As controladoras
SCSI (pronuncia-se "iscâzi") são as tradicionais concorrentes das
interfaces IDE. O primeiro padrão SCSI (SCSI 1) foi ratificado em 1986, na
mesma época em que os primeiros HDs IDE chegaram ao mercado, e consistia em
controladoras de 8 bits, que operavam a 5 MHz, oferecendo um barramento de
dados de até 5 MB/s
Em 1990, foi
lançado o padrão Wide SCSI (SCSI 2). A frequência continuou a mesma, mas as
controladoras passaram a utilizar um barramento de 16 bits, o que dobrou a taxa
de transmissão, que passou a ser de 10 MB/s.
Em seguida
surgiram os padrões Fast SCSI (8 bits) e Fast Wide SCSI (16 bits), que operavam
a 10 MHz e ofereciam taxas de transferência de, respectivamente, 10 MB/s e 20
MB/s.
A partir daí,
surgiram os padrões Ultra SCSI (8 bits, 20 MHz = 20 MB/s), Wide Ultra SCSI (16
bits, 20 MHz = 40 MB/s), Ultra2 SCSI (8 bits, 40 MHz = 40 MB/s) e Wide Ultra2
SCSI (16 bits, 40 MHz = 80 MB/s). Veja que até a evolução foi bastante
previsível, com um novo padrão simplesmente dobrando a frequência e, consequentemente,
a taxa de transferência do anterior.
Nesse ponto o
uso de controladoras de 8 bits foi abandonado e surgiram os padrões Ultra160
SCSI, onde a controladora opera a 40 MHz, com duas transferências por ciclo,
resultando em um barramento de 160 MB/s e o Ultra 320 SCSI, que mantém as duas
transferências por ciclo, mas aumenta a frequência para 80 MHz, atingindo 320
MB/s.
Além da
diferença na velocidade, as antigas controladoras de 8 bits permitiam a conexão
de apenas 7 dispositivos, enquanto as atuais, de 16 bits, permitem a conexão de
até 15.
Diferentemente
do que temos em uma interface IDE, onde um dispositivo é jumpeado como master e
outro como slave, no SCSI os dispositivos recebem números de identificação
(IDs) que são números de 0 a 7 (nas controladoras de 8 bits) ou de 0 a 15 nas
de 16 bits. Um dos IDs disponíveis é destinado à própria controladora, deixando
7 ou 15 endereços disponíveis para os dispositivos.
O ID de cada
dispositivo é configurado através de uma chave ou jumper, ou (nos mais atuais),
via software. A regra básica é que dois dispositivos não podem utilizar o mesmo
endereço, caso contrário você tem um conflito similar ao que acontece ao tentar
instalar dois HDs jumpeados como master na mesma porta IDE.
A maioria dos
cabos SCSI possuem apenas 3 ou 4 conectores, mas existem realmente cabos com
até 16 conectores, usados quando é realmente necessário instalar um grande
número de dispositivos.
No barramento
SCSI temos também o uso de terminadores, que efetivamente "fecham" o
barramento, evitando que os sinais cheguem à ponta do cabo e retornem na forma
de interferência. Na maioria dos casos, o terminador é encaixado no
dispositivo, mas em alguns basta mudar a posição de uma chave. Também existem
casos de cabos que trazem um terminador pré-instalado na ponta.
Note que estou
usando o termo "dispositivos" e não "HDs", pois (embora
raro hoje em dia) o padrão SCSI permite a conexão de diversos tipos de dispositivos,
incluindo CD-ROMs, impressoras, scanners e unidades de fita.
Chegamos então
na questão dos cabos. O SCSI permite tanto a conexão de dispositivos internos
quanto de dispositivos externos, com o uso de cabos e conectores diferentes
para cada tipo. As controladoras de 8 bits utilizam cabos de 50 vias, enquanto
que as 16 bits utilizam cabos de 68 vias. Este da foto é um HD Ultra320 SCSI,
que utiliza o conector de 68 pinos:
As controladoras
SCSI são superiores às interfaces IDE em quase todos os quesitos, mas perdem no
mais importante, que é a questão do custo. Como a história da informática
repetidamente nos mostra, nem sempre o padrão mais rápido ou mais avançado
prevalece. Quase sempre um padrão mais simples e barato, que consegue suprir as
necessidades básicas da maior parte dos usuários, acaba prevalecendo sobre um
padrão mais complexo e caro.
