Компьютеры Pentium используют шину

Обновлено: 21.11.2024

Мозгом или механизмом ПК является процессор (иногда называемый микропроцессором) или центральный процессор (ЦП). ЦП выполняет системные вычисления и обработку. В этой главе вы познакомитесь с историей процессора и подробно объясните, как на самом деле работает крошечный мозг вашего компьютера.

Эта глава из книги

Эта глава из книги 

История микропроцессоров до ПК

Мозгом или механизмом ПК является процессор (иногда называемый микропроцессором) или центральный процессор (ЦП). ЦП выполняет системные вычисления и обработку. Процессор часто является самым дорогим отдельным компонентом в системе (хотя цены на графические карты в некоторых случаях превышают его); в системах более высокого класса он может стоить в четыре или более раз больше, чем материнская плата, к которой он подключается. Как правило, Intel приписывают создание первого микропроцессора в 1971 году с появлением чипа под названием 4004. Сегодня Intel по-прежнему контролирует рынок процессоров, по крайней мере, для ПК, хотя с годами AMD завоевала солидную долю рынка. Это означает, что все ПК-совместимые системы используют либо процессоры Intel, либо Intel-совместимые процессоры нескольких конкурентов (например, AMD или VIA/Cyrix).

Доминирование Intel на рынке процессоров не всегда было гарантировано. Хотя обычно Intel приписывают изобретение процессора и выпуск первого процессора на рынок, к концу 1970-х годов два самых популярных процессора для персональных компьютеров были не от Intel (хотя один из них был клоном процессора Intel). процессор). Персональные компьютеры того времени в основном использовали Z-80 от Zilog и 6502 от MOS Technologies. Z-80 был известен как улучшенный и менее дорогой клон процессора Intel 8080, подобно тому, как такие компании, как AMD, VIA/Cyrix, IDT и Rise Technologies, клонировали процессоры Intel Pentium. Однако в случае с Z-80 клон стал намного популярнее оригинала. Кто-то может возразить, что AMD добилась такого статуса за последний год или около того, но даже несмотря на то, что они добились значительных успехов, Intel по-прежнему контролирует рынок процессоров для ПК.

Тогда у меня была система, содержащая оба этих процессора, состоящая из 1 МГц (да, это 1, как в одном мегагерце!) Система Apple II на базе 6502 с Microsoft Softcard (Z -80) вставляется в один из слотов. Softcard содержала процессор Z-80 с тактовой частотой 2 МГц. Это позволило мне запускать программное обеспечение для обоих процессоров в одной системе. Z-80 использовался в системах конца 1970-х и начала 1980-х годов, которые работали под управлением операционной системы CP/M, в то время как 6502 был наиболее известен своим использованием в ранних компьютерах Apple I и II (до Mac).

Судьба как Intel, так и Microsoft резко изменилась в 1981 году, когда IBM представила IBM PC, основанный на процессоре Intel 8088 с частотой 4,77 МГц и работающем под управлением Microsoft Disk Operating System (MS-DOS) 1.0. С тех пор как было принято судьбоносное решение использовать процессор Intel в первом ПК, в последующих ПК-совместимых системах использовалась серия процессоров Intel или Intel-совместимых процессоров, причем каждый новый процессор был способен запускать программное обеспечение предыдущего процессора — начиная с 8088 до текущих Pentium D/4/Celeron и Athlon XP/Athlon 64. В следующих разделах рассматриваются различные типы процессорных микросхем, которые использовались в персональных компьютерах с момента появления первого ПК почти два десятилетия назад. В этих разделах содержится много технических подробностей об этих микросхемах и объясняется, почему один тип микросхем ЦП может выполнять больше работы, чем другой, за определенный период времени.

Корпорация Intel планирует внедрить более быструю внешнюю шину в будущую версию своего процессора Pentium 4 Extreme Edition, что поможет компании повысить производительность своих процессоров за счет устранения критического узкого места в производительности системы.

Согласно внутреннему документу на веб-сайте Intel, впервые обнаруженному The Inquirer, Intel вскоре выпустит набор микросхем 925XE, версию своего недавно представленного набора микросхем 925X с поддержкой 1066 МГц. передний автобус. Текущие наборы микросхем Pentium 4 используют внешнюю шину с частотой 800 МГц для соединения процессора с памятью. Это жизненно важное звено или узкое место, которое играет важную роль в определении общей производительности системы.

Согласно отдельному документу, найденному на сайте Intel, в ближайшем будущем Intel также выпустит Pentium 4 Extreme Edition с тактовой частотой 3,46 ГГц, поддерживающий шину 1066 МГц. Этот чип также будет поставляться с 2 МБ кэш-памяти уровня 3, как и его аналоги в категории Pentium 4 Extreme Edition.

Чип Pentium 4 Extreme Edition — лидер Intel по производительности для настольных ПК. Но эта производительность имеет большое значение, поскольку чип стоит более чем в два раза дороже самого мощного процессора Pentium 4.Он предназначен почти исключительно для геймеров.

Представитель Intel отказался комментировать необъявленные продукты.

В предыдущие годы Intel полагалась на постоянное увеличение тактовых частот для повышения производительности своих чипов. За последний год компания использовала другие методы, такие как гиперпоточность и кэш-память, для повышения производительности, поскольку проблемы с температурой, вызванные появлением 90-нм техпроцесса, затруднили полагаться на чистую тактовую частоту. Однако Intel по-прежнему необходимо незначительно увеличить тактовую частоту, чтобы повысить производительность.

Большинство разработчиков микросхем считают, что если тактовая частота процессора в четыре или пять раз превышает скорость внешней шины, то процессор заряжается быстрее шины и тратит время на ожидание передачи данных с шины. сказал Дин Маккаррон, главный аналитик Mercury Research Inc. в Кейв-Крик, Аризона.

По словам Маккаррона, с шиной 800 МГц на чипах с частотой 3,4 ГГц корпорация Intel преодолела этот предел. По его словам, более быстрая шина позволит компании увеличить тактовую частоту своих чипов и в полной мере воспользоваться этими дополнительными тактовыми циклами. Intel пообещала выпустить процессор Pentium 4 с тактовой частотой 4 ГГц в первом квартале 2005 года, чего она и ожидала в этом году.

Другие компании, прежде всего конкурирующая с Intel компания Advanced Micro Devices Inc., изменили свою конструкцию, включив в нее встроенный контроллер памяти. По словам Маккаррона, эта конструкция устраняет сложность контроллера памяти из набора микросхем и размещает его непосредственно на процессоре, уменьшая задержку, возникающую при передаче сигналов из памяти в процессор. Задержка — это показатель того, насколько быстро сигналы перемещаются по цепи, и разработчики стремятся свести задержку к минимуму.

Со стороны Intel конструкция передней шины обеспечивает большую гибкость при изменении стандартов памяти, — сказал Маккаррон. Ожидается, что в течение 2005 года отрасль будет постепенно переходить с памяти с удвоенной скоростью передачи данных (DDR) на память DDR2. AMD придется внести небольшие коррективы в свои чипы, чтобы воспользоваться преимуществами памяти DDR2, в то время как Intel может включить в чип поддержку памяти DDR2. поставил, сказал он.

Как и вся остальная отрасль, Intel сделала ставку на разработку многоядерных процессоров как на волну будущего. По словам Маккаррона, многоядерные конструкции будут предъявлять еще более высокие требования к внешней шине или встроенному контроллеру памяти, и Intel, и AMD должны будут продолжать повышать производительность своих разработок, чтобы соответствовать этим требованиям.

Intel ничего не сообщила о своих планах по архитектуре внешней шины, но похоже, что компания сохранит этот дизайн, по крайней мере, до конца 2004 года.

Многие аналитики и отраслевые обозреватели считают, что архитектура Pentium 4, на которой компания работала почти пять лет, находится на последнем издыхании. Источники ожидают, что Intel в конечном итоге применит архитектуру Pentium M во всех своих продуктах, которая обеспечивает более высокую производительность при более низких тактовых частотах.

Семейство 32- и 64-разрядных процессоров на базе x86 от Intel. Введенный в 1993 году, этот термин может относиться к чипу или ПК, который его использует. Во время своего правления в качестве «процессора Intel» чипы Pentium были наиболее широко используемыми процессорами для вычислений общего назначения. После того, как в 2006 году семейство процессоров Intel Core заняло первое место Intel, несколько десятков моделей Pentium были разработаны для ПК начального уровня и других устройств. См. Intel Core.

