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SCSI (スカジー、Small Computer System Interface、小型計算機システムインタフェース)は、主に周辺機器とコンピュータなどのハードウェア間のデータのやりとりを行うインタフェースである。SCSIを使用可能なインタフェース装置をSCSIインタフェースと呼ぶ。ANSI(米国規格協会)によって規格化されている。
読み方「スカジー」という発音は英語圏での一般的な発音「scuzzy(スカジィ)」が元になっている。
歴史パソコンやワークステーションと周辺機器との接続インタフェースとして、シュガート社のSASIを拡張し、ANSIによって規格化されたバス型のインタフェースである。8bitまたは16bitのパラレルインタフェース。SCSI-3ではシリアル型もある。 概要SCSIバスの基本SCSIバスは、周辺機器を接続するインタフェースではあるが、コンピュータと周辺機器という、主従関係ではなく、各機器が対等の動作をすることを基本として設計されている。入出力要求を行なう要求を出す機器(イニシエータ)から実際の動作を受ける機器(ターゲット)に対して指示を行ない、その結果を返す、という形で動作する。 一般には、インタフェース1台に複数のSCSI機器を接続するものであると認識されているが、実際には複数台のパソコンで1台のディスクを共有するなどの構成も可能な仕組みになっている。すなわち、イニシエータは1つのバス上に複数の機器が存在してもよい。しかし、実際には、コンピュータがバス上の唯一のイニシエータで、各周辺機器(ディスクやテープ装置など)はターゲットとしてのみ動くのが普通である。 図中、SCSIバスから各機器のコントローラやホストバスアダプタまでの接続線をスタブと呼称し、規格上は各々の機器につき15cmまでが許容されている。また、SCSIバス上での機器の間隔は25cm以上が推奨されている。 SCSIはバス形式ではあるが、各機器を数珠つなぎで繋いでいくため、デイジーチェーン接続とも言われる。各機器は1つのSCSIバスに接続しなければならない。また、バスの両端には信号の反射を防ぐため、ターミネータを接続しなければならない。なお、ターミネータは、必ずしもバス終端に接続されるわけではなく、ホストバスアダプタやSCSI機器に内蔵される場合もある。 SCSIバスに接続する各機器はSCSIデバイスと呼ばれる。各々0から7(または15)までの番号で区別される。この番号のことをSCSI IDという。通常、SCSI機器は各々、明示的にSCSI IDを設定しなければならないが、SCAMという拡張仕様を用いることで、自動的に設定することも可能である。 SCSI IDは、7→0,15→8の順にバス使用優先権が割り振られるため、コントローラのIDは7に、処理が遅くバスを頻繁に開放する機器(テープドライブやCD-ROM等)に優先順位の高い番号を割り当てる。 また、各々のSCSIデバイスは、さらにユニットを8つまで持つことができる。これをロジカルユニットという。各ロジカルユニットには番号がつけられる。この番号のことをLUN(Logical Unit Number)という。ロジカルユニットは、1つのデバイスで複数の媒体を持つことができる多連装CD-ROM装置や、ディスクアレイ装置、多連装テープ装置などで使われる。 もっとも、一般向けの機器でこれを用いているのはPD、DVD-RAM、多連装CD-ROMドライブ程度であるため通常の使用においてはまず気にする必要は無い。 SCSI装置の区分SCSI装置はいくつかの種類ごとにカテゴリ分けされる。たとえば、ディスク装置、テープ装置などであり、それぞれのカテゴリごとに利用できるコマンド類が定義される。これは、ディスクはランダムアクセスできるが、テープはシーケンシャルアクセスしかできないため、ランダムアクセスのコマンドは定義しようにもできないからである。 SCSIのバス幅並列(パラレル)SCSIでは、8ビット幅(NARROW)では50芯、16ビット幅(WIDE)では68芯のケーブルを用い、各機器をバス接続する。バスの両端には終端抵抗(ターミネータ)が必要である。 NARROWでは8台、WIDEでは16台のSCSI機器を接続できる。 なお、SCSI-2の16/32ビットWIDEはNARROWにケーブルをもう1本追加するものであったためまったく普及せず、SCSI-3で廃止され、新たに16bit WIDEが規定された。 通常、WIDEといえばSCSI-3の16bit WIDEを指す。 規格規格の基本
アダプテック製SCSI-2インターフェイスボード
SCSIは何度か規格を更新し、速度の向上や機能の追加が行われている。
SCSI-2や3という規格名より、Wide SCSI、Ultra SCSI、Ultra Wide SCSIなどという名称のほうが一般的である。 SCSIには、転送速度やバス幅以外にも電圧、伝送方式による違いがあり、現状、SE(シングルエンド)、HVD(ハイボルテージディファレンシャル)、LVD(低電圧差動型:ローボルテージディファレンシャル)の3種類の機器が流通している。SEとLVDに関してはピン互換性があり、また、電気的に相互に接続する事が可能となるよう設計されているが、HVDについては、電気的互換性が考慮されていないため、誤って接続すると機器の故障の原因となるので注意を要する。
