Шины на материнской плате: Основные шины компьютера — Losst

Содержание

Шины материнской платы — Студопедия

Шины компьютера предназначены для высокоскоростной параллельной передачи информации, создаются системообразующими интегральными микросхемами материнской платы, реализуются в виде групп параллельно идущих печатных проводников и заканчиваются параллельно включенными разъемами (slots) для установки карт-контроллеров устройств ввода-вывода.

Функционально шина состоит из трех подшин:

· адресная шина;

· шина данных;

· шина управления.

Возможно совмещение адреса и данных на одной подшине и двусторонняя передача информации в режиме полудуплекса (поочередно). По подшине управления передаются сигналы синхронизации, выбора типа операции, выбора направления передачи, запроса на прерывание и его подтверждение, управления режимом прямого доступа и т.д. Конкретный перечень сигналов на шине и все протокольные соглашения (конструктивные, физические, логические) приводятся в спецификации на конкретную шину. Шина обычно безразлична к точке подключения (слоту) контроллера; выделение устройству конкретных системных ресурсов шины (адресов портов устройства, номеров прерываний и прямого доступа и т.д.) производится программно в момент инициализации операционной системы в рамках процедуры Plug&Play.

На сегодняшний день в настольных компьютерах присутствуют следующие типы шин:

· ISA (Industry Standard Architecture) – устаревшая, первая системная шина персонального компьютера, которая давно должна была закончить свое существование, но до сих пор, благодаря огромному количеству самых разнообразных внешних устройств, использующих ее, размещается в виде одного слота на ряде моделей материнских плат;

· PCI (Peripheral Component Interconnect) — разработана фирмой Intel для использования в системах с процессорами типа Pentium и в течение 10 лет является стандартом де-факто среди компьютерных шин общего назначения;

· AGP (Accelerated Graphics Port) — ускоренный графический порт, внедренный фирмой Intel, являющийся расширением шины PCI и призванный увеличить пропускную способность шины, связывающей видеокарту с процессором и памятью;

· FSB – внутренняя системная шина северного моста, связывающая оперативную память с процессором.

ISA

8-битную шину ISA разработала компания IBM в 1981 году для использования в компьютерах серии PC/XT. В 1984 году, при создании архитектуры AT, разрядность этой шины была расширена до 16 бит, и в таком виде она и дожила до нынешних времен, являясь отраслевым стандартом. Шина представляла собой синхронную 16-битную шину с раздельными линиями адреса и данных, работающую на частоте 8,33 МГц, с контролем четности и двухуровневыми прерываниями (trigger-edge interrupts), при использовании которых устройства запрашивают прерывания по переднему или заднему фронтам сигнала на линии соответствующего IRQ. Такая организация запросов прерываний позволяет использовать каждое прерывание только одному устройству. Основной особенностью шины ISA является простота ее реализации и низкая рабочая частота, что позволяет до сих пор использовать ее при создании нестандартных периферийных устройств самого различного назначения. До самого последнего времени шина ISA была единственной, для которой изготовлялись внутренние модемы с аппаратной реализацией управляющих схем, да и многие недорогие SCSI-сканеры комплектовались интерфейсными картами, рассчитанными именно под эту шину. В настоящий момент шина ISA практически закончила существование, передав свои функции более современным шинам: параллельной PCI и последовательной USB.

PCI

Появившаяся в 1992 году шина PCI имела несколько особенностей, позволивших ей за короткое время занять господствующее положение в IBM PC. Главными из них были ее открытая архитектура и независимость от процессорной шины. Шина PCI является синхронной 32-разрядной (кроме этого, существуют ее 64-разрядные версии, которые используются исключительно в дорогих рабочих станциях и серверах) и работает на частоте 33 МГц, обеспечивая пропускную способность (с использованием пакетного режима пересылки данных) 133 Мбайт/с. Процессор через так называемые мосты (PCI Bridge) может быть подключен к нескольким каналам PCI, обеспечивая возможность одновременной передачи данных между независимыми каналами PCI. Важной особенностью шины является реализация принципа Bus-master, что позволяет картам расширения производить обмен данными с памятью без обращения к процессору. Для уменьшения количества проводников в шине PCI используется принцип мультиплексирования данных, то есть адрес и данные передаются по одним и тем же физическим линиям поочередно. PCI-устройства оборудованы таймером, определяющим максимальный период времени, когда устройство может занимать шину.