De uma forma
geral, o padrão IDE tornou-se o padrão nos desktops e também nos servidores e
estações de trabalho de baixo custo, enquanto o SCSI tornou-se o padrão
dominante nos servidores e workstations de alto desempenho. Em volume de
vendas, os HDs SCSI perdem para os IDE e SATA numa proporção de mais de 30 para
1, mas ainda assim eles sempre representaram uma fatia considerável do lucro
líquido dos fabricantes, já que representam a linha "premium",
composta pelos HDs mais caros e de mais alto desempenho.
Até pouco tempo,
era comum que novas tecnologias fossem inicialmente usadas em HDs SCSI e
passassem a ser usadas em HDs IDE depois de ficarem mais baratas. Isso
acontecia justamente por causa do mercado de discos SCSI, que prioriza o
desempenho muito mais do que o preço. Hoje em dia isso acontece com relação aos
HDs SATA e SAS.
Além do custo
dos HDs, existe também a questão da controladora. Algumas placas-mãe destinadas
a servidores trazem controladoras SCSI integradas, mas na grande maioria dos
casos é necessário comprar uma controladora separada.
As controladoras
Ultra160 e Ultra320 seriam subutilizadas caso instaladas em slots PCI regulares
(já que o PCI é limitado a 133 MB/s), de forma que elas tradicionalmente
utilizam slots PCI-X, encontrados apenas em placas para servidores. Isso
significa que mesmo que você quisesse, não poderia instalar uma controladora
Ultra320 em seu desktop. Apenas mais recentemente passaram a ser fabricadas
controladoras PCI-Express.
Como de praxe,
vale lembrar que a velocidade da interface não corresponde diretamente à
velocidade dos dispositivos a ela conectados. Os 320 MB/s do Ultra320 SCSI, por
exemplo, são aproveitados apenas ao instalar um grande número de HDs em RAID.
Existem muitas
lendas com relação ao SCSI, que fazem com que muitos desavisados comprem
interfaces e HDs obsoletos, achando que estão fazendo o melhor negócio do
mundo. Um HD não é mais rápido simplesmente por utilizar uma interface SCSI. É
bem verdade que os HDs mais rápidos, de 15.000 RPM, são lançados apenas em
versão SCSI, mas como os HDs ficam rapidamente obsoletos e têm uma vida útil
limitada, faz muito mais sentido comprar um HD SATA convencional, de 7.200 ou
10.000 RPM, do que levar pra casa um HD SCSI obsoleto, com 2 ou 3 anos de uso.
Sigla para Small
Computer Systems Interface, SCSI é, basicamente, uma
tecnologia criada para permitir a comunicação entre dispositivos computacionais
de maneira rápida e confiável. Sua aplicação é mais comum em HDs (discos
rígidos), embora outros tipos de aparelhos tenham sido lançados tirando
proveito desta tecnologia, como impressoras, scanners e unidades de fita
(geralmente usadas para backup).
Trata-se de uma tecnologia
antiga. Sua chegada ao mercado aconteceu oficialmente em 1986, mas seu
desenvolvimento foi iniciado no final da década anterior, tendo o
pesquisador Howard Shugart, considerado o criador do floppy
disk (disquete), como principal nome por trás do projeto.
Pronunciado como
"iscãzi", esta tecnologia se mostrou extremamente importante nos anos
seguintes, especialmente porque os processadores passaram a ficar cada vez mais
rápidos. Com o SCSI, os HDs e outros dispositivos puderam, de certa forma, acompanhar
este aumento de velocidade.
Como o SCSI funciona?
A tecnologia SCSI tem
como base um dispositivo de nome Host Adapter, também conhecido
como controladora. Em outras palavras, trata-se do item responsável
por permitir a comunicação entre um dispositivo e o computador por meio da
interface SCSI. A controladora pode estar presente na placa-mãe ou ser
instalada nesta a partir de um slot livre, por exemplo.
