Какая шина используется для обмена данными между северным мостом и оперативной памятью
Обновлено: 04.07.2024
Авторские права на Michael Karbo и ELI Aps., Дания, Европа.
Глава 6. ЦП и материнская плата
Сердцем и душой обработки данных на ПК является ЦП. Но процессор не одинок в мире, он взаимодействует с остальной частью материнской платы. В следующих разделах будет введено много новых терминов, поэтому помните, что вы можете найти определения для всех сокращений в конце руководства.
Автобусы осуществляют трансфер
Пакеты данных (8, 16, 32, 64 или более бит за раз) постоянно перемещаются между ЦП и всеми остальными компонентами (ОЗУ, жесткий диск и т. д.). Все эти передачи выполняются с использованием автобусов.
Материнская плата спроектирована вокруг нескольких различных мощных каналов передачи данных (или путей, как их еще называют). Именно эти шины соединяют все компоненты друг с другом.
Рис. � 41 . Шины — это каналы данных, которые соединяют компоненты ПК вместе. Одни предназначены для небольших переводов, другие — для крупных.
Автобусы разной вместимости
На материнской плате не одна шина; есть несколько. Но все они связаны, так что данные могут передаваться от одного к другому и, следовательно, достигать самых дальних уголков материнской платы.
Можно сказать, что автобусная система подразделяется на несколько ветвей. Одни компоненты ПК работают с огромными объемами данных, другие — с гораздо меньшими. Например, клавиатура отправляет очень мало байтов в секунду, тогда как рабочая память (ОЗУ) может отправлять и получать несколько гигабайт в секунду. Таким образом, вы не можете подключить оперативную память и клавиатуру к одной и той же шине.
Две шины с разной пропускной способностью (пропускной способностью) можно соединить, если разместить между ними контроллер. Такой контроллер часто называют мостом, так как он действует как мост между двумя разными системами трафика.
Рис. № 42. Мосты соединяют различные шины вместе.
Вся шинная система начинается рядом с ЦП, где нагрузка (трафик) наибольшая. Отсюда шины работают наружу к другим компонентам. Ближе всего к ЦП находим рабочую память. Оперативная память — это компонент, который имеет самый большой трафик данных и поэтому напрямую связан с ЦП особенно мощной шиной. Она называется передняя шина (FSB) или (в старых системах) системная шина.
Рис. � 43 . Самая важная шина ПК отвечает за «тяжелый» трафик между ЦП и ОЗУ.
Шины, соединяющие материнскую плату с периферийными устройствами ПК, называются шинами ввода-вывода. Ими управляют контроллеры.
Набор микросхем
Шины материнской платы регулируются несколькими контроллерами. Это небольшие схемы, предназначенные для выполнения определенных задач, таких как перемещение данных на устройства EIDE (жесткие диски и т. д.) и обратно.
На материнской плате необходимо несколько контроллеров, так как существует множество различных типов аппаратных устройств, и все они должны иметь возможность взаимодействовать друг с другом. Большинство этих функций контроллера сгруппированы в пару больших микросхем, которые вместе составляют набор микросхем.
Рис. � 44 . Две микросхемы, составляющие набор микросхем и соединяющие шины материнской платы.
Самая распространенная архитектура набора микросхем состоит из двух микросхем, обычно называемых северным и южным мостами. Это деление относится к наиболее популярным чипсетам от VIA и Intel. Северный мост и южный мост соединены мощной шиной, которую иногда называют каналом связи:
Рис. № 45. Северный и южный мосты разделяют работу по управлению трафиком данных на материнской плате.
Северный мост
Северный мост — это контроллер, который управляет потоком данных между ЦП и ОЗУ, а также с портом AGP.
На рис. 46 � вы можете видеть северный мост, к которому прикреплен большой радиатор. Он становится горячим из-за того, что через него часто проходит очень большой объем трафика данных. Вокруг северного моста видны устройства, которые он соединяет:
Рис. � 46 . Северный мост и его ближайшие окрестности. Большая часть трафика проходит через северный мост, отсюда и радиатор.
