L'interface SCSI


L'interface SCSI (Small Computer System Interface) est en fait bus permettant de gérer plusieurs périphériques. Parmi ces périphériques on doit avoir une carte adaptateur hôte qui fait office de pont de liaison entre le bus SCSI et le bus du PC. Le bus SCSI ne communique pas directement avec des périphériques tels que le disque dur mais avec le contrôleur intégré à ce disque dur.Un seul bus SCSI peut accepter de 8 à 15 unités physiques. L'une de ces unités est la carte adaptateur contenue dans le PC, les autres peuvent être des disques durs, des dérouleurs de bande, des lecteurs de CD-ROM, des scanners graphiques ou d'autres périphériques. Tous ces périphériques sont reliés à une seule et même carte adaptateur hôte SCSI.

La plupart des ordinateurs acceptent jusqu'à 4 adaptateurs hôtes acceptant chacun 7 ou 14 périphériques, ce qui peut représenter un total de 56 périphériques.La plupart des disques durs SCSI sont en fait des disques IDE intégrant un circuit adaptateur de bus SCSI. Il n'est pas utile de connaître le type de contrôleur intégré au disque SCSI puisque l'ordinateur ne peut pas communiquer directement avec le contrôleur comme st il était branché sur le bus de l'ordinateur, à l'instar d'un contrôleur standard. La communication s'effectue par le biais de l'adaptateur hôte SCSI installé sur le bus de l'ordinateur. II n'est possible d'accéder au disque dur qu'en utilisant les protocoles SCSI.Le SCSI est un standard au même titre que le RS-232. Il ne définit, tout comme le standard RS-232, que les connexions matérielles et non les spécifications requises pour faire communiquer le pilote avec les périphériques. Le sous-système est relié à l'ordinateur par l'intermédiaire du logiciel, mais la plupart des pilotes ne fonctionnent malheureusement qu'avec un périphérique ou un adaptateur hôte particulier.

Ainsi un scanner graphique sera-t-il livré avec son propre adaptateur hôte SCSI qui permettra de le relier à l'ordinateur; un lecteur de CD-ROM sera livré avec un autre adaptateur hôte SCSI et des pilotes fonctionnant exclusivement avec cet adaptateur SCSI. Sur un ordinateur équipé de ces deux adaptateurs SCSI, il faudrait un troisième adaptateur hôte SCSI pour faire fonctionner des disques durs SCSI puisque les adaptateurs hôtes fournis avec le scanner et le lecteur de CD-ROM ne comportent pas de BIOS intégré auto-initialisable capable de faire fonctionner des disques durs.


Standards SCSI de l'ANSI

Le standard SCSI définit les paramètres physiques et électriques du bus d'E/S utilisé pour connecter des ordinateurs et des périphériques selon une architecture en chaîne. II est compatible avec des périphériques tels que des disques durs, des dérouleurs de bande et des lecteurs de CD-ROM. Le standard SCSI original (ANSI X3.131-1986) a été adopté en 1986; le SCSI-2 a été adopté en janvier 1994 et une version SCSI-3 est actuellement à finalisée.L'interface SCSI 1 est définie comme une norme par l'ANSI (Institut National Americain des Normes). L'un des problèmes posés par la norme SCSI-1 est que nombre de commandes et de fonctions étaient optionnelles et qu'il était donc impossible d'être certain qu'un périphérique particulier accepterait les commandes prévues.

Ce problème a amené l'ensemble des fabricants de matériel informatique à définir une série de 18 commandes SCSI de base qui allait devenir la série minimale de commandes reconnues par tous les périphériques SCSI. Cette série de commandes constitue les fondements de ce qui est aujourd'hui la norme SCSI-2.Le standard SCSI-2, définit, outre cette série de commandes, un certain nombre de commandes permettant d'accéder aux lecteurs de CD-ROM (et à leurs fonctions audio), aux dérouleurs de bandes, aux disques durs amovibles, aux lecteurs optiques et plusieurs autres types de périphériques. Un standard Fast SCSI- 2 (SCSI-2 rapide) et une version 16 bits appelée Wide SCSI-2 ont également été définis. Le standard SCSI-2 est aussi capable de placer les commandes en file d'attente, ce qui permet aux périphériques d'accepter plusieurs commandes et de les traiter dans l'ordre qui leur paraît le plus judicieux. Cette fonction est extrêmement appréciable lorsque le système d'exploitation utilisé est multitâche et pourrait envoyer plusieurs requêtes simultanément au bus SCSI.La plupart des fabricants indiquent que leurs adaptateurs sont conformes tant au standard SCSI-1 qu'au standard SCSI-2. Il faut souligner que la majorité des fonctions des caractéristiques SCSI-1 sont également valables pour le SCSI-2 et que la plupart des périphériques SCSI-1 sont considérés comme des SCSI-2 par défaut. La majeure partie des fabricants présentent aujourd'hui leurs périphériques comme étant de type SCSI-2 mais cela ne signifie pas qu'ils intègrent la totalité des fonctions prévues par la version révisée du standard SCSI-2.Ainsi le standard SCSI-2 prévoit en option un mode synchronisé rapide qui permet de doubler le taux de transfert de données, le portant de 5 à 10 Mo/s. Ce mode de transfert rapide Fast SCSI peut être combiné avec une interface Wide SCSI 16 bits pour obtenir un taux de transfert atteignant 20 Mo.

Le standard SCSI-3 à été adopté et beaucoup de produits actuellement sur le marché en intègrent déjà ses fonctions . C'est le cas des périphériques Fast-20 SCSI, également appelés Ultra-SCSI. Ce sont en fait des périphériques SCSI quadruple vitesse caractérisés par un taux de transfert de données de 20 Mo/s avec un bus SCSI standard 8 bits et de 40 Mo/s avec un bus Wide SCSI 16 bits. Une nouvelle évolution du SCSI-3 appelée Ultra 2 SCSI autorise un débit de 80 Mo/s. En fait pour atteindre ce débit les fabricants on simplement doublés la fréquence du bus SCSI qui passe de 20 Mhz à 40 Mhz.

SCSI 1 SCSI 2 SCSI 3
Type de standard SCSI Fast SCSI Fast Wide SCSI Ultra SCSI Ultra Wide SCSI Ultra 2 SCSI
Largeur de bande 8 bits 8 bits 16 bits 8 bits 16 bits 16 bits
Taux de transfert maxi en synchrone 5 Mo/s 10 Mo/s 20 Mo/s 20 Mo/s 40 Mo/s 80 Mo/s
Fréquence du bus 4 Mhz 10 Mhz 10 Mhz 20 Mhz 20 Mhz 40 Mhz
Nombre maxi de périphériques 7 7 7 7 15 15
Longueur maxi des câble ( connexion simple) 6 6 6 3 3 12
Longueur maxi des câble ( connexion différentielle) 25 25 25 25 25 25

Les adaptateurs SCSI-1 fonctionnent sans problèmes avec des périphériques SCSI-2. En fait, comme cela a été indiqué précédemment, la majorité des périphériques SCSI-1 peuvent également être considérés comme des périphériques SCSI-2 (et même SCSI-3).

Ils ne permettent pas de bénéficier des performances de transfert des interfaces Fast, Fast-20 et Wide SCSI, mais les commandes supplémentaires prévues par le standard SCSI-2 peuvent être envoyées par l'intermédiaire d'un contrôleur SCSI-1. En d'autres termes, rien ne distingue un périphérique SCSI-1 d'un périphérique SCSI-2.

Ainsi un disque dur Seagate Barracuda Fast SCSI-2 de 4 GO fonctionnera-t-il parfaitement avec un adaptateur hôte SCSI-1 IBM. La plupart des adaptateurs sont similaires dans la mesure où ils sont compatibles avec le SCSI-2, même si le fabricant ne mentionne que le standard SCSI-1.

SCSI-1 et SCSI-2

Le standard SCSI-2 est une version améliorée du standard SCSI-1, dont certains points ont été renforcés et à laquelle certaines caractéristiques et options ont été ajoutées. Les périphériques SCSI-1 et SCSI-2 sont en principe compatibles mais les périphériques SCSI-1 ne répondent pas aux commandes pour lequel le SCSI-2 a été conçu. Certaines des modifications apportées par le SCSI-2 sont mineures. Ainsi la parité de bus était-elle facultative sur le standard SCSI-1 alors qu'elle est obligatoire sur le standard SCSI-2. De même les périphériques d'initialisation tels que les cartes hôtes doivent fournir une résistance terminale à l'interface, ce qui était déjà le cas.

Le SCSI-2 peut également présenter un certain nombre de caractéristiques:

Fast SCSI,

Wide SCSI,

File d'attente des commandes SCSI,

Résistance terminale active,

Câble et Connecteurs SCSI.

Ces caractéristiques ne sont pas impératives; elles ne sont qu'optionnelles dans le cadre du standard SCSI-2. Ainsi, si vous connectez un adaptateur hôte SCSI standard à un disque dur Fast SCSI, l'interface fonctionnera mais uniquement à une vitesse standard.

Le Fast SCSI

Le terme "Fast SCSI" ("SCSI rapide", en français) fait référence à la capacité de transfert synchrone haute vitesse des périphériques. Le Fast SCSI permet d'obtenir un taux de transfert de 10 Mo/s sur un câblage SCSI 8 bits standard et de respectivement 20 et 40 Mo lorsqu'il est couplé à une interface Wide SCSI de 16 ou 32 bits.

Le Wide SCSI

Le Wide SCSI ("SCSI large", en français) permet d'effectuer des transferts de données parallèles avec des largeurs de bus de 16 et 32 bits. Ces connexions plus larges nécessitent des câbles spéciaux. Le câble standard 8 bits à 50 broches est appelé câble A. Le standard SCSI-2 avait initialement prévu un câble B spécial à 68 broches à utiliser avec ce câble A pour opérer des transferts larges mais les fabricants ne l'ont jamais adopté, lui préférant le câble P à 68 broches, plus récent, prévu pour le standard SCSI-3. Le câble P s'est imposé au détriment de la paire de câbles A-B car il peut être utilisé seul (sans câble A) avec les interfaces Wide SCSI.L'interface Wide SCSI 32 bits n'a jamais eu de succès et elle n'en aura probablement jamais sur les PC. Théoriquement, toutes les formes de SCSI 32 bits nécessitent deux câbles: un câble P et un câble Q comportant chacun 68 connecteurs.

File d'attente des commandes SCSI

Avec le standard SCSI-1, les périphériques d'initialisation tels que les adaptateurs hôtes ne pouvaient envoyer qu'une commande par périphérique. Avec le SCSI-2, l'adaptateur hôte peut envoyer jusqu'à 256 commandes à un périphérique donné, qui les stockera et les traitera en interne avant de répondre au niveau du bus SCSI. Le périphérique cible peut même modifier l'ordre de ces commandes pour en optimiser l'exécution et les performances. Cette fonction est particulièrement utile lorsque l'ordinateur travaille sous un environnement multitâche, tel OS/2 ou Windows NT, capable d'en tirer parti.

Résistance terminale

Le bus SCSI asymétrique ne peut supporter que des fluctuations de résistance très faibles pour fonctionner correctement. Malheureusement, la résistance terminale de 132 ohms prévue par le standard SCSI-1 n'était pas prévue pour être utilisée avec les vitesses synchrones élevées qu'il est aujourd'hui possible d'obtenir. Ces résistances terminales peuvent provoquer des réverbérations de signaux provoquant des erreurs lorsque la vitesse de transfert croit ou lorsque des périphériques sont ajoutés au bus. Le SCSI-2 prévoit une résistance terminale active (régulée par tension) qui abaisse la résistance terminale à 110 ohms et accroît l'intégrité du système.

Câbles et connecteurs SCSI

Les standards SCSI utilisent des câbles et des connecteurs très particuliers. Le connecteur le plus courant est le connecteur femelle à 50 broches non blindé pour connexions SCSI interne et le connecteur blindé Centronics à 50 broches à attaches métalliques utilisé pour les connexions externes. Le connecteur blindé Centronics est officiellement appelé Alternative 2. Chaque bus doit comporter une résistance active ou passive (active de préférence), qu'il soit asymétrique ou différentiel. La configuration de bus à 50 connecteurs telle que définie par le standard SCSI-2 porte le nom de câble A.La version révisée du standard SCSI-2 a en outre prévu la possibilité d'utiliser sur le câble A un connecteur en forme de D haute densité à 50 broches, aujourd'hui appelé Alternative 1. Le connecteur Centronics à attaches métalliques Alternative 2 est identique à celui prévu par le standard SCSI-1. Il a par ailleurs été ajouté un câble B à 68 fils au standard SCSI-2 pour permettre des transferts 16 et 32 bits mais ce connecteur devait être utilisé en parallèle avec un câble A. Ce connecteur n'ayant pas connu de franc succès auprès des fabricants, il n'a pas été retenu pour le standard SCSI-3.

Pour le remplacer, un nouveau câble a été mis au point pour le standard SCSI-3. Il s'agit du câble P à 68 fils. Les câbles A et P peuvent utiliser des connecteurs haute densité en forme de "D" blindés ou non. Les connecteurs haute densité blindés sont des connecteurs à fixation par pression et non à attaches métalliques comme celles utilisées sur le connecteur Centronics. Les bus asymétriques doivent comporter une résistance terminale pour assurer des signaux de haute qualité.

Nouvelles commandes SCSI

Le standard SCSI-2 a adopté la série de commandes déjà utilisée par les fabricants et l'a intégrée à ses caractéristiques officielles. Cette série de commandes était conçue principalement pour des disques durs et n'incluait pas de commandes prévues spécifiquement pour d'autres périphériques. Avec le SCSI-2, nombre de commandes anciennes ont été modifiées et plusieurs ont été ajoutées pour les lecteurs de CD-ROM, les lecteurs optiques, les scanners, les périphériques de communication et les changeurs de supports d'enregistrement (jukeboxes).

Brochage des câbles et des connecteurs SCSI

D'un point de vue électrique, il existe deux types de SCSI. Le SCSI asymétrique et le SCSI différentiel. Ces deux types sont incompatibles électriquement et ne doivent pas être connectés l'un à l'autre sous peine d'endommager l'ordinateur. Le SCSI différentiel est fort heureusement extrêmement rare dans l'univers du PC et vous n'aurez guère l'occasion de rencontrer des périphériques qui l'utilisent.

A chaque type électrique (asymétrique et différentiel) correspondent trois types de câbles SCSI :

Le câble A, 50 broches, est utilisé sur la plupart des configurations SCSI-1 et SCSI-2, c'est celui que l'on rencontre le plus fréquemment.

Le câble P est utilisé par le Wide SCSI-2. Il remplace intégralement le câble A.

Vous pouvez mélanger des périphériques SCSI standard et Wide SCSI sur un même bus en reliant les câbles A et P à l'aide d'adaptateurs spéciaux.

Le Wide SCSI-3 32 bits utilisait au début un seul câble de type B mais il à très rapidement été abandonné. Le cable B à été remplacé par deux câbles. Le câble P et le câble Q. Ils sont montés en parallèle pour relier chaque périphérique. Le Wide SCSI-3 n'étant guère utilisé dans le monde du PC et nécessitant deux câbles, il est peu probable qu'il rencontre un franc succès.

Les câbles A peuvent être pourvus de connecteurs à broches femelles (montage interne) ou de connecteurs externes blindés, chacun de ces connecteurs présentant un brochage différent. Les connecteurs du câble P et du câble Q utilisent le même brochage et permettent de réaliser des connexions internes ou externes. Les impédances des câbles doivent être comprisent entre 90 ohms et 140 ohms.

Type de résistance terminale

Tous les bus doivent comporter une résistance terminale à chaque extrémité, le bus SCSI n'échappe pas à la règle. Les configurations de résistance terminale incorrectes sont les problèmes les plus courants sur les ordinateurs utilisant le standard SCSI. Il existe trois types de résistances terminales pour bus SCSI :

Les résistances passives,

Les résistances actives (ou Alternative 2),

Les résistances parfaites forcées.

Les résistances passives classiques (constituées d'une chaîne de résistances) permettent aux signaux de fluctuer en même temps que le signal d'alimentation du bus. Elles sont généralement suffisantes pour les courses distances (de 5 à 8 cm) mais pour les distances plus longues, il est généralement préférable d'utiliser une résistance active. II est impératif d'utiliser une résistance active avec les interfaces Fast SCSI. Les résistances terminales actives utilisent plusieurs régulateurs de tension et non des diviseurs de tension pour générer leur résistance terminale. Ce procédé permet d'assurer des tensions de terminaison de signaux SCSI correctes. L'utilisation de résistances terminales actives à chaque extrémité du bus est recommandée avec l'interface SCSI-2 et impérative avec l'interface Wide SCSI.II existe une variante de la résistance terminale active: la résistance terminale parfaite forcée, sorte de résistance active plus performante à laquelle ont été ajoutés des serre-fils à diodes pour éliminer les hausses et les baisses de signal, surtout lorsque la vitesse du signal est élevée ou que la distance qu'il doit parcourir est importante. L'astuce consiste à relier ces diodes non pas à la tension de +5 V et à la masse mais à deux tensions de sorties régulées.

Configuration des disques durs SCSI

Les disques durs SCSI ne sont guère difficiles à configurer, surtout comparés aux disques IDE. Le standard SCSI détermine le moyen dont les disques durs doivent être configurés. Deux ou trois éléments doivent être configurés lors de l'installation d'un disque dur SCSI :

Paramétrage des cavaliers d'ID SCSI

Le cavalier ID SCSI est très simple à configurer. II est possible de connecter jusqu'à 8 périphériques SCSI sur un même bus SCSI et chaque périphérique doit avoir sa propre adresse d'ID SCSI. L'adaptateur hôte utilise une adresse; les autres adresses peuvent être utilisées par un maximum de 7 périphériques.

La plupart des adaptateurs hôtes SCSI sont réglés en usine sur l'adresse d'ID 7, qui est celle qui bénéficie du degré de priorité le plus élevé. Tous les autres périphériques doivent avoir leur propre adresse d'ID de manière à ce qu'il ne se produise aucun conflit. Certains adaptateurs hôtes ne peuvent s'initialiser que depuis un disque dur paramétré sur une adresse d'ID donnée. Ainsi certains adaptateurs SCSI IBM impliquent-ils que le disque dur de démarrage soit paramétré sur l'adresse

d'ID 6. Les nouveaux adaptateurs hôtes IBM, en revanche, permettent de démarrer depuis un disque dur paramétré sur toute adresse d'ID SCSI.

