Если способность к отключению от шины заметно повышает эффективность SCSI-систем с несколькими устройствами хранения данных, то другая особенность относится к оптимизации запросов к информации, расположенной на одном накопителе. Электроника передовых жестких дисков SCSI, как, например, технология Serpentine в дисках Western Digital Enterprise, реализует так называемую управляемую очередь команд, когда порядок выполнения инструкций и последовательность перемещения головок оптимизируются самим накопителем.
Многозадачность в настольных системах
Если аргументы в пользу SCSI в противовес EIDE в многопользовательских средах обычно не вызывают возражений, то в отношении "одноместных" настольных PC обсуждение многозадачности и смысла применения SCSI обычно прекращается под натиском ценовых аргументов сторонников "экономичных" решений.
Рассмотрим типичный набор действий владельца PC при работе с современными приложениями. Пользователи настольных систем под управлением Windows 9х попадают в многозадачную среду сразу после нажатия кнопки Power. За то время, пока система приходит в готовность, успевают стартовать несколько системных приложений, открываются окна и т.д. Далее просвещенный пользователь начинает свою работу с сеанса посещения Сети. Как правило, устанавливается коммутируемое соединение по модему с Internet-провайдером запуском программы удаленного доступа. После этого проверяется почта и загружается броузер. Для просмотра файлов, подшитых к сообщениям, запускаются: Word для чтения пресс-релиза, Adobe Acrobat для знакомства с эскизом рекламы, WinZip для распаковки чужих прайс-листов и Excel для их прочтения, при этом что-то сохраняется на диск. За какие-то пару минут запущенными оказываются с десяток задач. Таким образом, сложно отстаивать аргумент, что рядовой пользователь настольного ПК работает в однозадачной среде.
Апологеты истинной многозадачности считают подобный расклад примером "псевдомногозадачной" последовательной работы с приложениями в многооконном интерфейсе -- с одним приложением в одном окне в один момент времени. В качестве контрпримера достаточно вспомнить, сколько времени скачивались очередной Service Pack или драйверы к видеокарте. При этом вы, наверняка, делали что-то еще, пребывая в ясном и активном уме. Обилие интересной и, что характерно, объемной информации в Сети (графика, видео, аудио) позволяет с толком заполнить любой промежуток времени, запустив несколько копий броузера. Это ли не многозадачность? Такие условия работы типичны сегодня для многих настольных PC, подавляющее большинство которых оснащены накопителями EIDE, плохо пригодными к одновременной работе с приложениями различной природы, в отличие от SCSI-систем. Почему-то считается, что оптимизация операций ввода/вывода данных свойственна только мэйнфреймам и рабочим станциям. Тем не менее технологии ввода/вывода данных -- узкое место всех без исключения PC, а с изменением состава типичных современных приложений и увеличением объема получаемой и преобразуемой информации проблема охватывает и персональные системы.
Анатомия заблуждения
Вообще говоря, главной задачей PC является обработка данных. Применение в качестве хранилища информации жесткого диска -- механического в своей основе устройства -- является сильным тормозящим фактором. Поэтому во всех ОС часть системной памяти резервируется под кэш, в котором располагаются "наиболее часто используемые" данные, что позволяет обойтись без повторного обращения за ними к жесткому диску. Потому инвестиции в системную память благотворно сказываются на ускорении работы компьютера. Больше памяти -- больше кэш -- реже приходится обращаться к диску. Тем не менее невозможно разместить в оперативной памяти всю необходимую информацию, поэтому в дополнение к кэшу в операционных системах организуется файл подкачки (swap file) на жестком диске, куда сбрасываются данные неактивных приложений. Нетрудно догадаться, что swap file -- одно из самых посещаемых мест на диске. Чем быстрее при этом работает жесткий диск, тем меньше времени уходит на приведение компьютера в полностью боеспособное состояние. Так что скоростной диск -- еще одна хорошая инвестиция в PC. А лучше -- два скоростных диска, отдельно для приложений и часто изменяемых данных.
Броузеры также кэшируют информацию из Web и сохраняют ее на диске, благодаря чему ускоряется повторная загрузка страниц. Таким образом, кэш броузера -- еще одна "горячая точка". Да мало ли разных файлов формируется на диске при комплексной работе с PC во время просмотра, записи, печати, редактирования содержимого Web-страниц -- спул-файл печати, файл сканированного или захваченного образа и т. д. Все это в конечном счете -- операции ввода/вывода, замкнутые на одно из самых медленных устройств PC -- жесткий диск. Большая часть современных PC снабжена одним жестким диском EIDE и одним накопителем CD-ROM, которые хорошо если подсоединены к разным каналам. Часто из копеечной экономии их подключают к разъемам одного и того же кабеля. Как было сказано, основная проблема интерфейса EIDE -- это возможность обработки ровно одного запроса ввода/вывода в каждый момент времени, и пока выполнение одной системной команды не закончится, любое устройство остается недосягаемым для остальных операций. Если учесть, что типичное время только позиционирования головок привода CD-ROM составляет сотни миллисекунд, то разнести два устройства по разным каналам IDE -- это уже большое благо. Накопители EIDE, к сожалению, далеко не такие быстрые, как может показаться после чтения анонсов. Несмотря на примелькавшиеся цифры 33 MBps или 66 MBps, таких показателей не достигает даже внутренняя пиковая скорость работы жесткого диска. Что касается реалий, то хорошо, если при чтении непрерывно записанных файлов устойчивая скорость передачи составит около 10 MBps, а вообще говоря, с учетом времени позиционирования головок средняя скорость потока данных с диска обычно не превышает одного-двух мегабайт в секунду. При этом все обращения к диску производятся последовательно. Представьте, что вы надеялись совместить в системе с одним диском EIDE запись содержимого жесткого диска (поток чтения) на CD-R (поток записи) с блужданием по Сети (поток кэширования на диск) и редактированием текстового документа (поток записи в файл подкачки), используя два последних занятия для заполнения паузы. В условиях последовательного выполнения команд ввода/вывода в неконтролируемом порядке сохранить непрерывность потока записи на CD-R малореально, и быстро понять это помогут несколько испорченных заготовок. Еще одним большим заблуждением в отношении EIDE является то, что наименование Ultra DMA свидетельствует о работе устройства в режиме управления шиной и прямого доступа к памяти (DMA), и ресурсы центрального процессора автоматически перераспределяются для работы с другими приложениями. В действительности в большинстве PC устройства Ultra DMA как работали много лет назад, так и продолжают работать в режиме программного ввода/вывода под управлением процессора (PIO), делая нереальным эффективное совмещение нескольких видов деятельности. Для реализации функции DMA производителям (сборщикам) компьютеров нужны особые драйверы устройств Bus Master, установка и наладка которых нередко оказывается непростым делом. Виноватыми могут быть и разработчики драйверов, и производители EIDE-устройств, но кому интересны отговорки? Функция Bus Master, поддерживаемая контроллером SCSI, позволяет уменьшить нагрузку на центральный процессор и его участие в передаче данных, высвобождая вычислительные ресурсы для прочих ресурсоемких задач. Даже для простейших контроллеров SCSI типичная загрузка процессора при копировании большого файла будет ниже, чем при использовании жесткого диска EIDE.
В двух словах
Скорость передачи данных отдельно взятым устройством -- не единственный показатель, формирующий представления о современном PC. Реализация многозадачности -- гораздо более эффективный способ справиться с потоками данных, обрабатываемых современными приложениями, и ликвидировать разницу между производительностью быстрых процессоров и пропускной способностью периферии. Передача управления системной шиной самим устройствам ввода/вывода -- шаг к избавлению процессора от рутинных, пожирающих ресурсы операций пересылки данных. Enhanced IDE в роли заменителя SCSI смотрится сносно только с прикрепленным ценником. Время идет, адаптеры SCSI тоже дешевеют. Новое поколение высокоинтегрированных чипов и материнских плат со встроенной поддержкой SCSI предоставляет экономичную альтернативу дорогостоящим решениям SCSI.
Дисководы EIDE и SCSI внешне похожи, но работают по-разному.Чтобы помочь вам сделать правильный выбор, мы ответим на вопросы об этих двух технологиях. Еще совсем недавно выбор жесткого диска или дисковода CD-ROM не представлял сложной задачи. Просто потому, что большого выбора практически не было. Когда вы покупали новую систему, она, как правило, укомплектовывалась жестким диском с интерфейсом IDE, если только вы специально не просили установить диск SCSI. Впрочем, без необходимости (например, для файл-сервера или мощной рабочей станции) никто и не стал бы просить об этом, потому что SCSI-устройства были гораздо дороже накопителей с интерфейсом IDE. В настоящее время возможности интерфейса IDE расширились, он превратился в Enhanced IDE (EIDE), а SCSI стал доступнее по цене, так что появился реальный выбор. EIDE и SCSI -- это две основные шинные технологии для подключения к системе жесткого диска или накопителя CD-ROM. Интерфейс EIDE шире распространен, поскольку он (так уж исторически сложилось) дешевле и его проще конфигурировать. Однако SCSI, вообще говоря, работает быстрее, является более гибким и допускает большие возможности расширения. Прежде чем решить, каким путем идти (или довериться в этом вопросе продавцу ПК), вам нужно познакомиться с особенностями каждой технологии. Из сети America Online и других сетевых служб были взяты вопросы об EIDE и SCSI. В поисках ответов на них и в процессе тестирования в нашей лаборатории новейших систем мы узнали много удивительного о том, как работают эти технологии, и в том числе о том, как они не работают.