На самом деле AGP — это порт ввода-вывода. Он используется для видеокарты. В отличие от других устройств ввода-вывода, порт AGP подключается непосредственно к северному мосту, поскольку он должен находиться как можно ближе к оперативной памяти. То же самое касается порта PCI Express x16, который заменяет AGP в новых материнских платах. Но об этом позже.
В этом разделе мы обсудим компьютерную шину, что она делает и какие типы шин вы получаете.
Компьютеры забиты автобусами. Для обмена данными между процессором и памятью используется шина. Для передачи данных на жесткий диск и обратно используется шина.
Карты PCI используют шину для передачи данных от периферийного устройства к ЦП или памяти.
Шины используются для передачи данных между компонентами.
Как обычный автобус возит людей по городу, так и компьютерный автобус. Вместо того, чтобы перемещать людей, он передает данные или биты и байты вокруг вашего компьютера.
Шины очень важны в компьютерной среде.
Шины состоят из компьютерных микросхем и физических соединений (кабелей, интегральных или печатных плат и т. д.), по которым компоненты взаимодействуют друг с другом.
Например, если процессору нужны данные из памяти, он отправляет запрос контроллеру памяти. Этот запрос использует шину. В некоторых системах он называется System Data Controller или SDC.
Когда контроллер памяти получает запрос, он сканирует память в поисках данных. После получения память передается в ЦП по шине данных.
То же самое верно, если центральному процессору требуется информация с жесткого диска или какого-либо другого внешнего периферийного устройства.
Как видите, контроллеры играют очень важную роль в архитектуре шины.
Ниже представлен логический вид типичной материнской платы. Если вы посмотрите на ЦП, он подключен через шину, называемую передней шиной или FSB, к контроллеру, называемому северным мостом.
Затем есть шина памяти, соединяющая память с северным мостом.
ЦП и память взаимодействуют друг с другом через северный мост. Вы можете сравнить мост с коммутатором Ethernet. Это в основном просто маршрутизирует данные между компонентами. У него тоже есть порты, как у коммутатора, но он интегрирован и жестко подключен к чипу.
Логический вид материнской платы, показывающий компьютерные шины
Есть также высокоскоростная графическая шина, которая идет от северного моста к слоту AGP или PCI Express. Это используется для ускорителей 3D-графики. Используется для игр и приложений САПР.
Затем северный мост через внутреннюю шину соединяется с мостом, называемым южным мостом.
От южного моста идут шины LPC (Low Pin Count), шины PCI и различные шины, идущие к внешним разъемам или портам.
Шина LPC обычно соединяет низкоскоростные устройства, такие как клавиатуры, мыши и последовательные порты.
Ого, сколько автобусов. Приведенный выше пример предназначен только для ПК и ноутбуков. У серверов намного больше шин, потому что вы можете подключить гораздо больше устройств, таких как ЦП, память и дисковое пространство.
Зачем мне нужно знать о компьютерных шинах?
Ну, вам не нужно знать шины на уровне битов и байтов, но понимание того, как они работают, может вам помочь.
Например, понимание того, что такое шина PCI или PCI Express, может помочь вам решить, какую карту лучше приобрести.
Для инженеров, работающих с большими серверами, важно понимать, как работает шина, потому что они должны вставлять карты в правильные слоты, чтобы не перегружать конкретный контроллер.
Для пользователей ПК понимание некоторых аспектов шины, например шины PCI, может помочь при установке карт в разъем.
Как работает компьютерная шина?
Компьютерные шины разделены на 3 основные шины.
Шина адреса — это шина, которая используется, когда процессору требуется часть данных. CPU запросит данные на этой шине. Он может запрашивать данные у контроллера памяти или шины PCI.
