SCSI sau EIDE

De Adrian BENTE

Exista mai multe moduri de a face un computer sa functioneze mai rapid: putem schimba procesorul cu unul mai bun, putem cumpara mai multa memorie, etc. O metoda rezonabila si eficienta este de a afla ce anume îl încetineste si unde. În functie de domeniul unde îsi desfasoara activitatea acel computer, se pot gasi diverse motive, cum ar fi un server care are o placa de retea prea lenta sau o statie de lucru cu interfata video lenesa. În continuare, câteva posibile raspunsuri.

De cele mai multe ori se constata ca o crestere a puterii de calcul este insuficienta (în afara de cazul când computerul e folosit doar pentru calcule matematice intensive) si asta pentru ca o cauza frecventa a performantelor reduse se afla în interfetele de intrare/iesire (pe scurt I/O). Cheia optimizarii este gasirea unei interfete potrivite pentru un domeniu de activitate dat. Din fericire, în ultimii ani tehnologiile I/O s-au îmbunatatit simtitor, atât din punctul de vedere al performantelor, cât si al conectivitatii. Enhanced-IDE, SCSI sau tehnologiile "seriale" (P1394, SSA, Fibre Channel) sunt solutii pentru o interfata I/O rapida. Întrebarea care se pune este: Ce si unde folosim?

Revolutia IDE

Arhitectura standard IDE este astazi perimata. Standardul AT a fost dezvoltat în 1982 ca o magistrala I/O, iar IDE a aparut ceva mai târziu ca o interfata ieftina pentru aceasta. A fost foarte utila pentru un timp, dar acum interfata IDE, cât si alte interfete proprietare de cuplare a perifericelor nu sunt suficiente pentru computerele actuale de la care se doresc performante, conectivitate si facilitati sporite. Printre limitarile IDE putem aminti imposibilitatea de a accesa hard-discuri peste capacitatea de 528 MB, suport limitat la hard-discuri si rate reduse de transfer.

Aparitiile lui EIDE si a altor standarde asemanatoare (Fast-ATA) au rezolvat câteva din aceste inconveniente.

Una dintre limitarile majore ale IDE a fost capacitatea maxima gestionata - de cel mult 528MB, eliminata în standardul EIDE (Vezi caseta "Bariera 528"). Aceasta facilitate EIDE necesita însa suport atât din partea hard-discului cât si din partea BIOS-ului gazda. Majoritatea hard-discurilor de astazi suporta LBA, iar suportul în BIOS este prezent cu precadere la producatorii ce includ pe placa de baza si interfete EIDE.

Prin IDE se pot accesa maxim doua hard-discuri (un master si un slave) cuplate printr-un cablu la un singur conector. EIDE a introdus înca o interfata, crescând numarul perifericelor la 4. Aceasta nu este o facilitate noua, prezenta unei interfete secundare IDE aparând în specificatia din 1984 IBM AT-3.

Suportul pentru periferice a fost extins de EIDE prin aparitia ATAPI (ATA Packet Interface). Se pot conecta astfel în afara de hard-discuri si unitati CD-ROM sau, în viitor, unitati de banda (tape streamer). Se mai lucreaza la aceasta pentru ca nu exista înca un standard clar si apar multe probleme de compatibilitate. Companiile "serioase" au prevazut suportul ATAPI pentru unitati CD-ROM în BIOS-ul gazda si exista sisteme ce pot avea ca dispozitiv de boot un CD-ROM.

Cele mai spectaculoase îmbunatatiri aduse de EIDE sunt ratele de transfer ridicate. Exista doua moduri standard de transfer: PIO (Mode 3, 4) sau DMA (type F), ce pot asigura pâna la 16,6 MB/s. Pentru a beneficia efectiv de aceste viteze trebuie însa folosite si hard-discuri de tip EIDE (nu se mai fabrica hard-discuri fara capabilitati EIDE), iar suportul software trebuie prevazut în BIOS-ul gazda sau prin drivere ale sistemului de operare.

