Bⁿcher zum Thema:

http://www.glossar.de/glossar/z_scsi.htm

▄bersicht:

Arbitrierung / PrioritΣt
ASPI
CAM
Command queuing
Datenⁿbertragung (asynchrone / synchrone)
LUN
SCAM
SCSI
single-ended und differential SCSI
Terminatoren (aktiv und passiv)

Arbitrierung / PrioritΣt

Eine Instanz, die regelt, welches GerΣt (Festplatte, CD-Rom, Scanner,...) den Bus als nΣchstes nutzen darf. Dazu haben alle am SCSI-Bus angeschlossenen GerΣte eine eindeutige ID. Die PrioritΣt nimmt ihrer Reihenfolge nach ab: Die h÷chste PrioritΣt besitzt ID 7, die niedrigste ID 0; bei Wide-SCSI folgt darunter noch die ID 15 herab bis zur niedrigsten ID 8.

ASPI

Abkⁿrzung fⁿr "Advanced SCSI Programming Interface" also "erweiterte SCSI- Programmierschnittstelle" (frⁿher stand "ASPI" fⁿr "Adaptec SCSI Programming Interface") • So oder so handelt es sich um eine von Adaptec entwickelte SCSI-Softwareschnittstelle fⁿr den Zugriff von Applikationen (Software) auf SCSI-GerΣte. Damit m÷glichst alle Programme und Computer mit diesen GerΣten zusammenarbeiten k÷nnen, wurde ASPI als Standard fⁿr die PC-Welt auf breiter (Hersteller-)Front akzeptiert. Die entsprechenden gerΣtespezifischen Treiber hei▀en "ASPI-Treiber".

CAM

Abkⁿrzung fⁿr "Common Access Method" • CAM definiert wie ASPI eine Software-Schnittstelle von Future Domain zur Einbindung von SCSI-GerΣten. CAM ist inzwischen mehr unter Unix relevant, als in der PC/Windows-Welt.
 

Command queuing

Erh÷hte FunktionalitΣt ab SCSI-2-Standard. Es k÷nnen mehrere Befehle zur gleichen Zeit abgearbeitet beziehungsweise in eine Warteschlange gestellt werden (siehe auch Queue).

Datenⁿbertragung (asynchron / synchron)

Bei der asynchronen Datenⁿbertragung ⁿber den SCSI-Bus sendet der Initiator eine Datenanforderung (REQ, request) und wartet auf eine BestΣtigung (ACK, acknowledgement). Dann wird die Verbindung zwischen den GerΣten aufgenommen.
Die synchrone ▄bertragung verbessert den Datendurchsatz durch Aneinanderreihung mehrerer Anfrage-Impulse (die Anzahl ist allerdings begrenzt), ohne auf die BestΣtigung (ACK) zu warten.

LUN

Abkⁿrzung fⁿr "Logical Unit Number" • Jedes SCSI-GerΣt (Festplatte, CD-Roms,  Controller,...) hat mindestens eine, maximal bis zu acht Logical Unit Numbers. Eine SCSI-ID wird dabei in mehrere Unterkomponenten unterteilt: Ein SCSI-Controller beispielsweise, an dem etwa drei Laufwerke hΣngen, erhΣlt drei LUNs. Andererseits lassen sich so auch mehrere GerΣte unter einer ID zusammenfassen, etwa in RAID-Systemen.

SCAM

Abkⁿrzung fⁿr "SCSI Configured Automatically" • Was in der Windows-Welt mit dem Namen Plug-and-Play (PNP) ausgedrⁿckt wird, sind Konzepte, die es in der SCSI-Welt bereits seit Anfang der 80er Jahre gibt.
Unter SCAM versteht man die automatisch/magische Konfigurierung beim Einschalten der GerΣte:

• Dazu wer alle Adressen abgefragt.
• Sofern GerΣte an den Adressen vorhanden sind, werden diese konfliktfrei mit IdentitΣtsadressen und anderen Zuweisungen belegt.