Além da velocidade, a
tecnologia SCSI também oferece a vantagem de permitir a conexão de vários dispositivos
a partir de um único barramento. No entanto, apenas dois dispositivos podem se
comunicar ao mesmo tempo. Esta limitação existe porque um dispositivo precisa
fazer o papel de "iniciador" (initiator) da comunicação,
enquanto o outro assume a função de "destinatário" (target).
Assim, é possível, por
exemplo, ter cincos discos rígidos ligados ao computador por meio de uma
controladora SCSI, mas a comunicação ocorre somente com um por vez. Para que
esta comunicação seja possível, cada dispositivo recebe uma identificação
exclusiva (SCSI ID).
A quantidade máxima de
dispositivos conectados depende da versão do SCSI. No que é conhecido como
SCSI-1, pode-se ter até oito dispositivos conectados, sendo um deles o Host
Adapter. Versões sucessoras do SCSI suportam até 16 dispositivos conectados.
A identificação deve ser
feita seguindo os números de 0 a 7 no SCSI-1 ou de 0 a 15 em outras versões.
Esta configuração pode ser feita manualmente a partir de chaveamento ou jumpers(pequenas
peças com interior de metal). Normalmente, o Host Adapter deve receber a
numeração 7. Obviamente, se dois ou mais dispositivos receberem a mesma SCSI
ID, haverá conflitos na comunicação.
Apenas para efeitos
comparativos, a tecnologia IDE permite a conexão de apenas dois dispositivos em
cada barramento, sendo um identificado como master e o outro
como slave. Esta configuração também é feita por jumpers. Neste
caso, a comunicação é realizada por meio de cabos flat que possuem três
conectores: um é ligado à placa-mãe e os demais aos HDs (ou a outros
dispositivos que utilizam a interface, como leitores de CD/DVD).Pode-se
utilizar um esquema semelhante no SCSI - é possível encontrar cabos SCSI que
suportam até quinze dispositivos -, tudo depende da aplicação.
Há, entretanto, uma
particularidade nas conexões SCSI: estas precisam de um sistema de
"terminação", que normalmente é ativado no último dispositivo
conectado ao cabo. Este mecanismo costuma ser formado por um conjunto de
resistores que tem a função de impedir que os sinais da transmissão retornem
pelo barramento, como se fosse um efeito de "bate e volta".
Os sinais são
transmitidos, basicamente, de três formas:
- Single-Ended (SE): neste modo, o sinal é
emitido pela controladora para todos os dispositivos conectados por meio de uma
única via. Como o sinal se degrada ao longo do percurso, é recomendável que a
conexão toda não tenha mais do que 6 metros. Por ser de implementação simples,
este meio de sinalização é bastante utilizado;
- High-Voltage
Differential (HVD): neste modo, o sinal é transmitido por meio de duas via,
característica que o torna mais resistente a problemas de interferência, uma
vez que é possível identificar variações a partir do cálculo de diferenças das
voltagens de ambas. Aqui, os dispositivos conectados podem receber um sinal e
retransmití-lo até chegar ao destino. Com isso, este tipo de sinalização
consegue ser mais rápido e pode ser utilizado em cabos mais longos, com até 25
metros;
- Low-Voltage
Differential (LVD): este modo é semelhante ao HVD, mas utiliza voltagens menores.
Conexões LVD devem ter cabos de até 12 metros.
Vale frisar ainda que a
tecnologia SCSI pode trabalhar com os modos de transmissão assíncrono e síncrono.
O primeiro permite ao iniciador enviar um comando e aguardar uma resposta em
todas as operações. O segundo funciona de maneira semelhante, mas é capaz de
enviar vários comandos antes de receber a resposta da solicitação anterior.
Esta característica pode influenciar na velocidade de transmissão dos dados.
Versões do SCSI
SCSI-1
O SCSI-1, ou
seja, a primeira versão do SCSI, surgiu oficialmente em 1986. A sua taxa máxima
de transferência de dados é de 5 MB/s (megabytes por segundo), considerando uma
frequência (clock) de 5 MHz com 8 bits transferidos por vez. Aqui, é possível o
uso de até oito dispositivos em uma conexão.