Din cele prezentate mai sus se observa clar ca EIDE a reusit, printr-o crestere de cost destul de mica, sa îmbunatateasca semnificativ functionalitatea vechiului IDE. Dar la fel cum standardul EISA s-a dovedit a fi pâna la urma foarte diferit de ISA, EIDE se îndeparteaza si el destul de mult de IDE. Sunt necesare multe upgrade-uri corelate: drivere software, noi versiuni de BIOS, noi implementari hardware si mai este destul de lucru la rezolvarea problemelor de compatibilitate. Mai mult, performanta unui computer implica acum posibilitatea de multi-tasking, spre exemplu accesul simultan la un hard-disc si la un CD-ROM. Este cunoscut faptul ca daca un CD-ROM ATAPI este conectat pe acelasi cablu cu un hard-disc EIDE, accesul la dispozitivul mai lent (CD-ROM-ul) va scadea viteza de transfer de la si catre hard-disc, întrucât interfata suporta o singura comanda pe canal. La fel, accesul la doua hard-discuri cuplate pe un singur canal se face pe rând. Timpul necesar efectuarii mai multor operatiuni I/O intensive se poate reduce dramatic în cazul folosirii unei interfete multi-tasking/multi-threading (de exemplu SCSI).

Evolutia SCSI

Daca putem considera trecerea de la IDE la EIDE ca o "revolutie", alta este situatia cu interfetele SCSI, aflate în continua "evolutie". Aparute chiar înaintea IDE, în 1979, interfetele SCSI sunt solutii mult mai bune de conectare a dispozitivelor periferice la un computer, fie el un simplu PC sau o statie grafica sofisticata. În cadrul computerelor obisnuite PC-AT, interfata SCSI poate fi inclusa pe placa de baza, sau poate fi un adaptor care se cupleaza pe unul din sloturile libere ISA, EISA, VL sau PCI. Perifericele ce se pot utiliza pot fi de cele mai diverse tipuri, de la hard-discuri pâna la imprimante sau biblioteci optice, iar functiile de control fizic al unui astfel de periferic sunt procesate intern de acesta si nu de catre un controller extern. Adaptorul SCSI are rolul de a asigura procesul de coordonare si transfer a datelor între magistrala SCSI si memoria computerului. Din 1979 si pâna în prezent, interfetele SCSI au evoluat continuu, aparând noi standarde cu performante si facilitati superioare. Pe scurt, de la SCSI-1 pe 8 biti ce avea o rata de transfer de pâna la 5 MB/s, s-a ajuns astazi la Ultra Wide SCSI-3 pe 16 biti ce poate transfera 40 MB/s. Actualmente, cele mai raspândite sunt adaptoarele si perifericele Fast-SCSI-2, ce functioneaza la 10 MB/s. Exista si adaptoare cu 2 sau chiar 3 canale SCSI ce se cupleaza pe acelasi "slot" de PCI, acestea fiind dedicate în mod obisnuit serverelor.

Ce sa alegem

Câteva din partile bune si rele ale interfetelor IDE, EIDE si SCSI sunt prezentate în tabelul alaturat.

S-ar putea ca pe primul plan sa fie pretul de cost (scazut în cazul EIDE), dar nu trebuie uitat ca în afara de un cost direct reprezentat de noile componente hardware ale interfetei exista si un cost indirect ce poate aparea când va fi nevoie de upgrade sau de cresterea numarului perifericelor. Trebuie avuta în vedere si standardizarea ca o siguranta a compatibilitatii si a stabilitatii (în cazul SCSI generatiile noi sunt "superset"-uri ale celor anterioare). Pentru o mai simpla orientare, se pot defini câteva scenarii ale domeniilor de activitate, pentru fiecare existând un mod specific de abordare.

Acest lucru înseamna ca nu îmi trebuie conectivitate externa, îmi ajunge un singur hard-disc lent si nu folosesc Windows 95 sau OS/2 ca sa comunic pe Internet în timp ce lucrez la un spreadsheet. Aici este suficienta si vechea interfata IDE.