Im SCSI-Konzept waren von Anfang an Mechanismen zur Abfrage und zur Einstellung der Betriebsparameter der GerΣte vorgesehen. Diese Funktion wurde aber lange Zeit nur zur Abfrage des Hersteller- und Modellnamens verwendet. Schaltbare Abschlu▀widerstΣnde (Terminatoren) und andere ben÷tigte Funktionen wurden frⁿher, weil zu teuer nicht eingebaut. Das eigentliche Hemmnis fⁿr die Anwendung von PNP war aber das Fehlen entsprechender Funktionen in den Betriebssystemen der Rechner. Heute sind diese Funktionen in den neueren Windows-Versionen eingebaut.
 

SCSI

Abkⁿrzung fⁿr "Small Computer System Interface" • Standard fⁿr Schnittstellen und Bussysteme mit hohen ▄bertragungsraten. Die PeripheriegerΣte, die diesen Standard unterstⁿtzen, k÷nnen an einer einzigen Erweiterungskarte angeschlossen werden und ben÷tigen auch nur einen Treiber (siehe ASPI-Treiber). SCSI-Bussysteme gibt es fⁿr verschiedene Busbreiten und -typen.

Im Gegensatz zu IDE, mit der pro Kanal nur zwei GerΣte betrieben werden k÷nnen, lassen sich an einen SCSI-Bus - abhΣngig vom SCSI-Standard - bis zu 15 GerΣte gleichzeitig ansteuern. So lange es sich dabei um GerΣte handelt, die nicht gleichzeitig betrieben werden - wie Scanner, CD-ROM und Bandlaufwerk - ist die LeistungsfΣhigkeit von Fast-SCSI meist schon ausreichend. Beim zusΣtzlichen Betrieb von Festplatten macht hingegen, angesichts der steigenden Geschwindigkeit der Harddisks, Wide- oder Ultra-SCSI Sinn. Richtig ausgelastet wird ein SCSI-Bus aber erst dann, wenn mehrere schnelle Komponenten den Kanal gleichzeitig benutzen. Ein gutes Beispiel dafⁿr ist ein Stripe-Set (RAID 0) aus mehreren Festplatten, wie man es hΣufig in Servern findet. Hier k÷nnen bereits einige High-Performance-Festplatten die bislang maximalen 40 MByte/s eines Wide-Ultra-SCSI-Systems ⁿbertreffen. Eine Erweiterung ist also dringend n÷tig. Aktueller Stand ist 1998 Ultra2-SCSI. 

Um die gro▀e Flut der SCSI-Namengebungen einzudΣmmen, beschrΣnkte die STA (SCSI Trade Association) die Anzahl der SCSI-Bezeichnungen auf die Typen SCSI 1, Fast, Fast Wide, Ultra, Ultra Wide, Ultra 2 und Wide Ultra 2 SCSI. Da bei den verschiedenen Herstellern zum Teil abweichende Bezeichnungen und Typkombinationen zu finden sind, werden hier alle bekannten (1997) SCSI-Definitionen kurz vorgestellt.

• SCSI 1: Dieser Standard ist die Mutter aller SCSI-Standards. Er definiert die asynchrone, 8 Bit breite Datenⁿbertragung mit maximal 5 MByte pro Sekunde. Auf dieser Vereinbarung bauen alle anderen Standards auf. Adapter, die nur die SCSI-1-Norm unterstⁿtzen, sind gΣnzlich vom Markt verschwunden.
   
• SCSI 2 stellt einen erweiterten Befehlssatz zur Verfⁿgung. Dieser Dialekt dient sΣmtlichen Controllern immer noch zur ERSTEN asynchronen Kontaktaufnahme mit den angeschlossenen GerΣten. Der maximale Datendurchsatz bleibt auch hier bei 5 MByte pro Sekunde, wird aber bereits synchron realisiert. "SCSI 2" bezeichnet ebenfalls das ▄bertragungsprotokoll, welches allen Hostadaptern dieser Klasse gemeinsam ist. Das hei▀t, da▀ auch ein Ultra-Wide-SCSI-Adapter ungeachtet der maximalen Geschwindigkeit mit dem in SCSI 2 definierten Befehlssatz und Protokoll arbeitet.
   
