Ultra 160/m SCSI接口剖析

Ultra 160/m SCSI的提出和基本工作原理

一、Ultra 160/m SCSI的提出

    　　随着技术的进展，数据的处理和传输的速度都变得越来越快。处理器的工作频率已突破2000MHz。千兆位以太网能以1000MBytes/S的速率发送和接收数据。磁盘驱动器能以大于50Mbytes/S的持续速率传送数据。PCI总线正扩展到64位。 基于上述情形，系统研制人员需要可支持更高速率要求的I/O技术。事实证明SCSI可胜任这项工作。现在，Ultra 160/m SCSI已准备好将SCSI的传输率提高到一个新阶段。它不仅可以与对速度的需求保持同步，而且还允许以无缝兼容的形式实现。 1998年秋，SCSI行业协会（STA）提出了Ultra3 SCSI这个术语。它用来描述既具有Ultra2 SCSI特性，又具有ANSI SPI-3规范中定义的六种新特性中的一种或多种特性的任何一种设备。然而，这个规范的问题是可有63种组合都符合Ultra3 SCSI。更令人担忧的是，任意两种Ultra3 SCSI设备由于包含的特性集合不同，有可能无法以160Mbytes/S的速率通讯。

    　　为避免这种混乱，Adaptec已采用了一组Ultra3 SCSI特性集，称为Ultra 160/m SCSI，它实现了大多数的优点，而实现成本又较低。如此命名是为了描述其160Mbytes/S速率和增加的存储管理功能。Ultra 160/m SCSI实现了Ultra3 SCSI的三项特性，它们对数据传输率有明显的影响：循环冗余校验（CRC）、速率验证和双沿时钟采样。这几项特性中的每一项单独来看都有明显优势，而合在一起可提供高速计算机和网络技术的SCSI解决方案。因此，Ultra 160/m SCSI特性集获得了业界领先的制造商（如HP和IBM）和一大批领先的SCSI磁盘、元器件供应商的广泛支持。

    二、基本工作原理

    　　Ultra 160/m SCSI是在Ultra2 SCSI基础上，增加了双沿时钟采样、速率验证和循环冗余校验（CRC）。

    1．双沿时钟采样使传输率达到160Mbytes/S

    　　在一般的数据传输过程中，数据只在时钟的上升沿采样。所谓的双沿时钟采样是指时钟的上升沿和下降沿都采样数据。显而易见，双沿时钟采样是使Ultra 160/m SCSI达到160Mbytes/S的重要特性。

    2．速率验证降低了用户的总成本

    　　对以前的SCSI版本，主机控制器确定每个相连设备的数据传输率。这是由INQUIRY命令和后继数据传输完成的，该过程至多以5Mbytes/S的速率执行。很不幸，该方法无法保证这种连接实际支持的也许高达80Mbytes/S的数据传输率。而且，一旦出现问题，设备就变为不可访问。采用速率范围验证，一旦某个传输率协商好后，它会检测商定的传输率。若检测到错误，传输率会逐步下降，直到无错为止，很象两个调制解调器在通讯前协商传输速度。这种新特性的重要性在于，如果一个连接可以建立，就一定会建立起来。实际上，速率验证管理连接，以确保设备的可用性。这可以大大减少安装问题，降低用户总成本。

    3．CRC增加了数据可靠性

    　　Ultra 160/m SCSI还增加了循环冗余校验（CRC）。CRC是一种已用于高速以太网、FDDI和光纤通道的有效的国际标准。在SCSI的早期版本中采用奇偶校验检测传输过程中错误，而在高速数据传输过程中和热拔插操作过程中，CRC的错误检测能力要强得多。CRC检测所有已传输的数据（而不是单个字节），大大增强了数据可靠性。更进一步而言，CRC为在未来SCSI版本中达到更高数据传输率铺平了道路。

兼容性和适用场合

三、兼容性

    　　Ultra2 SCSI是SCSI采用低电压差分（LVD）信号的第一个版本。Ultra 160/m SCSI建立在Ultra2 SCSI基础上，既可保持用户投资，又可确保从Ultra2 SCSI的平稳过渡。两者的电缆、插头和终端匹配器完全一样。Ultra 160/m SCSI主机控制器可支持Ultra2 SCSI设备。这允许Ultra 160/m SCSI和Ultra2 SCSI设备在同一总线上混合使用。Ultra 160/m SCSI也与Adaptec的SpeedFlex（AIC-3860）完全兼容，支持在Ultra2 SCSI之前采用的单端信号的传统SCSI设备。

    　　作为经过检验的下一代I/O，Ultra 160/m SCSI有望在可预见的未来支持技术上的发展。再加上与Ultra2 SCSI的可互操作性、与SpeedFlex（AIC-3860）的兼容性，保证用户投资不受损失，消除了迁移的风险。因此，Ultra 160/m SCSI的前景是十分光明的。由于增加了速度、可靠性和内建管理的优点，转移到Ultra 160/m SCSI提供了实质上的好处，代价低且易于实现。

    四、适用场合

    　　Ultra 160/m SCSI最适合于可从增加的速度和管理中获益的高传输量环境。数据吞吐量很大的应用之一-数字视频环境有可能最早采用Ultra 160/m SCSI。多结点服务器集群系统是另一可能的应用场合。当其中的一台服务器失效时，它会引起I/O速率的下降。由于吞吐率是Ultra2 SCSI的两倍，Ultra 160/m 主机适配器有足够的带宽处理额外的负载，直至失效设备被替换掉。

    　　在大型磁盘群中，Ultra 160/m所增加的速度也是一个明显大优势。随着数据库扩展到TB（1012字节）范围，信息的存取要更多的时间。Ultra 160/m SCSI提供了一种易于实现的方案，可使数据传输时间减为一半。此外，可协商的传输率和热拔插设备替换期间确保连接的能力可使设备的可用性维持在一个更高的水平上，即使在不太理想的环境中也能做到这一点。因此Ultra 160/m SCSI对因特网服务器提供商、公司内部网、数据挖掘和数据仓库操作都具有很大的吸引力。

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