De même, les adaptateurs Adaptec, qui impliquaient que le disque dur de démarrage soit paramétré sur l'adresse d'ID 0, permettent aujourd'hui d'utiliser toute adresse d'ID.Pour paramétrer l'adresse d'ID, il faut en général déplacer un cavalier situé sur le disque dur même. Si le disque dur est installé sur un châssis externe, il peut comporter un sélecteur d'ID accessible par l'arrière. Cet interrupteur permet de sélectionner une adresse d'ID en appuyant sur un interrupteur ou en faisant tourner une molette jusqu'à ce que le numéro d'ID désiré apparaisse. Si aucun sélecteur n'est accessible de l'extérieur, il faut ouvrir le châssis externe du périphérique et paramétrer son adresse d'ID à l'aide de ses cavaliers.Le paramétrage d'une adresse ID SCSI s'effectue à l'aide de trois cavaliers. Le périphérique sélectionné est déterminé par la représentation binaire des cavaliers. Lorsque les 3 cavaliers d'ID sont ôtés, le nombre binaire généré est 000b, ce qui correspond à une adresse d'ID de 0. Un paramétrage en binaire de 00lb correspond à l'adresse d'ID 1.

Ces cavaliers peuvent malheureusement être situés à l'avant ou à l'arrière du disque dur, selon la façon dont le fabricant les a montés. Pour simplifier les choses, les tableaux ci-après présentent tous les paramétrages de cavaliers d'ID. Le premier concerne les disques durs dont le bit de poids le plus fort est situé à gauche; le second concerne les disques durs dont le bit de poids le plus fort est situé à droite.Positions des cavaliers d'ID SCSI dont le bit de poids le plus fort est situé à gauche

SCSI ID Cavalier Position
0

1

2

3

4

5

6

7
0

0

0

0

1

1

1

1
0

0

1

1

0

0

1

1
0

1

0

1

0

1

0

1

1 = Cavalier en place; 0 = Cavalier ôté

Positions des cavaliers d'ID SCSI dont le bit de poids le plus fort est situé à droite

SCSI ID Cavalier Position
0

1

2

3

4

5

6

7
0

1

0

1

0

1

0

1
0

0

1

1

0

0

1

1
0

0

0

0

1

1

1

1

1 = Cavalier en place; 0 = Cavalier ôté

Résistance terminale externe

Le dispositif de résistance terminale des périphériques SCSI est très simple. Les deux extrémités du bus doivent dans tous les cas comporter une résistance terminale.

Si l'adaptateur hôte est situé à une extrémité ou à l'autre, sa résistance terminale doit être activée.

Si l'adaptateur est situé au milieu du bus et s'il comporte tant des connexions internes qu'externes, sa résistance terminale doit être désactivée et celle des périphériques connectés à chaque extrémité du bus doit être activée.

Il existe plusieurs types de résistances terminales de qualité et d'aspect différents. Les résistances actives terminales sont les moins conseillées; les résistances terminales parfaites forcées sont au contraire les plus performantes.Les règles à suivre sont simples: utilisez des résistances terminales de la meilleure qualité possible et veillez à ce que seules les extrémités du bus SCSI comportent une résistance terminale. La plupart des dysfonctionnements que présentent les ordinateurs équipés d'une interface SCSI sont provoqués par des résistances terminales mal configurées. Certains périphériques comportent une résistance terminale intégrée activable et désactivable à l'aide d'un cavalier amovible. Si votre périphérique ne comporte pas de résistance terminale intégrée, vous devrez utiliser un bouchon de résistance terminale externe.Les périphériques SCSI externes sont généralement conditionnés dans un boîtier comportant à la fois un connecteur SCSI d'entrée et un connecteur SCSI de sortie, ce qui permet de les utiliser sur un câble en chaîne. Si ce boîtier est situé à l'extrémité du bus SCSI, vous devrez vraisemblablement installer une résistance terminale sur le second port SCSI (connecteur de sortie) pour que la résistance terminale du bus soit correcte (voir Figure suivante).

Il existe différents types de résistances terminales et notamment des modules intercalaires pour les cas où un seul port est libre. Les modules intercalaires sont également fréquemment utilisés sur les configurations internes lorsque le périphérique ne comporte pas de résistance terminale intégrée. Nombre de disques durs internes utilisent des modules de résistance terminale intercalaires car ils permettent de gagner de la place sur leur carte logique (voir Figure suivante).

II est nécessaire d'utiliser un module intercalaire lorsque le périphérique SCSI est situé à l'extrémité du bus et qu'un seul connecteur SCSI est disponible. N'oubliez pas qu'en n'utilisant que des résistances terminales de haute qualité ou des résistances parfaites forcées, vous éviterez les problèmes de résistance terminale les plus courants.

Autres paramétrages

Les disques durs SCSI peuvent présenter d'autres éléments configurables à l'aide de cavaliers et notamment:

Ces éléments sont présentés dans les parties ci-après.

Commande de démarrage retardé.

Si votre ordinateur comporte plusieurs disques durs, il est recommandé de configurer ces disques durs de telle manière qu'ils ne se mettent pas à tourner immédiatement lorsque l'ordinateur est mis sous tension. Un disque dur peut consommer de trois à quatre fois plus d'électricité pendant les premières secondes qui suivent la mise sous tension qu'en mode de fonctionnement normal, ce surplus d'électricité correspondant à l'énergie dont le moteur a besoin pour faire tourner les plateaux rapidement. Si plusieurs disques consomment autant d'électricité simultanément, l' alimentation risque d'être surchargée, ce qui peut faire "planter" l'ordinateur ou provoquer des problèmes de démarrage intermittents (c'est à dire survenant de façon aléatoire).Presque tous les disques durs SCSI offrent un moyen de retarder leur démarrage pour éviter ce problème. Lorsqu'un adaptateur hôte SCSI initialise un bus SCSI, il envoie généralement successivement la commande Démarrer l'unité à chacune des adresses d'ID. Vous pouvez paramétrer un cavalier du disque dur pour qu'il ne se mette pas à tourner tant qu'il n'a pas reçu cette commande Démarrer l'unité de l'adaptateur hôte.