• Fast SCSI erreicht einen Datendurchsatz von 10 MByte pro Sekunde. Die Geschwindigkeitssteigerung dieser 8-Bit-Variante liegt hierbei in der Verdoppelung des Bustaktes auf 10 MHz.
   
• Wide SCSI hei▀t die Vereinbarung, in der der bis dato 8 Bit breite Bus auf 16 Bit erweitert wird. Dies hat ebenfalls eine Verdoppelung der Datenrate auf 10 MByte pro Sekunde zur Folge.
   
• Fast Wide SCSI ergibt sich konsequenterweise aus der Busbreitenverdopplung des Fast SCSI-Standards von acht auf 16 Bit. Mit Adaptern dieses Typs k÷nnen somit bereits Datenraten von 20 MByte pro Sekunde bei einem Bustakt von 10 MHz erreicht werden.
   
• Ultra SCSI verdoppelt den ⁿblichen SCSI-Bustakt und erreicht mit 8 Bit Breite einen Datendurchsatz von 20 MByte pro Sekunde.
   
• Ultra Wide SCSI beschleunigt den Datentransfer bei einem mit 20 MHz getakteten 16-Bit-SCSI-Bus auf stattliche 40 MByte pro Sekunde.
    
  Alle Controller, der bis hier genannten Spezifikationen k÷nnen im Single-Ended-Modus betrieben werden. Hierbei werden die Signale auf den Datenleitungen immer gegenⁿber dem Massepotential abgegriffen. Um St÷reinflⁿssen entgegenzuwirken, dⁿrfen die Kabel gewisse LΣngen nicht ⁿberschreiten.
   
• Ultra 2 SCSI kann mit einer Taktfrequenz von 40 MHz nur noch im sogenannten differentiellen Modus betrieben werden. Hierbei werden durch Subtraktion der auf zwei Leitungen entgegengesetzt polarisiert ⁿbertragenen SCSI-Signale St÷rungen quasi herausgekⁿrzt, da diese auf beiden Leitungen gleiche PolaritΣt aufweisen. Dieser Standard erreicht bei 8 Bit einen Datendurchsatz von 40 MByte pro Sekunde.
   
• Ultra 2 Wide SCSI verfⁿgt bei einem 16 Bit breiten Bus somit ⁿber eine Transferrate von bis zu 80 MByte pro Sekunde.
   
• Ultra160/m-SCSI verspricht Datentransfer von 160 MByte pro Sekunde. Fⁿhrende Hersteller von Computersystemen und Speicherprodukten kⁿndigten Ende September 1998 das Ultra160/m-SCSI an. Die Speichermedien bringen laut Adaptec einen Datendurchsatz von 160 MByte pro Sekunde und bewegen damit die Daten doppelt so schnell wie Medien mit Ultra2-Wide-SCSI. Die neue Schnittstelle soll verbesserte ManagementfΣhigkeiten aufweisen und wie SCSI 3 auch voll kompatibel zu Ultra2-SCSI sein.
  Analysten erwarten von Ultra160/m-SCSI eine schnelle Verbreitung der parallelen SCSI-Technologie in den Bereichen Windows NT und Unix Workstations, Video und Web Server und Storage Area Networks. Nach EinschΣtzung der International Data Corporation wird der Marktanteil von parallelem SCSI 1999 mehr als 80 Prozent im Markt fⁿr High-End-Laufwerke erreicht haben.
  Ultra160/m verdoppelt nicht nur die Ultra2-SCSI-Datentransferrate, sondern testet und verwaltet auf intelligente Art und Weise das Speicher-Netzwerk, so da▀ immer mit der h÷chsten, verlΣ▀lichen Datentransferrate gearbeitet wird. Ist diese ZuverlΣssigkeit nicht gewΣhrleistet, lΣuft der Datentransfer problemlos mit niedrigeren Transferraten weiter, wie es auf Σhnliche Weise auch bei Modem- und Faxverbindungen geschieht.
   