Почти три десятилетия

Первый процессор Pentium был представлен в 1993 году как преемник процессора 486. таким образом, Pentium начинался как пятое поколение архитектуры Intel x86 (см. x86). Pentium использует 64-битную внутреннюю шину по сравнению с 32-битной в его предшественнике 486. Ниже приводится краткий обзор моделей Pentium:

Двухъядерный процессор Pentium 4 — представлен в 2005 году

Pentium D и процессор Pentium Extreme Edition были первыми двухъядерными процессорами Pentium от Intel. Хотя оба чипа включали 64-разрядную технологию Intel EM64T (позже названную «Intel 64»), Pentium D не включал Hyper-Threading, а Extreme Edition — включал. См. раздел «Процессор Pentium Extreme Edition».

Pentium 4 – выпущен в 2000 году (1,4–3,4 ГГц)

Celeron – выпущен в 1998 году (266 МГц – 2,8 ГГц)

Менее дорогие процессоры Pentium из-за меньшего объема кэш-памяти второго уровня. Первые Celeron не имели кэш-памяти L2, но в 1999 году была добавлена встроенная кэш-память объемом 128 КБ. Сначала Celeron использовали системные шины 66 и 100 МГц, а затем перешли на частоту 400 МГц.

Pentium III — 1999–2001 гг. (500 МГц–1,13 ГГц)

Pentium III добавил 70 дополнительных инструкций к Pentium II. Pentium III использовал системную шину 100 или 133 МГц и кэш-память L2 объемом 512 КБ или расширенную кэш-память L2 объемом 256 КБ. В зависимости от модели он содержал от 9,5 до 28 миллионов транзисторов, использовал техпроцесс 0,25 или 0,18 мкм и выпускался в корпусах SECC и SECC2. Мобильные устройства выпускались в корпусах BGA и micro-PGA (µPGA).

Pentium III Xeon — 1999–2001 гг. (500–933 МГц)

Pentium II — 1997–1999 гг. (233–450 МГц)

В Pentium Pro добавлены мультимедийные инструкции MMX и представлен картридж Single Edge Connector (SECC) для слота 1. Pentium II использовал системную шину 66 или 100 МГц. Настольные модели имели 7,5 миллионов транзисторов, 512 КБ кэш-памяти второго уровня и размещались в корпусах SECC. Мобильные модели имели 27,4 млн транзисторов, 256 КБ кэш-памяти второго уровня и размещались в корпусах BGA или Mobile Mini-Cartridge (MMC).

Обычно используемые в высокопроизводительных 2- и 4-процессорных серверах, процессоры Xeon были такими же, как Pentium II с кэшем второго уровня от 512 КБ до 2 МБ и системной шиной 100 МГц.

Pentium Pro — 1995–1997 гг. (150–200 МГц)

Обычно используемый в высокопроизводительных настольных компьютерах и серверах, Pentium Pro увеличил объем памяти с 4 ГБ до 64 ГБ. Pentium Pro имел кэш L2 от 512 КБ до 1 МБ, использовал системную шину 60 или 66 МГц, содержал от 5,5 до 62 миллионов транзисторов. Он был изготовлен по техпроцессу 0,35 и помещен в корпус PGA с двумя полостями. Когда он был представлен, он рекламировался как превосходящий Pentium для 32-разрядных приложений.

Pentium MMX — 1997–1999 гг. (233–300 МГц)

Добавлены мультимедийные инструкции MMX в процессор Pentium и увеличено количество транзисторов до 4,5 миллионов. Настольные устройства использовали пакет PGA и процесс 0,35, а мобильные устройства использовали TCP и процесс 0,25.

Pentium — 1993–1996 гг. (60–200 МГц)

Первые модели ЦП Pentium. Pentium имел кэш-память L2 от 256 КБ до 1 МБ, использовал системную шину 50, 60 или 66 МГц и содержал от 3,1 до 3,3 миллиона транзисторов, построенных на техпроцессе от 0,6 до 0,35. Чипы размещались в корпусах PGA.

Реклама ноутбука в магазине Staples в начале 2022 года. Линия Pentium существует уже почти 30 лет.

Вы когда-нибудь путались в названиях автобусов, скоростях автобусов и связанных с ними аббревиатурах? В этом ежедневном обзоре Джеймс Макферсон дает обзор современных автобусов, включая их определения и характеристики. Используйте его в качестве обзора, для обучения или подготовки к экзамену A+.

