SCSI（スカジー）とは：周辺機器接続規格の定義・歴史・仕組み
SCSI（スカジー）の定義・歴史・仕組みをわかりやすく解説。ハードディスクやドライブの接続原理、規格の進化と用途、USB等との違いまで一目で理解できます。
SCSIは、コンピュータとハードディスクやCD/DVDドライブなどの周辺機器を物理的に接続し、データを転送するための規格群です。SCSIはSmall Computer System Interfaceの略ですが、「Small」は歴史的な名称であり、実際には大型サーバからワークステーション、組み込み機器まで幅広く使われてきました。日本語では一般に「スカジー」と発音されます。
概要（定義と特徴）
SCSIは単なるコネクタやケーブルの仕様だけでなく、機器間のやり取りを定めるコマンドセットやプロトコルの集合体です。主な特徴は以下の通りです。
- イニシエータ／ターゲット方式：ホスト側（イニシエータ）が命令を送り、ディスクやドライブ（ターゲット）が応答します。
- 複数デバイスの接続：1本のバスに複数のデバイスをデイジーチェーンやターゲットIDで接続できます。
- 高度なコマンド機能：コマンドキューイングやタグ付け（Tagged Queuing）など、並列処理や性能向上の仕組みを備えます。
- 多様な物理層とトランスポート：並列（Parallel SCSI）からシリアル（SAS、Fibre Channel）、IP上のiSCSIまで多数の実装があります。
歴史（大まかな年表）
- 1980年代：SCSIの初期仕様（SCSI-1）が策定され、主にパラレルバスで利用されました。
- 1990年代：SCSI-2でFast SCSI、Wide SCSIなどが登場。同期転送や転送速度の向上が進みました。
- 1990年代後半～2000年代：Ultra SCSIシリーズ（Ultra, Ultra2, Ultra160, Ultra320）でさらに高速化。
- 2000年代以降：並列SCSIの物理的限界を補うため、Serial Attached SCSI（SAS）、Fibre Channel、iSCSIなどのシリアルおよびネットワーク越しの実装が普及。
- 同時期に、家庭用や汎用周辺機器ではUSBやFireWire（IEEE 1394）が広く普及しましたが、エンタープライズ用途ではSASやiSCSIなどSCSIコマンドセットを継承した技術が残っています。
仕組み（アーキテクチャ）
SCSIの基本的な考え方は、ホスト（イニシエータ）がターゲットに対してSCSIコマンドを送信し、データ転送や状態問い合わせを行う点にあります。主要な要素を簡単に説明します。
- イニシエータ／ターゲット：ホスト側がイニシエータ、ストレージがターゲット。複数のイニシエータやターゲットを持つ構成も可能です。
- LUN（論理ユニット番号）：1つのターゲット内で複数の論理デバイスを識別するための番号。
- SCSI ID（パラレル時代）：古い並列SCSIではバス上のデバイスを識別するためにID（例：0～7、Wideでは0～15）を使い、適切な終端が必要でした。
- 終端（Terminator）：並列SCSIではバスの両端を終端しないと信号反射が発生し、通信エラーになります。
- コマンドセット：読み書きやデバイス制御のための標準化されたコマンド群が定義されています（例：READ、WRITE、INQUIRYなど）。
物理層・インターフェースの種類
SCSIは長く進化してきたため、多くの物理インターフェースがあります。主なもの：
- Parallel SCSI（パラレルSCSI） - 50ピンや68ピンコネクタ。シングルエンドとLVD（Low Voltage Differential）などの電気的方式がある。
- Ultra SCSI 系列（Ultra, Ultra2, Ultra160, Ultra320） - 並列SCSIの高速版。
- Serial Attached SCSI（SAS） - シリアル伝送、高速かつホットプラグ対応でサーバ用途の主流。
- Fibre Channel - 高速ネットワーク上でSCSIコマンドを扱う。SAN（ストレージエリアネットワーク）で利用。
- iSCSI - IPネットワーク上でSCSIプロトコルをトンネリングし、既存のEthernet設備でストレージを扱える。
運用上の注意点
- 並列SCSIではケーブル長や終端に注意が必要で、デバイスの並び順（デイジーチェーン）やID設定を正しく行う必要があります。
- SASやiSCSIなどのモダンな実装はホットプラグ、冗長パス、マルチパスI/Oに対応し、エンタープライズ用途に適しています。
- 機器間の互換性は物理層や電気的特性によって左右されるため、例えばシングルエンド機器とLVD機器を混在させると動作しない場合があります。
現在の位置づけと代替技術
家庭用の周辺機器はUSBやThunderbolt、以前はFireWireに取って代わられることが多くなりましたが、データセンターやサーバ用途ではSCSIコマンドセットを継承するSASやiSCSI、Fibre Channelが依然として重要です。特に高信頼・高性能なストレージ環境ではSASが主流です。
まとめ
SCSIは単なる古い規格ではなく、コマンドセットやアーキテクチャが現在の多くのストレージ技術に受け継がれている重要な規格群です。用途や環境に応じて、並列SCSIからSAS、iSCSI、Fibre Channelへと適切なインターフェースを選ぶことが求められます。
SCSIケーブル
物理構造
SCSIはマザーボード上のバススロットで実現されます。ホストアダプタと呼ばれるカードをマザーボードに装着するだけです。このカードからは、マネージド・データ・ケーブルが出ます。このケーブルは、個々のSCSI周辺機器を接続する。この周辺機器は、それぞれ機能的に独立したシーケンサを持っています。データケーブル（バスSCSI）上の動作は、ホストアダプタによって制御される。このため、内部または外部のコンポーネントを取り付けることが可能です。SCSIバス上のデータ転送は、ホストアダプタが管理します。データ転送により CPU に負荷がかかることはありません。
メリット
各周辺機器にはシーケンサとホストアダプタがあります。これらは、定義された「コンピュータ」言語によって、デバイスとの通信に使用することができます。また、SCSIの任意の周辺機器と連携することも可能である。現在、SCSIを使ったハードディスク、光学ドライブ、テープアダプタユニット、ZIPドライブ、スキャナー、プリンターなどがある。
SCSIは、条件（例えば、データ容量）による制約を受けない。SCSIの主な利点の1つは、デバイスをデイジーチェーン接続することが可能なことです。SCSIバスには、これを制御するデバイスが存在します。
例えば、ハードディスクは「動作の頭打ち」などを定義しています。このとき、他の機器は他の機器にデータを送信することができます（スキャナ）。原点復帰で他の機器の操作がキャンセルされることはありません。スキャナへのデータ転送後、ハードディスクへのデータ転送を継続することができます。このため、最大転送速度でもEIDEと大差なく、SCSIの方が高速です。
設定されたルール
SCSIの各周辺機器は、識別されなければならない。そのため、各周辺機器には固有のIDが必要です。この番号は、コンポーネントのケースにあるボンドまたはシャントによって設定されます。バスの面では0から列挙され、ホスト名は、ルールID 7として持っています。同じバスに同じIDを持つデバイスが2つ存在することはありません。
バスは抵抗で仕上げなければならないが、専門用語ではターミネーターと呼ばれる。最後のデバイスにターミネータをインストールする必要があります。
ホストアダプタは、システムリソース（アドレスI/O、IRQ、DMA、予約メモリ）を割り当てるために接続する必要があります。
進行状況
SCSIは長い歴史を持っています。そのため、現在では多くの種類のSCSIが存在する。データ幅（8ビットまたは16ビット）と動作周波数（5MHzから80MHzまで）が異なるのである。データ幅が8ビットの場合は、パラレルSCSIバスに8台のデバイスを接続でき（50ピンコネクタを使用）、16ビットの場合は、SCSIバスに16台のデバイスを接続することができる。
その他のSCSIインターフェイス
パラレルSCSIインターフェイスの他に、SCSIプロトコルを使用し、異なるケーブルを使用するインターフェイスがあります。
- Serial Attached SCSI (SAS) - Serial ATAケーブルに似た（しかし異なる）ケーブルを使用します。
- USB attached SCSI - 標準的なUSB 3.0（場合によってはUSB 2.0）ケーブルを使用します。
- ATA Packet Interface (ATAPI) - SATA または PATA (IDE) バス上で SCSI コマンドを送信します。どのATAコントローラでも動作し、SASコントローラは必要ありません。主にCDおよびDVDドライブに使用されます。(S)ATAハードディスクはATAPIを使用しません。
- iSCSI - TCP/IPネットワーク上でSCSIコマンドを送信します。ケーブルは通常イーサネットですが、ワイヤレスネットワークを含む、TCP/IPトラフィックを伝送できるあらゆる媒体を使用できます。
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