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连接器串并接的问题

标签: 并接 连接器 2017-04-11
        并行的特点决定了一次至少要同时发送8位数据,加上地线和各种控制线,Narrow SCSI需要50脚连接器,Wide(16位)SCSI更达到了68脚;同样16位的并行ATA只用40脚连接器,却也因地线过少不能改造成LVD而极大地限制了连接距离,简化的主从设备、独占通道体系更无法与15台设备共享总线的Wide SCSI相比。
        动辄数十根的引脚和连线给板卡设计带来了很大的困难,绝大多数SCSI控制芯片和南桥(或ICH)芯片集成的ATA控制器通道数都不超过2个。各个级别的RAID都需要同时访问多块硬盘,并行SCSI的连接能力和总线共享机制还能够较好地满足,并行ATA的效率可就差多了——独占式访问意味着每个通道仅能连接一块硬盘。由于PC用户还得使用其他ATA设备(如光驱),因此并行ATA RAID基本上都通过独立的ATA控制芯片实现——集成3通道ATA控制器的ServerWorks CSB6南桥芯片毕竟只是个案。
        Serial ATA不必面对这样的尴尬。得益于串行技术,Serial ATA的连接器尺寸和布线数量均只有并行ATA的八分之一左右,也就是说从同样的板卡空间能够获得约4倍的连接能力,并且不会因RAID而打折扣。目前正处在从并行ATA转向Serial ATA的过渡时期,ICH5/ICH5R在集成2个Serial ATA端口的同时还保留了双通道并行ATA控制器,相信2004年晚些时候南桥(或ICH)芯片集成4个甚至6个Serial ATA端口将成为普遍现象。Serial ATA的并联潜力不仅将击败并行ATA的“半吊子”串接,甚至已经威胁到了并行SCSI——其接班人Serial Attached SCSI正得益于Serial ATA的物理层。
        串接也要并联.如果说Serial ATA始终坚持并联是因为心向星形交换架构,已经具有很强串接能力的USB为何也日益加大并联的比重呢?
        USB 1.1时代的UHCI(Universal Host Controller Interface)支持两个USB端口,440BX等早期芯片组都包含一个UHCI控制器。两个USB端口刚刚能够应付键盘和鼠标,因此当1999年USB产品开始普及的时候各种USB Hub甚是引人关注——它们能让系统内的可用USB端口迅速增加4个乃至更多。
        然而,在主流市场上USB Hub从来就没有真正的红火过。原因很简单,此后芯片组支持的USB端口数量逐渐增加——4个、6个直至Intel ICH5/ICH5R的8个,有这么慷慨的“免费赠送”,人们为什么还要花钱去买USB Hub?
        ICH5/ICH5R包含4个UHCI,还有1个向所有8个USB端口提供高速(high-speed,480Mb/s)信号支持的EHCI(Enhanced Host Controller Interface)。仔细想想,在USB接口速率只有12Mb/s的时候,USB Hub尚有生存空间,可到了高速的USB 2.0时代却反而销声匿迹了,是不是很有趣?
        USB Hub也好,菊花链的总线也罢,都只是单纯地增加端口数量而不会有带宽的提高,这意味着连接的设备越多,每个设备所能够享有的带宽资源就越少,因此设计者都尽可能地寻求并联的途径。USB端口有4个接脚且还具备供电能力,远胜于IEEE 1284并口的25脚连接器,1个并口所占空间至少可以容纳3个USB端口。现在主板后部直接集成的USB端口已经达到了4个(甚至6个),拥有3个以上USB端口的笔记本电脑也随处可见,USB的并联能力得到了充分的展现。
        看了USB的例子,谁还会怀疑芯片组集成大量Serial ATA端口的前景呢?
        串接和并联都提高了连接能力,逻辑上与串行还是并行无关。不过真正实施起来,并行接口受困于引脚和连线众多,不宜以并联为主要方式,内部挖潜走串接之路更为可行,即“并首选串”,并行SCSI是好的例子。
        由于连接器和布线都大大节省了空间,串行接口可以串接也可以并联,还能形成既有串接又有并联的树形结构,不过能够较大规模地并联是其与并行接口相比大的优势。只要上行带宽足够,并联的各接口之间不会互相拖累,尤其适合并行工作(譬如RAID),也就是“串利于并”,充分体现了串行接口在架构上的优越性。
        一字之差 两种含义
        RAID代表的是Redundant Array of Inexpensive Disks(廉价磁盘冗余阵列),但其诞生后的头十年里却一直与并不廉价的SCSI硬盘为伍,因此就有了把Inexpensive换成Independent的“独立磁盘冗余阵列”,道理说得通且简写仍是RAID,于是乎两种没有本质区别的定义便共存至今。
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