L'adaptateur hôte envoyant successivement cette commande à toutes les adresses d'ID, de l'adresse au plus haut degré de priorité (ID 7) à celle qui a le plus faible degré de priorité (ID 0), le disque dur ayant le degré de priorité le plus élevé sera celui qui démarrera le premier, les disques de degré de priorité inférieur se mettant à tourner à tour de rôle. Certains adaptateurs hôtes n'envoyant pas de commande Démarrer l'unité, certains disques durs peuvent simplement retarder leur démarrage d'un nombre de secondes fixe au lieu d'attendre une commande qui n'arrivera jamais.Si les disques durs sont installés sur des châssis externes et alimentés par une alimentation distincte, il est inutile de paramétrer la commande de démarrage retardé. Cette fonction agit en effet beaucoup mieux avec les lecteurs internes alimentés par l'énergie qui fait fonctionner l'ordinateur.

Lorsque le disque dur est installé en configuration interne, il est recommandé de configurer la commande Démarrer l'unité même si l'ordinateur ne comporte qu'un disque dur.

Ce paramétrage permet en effet d'alléger la charge induite sur l'alimentation en ne faisant tourner le disque dur que lorsque tous les autres éléments de l'ordinateur sont sous tension. Cette méthode est particulièrement adaptée aux portables et aux autres ordinateurs équipés d'une alimentation de puissance limitée.

Parité SCSI

La parité SCSI est une sorte de vérification d'erreurs sommaire qui permet de veiller à ce que les transferts de données soient systématiquement fiables. La plupart des adaptateurs hôtes intègrent cette fonction, elle doit par conséquent être disponible pour chaque périphérique. La raison qui explique qu'elle ne soit qu'optionnelle est que certains anciens modèles d'adaptateurs hôtes ne peuvent pas fonctionner lorsqu'elle est activée et qu'il faut donc la désactiver.

Alimentation des résistances terminales

Les résistances terminales situées à chaque extrémité du bus SCSI ont besoin de recevoir du courant électrique d'au moins un périphérique connecté au bus. La plupart du temps, c'est l'adaptateur hôte qui génère ce courant électrique mais il se peut également qu'il n'en génère pas. Ainsi les adaptateurs hôtes branchés de port SCSI parallèle n'en génèrent-ils d'une manière générale pas. Il n'est en aucun cas gênant que plusieurs périphériques délivrent du courant électrique à la résistance terminale dans la mesure où chaque source est protégée par diode. Par mesure de simplicité, la plupart des techniciens configurent tous les périphériques de telle sorte qu'ils délivrent un courant électrique à la résistance terminale. Si aucun périphérique ne délivre d'électricité à la résistance terminale, la résistance terminale du bus ne sera pas correcte et ce bus ne fonctionnera pas convenablement.

Négociation SCSI synchrone

Les bus SCSI peuvent fonctionner en deux modes: asynchrone (par défaut) et synchrone.

Dans la pratique, le bus change de mode durant les transferts grâce à un protocole dit "de négociation synchrone". Avant que les données soient transférées par l'intermédiaire du bus, l'émetteur; (appelé "initiateur") et le récepteur (appelé "cible") négocient les conditions dans lesquelles le transfert va s'effectuer. Si l'initiateur et la cible sont tous deux capables d'effectuer des transferts synchrones, ils en seront informés grâce à cette phase de négociation et le transfert se fera donc en mode synchrone, qui est le plus rapide.

Certains modèles de périphériques anciens ne répondent malheureusement pas aux requêtes de transfert synchrone et risquent d'être désactivés lorsqu'une telle requête leur parvient. Aussi les adaptateurs hôtes ainsi que les périphériques acceptant les négociations synchrones comportent-ils souvent un cavalier qui permet à l'utilisateur de désactiver ce mode de négociation pour qu'ils puissent fonctionner avec des périphériques plus anciens. Par défaut, tous les périphériques actuels doivent accepter le mode de négociation synchrone et ce mode doit être activé.

Le SCAM ou SCSI Plug-and-Play

Les spécifications du standard SCSI Plug-and-Play ont été rendues publiques en avril 1994. Elles permettent aux fabricants de périphériques SCSI de proposer des périphériques qui se, configurent automatiquement lorsqu'ils sont utilisés avec un système d'exploitation Plug-and-Play, ce qui permet de connecter et de configurer très facilement des périphériques externes tels que des disques durs, des dérouleurs de bandes et des lecteurs de CD-ROM.Pour pouvoir connecter un périphérique SCSI au PC hôte, le PC doit comporter un adaptateur hôte tel que les modèles Plug-and-Play ISA ou PCI. Les cartes d'extension Plug-and-Play permettent au système d'exploitation Plug-and-Play de configurer automatiquement les pilotes de périphériques logiciels et les ressources systèmes en fonction de l'interface de bus hôte.

La version 1.0 du SCSI Plug-and-Play prévoit un certain nombre d'éléments techniques:

Ces caractéristiques devraient simplifier grandement l'utilisation du SCSI par le grand public.

Les pilotes SCSI

Chaque périphérique SCSI (autre qu'un disque dur) ajouté à un bus SCSI requiert un pilote externe pour le faire fonctionner. Les disques durs échappent à cette règle car le pilote de compatibilité fait en principe partie du BIOS de l'adaptateur hôte SCSI. Ces pilotes externes sont propres non seulement aux périphériques mais aussi aux adaptateurs hôtes.Deux types de pilotes d'interfaces hôtes standards se sont imposés récemment et ont grandement contribué à limiter les problèmes de ce type. Les fabricants disposent en effet désormais de pilotes d'adaptateurs sur lesquels ils peuvent s'appuyer et par conséquent concevoir rapidement de nouveaux pilotes permettant de faire fonctionner leurs périphériques et de communiquer avec le pilote d'adaptateur hôte universel. Ces pilotes primaires ou universels leur permettent de ne plus être tributaires d'un type d'adaptateur hôte donné puisqu'ils lient l'adaptateur hôte au système d'exploitation.L'interface SCSI ASPI (Advanced SCSI Programming Interface) est actuellement l'interface universelle la plus répandue, la plupart des fabricants de périphériques concevant leurs périphériques pour qu'ils communiquent avec l'ASPI. Le "A" de "ASPI" correspondait autrefois à celui d'Adaptec, la société qui l'a lancé, mais d'autres fabricants de périphériques SCSI ont depuis acquis le droit d'utiliser l'interface ASPI avec leurs produits.