В наши дни возьмите любое электронное устройство, и вы найдете на коробке несколько аббревиатур, описывающих различные шины, которые оно поддерживает. У компьютера будет список автобусов длиной с вашу руку. В этом ежедневном обзоре я расскажу о различных шинах, доступных и используемых в настоящее время, чтобы помочь вам точно понять, на что способно ваше оборудование.

Что такое автобус?
шина — это путь, по которому устройство отправляет свои данные, чтобы оно могло взаимодействовать с ЦП и/или другими устройствами. Например, устройство PCI, такое как звуковая карта, будет отправлять свои данные через шину PCI. Каждое устройство будет иметь точку доступа к шине с использованием интерфейса определенного типа. Слово интерфейс относится не только к физическому порту, к которому подключаются устройства, но также к электрическим рабочим параметрам и формату связи. Как правило, каждая шина имеет интерфейс уникальной формы, чтобы вы не могли повредить свои устройства, подключив их к неправильным портам. ПК имеют три или более шин.

Система шин материнской платы сравнивается с системой общественного транспорта, которая передает данные по многим маршрутам через город (ваша материнская плата) и использует для их перевозки различные типы транспортных средств (быстрые и медленные, маленькие и большие).

Разницы между компьютерными шинами можно разделить на следующие категории:

Ширина данных
Скорость цикла
Управление устройствами
Тип

В спецификации управления устройствами указано максимальное количество поддерживаемых устройств и сложность их настройки. Существует два типа связи по шине: последовательная и параллельная. На параллельной шине все устройства имеют собственный интерфейс к шине, что является нормой. Последовательные устройства связаны вместе, ну, в серии; последний должен говорить «сквозь» первого. Это может вызвать очевидные проблемы с производительностью. Эти шины обычно используются в условиях, когда скорость передачи данных не является критической.

Передняя шина (FSB)
Передняя шина — это интерфейс между ЦП и материнской платой, в частности, северным мостом/концентратором контроллера памяти. Подробнее о FSB, используемых Intel и AMD, см. ниже. Дополнительную информацию по этому вопросу см. в моем ежедневном обзоре «Чипсеты для материнских плат — хорошие, плохие и уродливые».

Фронтальная шина Intel GTL+
На самом простом уровне шина Intel GTL+ FSB обеспечивает единое подключение к северному мосту, совместно используемому всеми процессорами. В системе с двумя процессорами доступная полоса пропускания уменьшается вдвое, а для платы с четырьмя процессорами — в четыре раза. Кто-то обязательно укажет на тот факт, что процессорам практически никогда не требуется полная пропускная способность шины. Совершенно верно. К сожалению, поскольку шина находится в ситуации «все или ничего», процессоры должны чередоваться. (Здравствуйте, мистер Латенси, не могли бы вы присесть и поболтать, пока мы ждем прибытия автобуса?) Проблема еще хуже в современном мире процессоров с тактовой частотой 800 МГц, работающих на памяти с частотой 133 МГц, где даже один процессор имеет ожидать запроса данных до шести циклов процессора.Представьте, что сервер с четырьмя процессорами используется для чего-то другого, кроме шоу; если приложение недостаточно умно, чтобы заполнить этот кеш L1, или — не дай бог — ваш кеш L1 слишком мал, чтобы продержаться столько времени, ваши процессоры будут простаивать. Таким образом, вы можете использовать меньшее количество процессоров или более медленные процессоры и сэкономить немного денег. Вот почему только процессоры Intel Xeon с объемом кэш-памяти L1 в восемь раз больше, чем у Pentium III, можно использовать в системах с более чем двумя процессорами.

Фронтальная шина AMD EV-6
Система FSB EV-6 больше похожа на сетевой коммутатор, чем на шину, поскольку каждый процессор полностью подключен к северному мосту, работающему на эффективной частоте 200 МГц; На 50 процентов быстрее, чем 133-мегагерцовая FSB Intel. Между попроцессорными соединениями с северным мостом и этой высокоскоростной шиной EV-6 является отличной многопроцессорной шиной. Естественно, общая эффективная пропускная способность ЦП не может превышать пропускную способность, доступную для других объединенных интерфейсов, но, в отличие от шины GTL+, один ЦП может обращаться к периферийным устройствам на шине PCI, а другой - к памяти.