また、パラレルSCSIの開発はU320で終了し、次世代のSCSIはシリアルで一本化される事になっている。(Serial Attached SCSI) コネクタ内部接続コネクタはSCSI-1時代には規格化されており、SCSI-2で追加されたWide規格においては、SCSI-1からの8bit幅の50ピンケーブル(Aコネクタ)と、オプションの68ピンケーブル(Bコネクタ)を併用する必要があった。 SCSI-3にてWideの再定義を行い、68ピンケーブル(Pコネクタ)一本で16bitWideが使用可能になった。32bitWideを使用するときはもう一本68ピンケーブル(Qコネクタ)を併用する必要があったが、1つのバスに多くの機器を(しかもケーブル2本使用してまで)接続する必要も現実問題として無く(32bit規格は理論上31台のデバイスをサポートしている)、転送速度のアドバンテージもLVD化により薄れ、LVD規格では32bit規格はドロップされた。 SCSI外部機器がケーブルの接続に使用するコネクタは、SCSI-2/3で規格化され、NarrowはD-Sub 50pin ハーフピッチコネクタ、SCSI-3の16ビットWideは内部接続と同じ D-Sub 68pin ハーフピッチコネクタに固定用の螺子を追加した物が使用される。ただ、ピン形状やコネクタ形状、螺子穴の位置は規格化されているが、それを覆うコネクタカバー部の厚さと螺子の切り方(インチ螺子なのかJIS螺子なのか)には規定が無く、機器と干渉する場合もある。 また、RAIDカードや複数チャネルを持つコントローラは狭いスロットカバーに複数のWideケーブルを接続出来るようにする為、超高密度68pinコネクタを採用している。 SCSI-1時代には、内部接続コネクタ形状のみ規格化されていたため、一般的にはセントロニクスコネクタと同様なベローズ形状のフルピッチの50ピンコネクタが使用されていたが、アップルのMacintoshやIO-MEGAのZipドライブではRS-232Cと同じD-SUB 25pinが、また、日本電気 (NEC) のPC-9800シリーズでは、ベローズ形状をシュリンクしたSCSI-2のそれと同サイズのコネクタを採用している。 NECのEWS4800シリーズはこれに加え、ケーブル側コネクタの外周部に2つの突起があり、機器側のマイクロスイッチでケーブルが接続されているか否かを判断する仕組みが追加されている。このため、一般のSCSI機器にEWS4800用のSCSI機器は接続出来ない(逆は可能)。 ターミネータターミネータ(terminator, 終端抵抗)には外部に接続するもの、SCSI機器内部のコントローラ基板上にあるものの二種類がある。また、動作方式としてパッシブターミネータとアクティブターミネータがある。 パッシブターミネータは単に抵抗をバスラインに接続するだけである。一方アクティブターミネータは、抵抗だけでなく、能動素子を使っている。SCSI-2以降はアクティブターミネータの使用が必須であり、その回路はSCSIの規格書に記載されている。 SCSI機器の動向日本でも各種パソコンやワークステーション(PC-9800シリーズ、FMR/FM TOWNS、X68000や、また、日本国内で販売されたMacintosh、SUNなど)でハードディスク (HDD)やイメージスキャナ、CD-ROM、MOなどを接続する高速インタフェースとして使われてきた。特にMacintoshでは、SCSIが記憶装置や入出力装置の標準インタフェースとなっており、SCSIでつないだMacintoshを外付けハードディスクとして利用することができた(ターゲットディスクモード、接続先から起動も可能)。 しかし、PC/AT互換機では、内蔵HDDは歴史的にST-506を始祖とするIDEが主流であり、主に外付けCD-ROMやMO等の接続の為に使用されていただけだった。CD-ROMについてはコスト削減のため、内蔵化され、SoundBlasterのMKEやミツミ、SONYの独自接続規格を経て1996年頃からはATAPIによる接続が主流となった。 MOやイメージスキャナなど、他の外付け周辺機器についても2000年頃からUSB 1.1(さらに2002年頃からは、より転送速度が速いUSB 2.0)やIEEE 1394に取って代わられた状況である。 Macintosh(特にiMac以降)でも同様に、HDDやCD-ROMといった内蔵機器はIDE、MOやイメージスキャナなどの外付け機器はUSBやIEEE 1394に置き換わっている。ターゲットディスクモードも、IEEE 1394でサポートされている。 高速な処理速度が強く求められるサーバ用途では、CPUへの負荷を抑えられることから、現在でもSCSI接続のハードディスクが主に用いられている。この場合、故障に対する耐性を高める目的で、冗長性を持たせるためRAID構成(RAID1、あるいはRAID5)として用いられることが多い。 複数のイニシエーターを持つ事が出来る事から、コンピュータークラスターのストレージ用バスとして使われている。ストレージを共有することで個々のストレージへのアクセスをモニタするオーバーヘッドを削減し、異常事態が生じてフェイルオーバーする時は最終状態が保存されているストレージにアクセスできるため瞬時にクラスタ構成要素を切り離したり代替する事ができた。これはIEEE 1394にも引き継がれている。 一般向けでもSCSIのハードディスクが多用されていた時代には、ドライブユニットはIDEと同じで、制御基板のみ差し替えていた製品が多くを占めていたが、近年のSCSIハードディスクは、サーバでの使用が前提となっているため、専用設計となり、小口径プラッタ採用によるシーク速度性能の向上や、信頼性確保の為、IDEハードディスクとは文字通り桁違いのMTTF(Mean Time To Failure:平均故障時間)を実現している。 また、IPネットワーク技術の進展にともない、SCSI機器をIPネットワーク経由で接続するための iSCSIという規格がIETF(Internet Engineering Task Force)において標準化されている。従来のストレージエリアネットワーク (SAN)ではファイバチャネルが使われることが多かったが、コストが高くなりがちである、ファイバチャネルに精通した技術者が少ない、などの問題点があった。これに対し、IPネットワーク機器は広く普及しており、IP ネットワーク技術に関連した技術者も多いことから、iSCSIをベースとしたSANに対する注目が高まっている。 補足
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