DOS n'est pas directement compatible avec cette interface mais il le devient lorsque le pilote ASPI est chargé. La version 2.1 et les versions ultérieures d'OS/2 sont automatiquement compatibles avec l'interface ASPI lorsqu'elles sont utilisées avec un certain nombre d'adaptateurs hôtes SCSI.

Furtur Domain et NCR ont créé un autre pilote d'interface: le pilote CAM (Common Access Method). Le pilote CAM est un protocole approuvé par l'ANSI qui permet à un seul pilote de commander plusieurs adaptateurs hôtes. La version 2.1 et les versions ultérieures d'OS/2 sont également automatiquement compatibles avec ce pilote. Future Domain propose en outre un convertisseur CAM-ASPI qui accompagne ses adaptateurs hôtes.

Astuces pour configurer des périphériques SCSI

L'installation d'une chaîne de périphériques sur un même bus SCSI peut devenir rapidement compliquée. Les astuces ci-après vous permettront de rendre votre configuration opérationnelle rapidement et efficacement.

Si le bus est relié à la fois à des périphériques externes et internes, vous devrez en principe placer une résistance terminale sur le premier et le dernier périphérique mais pas sur l'adaptateur hôte SCSI lui-même (situé au centre du bus).

En respectant ces règles simples, vous minimiserez les risques de problèmes et parviendrez à une installation SCSI parfaitement opérationnelle.

Comparaison entre le SCSI et l'IDE

Pour comparer les performances et les possibilités de disques durs IDE (Integrated Drive Electronics) et SCSI (Small Computer System Interface ), vous devez prendre en considération un certain nombre de facteurs. Ces deux types de disques durs sont les plus répandus sur les PC et un même fabricant peut fort bien fabriquer deux disques durs identiques pour chaque interface. Il n'est pas facile de déterminer le type de disque dur le plus adapté à un ordinateur donné car ce choix est fonction d'un grand nombre de facteurs.Dans la plupart des cas, les disques durs IDE se révéleront non seulement plus performants ou au moins aussi performants que des disques durs SCSI équivalents pour une tâche ou des tests donnés mais aussi meilleur marché, ils offrent un excellent rapport qualité-prix. Dans certains cas, toutefois, les disques durs SCSI offrent des performances et un rapport qualité-prix sensiblement plus intéressants que les disques durs IDE.

Performances

La majorité des disques durs SCSI sont en fait des disques durs IDE ATA auxquels a été ajoutée une puce de contrôleur d'interface pour bus SCSI, l'utilisateur peut lire un certain nombre de conclusions.

II est courant de dire que le SCSI est toujours beaucoup plus rapide que l'IDE mais cette affirmation est erronée. Elle se fonde sur les performances des bus SCSI et ISA considérés isolément. Les bus Fast SCSI-2 en 8 bits sont capables de transférer des données à un débit de 10 Mo/s (millions d'octets par seconde), tandis que la vitesse de transfert de données des bus ISA 16 bits, que les disques durs IDE utilisent sans intermédiaire, n'est que de 2 à 8 Mo. Sur la base de ces données brutes, le SCSI semble effectivement le plus rapide, mais ce taux de transfert brut n'est pas celui qui détermine les performances maximales du disque, qui sont fonction du module d'assemblage des têtes. Par ailleurs, n'oubliez jamais que si vous n'utilisez pas d'adaptateur PCI, VLB, EISA ou SCSI MCA 32 bits, le taux de transfert de données sera limité par les performances du bus hôte et du disque dur lui-même.

Les disques durs IDE (AT Attachment) sont actuellement les plus répandus sur les PC car ils sont bon marché et offrent des performances élevées. Pour comparer les performances d'un disque dur IDE et d'un disque dur SCSI, vous devez comparer celles de leur module d'assemblage de têtes respectif.Le moyen le plus simple de minimiser le nombre de variables pour effectuer une comparaison de ce type est de comparer des disques durs IDE et SCSI de même marque utilisant le même module d'assemblage de têtes. Vous vous apercevrez en effet que les fabricants produisent généralement le même disque dur en version IDE et en version SCSI. Ainsi les disques durs ST-3600 A (IDE ATA) et ST-3600N (Fast SCSI-2) fabriqués par Seagate utilisent-ils le même module d'assemblage de têtes, ils ne diffèrent que par leur carte logique.

La version IDE utilise une carte logique comportant un contrôleur de disque dur intégré et une interface de bus directe. La version SCSI comporte la même carte logique à contrôleur de disque dur intégré et les mêmes circuits d'interface de bus, elle comporte en outre une puce de contrôleur d'interface de bus SCSI. Cette puce est un adaptateur SCSI qui permet de connecter le disque dur à un bus SCSI. Vous pourrez observer que les disques durs SCSI ne sont généralement rien de plus que des disques durs IDE auxquels a été ajoutée une puce de ce type.

Le module d'assemblage des têtes de ces exemples est capable de transférer des données pendant une durée prolongée à un débit de 2,38 Mo à 4 Mo/s. Les modèles SCSI induisant généralement un retard correspondent au temps qu'il faut au signal pour parcourir le bus SCSI, les disques durs IDE sont presque toujours plus rapides puisqu'ils sont reliés directement à la carte mère.

Les avantages et limites du SCSI et de l'IDE

Le délai induit par les commandes lors d'un transfert de secteur est beaucoup moins important dans le cas des disques durs IDE que dans celui des disques durs SCSI. Outre le délai correspondant au trajet disque dur-contrôleur parcouru par les commandes dans le cas de l'IDE comme dans celui du SCSI, les transferts SCSI induisent un retard correspondent au temps qu'il faut accorder au bus SCSI pour qu'il négocie, réclame les données, les transfère par l'intermédiaire du bus et finalement les convertisse en adresses de données logiques et les envoie aux adresses en cylindres, têtes et secteurs requises.Cette configuration confère un avantage à l'interface IDE lorsqu'il s'agit d'effectuer des transferts séquentiels à l'aide d'un système d'exploitation mono-tâche. Avec un système d'exploitation multitâche capable de tirer parti de l'intelligence du bus SCSI, en revanche, l'avantage peut revenir à l'interface SCSI.En termes d'architecture, l'interface SCSI est beaucoup plus intéressante que l'interface IDE et les autres types d'interfaces.

