Накопители

SCSI-контроллеры Ultra160


В связи с общей тенденцией падения цен на SCSI-винчестеры, сканеры и прочие устройства, использующие этот тип шины, о SCSI теперь стало возможным говорить как о бытовом стандарте, поэтому мы и пишем в последнее время так много о нем. Сегодня мы рассмотрим два новых SCSI-контроллера ultra160 - Adaptec 29160N и Tekram DC-390U3W.

Adaptec 29160N

Контроллер имеет внутренние разъемы 68 pin и 50 pin, внешний - HD50 (наконец-то) и поддерживает в BIOS скорости передачи вплоть до 160 Мб/с. Отличиями BIOS от предыдущей модели, AHA-2940UW, являются: отсутствие сообщения "BIOS installed successfully" после обнаружения HDD, наличие отключаемой опции "enable write back cache", автоматическое определение скорости передачи для подключенных устройств, независимо от установок BIOS. Эту модель Adaptec позиционирует для использования в серверах начального уровня. С картой поставляются 4 дискеты с драйверами.

Adaptec

Компания Adaptec основана в 1991 году, расположена в городе Милпитас (Калифорния). Известна в первую очередь своими SCSI-адаптерами, которые считаются стандартом де-факто в отрасли. И чаще всего когда говорят о SCSI-адаптере, имеют в виду именно одну из моделей Adaptec. Программное и аппаратное обеспечение компании Adaptec можно найти в высокопроизводительных серверах и рабочих станциях ведущих мировых производителей. Компания является признанным лидером в области контроллеров SCSI, RAID и программного обеспечения для записи CD. Выпускаются как самые простые устройства без BIOS (серия AVA), так и продвинутые двухканальные ultra160. На сегодняшний день выпускаются 4 модели контроллеров стандарта ultra160– 39160, 29160N, 29160, 19160. Модель 39160 предназначенная для замены AHA-3930U2, имеет 64-х разрядную PCI шину и два канала, 29160 - 64-х разрядную PCI шину и один канал (заменяет AHA-2940U2W), 29160N - 1 канал и 32-х разрядную PCI шину PCI (заменяет AHA-2940UW), 19160 заменяет AHA-2930U2, имеет 32-х разрядную PCI шину PCI и 1 канал. Помимо SCSI-адаптеров компания выпускает контроллеры RAID, Fibre Channel, FireWire. Имеются региональные офисы в Бельгии, Майами (Флорида), Токио, Сингапуре.

Tekram DC-390U3W

Одноканальный адаптер, но имеет два подканала и поддерживает стандарт PCI66. Канал А имеет 2 порта: внешний HD68 - для подключения устройств, поддерживающих ultra3 (поддерживаются, естественно, и обычные UW) и аналогичный внутренний. Канал В поддерживает только UW устройства и тоже имеет 2 порта - 50 pin и 68 pin. На плате установлены 3 светодиода - красного, желтого и зеленого цвета. Красный светодиод указывает на обращение к устройствам, зеленый – это включение режима LVD, желтый - UW режим. Плата имеет 3 перемычки - для установки частоты PCI и изменения номера занимаемого прерывания.

Tekram

Компания TEKRAM была основана в 1990 году, вскоре после чего пользователи познакомились с IDE кэш-контроллерами DC-680/690. Они позволяли установить от 2 до 16 Мб локальной памяти из обычных модулей SIMM 30 pin для кэширования передаваемых данных с/на жесткий диск, что ощутимо ускоряло работу. Особенно это было заметно при работе с ОС Windows 95 - форматирование любого раздела занимало 5 секунд (правда без проверки на плохие кластеры). Потом в связи с увеличением объема и улучшением организации кэш-памяти в HDD об этих контролерах стали забывать.

Слово TEKRAM снова стало актуальным в связи с высокой ценой на изделия Adaptec. Помимо контроллеров SCSI компания TEKRAM выпускает материнские платы (в том числе с интегрированным SCSI и поддержкой технологии I2O), ИК-устройства, графические карты, ТВ-тюнеры. Планируется поставка контролеров IEEE1394, Fibre Channel. За последние два года компания значительно расширилась, и в настоящее время в штаб-квартире в Тайпее (Тайвань) работает 280 сотрудников (из них более сорока - высококвалифицированные разработчики в R&D Division). Имеются филиалы в Японии, Германии и США. Вся выпускаемая продукция изготавливается на высокотехнологичном производстве. Компания первой начала производить кэш-контролеры с шинами VLB и EISA (1991 г.) Имеющиеся разработки позволяют надеяться, что компания будет иметь стабильный рост в будущем. Изделия TEKRAM неоднократно побеждали в тестах журнала Byte. Для ускорения обслуживания заказчиков имеются склады в Фремон (Калифорния) и Роттердам (Нидерланды). Очень быстро и профессионально работает служба технической поддержки. На продукцию имеются сертификаты NSTL (National standard testing laboratory), гарантирующие совместимость с различным ПО. ИК-устройства для беспроводной передачи данных имеют небольшую потребляемую мощность, низкую цену и высокую помехоустойчивость.

При загрузке BIOS контроллер определил скорость HDD как 80 Мб/с (что странно, поскольку этот же винчестер определяется Adaptec как поддерживающий 160 Мб/с). В комплекте есть драйвера для CD под великое множество ОС (включая Solaris SCO и UNIX). При установке же Windows NT необходима дискета. Производитель сделал CD загрузочным, и при загрузке автоматически стартует утилита для создания дискет. Основной ее недостаток - ошибка в программе, которая не позволяет создать диск с драйвером для загрузки NT. Но и это еще не все (как говорилось в одной известной рекламе) - установить драйвера в предустановленную NT тоже непросто, т. к. инсталлятор ищет драйвер по пути A:, а каталога такого на дискете вообще нет (!). Таким образом для успешной инсталляции надо вручную его создать и записать туда необходимые файлы. Оба канала занимают в системе одно прерывание, но разные адреса.

Максимальное количество подключаемых устройств стандартное – 15, при длине кабеля до 12 м. В комплект поставки, кроме самой платы и CD, входят: качественный LVD кабель на 4 устройства (длиной 125 см без терминатора с приспособлением для вытягивания разъемов), wide кабель на 2 устройства длиной 72 см, LVD терминатор, narrow кабель на 2 устройства длиной 60 см, переходник из внутреннего narrow порта во внешний - HD50. Выпускается модель DC-390U3D, отличающаяся наличием двух внешних разъемов ultra3. Поддерживаются все технологии стандарта ultra160 (domain validation, CRC и др.). Контроллер совместим со стандартом PCI 2.2. В BIOS доступно большее количество опций, чем у Adaptec, и само меню - сложнее.

Из дополнительных опций можно отметить CHS mapping - для описания конфигурации диска без его предварительного разбиения на разделы и secondary cluster server - для присоединения другого адаптера или устройства без сброса SCSI-шины. К сожалению, в поставке нет программы util.exe для вызова и изменения из DOS параметров BIOS. Такая утилита поставлялась с контроллерами DC-395UW/390F. Возможна загрузка драйверов ASPI, CD-ROM в верхнюю область памяти после himem.sys (для Adaptec это невозможно).

Teхнология TolerANT обеспечивает лучшую терминацию за счет использования активных устройств и фильтрации входного сигнала приемниками SCSI-шины. Это увеличивает надежность передачи данных при использовании некачественных кабелей. Фильтрация входного сигнала устраняет его задержки, неизбежные в случае применения обычных RC-фильтров. Дополнительно уменьшается уровень шума SCSI-шины, увеличивается производительность и устраняются сбои при включении и выключении РС.

Тестирование

Для тестирования была использована следующая конфигурация:

Материнская плата Intel SE440BX-2, BIOS Phoenix 4.0 rel. 6.0 P.16, чипсет 440BX;
Процессор Pentium III 550E;
Оперативная память 128 Mб PC100;
Adaptec 29160N, BIOS v. 2.57.0, чипсет AIC-7892B;
Tekram DC-390U3W, BIOS v.4.16, чипсет LSI (SYMBIOS) 53C1010-33;
HDD Quantum Atlas V XC09LP3E ultra160 rev. 0200, 9,1 Гб;
HDD Quantum Atlas 10K 9WLS TN09L881 ultra160 rev. UCH0, 9,1 Гб;
HDD Seagate CHEETAH ST39101W UW SCSI rev. 0011, 9,1 Гб;
CD-ROM Plextor PX-40TS Ultra SCSI rev. 1.01;
OC MS DOS 6.22, MS Windows 98 SE (rus), Windows NT 4.0 WKS (rus)+SP6a.

Результаты измерений

29160N DC-390U3W
MS Windows 98 SE
WB99 v.1.2 business disk Winmark99, тыс. байт/c 5370 4440
hi-end disk Winmark99, тыс. байт/c 19000 15900
disk transfer rate beginning/end, тыс. байт/c 25900/25000 30000/29100
disk access time, ms 6,64 8,08
CPU utilization, % 2,76 2,73
SCSI bench 32 (EZ SCSI 5.0, block size 64K) random I/O, K/c 5721 4843
sequential I/O, K/c 24467 22601
same sector I/O, K/c 83917 90323
MS Windows NT 4.0 WKS
WB99 v.1.2 business disk Winmark99, тыс. байт/c 6490 7190
hi-end disk Winmark99, тыс. байт/c 17400 19900
disk transfer rate beginning/end, тыс. байт/c 25100/19600 29600/29100
disk access time, ms 8,04 7,9
CPU utilization, % 0,334 0,352
SCSI bench 32 (EZ SCSI 5.0, block size 64K) random I/O, K/c 5367 4824
sequential I/O, K/c 17869 28916
same sector I/O, K/c 82244 93300

Примечания:

1. в числителе приведено значение для операции чтения, а в знаменателе - для записи;

2. значения disk playback/bus overall и disk playback/HE overall совпадают соответственно со значениями business disk Winmark99 и hi-end disk Winmark99.

Выводы

Приобретение винчестера ultra160 однозначно имеет смысл из-за значительного увеличения скорости, по сравнению с UW. Более производительным контроллером в Windows 98 оказался 29160N (разница составляет примерно 15%), а в Windows NT - Tekram DC-390U3W (разница составляет примерно 12%). Оба с успехом могут применяться в рабочих станциях. Производительность Atlas V такова, что градуировки делений в SCSI bench 32 не хватило (!). Обращает на себя чрезвычайно низкая загрузка CPU в Windows NT (меньше 0,5%) при операциях чтения-записи.

В cледующем году будет представлен новый интерфейс ultra4 SCSI со скоростью передачи 320 Мб/с, а к 2003 году скорость увеличится до 640 Мб/с при числе подключенных устройств до 900. Увеличение скорости передачи требуется для сетей Gigabit Ethernet на основе протокола CSMA-CD и SAN (storage area network). Ultra4 SCSI тоже поддерживает CRC (cyclic redundancy code) и проверку максимальной поддерживаемой скорости (domain validation) для обеспечения совместимости со старыми устройствами, имеющими низкую производительность.

Краткое описание технологии ultra160

Развитие новых технологий, таких как Gigabit Ethernet, требует создания новых устройств накопления информации с высокой скоростью передачи. Технология ultra160 создана на основе ultra2wide и предназначена для ее замены. При использовании LVD-интерфейса длина соединительного кабеля может быть до 12 м. По заявлению Adaptec, интерфейс ultra160 обеспечивает на 240% более быструю передачу данных, чем UDMA66 и на 60% быстрее, чем Fibre Channel.

В конце 1998 г. STA (SCSI trade association) утвердила требования к интерфейсу ultra3 SCSI. Он использует SPI-3 (SCSI parallel interface) вместо ранее применявшегося SPI-2, как более производительный и надежный. Добавились новые возможности - СRC, domain validation, QAS (quick arbitration and select). При этом за счет использования для передачи данных и фронта, и среза импульсов, максимальная пропускная способность возрастает в 2 раза по сравнению с U2W.

Вместо увеличения скорости можно повысить надежность передачи данных путем уменьшения частоты синхронизации в 2 раза. Дополнительно надежность увеличивается за счет определения и исправления целого ряда ошибок, не обнаруживаемых другими интерфейсами (Fibre Channel, Ethernet и др.): все ошибки длиной 1 и 2 бита, ошибки четности, пакетные ошибки длиной до 32 бит. Используемая технология domain validation дополнительно увеличивает надежность передачи.

Технология domain validation состоит из нескольких компонентов: физического слоя, домена, эхо-буферов. Физический слой состоит из адаптеров, кабелей, разъемов и предназначен для передачи SCSI cигналов в неискаженном виде. Домен включает в себя физический слой и все SCSI адаптеры с подключенными устройствами. Буферы находятся в периферийных устройствах и накапливают данные для работы domain validation. Работа domain validation происходит в 2 этапа: базовый и расширенный. Сначала инициируется базовый этап. Происходит передача SCSI-команд на устройство в режиме asynchronous narrow сразу после включения питания или сброса. В случае успешного завершения адаптер запоминает первые 36 байт, возвращенные опрошенным устройством, и начинает выполнять синхронную передачу. Затем адаптер посылает вторую последовательность команд, используя режим, определенный во время синхронной передачи. При возникновении ошибок (четности, контрольной суммы, превышение времени ожидания) выполняется снижение скорости передачи. Если синхронная передача данных прошла успешно, адаптер сравнивает 36 байт от первой и второй передач. Если они совпадают, то запускается расширенный этап.

Адаптер может повторить некоторые тесты, чтобы стабилизировать ответы устройств. Базовый этап тестирования обнаруживает большинство проблем на SCSI-шине: использование narrow-кабеля для подключения wide-устройств, наличие неподдерживаемых расширений, неработающие кабели, неправильная терминация, неработающие передатчики. При выполнениии расширенного этапа происходит сравнение возвращаемых периферийными устройствами данных с имеющимися образцами. На этом уровне передача идет с использованием write buffer command, а чтение - с использованием read buffer command. Если устройство не выполняет передаваемые команды, адаптер начинает проводить проверку его состояния. Во время выполнения расширенного этапа одновременно работает только один адаптер с одним устройством для исключения ошибок. До начала передачи данных определяется размер эхо-буфера устройства путем запроса дескриптора, который показывает размер. Затем начинается передача данных для определения возможной скорости.

На этом этапе обнаруживаютя следующие проблемы: несоответствие сопротивления кабеля, несоответствие объема SCSI-устройства, ошибки терминирования, избыточная чувствительность к перекрестным помехам, большой уровень шумов системы. Таким образом, domain validation представляет новый уровень надежности и решает проблемы предыдущих поколений SCSI интерфейсов.

За последние 15 лет скорость передачи данных по SCSI шине выросла в 4 раза, что позволяет использовать массивы высокопроизводительных дисков без потери скорости передачи.

Дополнительную информацию можно получить по адресам: www.symbios.com/t10 и http://www.scsita.org/.

 
 
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