Ultra320 SCSI技术浅析
在20年的发展过程中,每一代SCSI产品的性能都比前一代产品增加一倍。最新一代产品,Ultra320 SCSI,继续坚持这一传统,将带宽由Ultra160 SCSI的160Mbps提高到320Mbps。
Ultra320 SCSI需要协议上的改变,以便减少命令/状态开销来最大限度地利用高带宽的优势。因此,Ultra320 SCSI还引入了多种新特性来支持高速而可靠的数据传输。这些新特性包括物理/信号的增强和协议的增强。
物理/信号的增强
Ultra320 SCSI更高的总线速度需要信号上的增强,以保证数据传输可以在前几代产品使用的类似线缆长度上可靠地进行。Ultra320 SCSI信号增强包括两倍传输速度、调步(paced)传输、训练模式和驱动器预先补偿。
两倍传输速度: 在Ultra320 SCSI将数据传输速率增加一倍达到320Mbps的同时,Ultra320 SCSI继续使用Ultra160 SCSI中推出的双边时钟机制,但时钟速度增加了一倍,为80MHz。提高的性能在大块数据传输中或单一总线上连接多个设备的系统中表现得尤其显著。
调步传输: 以前版本的SCSI支持两种传输模式: 异步和同步。在异步模式中,数据传输的每一个元素都需要发起者和目标之间的完整的握手。在同步模式中,包括协商的同步补偿在内的数据元素,可以在接收到握手前在协商的传输阶段传输。Ultra320 SCSI引入了调步传输模式,在这种传输模式中,握手请求(REQ)或确认(ACK)信号(取决于数据来自目标还是发起者)像一个空转的时钟。这样就简化了数据时钟逻辑,使Ultra320 SCSI的高传输速度成为可能。
训练模式: 在高传输时,不同信号之间的时延足以造成数据被错误地解译。训练模式帮助解决了这类问题。在使用Ultra320 SCSI时,设备之间的第一个数据阶段开始时,一个预先定义的模式被发送到所有的数据信号线上。接收方利用它补偿实际数据传输过程中信号的同步。协议被定义为“保持训练信息”,使训练只有在条件变化时才被执行。
驱动器预先补偿: Ultra320 SCSI规定了两倍于Ultra160 SCSI的数据传输速度。当数据信号序列为相同比特值(0或1)序列并以一位相反值的比特结束时,其引起的电平转变可能太小,不能被准确地检测到。Ultra320 SCSI规定了强和弱驱动器级别。在激活预先补偿时,驱动器将强驱动用于变化状态的数据比特,将弱驱动用于保持状态不变的数据比特。这样就改进了接收端的检测功能,实现了可靠的数据传输。
协议的增强
Ultra320 SCSI的数据传输速度的提高将表现为带宽的增加,主要体现在大数据块的传输上。对于小数据块传输(小于8KB),大部分传输时间为额外开销所占用。为减少开销和最大限度地利用带宽,Ultra320 SCSI提供了两种关键特性: 信息单元传输以及快速仲裁与选择。
信息单元传输(也被称为“分包”传输): 除数据外,命令和状态也利用调步或同步模式按包传输。(在以前的SCSI版本中,命令和状态始终以8位异步模式传输。)此外,在一次连接中可以传送多条命令。信息单元传输还可以进行流传输,使多条数据流可以用一个控制包传送。
所有的信息单元都采用CRC保护,以保证数据的完整性。
快速仲裁与选择(QAS): QAS使SCSI总线所有者可以从一个目标转移到另一个目标,无需转换到总线空闲(bus-free)阶段。因此,数据传输实质上是背到背(back-to-back),从而大大地提高了总线利用率。
总之,与Ultra160相比,SCSI Ultra320 SCSI具有显著的改进。Ultra320 SCSI硬盘驱动器和PCI-X RAID控制器预期很快推出,将被部署在直接连接和网络连接存储环境中的服务器中以及高端工作站中。
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