Chaque disque dur SCSI comportant son propre contrôleur capable de fonctionner indépendamment du processeur principal, l'ordinateur peut envoyer simultanément plusieurs commandes à chacun de ses disques durs, qui peut les stocker en file d'attente et les exécuter en même temps que d'autres disques durs de l'ordinateur. Les données peuvent être stockées dans une zone tampon sur le disque dur et être transférées à grande vitesse par l'intermédiaire du bus commun dès lors qu'une plage de cadençage est libre.Bien que les disques durs IDE possèdent également leur propre contrôleur intégré, ils ne fonctionnent pas simultanément et ne sont pas capables de stocker des commandes en file d'attente. Dans la pratique, les deux contrôleurs d'une configuration à deux disques durs IDE fonctionnent à tour de rôle de manière à ne pas empiéter l'un sur l'autre.Bien que les disques durs SCSI requièrent une carte adaptateur hôte qui ajoute au coût de l'ordinateur, de plus en plus de PC ont besoin d'un dérouleur de bande, d'un lecteur de CDROM ou d'un lecteur optique et doivent donc être configurés avec une carte adaptateur hôte SCSI. Le surcoût induit par les disques durs SCSI est donc négligeable puisque la carte adaptateur de bus hôte est également utilisée par d'autres périphériques. De surcroît, tous les systèmes d'exploitation importants intègrent aujourd'hui des logiciels de compatibilité avec un large éventail de périphériques SCSI.L'interface IDE présente donc trois limites importantes :

Comme vous pouvez le constater, l'interface SCSI offre un certain nombre d'avantages par rapport à l'interface IDE, surtout lorsqu'il s'agit d'ajouter des extensions à l'ordinateur et de travailler avec des systèmes d'exploitation multitâches. Il coûte malheureusement plus cher à installer.

Comparaison des caractéristiques des interfaces IDE et SCSI

E-IDE SCSI 1 SCSI 2 SCSI 3
Type de standard PIO-3 PIO-4 SCSI Fast SCSI Fast Wide SCSI Ultra SCSI Ultra Wide SCSI Ultra 2 SCSI
Largeur de bande 16 bits 16 bits 8 bits 8 bits 16 bits 8 bits 16 bits 16 bits
Taux de transfert maxi en synchrone 11,1 Mo/s 16.67 Mo/s 5 Mo/s 10 Mo/s 20 Mo/s 20 Mo/s 40 Mo/s 80 Mo/s
Fréquence du bus 8.33 8.33 5 Mhz 10 Mhz 10 Mhz 20 Mhz 20 Mhz 40 Mhz
Nombre maxi de périphériques 4 4 7 7 7 7 15 15
Longueur maxi des câble
Pour une connexion simple
46 cm 46 cm 6 6 6 3 3 12
Longueur maxi des câble
Pour une connexion différentielle
    25 25 25 25 25 25
Attention :

Les périphériques à 20 Mhz ne peuvent gérer que 4 périphériques sur un câble de 3 m ! Si on veux gérer les 7 periphériques il faut alors utiliser un câble de 1,5 m.
Même chose pour les périphériques à 10 Mhz, pour gérer les 7 periphériques, il est recommandé de ne pas dépasser une longueur de 3 m.

En théorie le Wide SCSI 3 à une largeur de bande de 32 bits. En 32 bits on peut gérer 31 périphériques.

Les Interfaces SCSI Série

L'avenir du SCSI passe par les interfaces série. La transmission parallèle SCSI avec une largeur de bande de 8 à 16 bits, entraîne en effet des restrictions en termes de longueur de câble. En effet plus le taux de transfert est important, plus le câble doit être court, notamment en raison des parasites et des problèmes d'interférence. La longueur maximale d'un câble SCSI est par exemple, passée de 6 mètres (Fast Wide SCSI-2) à 3 mètres avec le nouveau standard Ultra Wide SCSI.

Rappelons que l'Ultra Wide SCSI offre un taux de transfert en synchrone de 40 Mb/s ( Mb/s = Mega Bits ) qui est deux fois supérieur à celui du Fast Wide SCSI-2.

Afin de satisfaire les nouveaux serveurs qui réclament des taux de transfert supérieurs à 40 Mb/s, il est donc nécessaire d'étudier de nouvelles interfaces.

Parmi elles, les Interfaces Série SSA, Fibre Channel, ou IEEE 1394. Elles permettent aux signaux de données et de commandes de transiter par une seule voie plutôt que d'être transmis en parallèle via des conducteurs multiples. Les signaux de commandes, d'états et de données sont encapsulées en paquets pour la transmission. Tous les protocoles SCSI série tentent de conserver la compatibilité des jeux de commandes avec les SCSI parallèles, mais le protocole matériel est différent. Le type d'interface choisi par un client (intégrateur de système ou OEM) est fonction des objectifs à atteindre. Par rapport aux interfaces SCSI parallèles classiques, les nouvelles interfaces série offrent de nombreux avantages.

Par exemple, elles possèdent généralement des interconnexions point à point qui permettent à la fois d'augmenter la fiabilité et de réduire la complexité du câblage. En effet, dans une interconnexion point à point, deux dispositifs sont reliés à un seul fil, contrairement aux interfaces parallèles dans un environnement bus classique, où les sollicitations des pilotes peuvent varier selon le nombre de dispositifs connectés sur le bus et selon la longueur des câbles. Par ailleurs, les interfaces série offrent la possibilité du "double accès" qui permet de transmettre les données par deux voies indépendantes, ce qui augmente la fiabilité. Pour satisfaire les clients qui désirent des performances importantes, les interfaces série présentent des vitesses de transmission allant jusqu'à 400 Mb/s pour l'interface FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop), et jusqu'à 80 Mb/s pour l'interface SSA (Serial Storage Architecture).

Leur câblage est plus simple, leur connectivité accrue ( facteur particulièrement important dans les environnements multidisques ) et leur terminaison simplifiée, autant d'éléments qui contribuent à la simplicité d'emploi de ces interfaces.

Par ailleurs, grâce aux interfaces SCSI série, il est désormais facile de mettre en place des solutions RAID comportant un grand nombre de disques durs (plus de cent pour SSA et Fibre Channel). Avec l'interface SCSI parallèle classique, on ne peut guère dépasser cinq disques durs ( à cause des problèmes de saturation du bus SCSI), à moins de rajouter plusieurs contrôleurs dans la machine... Mais rajouter des contrôleurs entraîne un surcroît de fils considérable. Enfin, signalons qu'il existe un troisième projet d'interface SCSI série (IEEE 1394), pour la connectique des ordinateurs multimédias et périphériques associés (caméras vidéo numériques, imprimantes, scanners, etc.). Cette interface offrira une vitesse de transmission allant jusqu'à 153 Mb/s.

L'interface FC-AL

Fibre Channel est traditionnellement considéré comme une méthode de communication optique point à point. Les améliorations récentes intégrées au standard incluent le support du câblage cuivre et la mise en œuvre de boucles sur lesquelles peuvent être connectées des unités multiples. Ces progrès permettent d'utiliser Fibre Channel comme interface de stockage, offrant ainsi de nouveaux niveaux de performance et de fonctionnalité aux sous-systèmes de stockage sur disque.

La définition technique de ces améliorations est Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL). Il s'agit d'une interface à haut débit, le taux de transfert peut atteindre 400 Mb/s. L'interface FC-AL est particulièrement appropriée pour toutes les applications qui requièrent des bandes passantes élevées, par exemple le traitement d'images haute résolution ou les serveurs de vidéo à la demande. Fibre Channel peut en effet transférer sans problème du son de qualité CD et des séquences vidéo en 30 images par seconde ayant une résolution de 1024 x 768 et codées en 16 millions de couleurs. Tout comme SSA, Fibre Channel peut aussi être utilisé pour les solutions de serveurs RAID. Mais Fibre Channel est beaucoup plus qu'une interface de disque. Cette technologie peut être employée pour la connexion en réseau et à des liaisons WAN. De plus, tous les protocoles supportés sont utilisables sur la même installation en même temps. Par conséquent, une station de travail installée sur une boucle d'unités Fibre Channel peut parler à des unités de stockage en utilisant le protocol SCSI, et à d'autres systèmes en utilisant TCP/IP, en partageant une voie de communication aussi rapide que la plupart des cartes mères des systèmes informations. Les applications et protocoles supportés par Fibre Channel sont :

Le FC-AL supporte les topologies en Bus en Anneau et en Arbre. Un anneau peut avoir 126 noeuds. L'indentificateur est codé sur 24 bits. Donc en théorie on pourrait adresser 16 Million de noeuds.

L'interface FC-AL est l'interface serie qui offre le taux de transfert le plus élevé. Il est de 400 Mb/s avec 2 boucles. Elle est recommandée pour les solutions de serveurs RAID ou pour les solutions de serveurs de vidéo numérique.

L'interface FC-AL présente toutefois quelques désagréments. En effet, du fait de la notion de boucle arbitrée (Fibre Channel Arbitrated Loop ), un et un seul disque dur - ou contrôleur - dans une boucle peut être actif à un moment donné. Une cassure dans une boucle entraîne par conséquent l'inefficacité totale du système. Bien sûr, il est possible de doubler la boucle pour pallier ce problème, mais le coût serait selon certains constructeurs nettement plus conséquent. De nombreux fabricants de cartes contrôleurs (Emulex, Adaptec, BusLogic, Western Digital, QLogic) proposent des produits supportant la norme Fibre Channel. De leur côté, Seagate et Quantum ont déjà des disques durs Fibre Channel à leur catalogue...

L'interface SSA

Mise au point par IBM, l'interface SSA ( ou Serial Storage Architecture ) bénéficie d'une longueur d'avance sur Fibre Channel, il est d'ores et déjà possible d'acheter des disques, des contrôleurs, et même des lecteurs de CD-ROM SSA (modèle Mitsumi quadruple vitesse ). Parmi les contrôleurs SSA disponibles, citons la carte StreamLine PCI de PathLight Technology, la carte PCI SSA de Symbios Logic et la carte PCI PNS4-20 d'IBM. Moins coûteux sur le papier que FC-AL, SSA utilise une technologie électronique CMOS 3,3 volts. SSA est moins véloce que Fibre Channel : 80 Mb/s, contre 400 Mb/s, mais des vitesses supérieures ( 160 Mb/s ) sont à l'étude. Le taux de 80 Mb/s est obtenu en Full Duplex

Par ailleurs, l'interface SSA viserait le marché des serveurs de stockage d'entrée de gamme, alors que Fibre Channel serait plus spécialement destiné aux serveurs vidéo/graphiques haut de gamme. A terme toutefois, certains prédisent la fusion entre SSA et Fibre Channel.D'un point de vue technique, les périphériques SSA présentent deux ports, ce qui autorise une connexion en chaîne. Comme SSA est bidirectionnel, le contrôleur - ou initiateur du système - peut accéder à tous les périphériques dans n'importe quelle direction. Dès lors, une éventuelle rupture d'un câble n'entraîne pas l'inefficacité du système, à la différence de la solution FC-AL simple boucle. Une autre caractéristique importante du SSA est la réutilisation spatiale qui améliore la bande passante effective. Par exemple, lors d'une transaction de données, les liens qui ne sont pas utilisés pourront servir pour une autre transaction. Ainsi, des périphériques éloignés dans la boucle peuvent communiquer entre eux.

L'avantage de cette solution est qu'avec une topologie en double boucle si une boucle est rompue le système continu à fonctionner. Avec une topologie en Bus on peut avoir 129 noeuds et avec une topologie en Anneau on peut avoir 128 noeuds

Caractéristiques des principales interfaces SCSI-3


SCSI 3

Interface parralèle Interface Serie
Ultra SCSI FC-AL SSA IEEE P 1394
Protocole SCSI Interlock Protocol
- SIP -
Fibre Chanel Protocol
- FCP -
Serial Storage Protocol
- SSP -
Serial Bus Protocol
- SBP -
Vitesse maximale 5 à 80 Mo/s 100 à 400 Mo/s 20 à 80 Mo/s 12,5 à 50 Mo/s
Connectivité typique 7 à 15 unités 126 unités 128 unités 63
Distance 12 m en connexion standard
25 mètres en connexion différentielle
de 20 m à 100 m ( cuivre )
10 Km avec de la fibre optique
20 m ( cuivre )
680 m avec de la fibre optique
72 m