Конечно, шина EV-6 не является чем-то новым для компьютерного мира, поскольку она была одним из видов оружия Alpha в серверных войнах. Это также является академическим до тех пор, пока AMD не выпустит многопроцессорную версию набора микросхем 760 в конце декабря 2000 года.

Шины памяти
Шина памяти — это интерфейс между оперативной памятью и материнской платой. Поскольку для каждого варианта требуется свой тип контроллера, лишь немногие материнские платы поддерживают более одного типа памяти. Было много форм памяти, которые сейчас считаются устаревшими. Текущие типы обсуждаются ниже.

DDR-SDRAM (синхронная динамическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных)
Грядущая замена SDRAM представляет собой в основном тот же продукт, но он работает дважды за такт. Ожидается, что сначала будут представлены два класса: 2x 100-МГц PC1600 (1,6 Гбит/с) и 2x 133-МГц PC2100 (2,1 Гбит/с). DDR-SDRAM всего на 10-20% дороже традиционной SDRAM и обеспечивает более высокую производительность, чем одноканальная RDRAM. В настоящее время разрабатывается 2x 200 МГц PC3200 (3,2 Гбит/с), который обеспечит тот же уровень производительности, что и двухканальная RDRAM, при использовании только одного модуля памяти.

RDRAM (динамическая оперативная память Rambus)
Rambus — это проприетарная архитектура памяти, рекламируемая Intel. Он имеет последовательный формат памяти с очень узким 16-битным интерфейсом, но работает очень быстро на частоте 800 МГц на шине 400 МГц типа DDR, что обеспечивает пропускную способность 1,6 Гбит/с. Двухканальная система RDRAM используется на нескольких редких системах рабочих станций: она имеет два контроллера RDRAM для пропускной способности 3,2 Гбит/с, но требует установки RDRAM парами.

RDRAM в несколько раз дороже SDRAM и обеспечивает повышенную задержку. Вскоре DDR-SDRAM бросит ей вызов на рынке как по цене, так и по производительности.

SDRAM (синхронная динамическая оперативная память)
SDRAM — это стандартный формат памяти для большинства компьютеров, представленных на рынке. Эта 64-разрядная память бывает трех классов: PC66 (66 МГц или 528 МБ/с), PC100 (100 МГц или 800 МБ/с) и PC133 (133 МГц или 1,06 ГБ/с). PC66 использовался на ранних процессорах Intel Pentium II и на всех ПК Intel Celeron. PC100 используется на подавляющем большинстве процессоров Intel Pentium II и Pentium III. PC133 является предпочтительной памятью для всех процессоров AMD Athlon и Duron, а также новейших систем Pentium III.

VCM (память виртуального канала)
Это подмножество SDRAM представляет собой вариант с малой задержкой, обеспечивающий повышенную производительность. Он работает на частоте 133 МГц и имеет ту же пропускную способность 1 ГБ, что и PC133 SDRAM, но сокращает задержку примерно на 10 наносекунд по сравнению с обычной задержкой SDRAM в 40 наносекунд. Он делает это с помощью специальных «быстрых» регистров, которые отслеживают страницы памяти. Эти регистры обеспечивают быструю связь или канал с памятью, используемой приложением. VCM на самом деле лучше работает для сложных приложений, таких как игры и базы данных, которые имеют память, охватывающую несколько банков памяти.

VCM поддерживается на некоторых материнских платах Pentium II, Pentium III и Athlon, но его очень сложно приобрести. Низкие объемы производства привели к тому, что цены не соответствовали производительности по сравнению со стандартным PC133. Материнские платы, поддерживающие VCM, могут использовать его или стандартную SDRAM.

Высокоскоростные шины ввода-вывода
Теперь давайте рассмотрим высокоскоростные шины ввода-вывода.

AGP/Pro (Advanced Graphics Port)
Этот интерфейс представляет собой 32-разрядную систему, основанную на стандарте PCI версии 2.1. Первоначальная версия 1x работала на частоте 66 МГц со скоростью 266 МБ/с с возможностью прямого доступа к памяти, которой не было у PCI. Вариант 2x — это система с удвоенной скоростью передачи данных, которая передает данные дважды за такт на рабочей частоте 133 МГц (532 МБ/с).