Шина данных используется для передачи фактических данных или битов между компонентами и между ними. ЦП может запросить фрагмент данных на адресной шине, когда он будет обнаружен, он передаст данные на шину данных.
Шина управления управляет передачей данных с одного чипа на другой. Он фактически открывает и закрывает порты на мостах, чтобы позволить данным пройти к компоненту, который их запросил.
В основном есть 2 категории автобусов. Внутренняя шина и внешняя шина.
Внутренняя шина находится на материнской плате и передает данные между компонентами материнской платы, такими как ЦП и память.
Внешняя шина отвечает за подключение таких устройств, как карты PCI, внешние жесткие диски и USB, к внутренней шине.
У автобусов есть ширина и скорость, с которыми они работают. Например, 64-битная шина PCI 66 МГц может передавать 528 МБ/с.
Как я туда попал?
64 бита, разделенные на 8, дают количество байтов. Это соответствует 8 байтам.
66 МГц означает 66 миллионов. Помните, что мегагерц или МГц равен одному миллиону.
Итак, приведенный выше пример говорит о том, что 8 байтов можно передавать 66 миллионов раз в секунду. Это 528 000 000 байт. Чтобы преобразовать в мегабайты, которые легче читать, удалите шесть нулей в конце. Это дает вам 528 МБ/с.
Есть и другие версии, например 32 бита на частоте 33 МГц или 64 бита на частоте 133 МГц и т. д.
Дополнительную информацию о шине PCI см. на странице шины PCI.
Front Side Bus
Получите более глубокие знания о ФСБ и о том, почему вам нужно это понимать.
Шина PCI
Узнайте больше о тонкостях обычной шины PCI и о системе ключей.
PCI Express
PCI Express использует полосы или пути от устройства к контроллеру. Полоса двусторонняя. Подробнее.
Intel Quick Path Interconnect и DMI
Получите дополнительную информацию об этих новых технологиях Intel и о том, как они работают.
Северный мост, также называемый PAC (контроллер PCI/AGP) и NB, представляет собой интегральную схему, отвечающую за обмен данными между интерфейсом ЦП, AGP и памятью. В отличие от южного моста, северный мост напрямую связан с этими компонентами. Он действует как «мост» для связи чипа южного моста с процессором, оперативной памятью и графическим контроллером. Сегодня северный мост представляет собой однокристальную микросхему, расположенную к северу от шины PCI, однако в ранних компьютерах могло быть до трех отдельных микросхем, составляющих северный мост.
Ниже приведено графическое изображение материнской платы ASUS P5AD2-E и маркировки для каждого компонента материнской платы, включая северный мост. Как показано, северный и южный мосты обычно имеют отдельный радиатор. Кроме того, северный мост обычно немного больше южного и расположен ближе к процессору и памяти.
Когда ЦП требуются данные из ОЗУ, на контроллер памяти северного моста отправляется запрос. После получения запроса северный мост сообщает, как долго процессор должен ждать, чтобы считать память по внешней шине. На некоторых новых материнских платах северный и южный мосты заменены на IHA.
У моей материнской платы нет северного моста
Поскольку производители ищут новые способы повышения производительности и снижения затрат, они переносят функции чипа северного моста на другие компоненты ЦП, включая южный мост. Начиная с процессоров AMD64 AMD и Intel Nehalem, контроллер памяти был перемещен с северного моста на кристалл процессора. Позже процессоры Intel Sandy Bridge и AMD Accelerated Processing Unit перенесли все функции северного моста на ЦП.
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 ЦП. 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, у вас будут простаивать процессоры. 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)
Предстоящая замена SDRAM представляет собой в основном тот же продукт, но 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 такой же уровень производительности, как 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, поэтому большинство улучшений имеют ограниченное применение в системах, где в настоящее время не используется Rambus RDRAM (1,6 Гбит/с) или грядущая 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 допускают работу с последовательной шиной, 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, содержащуюся 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 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: