从SASI到SAS：SCSI走过25年

从SASI到SCSI

Shugart Associates早在1979年就已意识到统一硬盘接口的必要性，于是着手开发了一个8位并行智能外部设备接口，名为SASI（Shugart Associates System Interface）。1980年Shugart Associates向ANSI（美国国家标准协会）要求将SASI列为ANSI的正式标准但未获批准。

经过与NCR合作进行规格修正，SASI于1981年晚些时候被再次提交给ANSI，1982年被ANSI下属的X3T9.2委员会接受。到了1986年，已经更名为SCSI（Small Computer System Interface）的接口规格正式成为ANSI X3.131-1986标准（SCSI-1），不过早在1984年草案提交审批的时候，市场上已经有很多特性超出或少于该提议的设备了，而最为著名的就是Apple在1985年推出的Macintosh将SCSI选为外部设备标准接口。

初具规模——SCSI-1

SCSI-1定义了8位（并行）数据总线，使用50针数据线（或25对双绞线电缆），其主要规格摘要如下：

• 同一总线上可以连接8台SCSI装置（包括计算机主机），提供总线优先权仲裁功能，地址最高者（ID7，通常为SCSI适配器）拥有最高优先权；
• 提供同步和异步两种传输方式，同步最高传输速率为5MB/s；
• 采用逻辑块寻址（Logical Block Addressing，LBA）方式，LBA的大小通常默认设定为512字节但可以根据需要更改，在驱动器容量支持上明显优于传统的柱面/磁头/扇区（Cylinder/Head/Sector，CHS）寻址方式；
• 提供两种电气规格数据线配置，单端（Single-End，SE）型数据线最长可达6米，差动（Differential）型可达25米，两种配置的装置不能同时串接到同一总线上，也不能互换连接；
• 提供多重I/O连接配置——从单一启动/目标装置到多重启动/（多重）目标装置，在PC系统中启始装置通常为SCSI适配卡，而目标装置则可视为硬盘驱动器、磁带机和光驱等存储设备。

由于在原始SCSI-1文本中很多命令和特性是可选的，而且很少或不能保证一个特定的外设支持预期的命令，这使得整个业界定义了18条基本SCSI命令组成的公共命令集（Common Command Set，CCS），成为所有外设支持的最小命令集，并构成了SCSI-2规范的基础。

成长岁月——SCSI-2

其实在SCSI-1推出后不久，作为其后续版本的SCSI-2就被提出，硬盘驱动器厂商也在1988年即开始根据SCSI-2的规格草案来设计新一代SCSI接口产品；而X3T9委员会虽然在1990年8月以X3.131-1990批准了SCSI-2，但却在同年12月ANSI出版前收回文档进行修改——尽管对1990年版本的改动很少，最后通过的时候也已是1994年1月了（ANSI X3.131-1994）。

除了CCS之外，SCSI-2比SCSI-1新增的主要功能包括：

• 在8位数据总线情况下传输速率为10MB/s的Fast SCSI-2；
• 数据总线拓宽至16位的Wide SCSI，采用68针连接器和线缆，Fast Wide SCSI-2的传输速率可达20MB/s；
• Command Queuing即指令队列，使一个设备可同时接受多个指令（就SCSI而言可达256条）且以其认为效率最高的次序执行，这对可能同时有几个请求送到SCSI总线上的多任务操作系统特别有利；
• 尺寸缩小一半的高密度连接器，让小型周边设备得以使用，并且改用由启动设备提供电源的主动式终结器，提高了Fast SCSI传输时的信号稳定性；
• 工作站厂商Sun Microsystems和磁盘驱动器厂商Seagate Technology、Conner Peripheral共同提出的单一连接器附属装置（Single Connector Attachment，SCA），通过将50针或68针的接口及电源、SCSI ID、LED、主轴马达同步等功能连接器一起集成在（最初）由AMP公司出品的80针D形接口中，提供适用于背板环境的热插拔能力。

枝繁叶茂——SCSI-3

与前几个标准的制订过程类似，在SCSI-2规格还没有正式成为ANSI标准之前的1993年，SCSI-3规格标准的草拟工作已经展开，但与SCSI-1和SCSI-2不同的是，SCSI-3并非是包含SCSI所有内容的一份文档，而是涵盖了物理连接、电气接口、主要命令集和具体协议的文档集。简称为SAM（SCSI-3 Architecture Model）的SCSI-3架构模型采用了层级（Layer）的概念，在协议和互连方面增加了光纤通道（Fibre Channel，FC）、IEEE 1394、SSA等串行接口，原来SCSI-1和SCSI-2所围绕的并行接口被称为SPI（SCSI-3 Parallel Interface），我们现在所说的SCSI通常即指这个SCSI-3体系结构中的并行分支。

最初的SCSI-3架构模型（SCSI-3 Architecture Model，SAM）

SPI支持的设备数量达到了16个（减去SCSI适配器还有15个），新引入的低电压差动（Low Voltage Differential，LVD）信号传输模式将数据线长度由SE的4个（装置）3米/ 8个1.5米增加至点到点25米/16个12米，让Wide SCSI的连接能力不再只是规格上的数字。需要注意的是，LVD虽然也支持8位数据总线，但并没有任何一家硬盘驱动器厂商推出过相应的产品。

SPI还有一个通俗的名字Ultra SCSI，其开发者DEC称之为Fast 20——时钟频率20MHz，8位Ultra SCSI最高数据传输速率20MB/s，16位的Ultra Wide SCSI可达40MB/s。SPI-2即Ultra2 SCSI或Fast 40，频率和最高数据传输速率在Ultra SCSI的基础上翻番。不过，Ultra3 SCSI可就不仅仅是Fast 80这么简单了。