4x снова удваивает пропускную способность до 1066 МБ/с и имеет дополнительные функции доступа к памяти. Пропускная способность AGP 4x превышает возможности SDRAM, что делает большинство улучшений лишь ограниченным использованием в системах, в настоящее время не использующих Rambus RDRAM (1.6 Гбит/с) или будущая память DDR с удвоенной скоростью передачи данных (2,1 Гбит/с).

Pro – это четырехкратный вариант, который включает в себя дополнительные провода питания для работы с современными видеокартами с большим числом транзисторов. Стандартные слоты AGP обеспечивают мощность до 25 Вт, что намного меньше, чем максимально доступные 110 Вт для AGP Pro.

Порт AGP обычно представляет собой порт темного цвета, напоминающий слот PCI. Он расположен дальше от края материнской платы, чем слоты PCI, и на большинстве плат расположен рядом с блоком питания и процессором.

EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics)
Жесткие диски IDE содержат контроллер устройства, установленный на диске. Это результат совместной работы компаний Compaq и Western Digital в 1986 году с целью разработки дешевого диска с хорошей производительностью. Было решено ограничить количество контактов и длину кабеля, так как это было предназначено для младших систем, которым не требовалось бы большое количество внутренних устройств.

Поскольку у каждого устройства есть собственный контроллер, в каждой цепочке могут быть только два устройства, чтобы избежать чрезмерных помех. Современные хост-адаптеры IDE могут работать с двумя цепочками, в каждой из которых есть ведущий и подчиненный. Ведущее устройство может прервать работу ведомого устройства в любое время, что делает неприемлемым использование основного системного диска или чувствительных устройств, таких как CD-R, CD-RW и ленточные накопители, в качестве ведомых. Максимум четыре устройства на контроллер (две цепочки по два устройства в каждой) ограничивают количество устройств, которые может обрабатывать система IDE.

Встроенные хост-адаптеры IDE текущего поколения требуют определенного управления со стороны процессора компьютера, что создает нагрузку на систему. Различные реализации протоколов прямого доступа к памяти (DMA) помогли передавать данные в оперативную память компьютера с устройств с меньшим управлением со стороны процессора. Скорость передачи увеличилась в соответствии со спецификацией ATA-2 с 11,1 МБ/с до 16,66 МБ/с — значительное увеличение, но все же узкое место для ПК. Начиная с ATA-2 (также известного как Fast ATA), улучшенный интерфейс стал называться EIDE, а не IDE.

В 1996 году в спецификации ATA/33 использовались новейшие технологии прямого доступа к памяти для достижения скорости передачи 33 МБ/с. Также известный как Ultra DMA или UDMA/33, он был полностью обратно совместим с предыдущими устройствами и стал стандартом для жестких дисков ПК.

В 1999 году был представлен улучшенный формат ATA/66. В системе 66 Мбит/с используется 40-контактный кабель с разъемом, аналогичным предыдущим форматам IDE, но для обеспечения передачи сигналов используется 80 проводников. Для работы со скоростью 66 МБ/с на канале могут существовать только устройства ATA/66. Контроллер по-прежнему может работать с более ранними устройствами IDE, но наличие устройств, отличных от ATA/66, вынуждает канал снижать скорость до ATA/33. ATA/66 получил широкое распространение и является стандартным для многих новых компьютеров.

Ранее в этом году был представлен интерфейс ATA/100. Первоначальные продукты иногда назывались ATA/66+. Он продолжает использование 80-жильного кабеля и обеспечивает скорость передачи до 100 МБ/с. Устройства IDE довольно недороги, и благодаря улучшенным функциям прямого доступа к памяти они не так сильно влияют на производительность системы, как раньше. Диски IDE можно использовать в конфигурации RAID с ограничением в четыре диска, определяемым картами контроллера. Достаточно сложный контроллер может управлять несколькими каналами IDE для большего количества дисков.

Позже ISA была расширена до 32-битной шины, работающей на частоте 8 МГц (32 МБ/с), и переименована в шину расширенной отраслевой архитектуры (EISA). Устройства ISA будут работать на материнской плате EISA для обеспечения совместимости. EISA добавила больше каналов ввода-вывода и доступа к памяти, разрешила совместное использование IRQ и включила программное обеспечение для настройки карт.

Устройства EISA подключаются непосредственно к материнской плате с помощью длинных разъемов, как правило, темного цвета, расположенных на самом дальнем краю платы. ISA уже несколько лет устарела, а EISA постепенно вымирает. Современные материнские платы имеют не более одного-трех слотов EISA. Большое количество материнских плат полностью лишено поддержки EISA.

