认识移动存储设备的接口

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毫无疑问,目前移动存储设备的接口呈现多元化的发展格局,其中主要以USB、IEEE1394为代表,此外,一些常见设备如MO(磁光盘)、CD-RW(刻录机)则以驱动器的形式借用SCSI或者IED接口,而一些在数码相机或者MP3播放器中常见的存储设备也大都使用USB接口,并配合读卡器。当然,在这些产品推出之前,大家最熟悉的移动存储设备莫过于LS-120、Iomega Zip等传统接口的驱动器了,不过现在这类产品也有使用USB或者SCSI接口的版本。
可以这样说,移动存储设备所使用的接口基本上决定了它的速度,因为厂商在选择接口时总会根据其产品的实际速度选择最恰当的接口。为此,我们非常有必要对这些接口作一个全面的了解。

SCSI接口

SCSI的全称为Small Computer System Interface,即小型计算机系统接口,它最早研制于1979年,从名称上想必大家就可猜出它最早是专为小型机而设计的存储器接口,不过随着电脑技术的发展,慢慢地它被移植到普通电脑上了。
SCSI从发明到现在已经有了十几年的历史,它的强大性能表现使之在许多对性能要求非常严格的计算机系统中得以采用。SCSI是一种特殊的总线结构,可以对计算机中的多个设备进行动态分工操作,对于系统同时要求的多个任务可以灵活机动地适当分配、动态完成,这一点几乎是我们先前提到的几种接口所办不到的。
对于SCSI而言,接口部分有内置和外置之分。内置的数据线可以连接的移动存储设备是LS-120和ZIP等(如(图1)所示)。虽然内置的数据线外形上和IDE数据线很相像,但是SCSI数据线具体的针数和规格与IDE数据线存在很大的区别:一根普通的IDE数据线包含40根数据导线,一根新标准的ATA100或ATA66数据线包含80根导线,而SCSI的内置数据线则有三种数据导线标准:50针、68针、80针。而外置数据接口标准较内置数据接口标准复杂多了,它针对不同的机器设备分别有不同的标准,各种接口的设计各不相同,关键的接口密度也不相同,而且按照SCSI的发展,不同发展阶段的产品也有比较大的区别。

图1
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然而,SCSI更让我们看重的是其高带宽、低CPU占用率和支持多任务。
目前最新的SCSI接口类型Ultra 320/SCSI所支持的最大总线速度为320MB/s,虽然实际使用时可能达不到这个理论值,但上百兆比特的传输率在SCSI上也能达到了。而现在最快的IDE接口Ultra ATA/100,理论上只能支持100MB/s的外部数据传输率,而且由于普通IDE硬盘及其他各方面的限制,在普通PC上IDE所能实现的最大传输率还不足50MB/s,这还不及Ultra 320/SCSI的一半。在我们先前提到的接口中,也许只有IEEE1394能够与之媲美。
SCSI的多任务性则表现在它对一个设备进行数据传输的同时,允许另一设备对其进行数据查找,这在两个移动存储设备之间的复制时是很有用的。
综合SCSI的这些特点,我们应该可以确信这一点:移动存储设备使用SCSI接口对性能提高是很有益的,其很低的CPU占用率对商业用户来说是很重要的,毕竟这类用户的多任务处理是很常见的,而SCSI接口的速度也绝对能够满足各类移动存储设备的需求。SCSI唯一的缺点是价格过高,增加了用户的成本。