• Ultra 3 Wide SCSI umfa▀t die folgenden Hauptkomponenten
  • Double-Edge Clocking:
    Verdoppelt die ▄bertragungsgeschwindigkeit auf 160 MByte/s, ohne die Taktfrequenz zu erh÷hen (wie bei Ultra2 SCSI 40 MHz).
  • Domain Validation:
    ▄berprⁿft permanent alle GerΣte am SCSI Bus und stellt sie automatisch auf die optimale Ubertragungsgeschwindigkeit ein.
  • CRC (Cyclic Redundancy Check):
    Verbessert die Datensicherheit gegenⁿber dem bisherigen Parity-Check.
  • Quick Arbitration and Select:
    Reduziert die Connect/Disconnect-Zeiten auf dem SCSI-Bus.
  • Packetization:
    Verkleinert den Protokoll-Overhead und erh÷ht dadurch die fⁿr Nutzdaten verfⁿgbare Bandbreite

Zusammenfassung der wichtigsten SCSI-Standards:

Ein moderner SCSI-Bus fungiert als Bindeglied zwischen dem SCSI- und dem PCI-Bus und stellt ein GerΣt am PCI-Bus dar. Dieser ist mit 33 MHz getaktet und 32 Bit breit, was zu einer theoretischen Bandbreite von 133 MByte/s fⁿhrt. Das Problem dabei ist, da▀ die Daten meist zweifach ⁿbertragen werden. Beispielsweise von der Festplatte in den Hauptspeicher und von dort aus wiederum ⁿber den PCI-Bus beispielsweise an eine Netzwerkkarte. SpΣtestens hier wird der PCI-Bus zum Flaschenhals des Gesamtsystems. Doch Abhilfe ist mit dem 64-Bit-PCI in Sicht. Dieser verkraftet 266 MByte/s, was zumindest vorlΣufig genⁿgen sollte. Bleibt die Frage, wo danach eine Engstelle auftreten wird.

▄brigens: Fachleute (oder solche, die so tun) sagen selten "S-C-S-I" sondern "Skassy"!

Single-ended und differential SCSI

Der single-ended SCSI-Bus (unsymmetrisch) ist die ursrpⁿngliche Ausfⁿhrung. Danach darf das Kabel maximal sechs Meter lang sein (SCSI-1). Die Differential-SCSI-L÷sung (symmetrisch) nutzt zwei Leitungen fⁿr das gleiche Signal. Die Signale entsprechen der Differenz der Spannungspegel der beiden Datenleitungen. Vorteil: Die maximal erlaubte KabellΣnge liegt jetzt bei 25 Metern. Single-ended und differential SCSI dⁿrfen nicht gemischt betrieben werden.

Terminator (aktiv und passiv)

An den physikalischen Enden mu▀ der SCSI-Bus abgeschlossen sein. Dazu sind Terminatoren n÷tig, um Spannungsⁿberh÷hungen und -einbrⁿche zu verhindern und den Spannungspegel stabil zu halten. Es gibt aktive und passive Terminatoren:

• Die aktiven haben - im Gegensatz zu passiven - einen Spannungsregler eingebaut, der fⁿr gleichmΣ▀ige Versorgung der Termpower sorgt. Beim unsymmetrischen SCSI-Bus ist die aktive Terminierung fⁿr SCSI-2 empfohlen und fⁿr Ultra- und Ultra-Wide-SCSI zwingend vorgeschrieben.
• Passive Varianten finden noch bei symmetrischen Schnittstellen Einsatz, da hier die LeitungsqualitΣt eine aktive Terminierung verzichtbar macht.

 
siehe auch (auf anderen Seiten):

Datensicherung
RAID
Festplatte
ParitΣt
PC-/Computer-Bus
Computer (etwas Computer-Geschichte)
 

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