FireWire/IEEE 1394
Разработанный Apple и ратифицированный IEEE (подгруппа ANSI, организация, которая также ратифицирует SCSI и IDE), FireWire — это высокоскоростной интерфейс с возможностью горячей замены, поддерживающий до 63 устройства со скоростью передачи данных 50 Мбит/с. Он не получил широкого распространения, поскольку конкурирует с SCSI, хорошо зарекомендовавшим себя интерфейсом. Поскольку это высокопроизводительный дизайн для портативных устройств, он страдает от низких начальных объемов продаж, что не позволяет ему конкурировать со SCSI по достоинству цены, как это может сделать IDE.

PC-Card/PCMCIA (Международная ассоциация карт памяти для персональных компьютеров)
Группа PCMCIA, определяющая этот стандарт, изначально обозначала устройства как карты PCMCIA. Большинство людей называли их картами для ноутбуков или теми картами для ПК, что вынуждало устройства называться картами для ПК, а шину просто CardBus.

Существует три типа PC-Card, все они немного больше кредитной карты. Тип 1 имеет высоту всего 3,3 мм и обычно подходит только для устройств памяти.Карты типа 2 высотой 5 мм достаточно велики для поддержки модемов, сетевых карт и других интерфейсных устройств. Большие 10-мм карты Type 3 подходят для жестких дисков и других больших устройств хранения данных.

Скорость передачи данных варьируется от 4 МБ/с для самой медленной передачи 16-битных данных до 132 МБ/с для самой быстрой 32-битной передачи в зависимости от устройства.

PCI (межсоединение периферийных компонентов)
PCI заменил EISA в качестве системной шины компьютеров ПК. Он включает в себя микросхему Bridge, которая позволяет другим типам процессоров взаимодействовать с ним. В результате PCI является стандартной шиной на ПК, а также на машинах Macintosh, Sun и Alpha. Настольный вариант PCI представляет собой 32-битную шину, работающую на частоте 33 МГц (133 МБ/с). Стандарт PCI поддерживает 64-разрядный (266 МБ/с) вариант. Однако в настоящее время этот формат используется только производителями рабочих станций и серверов, такими как Sun или Compaq/DEC. Текущий план состоит в том, чтобы PCI отказалась от давно предложенного ПК с частотой 66 МГц и превратилась в PCI X (расширенную), версию с частотой 133 МГц (532 МБ/с) с практически теми же функциями, но с утроенной пропускной способностью.

PCI предназначен для поддержки Plug and Play с использованием программного обеспечения для настройки плат, такого как EISA. Он также поддерживает гораздо большее количество адресов ввода-вывода и памяти и использует лучший прямой доступ к памяти, чем EISA. PCI управляется шиной, что означает, что все устройства могут взаимодействовать друг с другом без вмешательства ЦП, что повышает производительность системы.

Слоты PCI белого цвета и намного короче, чем слоты EISA. Большинство плат имеют от трех до пяти разъемов PCI.

SCSI (интерфейс малых компьютеров)
Высокопроизводительный интерфейс устройств, SCSI был представлен в середине 1980-х годов, чтобы конкурировать с ныне устаревшим интерфейсом устройств ESDI. SCSI предназначался для ПК, Apple Macintosh, рабочих станций UNIX и миникомпьютеров, но не для мейнфреймов, отсюда и название «маленький». SCSI с самого начала разрабатывался для поддержки не только жестких дисков, но и сканеров, оптических дисководов и других устройств с большой емкостью и высокой пропускной способностью, которые не обязательно устанавливаются внутри компьютера.

USB (универсальная последовательная шина)
USB поддерживает до 128 устройств. Устройства поддерживают горячую замену, то есть их можно добавлять и удалять во время работы компьютера. Таким образом, эта шина очень удобна для портативных устройств. USB обеспечивает питание устройств через интерфейс, что позволяет использовать сверхлегкие и удобные аксессуары без кабелей или шнуров питания. Источник питания ограничен, но концентратор с питанием или другое устройство с автономным питанием увеличит возможное количество устройств с питанием от шины.