USB接口

USB是英文Universal Serial Bus的缩写,中文含义是“通用串行总线”。USB是近年来应用在PC领域的新型接口技术。在物理结构上,USB接口技术由三个部分组成:一是具备USB接口的PC机系统;二是支持USB接口的系统软件;三是使用USB接口的设备。只有这三部分都具备了,才可以使USB技术得到实际应用。实际上,早在6年以前,就已经有PC带有USB接口了,但由于缺乏支持软件以及USB设备很少,绝大部分这些PC机的USB口都是闲置未用的。直到97年,微软推出Win95 OSR2版以后,USB才真正走进了实际应用阶段,而Win95 OSR2的USB支持模块是外挂的。1998年8月,微软推出了Win98系统,内置了对USB接口的支持模块,使得USB的支持软件进入成熟阶段,USB设备也日渐增多。因此,可以说Win98的诞生,为USB技术的发展和应用起到了一定的推波助澜的作用。
然而对于移动存储设备而言,USB接口最大的优点莫过于简洁的安装方式、低廉的成本以及方便的热插拔。
由于USB设计的驱动程序和应用软件可以自动启动,无须用户做更多的操作,这同样为用户带来极大的方便。基本上所有使用USB接口的移动存储设备的安装都是傻瓜式的,一路“Next”到底即可。而且,更方便的是,USB设备也不涉及IRQ冲突问题。USB口单独使用自己的保留中断,不会同其他设备争用PC机的有限资源,同样为用户省去了硬件配置的烦恼。此外,USB几乎是目前PC的必备接口之一,因此它有良好的“群众基础”,用户无须另行购买昂贵的接口卡。而最后一项特点热插拔可以说是USB的最大优势,特别是应用于移动存储设备。众所周知,这类移动设备的插拔是很频繁的,如果不能进行热插拔就势必要经历频繁的重新启动过程,这是相当烦人的。而USB的这项特点是其他几种接口所不具备的。

IEEE1394接口

IEEE1394最早的名称是FireWire,当初是由Apple于1986年所提出的一项传输规格,在第二年也就是1987年Apple推出了第一版的规格,1995年又经过了美国电机电子工程师协会(IEEE)认证而成为正式标准。当初IEEE协会制定1394标准时,其传输速度为100、200、以及400Mbps。但是到了后来制定了IEEE1394a,它是IEEE1394-1995的改良版,它只是加强了设备间协调功能,在传输速度上并没有改动,目前市场上所能看到的IEEE1394相关产品大都符合IEEE1394a规格,(图2)所示为一块IEEE1394卡。然而,虽然IEEE1394近来的表现并没有预期的那样好,但是由于IEEE1394相对于其他类似的规格(如USB等),具备许多更优良的性能,因此市场上普遍看好IEEE1394。

图2
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IEEE1394最大的特点就是极高的传输速度,这是所有其他接口所无法比拟的。就以目前400Mbps的速度来说,不仅比USB 1.0规格要高出60倍以上,而且比Ultra-Wide SCSI、UltraATA66等规格也要高出不少。虽然说USB2.0规格可达到480Mbps,不过新的IEEE1394b规格也产生了,这个由Intel所主导的新规格采用了更高的传输速度,由目前的400Mbps提高到了800Mbps、1.6Gbps、甚至是3.2Gbps,而成本并不提高。
此外,IEEE1394属于中心拓扑结构(bus topology),且IEEE1394的连接方式采用“菊花链”(Mode Daisy Chain)与节点分布的方式混合连接。这就使得目前的IEEE1394可以同时连接63个设备,并且具备信号增强功能,可以将信号传送到下一个次级设备。仅就这点而言它与USB比起来也许并没有什么大不了,但是,在IEEE1394的体系中,其6-pin的传输接头中也提供了一对电源线,可以输出直流8V~40V的电压,电流最大输出为1.5A,因此在USB连接多台设备时产生的供电问题,在IEEE1394中就不大容易出现了,不过即使是产生这样的问题,由于IEEE1394还可以使用4-pin的转接线,利用外部电源来单独供电,所以这样解决起来也要方便得多了。
但是IEEE1394与SCSI一样面临着一个成本的问题,好在现在已经有了不小的进展。随着VIA将其列为主推的接口,IEEE1394接口卡的价格不断下降,目前只有500元左右,而不少使用VIA芯片组的主板还集成了IEEE1394接口的版本,这样它的成本就更低了。

IDE接口

呵呵,这应该是大家最熟悉不过的了,它是所有的PC机都具备的接口。目前应用IDE接口的移动存储设备似乎只有低档刻录机、JAZ移动硬盘和LS-120软磁盘驱动器。
其实这类接口最大的缺陷在于CPU的占用率实在太高,这将大大影响工作效率。在刻录机进行刻盘时,一般没有刻录保护技术的刻录机都不敢进行其他操作,否则很有可能产生废盘。
由于IDE是内置产品接口,因此基于这种接口的移动存储设备基本上都是以驱动器的形式存在的,而不是单独的设备。因此,它们的容量是无限的,只要你有足够的盘片。既然容量上有了优势,自然在速度上就不会太突出了,所以,使用IDE接口的移动存储设备的速度一般是较慢的。