Daca utilizez unitatea CD-ROM doar pentru a asculta muzica, pentru a instala software sau pentru jocuri, nu are rost sa ma gândesc la o interfata SCSI. Unitatile CD-ROM de tip proprietar au cam disparut, majoritatea producatorilor migrând catre standardul ATAPI. Viteza unui CD-ROM ATAPI este astazi destul de mare pentru ca au aparut unitati eight (8x), ten (10x) sau twelve speed (8x), iar pretul lor de cost continua sa scada. O interfata secundara EIDE/ATAPI de buna calitate este în acest caz satisfacatoare.

EIDE ma poate ajuta în acest caz folosind ambele interfete si pot pune astfel 4 hard-discuri. Un hard-disc EIDE mare are acum în jur de 2 GB, deci pot ajunge la 8 GB. Exista si efecte secundare: practic am eliminat posibilitatea cuplarii unui CD-ROM. Daca nu sunt satisfacut, alternativa SCSI este în acest caz o solutie evidenta. Orice adaptor SCSI-2, chiar si unul mai simplu, îmi asigura o conectivitate mult mai mare decât solutia EIDE si hard-discurile SCSI, chiar cele cu performante mai slabe, au capacitati individuale mai mari decât cele clasice. Din punct de vedere al expandabilitatii, doar SCSI îmi poate asigura cuplarea multor dispozitive, având si posibilitatea cuplarii externe.

În viitor, ATAPI se va extinde si va asigura suport pentru unitati de banda. Daca sunt suficient de sigur de acest lucru sau folosesc un floppy-streamer nepretentios îmi este suficienta interfata clasica. La acest capitol însa, SCSI este o varianta mult mai sigura si mai fiabila. Pe o interfata SCSI pot cupla hard-discuri, unitati CD-ROM sau de banda, unitati DAT sau CD Recordable, imprimante, scanere etc. Si asta fara a afecta semnificativ performantele I/O, datorita modului mult mai inteligent de acces la aceste dispozitive. Totusi SCSI mai este cunoscut ca punând destule batai de cap. Exista înca diverse probleme de implementare fizica a unei magistrale SCSI corecta: asignarea ID-urilor pentru dispozitive, verificarea terminatorilor, gasirea diverselor tipuri de cabluri etc. Tehnologiile de tip "Plug and Play" si-au gasit însa adepti si în rândurile producatorilor de echipamente SCSI. Firma Adaptec este un pionier si în acest domeniu, iar acum adaptoarele sale pentru ISA sau PCI implementeaza aceste tehnologii, oferind doua facilitati extrem de utile: terminatie automata si SCAM 1 (SCSI-ID Configuring AutoMatically), pe lânga conformarea cu standardele Plug and Play ISA si PCI. Acestea functioneaza, bineînteles si cu periferice SCSI non-Plug-and-Play, dar astfel ramân problemele de configurare pentru dispozitive.

Vorbim aici strict de hard-discuri. S-au facut diverse teste de comparatie a performantelor sau a ratelor de transfer pentru IDE, EIDE sau SCSI. Noile standarde EIDE sau Fast ATA arata o crestere semnificativa a vitezei fata de IDE. Într-adevar, prin EIDE se pot transfera 16,6 MB/s în mod burst, ceea ce depaseste si standardul Fast-SCSI pe 8 biti, care are 10 MB/s. Atentie însa: testele de performanta au aratat diferente clare în cazul când nu se folosea nici un fel de software pentru caching. În situatia folosirii programului SmartDrive din DOS, performantele în cele trei cazuri devin comparabile. Daca intram putin în mediul pseudo-multi-tasking din Windows 3.11 folosind "32-bit File & Disk Access", balanta vitezei înclina putin catre Fast-SCSI, iar în cazul Wide-SCSI diferenta este si mai mare. Pentru acces direct pe 32 biti trebuie folosite drivere noi atât în cazul hard-discurilor EIDE (Windows 3.11 are driverul intern *WDCTRL care nu suporta LBA sau rate ridicate de transfer), cât si în cazul SCSI unde producatorul adaptorului trebuie sa furnizeze drivere pe 32 biti pentru acces direct la disc. Înclin sa cred ca upgrade-ul unui PC ce utilizeaza înca DOS sau Windows 3.11 la un hard-disc Fast sau Wide SCSI nu este pe deplin justificat.