Общая пропускная способность USB составляет 1,5 МБ/с; эта полоса пропускания распределяется между всеми устройствами на контроллере. Поскольку это последовательная шина, USB-устройства подключаются последовательно. USB поддерживает концентраторы, которые могут подключать несколько устройств, что сокращает количество устройств между контроллером и концом линии, но, поскольку каждый концентратор считается устройством, это решение уменьшает общее количество поддерживаемых устройств. Конечно, из-за низкой пропускной способности USB невозможно использовать все 128 устройств.

USB 2.0 уже некоторое время находится в разработке и должен быть шиной со скоростью 60 МБ/с. Этой пропускной способности достаточно для работы с жестким диском, 100-мегабитным Ethernet или системой видеозахвата, при этом остается много накладных расходов для мышей, клавиатур и других высокосрочных устройств.

Низкоскоростные шины ввода-вывода
В следующих разделах рассматриваются низкоскоростные шины ввода-вывода.

Параллельный порт
Этот 25-контактный порт должен быть знаком каждому, у кого есть принтер или Zip-накопитель. Первоначально максимальная скорость передачи составляла 115 Кбит/с, что подходило для линейных принтеров и устройств 1980-х годов. Затем появилась улучшенная логика управления ECP/EPP, которая повысила скорость передачи до 3 МБ/с, что было необходимо для поддержки высокоскоростных графических принтеров.

Параллельный порт технически является интерфейсом, а не шиной, но из-за недавнего распространения «сквозных» устройств, таких как Zip-накопители, которые допускают работу шины последовательного типа, он включен в этот раздел. Параллельный интерфейс по-прежнему является наиболее широко поддерживаемым интерфейсом для внешних устройств с высокой пропускной способностью на рынке, и, вероятно, он будет существовать еще много лет.

Порт PS/2
IBM представила знакомый круглый порт PS/2 для подключения клавиатур и мышей. Это интерфейс со сверхнизкой пропускной способностью, который останется стандартом до тех пор, пока операционные системы не смогут надежно поддерживать USB-клавиатуры и мыши.

Последовательный порт
Этот 15-контактный порт со скоростью 115 Кбит/с в настоящее время используется в основном для модемов и персональных цифровых помощников. Когда-то он был основным портом для мышей, но был вытеснен портом PS/2. Практически все компьютеры имеют последовательный порт на задней панели. Как и параллельные порты, последовательный порт технически является интерфейсом, а не шиной. Однако из-за недавнего распространения «сквозных» устройств, таких как КПК, которые позволяют использовать последовательную шину, она также включена в этот раздел.

Специальные разъемы для материнской платы
Теперь давайте рассмотрим другие типы разъемов для материнской платы.

ACR (Audio Communication Riser)
Подступенки названы так потому, что они возвышаются над материнской платой параллельно или перпендикулярно ей. Аппаратный стандарт ACR является попыткой заменить плохо принимаемые форматы AMR (Audio Modem Riser) и CNR (Communication Network Riser). Интерфейс представляет собой порт PCI, но с другими выводами, и он совместим со старой системой AMR. Он идентичен слоту PCI и обычно располагается под углом к другим слотам на материнской плате.

AMR (Audio Modem Riser)
Этот порт расширения, разработанный Intel, предназначен для массовых производителей, которые могут использовать его для добавления модема или звуковой карты, большая часть вычислительной мощности которых зависит от процессора. Это очень маленький слот; около половины длины слота PCI. AMR заменяется CNR.

CNR (Communication Network Riser)
Порты расширения CNR предназначены для использования крупными производителями для встраивания в материнскую плату недорогой сетевой карты, модема или звуковой карты, большая часть работы которых зависит от ЦП. вычислительная мощность. В стояке используется очень короткий паз; вдвое короче слота PCI. CNR заменяет AMR.

Заключение
Новые разработки в области скоростей шины устраняют узкие места в системе, позволяя устройствам не отставать от более быстрых процессоров. Имейте в виду информацию, представленную в этом ежедневном обзоре, и вы сможете определить, какие автобусы соответствуют вашим потребностям, а какие скоро устареют.
Авторы и редакторы тщательно подготовили содержание, содержащееся в нем, но не делают явных или подразумеваемой гарантии любого рода и не несет ответственности за ошибки или упущения. Мы не несем никакой ответственности за любой ущерб. Всегда имейте проверенную резервную копию, прежде чем вносить какие-либо изменения.

Читайте также: