什么是SCSI和RAID控制器?

一、SCSI卡简介

　　SCSI的英文全称为“Small Computer System Interface”，中文名“小型计算机系统接口”。它是一种外设接口，在服务器中则主要由硬盘采用，除此之外，还有CD/DVD-ROM、CD-R/RW、扫描仪、磁带机等也有采用这一接口的。其实,SCSI也不算是新的接口类型，早在1986年SCSI标准就已开始制定，至今也经历了将近20年的时间。早期Apple（苹果电脑）公司率先将SCSI选定为Macs计算机的标准接口，但在当时因为SCSI接口卡和设备昂贵，并且几乎各种外设都有较便宜的接口可替代，SCSI并未受到青睐，尽管性能远不如SCSI接口，而且当时可用的SCSI设备也不多。可如今，支持SCSI接口的外设产品从原本仅有硬盘、磁带机两种，增加到扫描仪、光驱、刻录机、MO等各种设备，大家接触SCSI的机会正在逐步增加中，再加上制造技术的进步，SCSI卡与外设的价格都已经不再高高在上，显示SCSI市场已经相当成熟。

　　SCSI接口向来是以高传输率和高可靠性著称，广泛应用于服务器和高档PC中，我们常说的硬盘就是指具有SCSI接口的硬盘。SCSI自身也在不断完善发展之中，其应用速度从最初的4MB/S一直发展到目前最快的320MB/S，而且还将向上发展。相对PC机中常用的IDE（ATA）接口来说（目前最快的为133MB/s），它的传传输速率具有明显的优势，所以在服务器中通常是采用SCSI接口的硬盘，而非常见的IDE接口硬盘。不过目前新的SATA（串行IDE）接口的传输速率也接近SCSI接口速率，也正在服务器中得到应用。

　　相对IDE接口，除了具有传输速率优势外，SCSI接口也较好地解决了多设备挂接问题。常见PC主板的IDE接口只支持挂接4个IDE设备，但是1个SCSI接口可以挂接15个设备以上的设备，对于服务器这种需要海量存储的系统来说优势非常明显。当然SCSI接口的优点远不止这些，具体在此就不再详叙了。

　　SCSI技术发展至今，目前可用的SCSI控制器的类型相当多。

　　主要类型及各自性能特征如下：

　　（1）SCSI-1：它是最早的SCSI接口，在1979年由Shugart（希捷公司前身）制订的，在1986年获得美国标准协议承认的SASI（Shugart Associates System Interface，施加特联合系统接口）。它的特点是支持同步和异步SCSI外围设备，支持7台8位的外围设备，最大数据传输率为 5MB/s，支持Worm外围设备。

　　（2）SCSI-2：它是SCSI-1的后续接口，是1992年提出，也称为 Fast SCSI。如果采用原来的8位并行数据传输则称为“Fast SCSI”，它的数据传输率为10MB/s，最大支持连接设备数为7台。后来出现了采用16位的并行数据传输模式即“Fast Wide SCSI”，它的数据传输率提高到了20MB/s，最大支持连接设备数为15台。

　　（3）SCSI-3：它是在SCSI-2之后推出的“Ultra SCSI”控制器类型，在这个大类中也可按数据位宽的不同先后推出了两个小类。如果采用原来的8位并行数据传输时称为“Ultra SCSI”，它的数据传输率为20MB/s，最大支持连接设备数为8台。在将并行数据传输的总线带宽提高到16位后出现了“Ultra Wide SCSI”，它的传输率又成倍提高，即达到了40MB/s，最大支持连接设备数为15台。

　　（4）Ultra2 SCSI：它是在Ultra SCSI的基础上推出的SCSI接口类型。于1997年提出，采用了LVD（Low Voltage Differential，低电平微分）的传输模式，允许接口电缆的最长为12米，这大大增加了设备的灵活性；与上面几种SCSI接口一样，它也分为采用8位的Narrow 模式和采用16位的Wide模式。8位的Narrow 模式即为“Ultra2 SCSI”，它的传输率为40MB/s，最大支持连接设备数为7台；而采用16位的Wide模式则称为“Ultra2 Wide SCSI”，它将传输率提高到了80MB/s，最大支持连接设备数为15台。

（5）Ultra3 SCSI：它是Ultra2 SCSI的更新接口，于1998年9月份提出，它除支持现有的SCSI规格，使用和Ultra2 SCSI 完全一样的接口电缆及终结器外，还包含了一些新功能。首先 Ultra3 SCSI采用双缘传输频率（Double Transition Clocking），而Ultra2 SCSI采用得是单缘传输频率，因此Ultra3 SCSI 的传输率是前者的两倍，即160MB/s；此外Ultra3 SCSI还提供了领域确认（Domain Validation）、CRC（Cyclic Redundant Check，冗余循环校正）、封包化（Packetized Protocol）、快速仲裁选取（Quick Arbitrate & Select）这几项新功能；为了加快 Ultra3 SCSI新技术的推出，很多厂商首先推出了Ultra160/m SCSI，Ultra160/m SCSI的技术和Ultra3 SCSI一样，只是没有快速仲裁选取和封包化这两项功能，可以说Ultra160/m SCSI就是Ultra3 SCSI的子集。

　　（6）Ultra320 SCSI：它的全称为“Ultra320 SCSI SPI-4”技术规范。Ultra320 SCSI 单通道的数据传输速率最大可达320M/S，如果采用双通道SCSI控制器可以达到640M/秒。从基础架构的发展来看，160M/S到320M/S的提升在技术上并不复杂，花费也不大，因此对于系统集成商来说，服务器从SCSI Ultra160到Ultra320 SCSI的技术过渡是非常容易实现。

　　SCSI控制器接口通常有50针、68针和80针之发，常用的是50针和68针。

　　SCSI卡就是一种提供一个或以上（一个接口通过电缆可连接15个SCSI设备）的SCSI接口内置板卡，它可插在服务器（或其它设备）主板上的普通PCI（或服务器上的PCI-X）插槽上，实现多个SCSI接口的提供，以方便多个SCSI外设的连接。

　　SCSI卡的出现解决两方面的问题：

　　（1）使原来在主板中没有提供SCSI接口的服务器（或PC机）通过普通的PCI插槽连接SCSI接口的硬盘或其它外设；

　　（2）扩展了SCSI接口数量，因为一般来说在服务器中最多只能提供2个左右的SCSI接口，而SCSI卡可以提供多到4个SCSI接口。（如图1所示）的是一款提供1个内68针、2个外68针SCSI接口的Adaptec AHA39320 SCSI卡，内68针SCSI接口用于SCSI接口硬盘的连接，外SCSI接口用于SCSI外设（包括外置硬盘）的连接，这样最多可连接15个SCSI硬盘，或者30个SCSI外设。

二、RAID卡简介

     提到RAID卡就不得不提到什么是 RAID。RAID是英文Redundant Array of Independent Disks的缩写，翻译成中文即为独立磁盘冗余阵列，或简称磁盘阵列。简单的说，RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术。组成磁盘阵列的不同方式成为RAID级别（RAID Levels）。RAID技术经过不断的发展，现在已拥有了从 RAID 0 到 6 七种基本的RAID 级别。另外，还有一些基本RAID级别的组合形式，如RAID 10（RAID 0与RAID 1的组合），RAID 50（RAID 0与RAID 5的组合）等。不同RAID 级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本。

    数据冗余的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用冗余信息可以使损坏数据得以恢复，从而保障了用户数据的安全性。在用户看起来，组成的磁盘组就像是一个硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。总之，对磁盘阵列的操作与单个硬盘一模一样。不同的是，磁盘阵列的存储性能要比单个硬盘高很多，而且可以提供数据冗余。

    RAID卡就是用来实现RAID功能的板卡，通常是由I/O处理器、SCSI控制器、SCSI连接器和缓存等一系列零组件构成的。不同的RAID卡支持的RAID功能不同。支持RADI0、RAID1、RAID3、RAID4、RAID5、RAID10不等。RAID卡可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。这也是RAID卡最初想要解决的问题。可以提供容错功能，这是RAID卡的第二个重要功能。