Referitor la acest domeniu, discutiile sunt un pic mai delicate. În primul rând trebuiesc revazute motivele pentru care am trecut la Windows 95: am nevoie de acest mediu si îl folosesc la adevarata valoare? Sau lucrez în MS-DOS Prompt cu un program de contabilitate în mod text, iar din când în când mai fac un document în Word? Acest din urma caz nu cred ca necesita multe comentarii. Ramâne în discutie situatia urmatoare: calculatorul meu are un procesor rapid, memorie suficienta si se apropie cât mai mult de specificatiile "The PC 95" ce implica anumite cerinte strict necesare si altele recomandate. Problema alegerii între SCSI si EIDE din punctul de vedere al performantelor unui hard-disc este dictata de aplicatiile pe care le voi rula. Diverse teste au aratat o crestere semnificativa fata de Windows 3.11 în ambele cazuri. Performantele de I/O sunt determinate atât de tipul de transfer: PIO, DMA sau Bus Master cât si de caracteristicile hard-discului. Presupunând ca hard-discurile au fizic aceleasi caracteristici, viteza transferului depinde de modul de "încarcare" a interfetei I/O. (Aici dau eventual un exemplu de test personal - 2920, 2940, Triton EIDE cu hard-discuri Pegasus). În medii multi-tasking, magistrala de tip SCSI devine cu atât mai buna ca performante, cu cât vor fi, adaptorul împreuna cu driverele, mai sofisticate sau mai bine realizate. De asemeni, posibilitatea de a avea mai multe comenzi suprapuse pe canalul SCSI creste semnificativ performanta în medii intensive din punct de vedere I/O si pot avea rate de transfer sustinute mai mari. Microsoft recomanda folosirea interfetei SCSI pentru usurinta expandabilitatii, sau pentru sistemele de performanta/multimedia.

"Ce folosesc pentru un server?"

Orice server trebuie vazut în primul rând din punctul de vedere al performantelor I/O. Destinatia lui principala este de a partaja resursele proprii pentru clienti si, cum acestia lucreaza simultan pe aceleasi dispozitive, sistemul de operare împreuna cu interfata I/O trebuie sa fie multi-tasking/multi-threading. Diverse teste pe Novell Netware au aratat ca un sistem FastSCSI-2 este mai performant decât unul EIDE în medie cu 41%, iar în cazul Fast&Wide SCSI-3 diferenta este mult mai mare (80%). Pentru servere trebuie folosite adaptoare SCSI ce functioneaza Bus-Master si implica astfel cât mai putina "atentie" din partea microprocesorului gazda. Oricum, interfata SCSI asigura cuplarea mult mai multor dispozitive, cum e cazul serverelor ce au nevoie, în afara de hard-discuri, de unitati CD-ROM, streamere sau DAT-uri. O solutie cu Wide SCSI poate parea la prima vedere scumpa, pentru ca hard-discurile Wide SCSI au înca un pret ridicat, însa varianta "wide" pentru un adaptor SCSI presupune un cost suplimentar relativ mic (10-20%) iar Adaptec a înlocuit - la acelasi pret - adaptorul AHA-2940W PCI cu AHA-2940UW (Ultra-Wide) care poate asigura o rata de transfer de 40 MB/s. Interfata SCSI implica si o siguranta mult mai mare a datelor: în afara de semnalul de paritate al bus-ului, solutia SCSI este singura ce poate implementa cu succes sisteme de tip RAID ce protejeaza în permanenta datele. Raspunsul la întrebarea "ce folosesc pentru servere?" este clar: O interfata Fast sau Wide SCSI performanta.

Privind în viitor, putem afirma ca datorita evolutiei continue a performantelor computerelor personale, interfetele SCSI se vor extinde din ce în ce mai mult, ele fiind o modalitate eficienta pentru ca dispozitivele periferice sa tina pasul cu viteza de calcul în continua crestere a unitatii centrale. Noile sisteme de operare au cerinte crescute de spatiu de stocare si viteze de transfer pe care doar magistrala SCSI le poate oferi cu succes.

(C) Copyright Computer Press Agora