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SCSI

Autor: Martin Puaschitz (onestone)
Datum: 01-01-2002, 21:59:04
Referenzen: http://www.glossar.de/
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Abkürzung für "Small Computer System Interface" • Standard für Schnittstellen und Bussysteme mit hohen Übertragungsraten. Die Peripheriegeräte, die diesen Standard unterstützen, können an einer einzigen Erweiterungskarte angeschlossen werden und benötigen auch nur einen Treiber (siehe ASPI-Treiber). SCSI-Bussysteme gibt es für verschiedene Busbreiten und -typen.



Im Gegensatz zu IDE, mit der pro Kanal nur zwei Geräte betrieben werden können, lassen sich an einen SCSI-Bus - abhängig vom SCSI-Standard - bis zu 15 Geräte gleichzeitig ansteuern. So lange es sich dabei um Geräte handelt, die nicht gleichzeitig betrieben werden - wie Scanner, CD-ROM und Bandlaufwerk - ist die Leistungsfähigkeit von Fast-SCSI meist schon ausreichend. Beim zusätzlichen 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 dafür ist ein Stripe-Set (RAID 0) aus mehreren Festplatten, wie man es häufig in Servern findet. Hier können bereits einige High-Performance-Festplatten die bislang maximalen 40 MByte/s eines Wide-Ultra-SCSI-Systems übertreffen. Eine Erweiterung ist also dringend nötig. Aktueller Stand ist 1998 Ultra2-SCSI. 



Um die große Flut der SCSI-Namengebungen einzudämmen, beschränkte 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 Datenübertragung mit maximal 5 MByte pro Sekunde. Auf dieser Vereinbarung bauen alle anderen Standards auf. Adapter, die nur die SCSI-1-Norm unterstützen, sind gänzlich vom Markt verschwunden.
     
  • SCSI 2 stellt einen erweiterten Befehlssatz zur Verfügung. Dieser Dialekt dient sämtlichen Controllern immer noch zur ERSTEN asynchronen Kontaktaufnahme mit den angeschlossenen Geräten. Der maximale Datendurchsatz bleibt auch hier bei 5 MByte pro Sekunde, wird aber bereits synchron realisiert. "SCSI 2" bezeichnet ebenfalls das Übertragungsprotokoll, welches allen Hostadaptern dieser Klasse gemeinsam ist. Das heißt, daß 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 heißt 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 können somit bereits Datenraten von 20 MByte pro Sekunde bei einem Bustakt von 10 MHz erreicht werden.
     
  • Ultra SCSI verdoppelt den üblichen 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 können im Single-Ended-Modus betrieben werden. Hierbei werden die Signale auf den Datenleitungen immer gegenüber dem Massepotential abgegriffen. Um Störeinflüssen entgegenzuwirken, dürfen die Kabel gewisse Längen nicht überschreiten.
     
  • 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 übertragenen SCSI-Signale Störungen quasi herausgekürzt, da diese auf beiden Leitungen gleiche Polarität aufweisen. Dieser Standard erreicht bei 8 Bit einen Datendurchsatz von 40 MByte pro Sekunde.
     
  • Ultra 2 Wide SCSI verfügt bei einem 16 Bit breiten Bus somit über eine Transferrate von bis zu 80 MByte pro Sekunde.
     
  • Ultra160/m-SCSI verspricht Datentransfer von 160 MByte pro Sekunde. Führende Hersteller von Computersystemen und Speicherprodukten kündigten 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 Managementfähigkeiten 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 Einschätzung der International Data Corporation wird der Marktanteil von parallelem SCSI 1999 mehr als 80 Prozent im Markt für 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 daß immer mit der höchsten, verläßlichen Datentransferrate gearbeitet wird. Ist diese Zuverlässigkeit nicht gewährleistet, läuft der Datentransfer problemlos mit niedrigeren Transferraten weiter, wie es auf ähnliche Weise auch bei Modem- und Faxverbindungen geschieht.
     
  • Ultra 3 Wide SCSI umfaßt die folgenden Hauptkomponenten
    • Double-Edge Clocking:
      Verdoppelt die Übertragungsgeschwindigkeit auf 160 MByte/s, ohne die Taktfrequenz zu erhöhen (wie bei Ultra2 SCSI 40 MHz).
    • Domain Validation:
      Überprüft permanent alle Geräte am SCSI Bus und stellt sie automatisch auf die optimale Ubertragungsgeschwindigkeit ein.
    • CRC (Cyclic Redundancy Check):
      Verbessert die Datensicherheit gegenüber dem bisherigen Parity-Check.
    • Quick Arbitration and Select:
      Reduziert die Connect/Disconnect-Zeiten auf dem SCSI-Bus.
    • Packetization:
      Verkleinert den Protokoll-Overhead und erhöht dadurch die für Nutzdaten verfügbare Bandbreite

Zusammenfassung der wichtigsten SCSI-Standards:

SCSI-
Bezeichnung
Übertragungs-
rate (MByte/s)
Anzahl der Daten-
leitungen
Kabellänge
in Meter
Anzahl der Geräte
SCSI 1 5    8    6    7   
SCSI 2 5    8    6    7   
Fast SCSI 10    8    3    7   
Wide SCSI 20    16    6    15   
Ultra SCSI 20    8    1,5  7   
Ultra Wide SCSI 40    16    1,5  15   
Ultra2 Wide SCSI 80    16    12    15   
Ultra 160 SCSI 160    16    12    15   
Ultra3 SCSI 160    16    12    15   



Ein moderner SCSI-Bus fungiert als Bindeglied zwischen dem SCSI- und dem PCI-Bus und stellt ein Gerät am PCI-Bus dar. Dieser ist mit 33 MHz getaktet und 32 Bit breit, was zu einer theoretischen Bandbreite von 133 MByte/s führt. Das Problem dabei ist, daß die Daten meist zweifach übertragen werden. Beispielsweise von der Festplatte in den Hauptspeicher und von dort aus wiederum über den PCI-Bus beispielsweise an eine Netzwerkkarte. Spätestens 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 vorläufig genügen sollte. Bleibt die Frage, wo danach eine Engstelle auftreten wird.



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





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