (e.g. all Check Conditions) and statistical (e.g.
  253.  number of soft errors requiring ECC) data from the target.
  254.  
  255.         o Diagnostic capabilities have been extended on the Read/Write Buffer
  256.  and Read/Write Long commands. The ways in which the target can manage bad
  257.  blocks in the user data space have been defined further and regulated to
  258.  reduce inconsistencies in the 1986 standard. A companion capability to Read
  259.  Defect Data permits the initiator to use a standard method to be advised of
  260.  drive defect lists.
  261.  
  262.         o A new group of 12-byte command blocks has been defined for all
  263.  optical devices to support the large volume sizes and potentially large
  264.  transfer lengths. The Erase command has been added for rewritable optical
  265.  disks so that areas on the media can be pre-erased for subsequent recording.
  266.  Write Once disks need Media Scan, so that the user can find blank areas on
  267.  the media.
  268.  
  269.         o New command sets have been added for Scanners, Medium Changers, 
  270.  and CD ROMs.
  271.  
  272.         All of this technical detail can get boring, so how about some
  273.  "goodies" in SCSI-2 which benefit the common man and help the struggling
  274.  engineer? First, and probably the best feature in SCSI-2 is that the
  275.  document has been alphabetized. No longer do you have to embark on a hunt
  276.  for the Read command because you cannot remember the opcode.
  277.  
  278.         In the 1986 standard, everything was in numeric sequence, and the only
  279.  engineers who could find things easily were the microprogrammers who had
  280.  memorized all the message and opcode tables. Now, ordinary people can find
  281.  the Read command because it is in alphabetic sequence. This reorganization
  282.  may sound like a small matter but it wasn't, it required a considerable
  283.  amount of effort on the part of the SCSI-2 editors. It was well worth it.
  284.  
  285.         Another boon is the introduction for each device class of models which
  286.  describe the device class characteristics. The tape model was the most
  287.  needed, because various tape devices use the same acronym but with different
  288.  meanings or different acronyms for the same meaning.
  289.  
  290.         The SCSI-2 tape model defines the terms used by SCSI-2, and how they
  291.  correspond to the acronyms of the different tapes. For example, on a 9-track
  292.  reel, End of Tape is a warning, and there is sufficient media beyond the
  293.  reflective spot to record more data and a trailer. Not so on a 1/4" tape
  294.  cartridge, End of Tape means out of media and no more data can be written.
  295.  This sort of difference in terms causes nightmares for standardization
  296.  efforts.
  297.  
  298.         So there it is, a summary of what is in SCSI-2. Its not scary,
  299.  although it is daunting to imagine plowing through a 600-page document.
  300.  Time for a commercial here. The "SCSI Bench Reference" available from ENDL
  301.  Publications (408-867-6642), is a compaction of the standard. It takes the
  302.  10% of SCSI-2 which is constantly referenced by any implementor, and puts it
  303.  in an easy-to-use reference format in a small handbook. The author is Jeff
  304.  Stai, one of the earliest engineers to become involved with SCSI
  305.  implementation, and a significant contributor to the development of both
  306.  the 1986 standard and SCSI-2.
  307.