SCSI-2 (Fast SCSI)
O SCSI-2 (ou Fast
SCSI) é uma revisão lançada em 1990 para contornar algumas das limitações
do SCSI-1. Esta especificação incluí recursos que, na primeira versão, não eram
necessariamente obrigatórios, gerando problemas de compatibilidade. Entre eles
estão um conjunto de aproximadamente vinte instruções chamado de Common
Command Set (CSS).
A segunda versão do SCSI
também se caracteriza por trabalhar com frequência de até 10 MHz e 8 bits,
resultando em uma taxa de transferência máxima de 10 MB/s. Aqui, também só é
possível trabalhar com até oito dispositivos no mesmo barramento.
Há uma variação
implementada em 1994 chamada de Wide Fast SCSI que também
trabalha com clock de 10 MHz, mas transferindo 16 bits por vez, resultando em
uma velocidade de até 20 MB/s, além de suporte para até dezesseis dispositivos.
SCSI-3 (Ultra SCSI)
O SCSI-3 passou
a ser reconhecido oficialmente em 1995, mas tem a característica de ser formado
por várias especificações. A primeira delas, chamada apenas de SCSI-3 ou
de Ultra SCSI, trabalha com 8 bits e frequência de 20 MHz, podendo
transmitir também 20 MB/s. Aqui, pode-se conectar até oito dispositivos.
Na sequência surgiu
o Wide Ultra SCSI, que também possui frequência de 20 MHz, mas
transfere 16 bits por vez, fazendo com que esta versão tenha velocidade de 40
MB/s e suporte a até dezesseis dispositivos.
Há ainda o Ultra2
SCSI, que também possui taxa máxima de transferência de dados de 40 MB/s,
mas trabalha com frequência de 40 MHz e 8 bits. Muitos conhecem esta versão
como SCSI-4. A quantidade dispositivos suportada é de oito.
Em seguida, aparece
o Wide Ultra2 SCSI, que trabalha com 16 bits e frequência de 40
MHz, resultando na velocidade máxima de 80 MB/s e suporte a dezesseis dispositivos.
Ultra160 SCSI, Ultra320 SCSI e
Ultra640
As versões Ultra160
SCSI, Ultra320 SCSI e Ultra640 SCSI surgiram
posteriormente. Os números nos nomes fazem referência à taxa máxima de
transmissão de dados. Apesar disso, estas versões também fazem parte da série
de revisões do SCSI-3.
O Ultra160 SCSI também
trabalha com frequência de 40 MHz e 16 bits, mas realiza duas operações de
transferência por ciclo de clock em vez de uma, fazendo com que a especificação
tenha velocidade de 160 MB/s.
O mesmo acontece com o
Ultra320 SCSI, com a diferença de que esta versão possui clock de 80 MHz,
resultando em uma taxa máxima de 320 MB/s. Por fim, aparece o Ultra640 SCSI,
que se diferencia por ter clock de 160 MHz, permitindo transferências de até
640 MB/s.
Como estas versões
trabalham com 16 bits, toda permitem até dezesseis dispositivos na mesma
conexão.
Resumo das versões do SCSI
A tabela a seguir resume
as principais características das versões do SCSI:
|
Versão
|
Clock
|
Bits
|
Dispositivos
|
Velocidade
|
|
SCSI-1
|
5
MHz
|
8
|
8
|
5
MB/s
|
|
SCSI-2(Fast
SCSI)
|
10
MHz
|
8
|
8
|
10
MB/s
|
|
Wide
Fast SCSI
|
10
MHz
|
16
|
16
|
20
MB/s
|
|
SCSI-3
(Ultra SCSI)
|
20
MHz
|
8
|
8
|
20
MB/s
|
|
Wide
Ultra SCSI
|
20
MHz
|
16
|
16
|
40
MB/s
|
|
Ultra2
SCSI
|
40
MHz
|
8
|
8
|
40
MB/s
|
|
Wide
Ultra2 SCSI
|
40
MHz
|
16
|
16
|
80
MB/s
|
|
Ultra160
SCSI
|
40
MHz
|
16
(2x)
|
16
|
160
MB/s
|
|
Ultra320
SCSI
|
80
MHz
|
16
(2x)
|
16
|
320
MB/s
|
|
Ultra640
SCSI
|
160
MHz
|
16
(2x)
|
16
|
640
MB/s
|
SAS (Serial Attached SCSI)
É válido frisar que o
SCSI ainda conta com outras variações. Uma delas é a Serial Attached
SCSI(SAS), que pode atingir velocidade de até 6 Gb/s (gigabits por segundo)
e suporta a conexão de até 128 dispositivos. Isso é possível, entre outros
motivos, porque esta variação utiliza um esquema de transmissão serial de dados
(nas versões mostradas anteriormente, a transmissão é feita de maneira
paralela) combinado com frequências maiores.
O SAS se destaca por
considerado, até certo ponto, um "rival" do padrão SATA. De fato, ambos possuem recursos semelhantes,
sendo em alguns casos até possível utilizar HDs SATA em interfaces SAS, já que
é comum o uso do mesmo conector nas duas tecnologias.
O uso de SAS é quase que
exclusivo em servidores e computadores mais sofisticados. HDs do tipo podem não
levar vantagem em termos de capacidade em relação ao SATA, por outro lado, é
comum encontrar unidades SAS focadas em desempenho que podem trabalhar com
10.000 ou 15.000 RPM (rotações por minuto), por exemplo.
iSCSI
Como você já sabe, o
padrão SCSI pode ser utilizado em conjunto com outras tecnologias. O iSCSI(Internet
SCSI) entra neste contexto: trata-se de uma especificação que permite a
ativação de comandos do SCSI a partir de redes IP.
Com o iSCSI é possível,
por exemplo, fazer com que determinado servidor acesse um sistema de
armazenamento de dados (storage) existente na mesma rede de maneira
otimizada e confiável. Assim, não é necessário interligar as duas máquinas
diretamente, basta aproveitar uma rede já existente.
Uma vez que possuem as
vantagens de simplificar estruturas e economizar recursos, soluções baseadas em
iSCSI são bastante utilizadas até nos dias de hoje.
Cabos e conectores SCSI
Uma vez que a tecnologia
SATA possui várias especificações e pode atender a diversos tipos de dispositivos,
há, como consequência, diversos tipos de conectores. A seguir, alguns deles.
- Centronics-50:
um dos conectores mais populares, possui 50 vias divididas em duas fileiras.
Também para conexões de 8 bits;
- HD50:
possui 50 pinos divididos em duas fileiras. Começou a ser utilizado a partir do
SCSI-2 e trabalha com conexões de 8 bits;
- IDC50:
possui 50 pinos divididos em duas fileiras. É bastante comum em HDs, unidades
de CD e outros dispositivos que normalmente são instalados no interior do
computador;
- HD68: conector
de 68 vias divididas em duas fileiras. É bastante encontrado e pode trabalhar
com conexões de 16 bits. Sua utilização é comum com as especificações SCSI-3.
Finalizando
A tecnologia SCSI perdeu
espaço no mercado depois da chegada do padrão SATA em relação aos discos
rígidos, além de tecnologias como USB, FireWire e Thunderbolt em relação a HDs externos, scanners, impressoras e outros. Não é por menos: são tecnologias
menos complexas, relativamente mais baratas e que atendem às expectativas em
relação às suas funcionalidades.
No entanto, é um erro
acreditar que o SCSI esteja "morto", afinal, ainda é possível
encontrar utilidade para esta tecnologia em uma série de aplicações. O
mencionado padrão SAS é um exemplo. Além disso, a SCSI Trade Association, associação criada em 1996 para promover a tecnologia,
continua em plena atividade. Na ocasião de fechamento deste texto, a entidade
trabalhava inclusive no desenvolvimento das especificações do SCSI
Express, um padrão que busca tirar proveito da combinação das tecnologias
SCSI e PCI Express.
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