Автоконфигурирование устройств PCI (выбор запросов прерывания, каналов DMA) поддерживается средствами BIOS материнской платы в соответствие со стандартом Plug&Play. Действующая в настоящее время спецификация PCI 2.2 обеспечивает поддержку плат расширения с напряжениями питания как 3,3, так и 5 вольт, причем тип платы определяется расположением ключей в разъеме. Если у карты PCI есть две ключевые выемки, то она поддерживает любой из вариантов слота, если же на ней только одна выемка ближе к передней части платы, то эта карта только на 3,3 вольта. При расположении выемки ближе к задней части — карта пятивольтовая.

AGP

В результате широкого распространения 3D-графики и поддерживающих ее видеокарт, нагрузка на шину PCI достигла предельных для нее значений, превратив участок процессор — PCI-видеокарта в очередное «узкое место» системы. Для разрешения возникшей проблемы с наименьшими затратами специалистами Intel была предложена новая спецификация шины, ориентированная исключительно на обмен данными с видеоадаптером: AGP 1.0, являющейся, по сути дела, расширением шины PCI. С целью ускорения обмена данными была устранена мультиплексированность линий адреса и данных, удвоена тактовая частота и реализована (в режиме AGP 2х) схема DDR, когда по шине передается 2 блока данных за один цикл. В результате предельная пропускная способность шины составила 533 Мбайт/с. Но очень скоро и этого стало не хватать, поэтому в новой спецификации AGP 2.0 (режим 4х), благодаря снижению напряжения питания видеокарт с 5 до 3,3 V, а значит, и амплитуды сигналов в шине, появилась возможность осуществлять не 2, а 4 транзакции (пересылки блока данных) за один такт, что удвоило пропускную способность шины, доведя ее до 1066 Мбайт/с. Для автоматического распознавания видеокарт разных спецификаций используются различные конфигурации их разъемов:

Шина AGP имеет два основных режима работы: DIME и DMA. В режиме DMA основной памятью является память карты. Текстуры хранятся в системной памяти, но перед использованием копируются в локальную память карты, используя механизм, аналогичный Bus-master на шине PCI. В режиме DIME (Direct Memory Execute — непосредственное выполнение в памяти, иногда используется другой термин — AGP-текстурирование) локальная и системная память для видеокарты логически равноправны, что позволяет использовать часть системной памяти для хранения текстур. В спецификации AGP 2.0 появилась поддержка нового режима передачи данных Fast Writes. Он позволяет процессору напрямую, не обращаясь к системной памяти, передавать данные ускорителю со скоростью 4х.

Для видеоакселераторов, отличающихся повышенным потреблением электроэнергии, предназначается еще одна разновидность стандарта AGP — AGP Pro, которая отличается лишь наличием в разъеме дополнительных линий питания. Эти контакты расположены в небольшой секции, добавленной к передней части стандартного разъема AGP, и обеспечивают работоспособность видеокарт, потребляющих до 110 Вт.

Следующим этапом было внедрение спецификации AGP версии 3.0, обеспечивающей режим работы AGP 8х. Эта спецификация — последняя, базирующаяся на стандарте шины PCI. Пропускная способность шины AGP 8х — 2133 Мбайт/с.

Современные видеопроцессоры берут на себя все большую часть вычислений, необходимых для формирования сложных объемных изображений, да и объем локальной памяти на видеокартах неуклонно растет, что ведет к уменьшению потока данных от процессора к видеокарте.

FSB

FSB – высокоскоростная параллельная 64-разрядная шина северного моста для связи с оперативной памятью. Использование технологии Quad Pumped Bus (четыре транзакции за цикл) позволяет при частоте шины 200 МГц поддерживать передачу данных с частотой 800 МГц. При этом, с учетом разрядности шины, обеспечивается поток данных 3.6 Гбайт/с. Особенностью шины является реализация режима двухканального обмена с двумя модулями оперативной памяти одновременно.

Перспективные шины

Шина PCI – основная системная шина IBM PC — становится узким местом при передаче данных между системными компонентами, и именно ее пропускная способность может существенно ограничить производительность перспективных компьютеров. Поэтому в настоящее время создаются несколько новых стандартов системных шин конкурентами — Intel и AMD, каждый их которых создает свой собственных проект перспективной системной шины. Эти технологии, Arapahoe и HyperTransport, призваны заменить системную шину PC, определив архитектурный облик компьютеров будущих поколений. Обе фирмы образовали свои «группы поддержки». Первую, под названием HyperTransport Technology Consortium (HTTC), возглавляет AMD. Эта группа продвигает на рынок одноименный стандарт под названием HyperTransport. Вторая группа, возглавляемая Intel, имеет название Arapahoe Working Group, и стандарт называется, соответственно, Arapahoe.

Шина Arapahoe, на начальной стадии разработки известная как 3GIO (3D Generation Input/Output), должна обеспечить высокоскоростное соединение между компонентами компьютера, а также между компьютером и другими устройствами. Разработчики обещают совместимость с существующими шинами, такими как InfiniBand, IEEE 1394b (FireWire), USB 2.0, Serial ATA и 1/10 Ethernet. Шина Arapahoe представляет собой симметричную двунаправленную шину, обеспечивающую передачу данных по одной линии со скоростью вплоть до 2.5 Гбит/с. В отличие от PCI, шина Arapahoe будет достаточно гибкой с точки зрения обеспечения максимальной пропускной способности, определяемой количеством используемых линий приема/передачи данных, задействованных разработчиком системы в зависимости от его потребностей в каждом конкретном случае. Например, в случае реализации 32 линий интерфейса пропускная способность шины составит величину порядка 10 Гбайт/с, что почти в 20 раз больше скорости работы 32-битной 33-мегагерцовой шины PCI. Как и шина PCI, Arapahoe использует технологию подключения периферийных устройств с помощью моста, но дополненную переключателями оконечных точек, позволяющими направлять потоки данных между периферийными устройствами, не используя сам мост, то есть позволяя осуществить подключение по схеме «peer-to-peer». Данное решение должно меньше загружать компьютер передачей данных между конечными устройствами за счет отсутствия кэширования в памяти передаваемых данных. Одним из несомненных преимуществ стандарта Arapahoe может стать поддержка DDR RAM и QDR RAM, что позволит работать с памятью соответственно вдвое и вчетверо быстрее, чем это было ранее.

Так же как и Arapahoe, системная шина HyperTransport, ранее известная как LDT (Lightning Data Transport) — это peer-to-peer шина, позволяющая обмениваться информацией между периферийными устройствами, не задействуя процессор и память. Протокол новой шины использует пакетированную передачу данных, когда за передачу данных между устройствами отвечает контроллер шины. Обе конкурирующие технологии, и Arapahoe, и HyperTransport, имеют много общего, но в отличие от симметричной Arapahoe, пропускная способность которой одинакова во всех направлениях, асимметричная шина HyperTransport позволяет подключенным устройствам обмениваться пакетами информации, пропускаемыми в разных направлениях с разной скоростью. Такое решение способствует максимальному использованию возможностей системы в тех случаях, когда информационные потоки в разных направлениях имеют сильно отличающуюся интенсивность, например в устройствах вывода видеоинформации. Шина позволяет передавать данные с частотой в 800 МГц по переднему и заднему фронтам тактового импульса, так что суммарная скорость работы шины получается около 12.8 Гбайт/с при передаче 16-разрядного слова за один такт.

Практическим результатом работы над новой системной шиной для материнских плат на чипсетах фирмы Intel стало постепенное внедрение шины PCI Express. Особенностью шины является гибкость спецификации, которая в настоящее время позволяет устанавливать на материнскую плату слоты шины с разными скоростными параметрами, ориентированными на соответствующий класс устройств ввода-вывода: от шины с однократной скоростью PCI Express х1 (500 Мбайт/с) до PCI Express х16 (8 Гбайт/с). Последний вариант шины реализует двухканальный обмен с видеокартами нового поколения и заменяет стандартную видеошину AGP 8x.

Порты IBM PC

За относительно короткий, но бурный период расцвета IBM-совместимых персональных компьютеров было создано множество самых разнообразных устройств, значительно расширяющих изначальные возможности базовых систем. Но, вместе с тем, избежать взаимной несовместимости различных устройств, произведенных в различное время и в различных странах многочисленными компаниями, позволило использование в любых компьютерных устройствах ряда стандартных интерфейсов.

Порты являются развитием шинной архитектуры материнской платы, включают в себя интегрированные контроллеры определенного класса устройств ввода-вывода и заканчиваются соответствующим стандартным разъемом для подключения внешнего устройства, способного работать в этом стандарте. В соответствии с названием порту выделяются конкретные системные ресурсы (диапазон адресации регистров порта, ресурсы прерываний и прямого доступа к памяти).

Обычно разъемы интерфейсов для подключения внешних устройств располагаются на обратной стороне корпуса ПК, причем на системных платах стандарта АТХ большинство внешних портов распаяно непосредственно на плате.

Шины расширения, представленные слотами и разъемами на материнской плате

Шины расширения, представленные слотами и разъемами на материнской плате

Шины расширения представлены различными разъемами (слотами) на материнской плате, к которым подключаются внутренние устройства, а также портами, к которым подсоединяются внешние устройства. Универсальность шин расширения сыграла не последнюю роль в росте популярности компьютеров. Например, в стандартный разъем шины PCI можно подключить большинство внутренних периферийных устройств компьютера, а клавиатуры или мыши совершенно любых производителей подсоединяются соответственно к стандартным портам для клавиатуры и мыши.

Шины расширения с помощью северного и южного мостов чипсета осуществляют связь компонентов компьютера с процессором. Процессор «общается» с периферийными устройствами с помощью специальных программ, называемых драйверами. Как правило, драйвер устройства при покупке прилагается к самому устройству, что называется, «совершенно бесплатно». Для некоторых устройств (клавиатуры, накопителей на жестких и гибких магнитных дисках, памяти и чипсета) драйверы уже хранятся (еще говорят «зашиты») в BIOS материнской платы.


Рассмотрим шины расширения, которые могут вам встретиться.

Шина стандарта ISA

Шина стандарта ISA (-ndustry Standard Architecture – стандартная промышленная архитектура) на сегодняшний день является устаревшей. Вы можете встретить ее только на старых материнских платах (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Вот эти длинные черные и есть слоты шины ISA

Да и устройств, подсоединяемых к компьютеру с помощью шины ISA, наверное, почти не осталось, хотя раньше их было очень много. Данная шина работает с частотой 7 МГц и является 16-разрядной. В наши дни о такой производительности говорить просто несерьезно.

Шина PCI

Шина PCI (Peripheral Component Interconnect – соединение периферийных компонентов) пришла на смену устаревшей ISA. Она является 32-разрядной и работает с частотой 33 МГц. Все современные материнские платы обязательно оснащены несколькими слотами PCI (рис. 10.2).

Рис. 10.2. Стройные ряды слотов PCI

Еще несколько лет назад материнские платы имели как разъемы PCI, так и ISA, но чуть позже шина PCI стала основным стандартом расширения. Практически все внутренние комплектующие (например, звуковые, сетевые платы, модемы, ТВ-тюнеры) подключаются именно к шине PCI.

Шина AGP

Когда-то видеокарты, как и прочие комплектующие, подключались к шинам ISA и PCI. Однако с течением времени графические требования программ (особенно игр) стали таковы, что мощности видеокарты и скорости шины PCI стало недостаточно. Специально для новых, более мощных видеокарт была создана продвинутая шина PCI, которую назвали AGP (Accelerated Graphic Port – ускоренный графический порт) (рис. 10.3).

Рис. 10.3. Слот AGP

Шина AGP имеет гораздо большую скорость, чем PCI, и напрямую связана с процессором через северный мост чипсета. К слоту AGP подключают исключительно современные видеокарты. Шина AGP на материнской плате расположена недалеко от шин PCI.

Шина PCI-E

Как мы уже отмечали, новый формат шины PCI-E постепенно вытесняет слоты AGP и PCI. Производители видеокарт практически полностью переориентировались на выпуск плат для слота PCI-E 16x, а для слота PCI-E 1x уже вовсю производят модемы, ТВ-тюнеры, звуковые и сетевые карты, контроллеры и другие устройства. Кстати, слот PCI-E 1x достаточно короткий (рис. 10.4), так что в скором времени, наверное, можно ожидать, что материнские платы станут миниатюрнее (до сих пор почти половина площади материнской платы занята различными слотами расширения).

Рис. 10.4. Слоты PCI-E

Шина ATA

Не все внутренние устройства крепятся непосредственно на материнскую плату (в слоты шин расширения), многие соединяются с ней при помощи различных кабелей. В главе 4 мы уже разговаривали об интерфейсе ATA, применяемом для подключения различных устройств (жестких дисков, приводов компакт-дисков, накопителей Zip и LS-120 (240)). Современные материнские платы снабжены двумя разъемами ATA, которые предназначены для подключения устройств IDE (имеющих встроенные контроллеры) (рис. 10.5).

Рис. 10.5. Слоты для подключения IDE-устройств

К каждому слоту с помощью 40-контактного ATA-шлейфа (рис. 10.6) можно подключить два устройства.

Рис. 10.6. Шлейф ATA

Таким образом, интерфейс ATA «разрешает» подключение к компьютеру до четырех IDE-устройств. Следует иметь в виду, что к IDE-устройствам, помимо шины ATA, нужно подключить провода питания (они идут от блока питания корпуса). Их разъемы невозможно присоединить неправильно (хотя если очень постараться…).

Шины SATA (SATA II)

Разъемы SATA и SATA II внешне одинаковые (рис. 10.7). К ним подключаются жесткие диски и некоторые оптические приводы (в настоящее время большинство последних еще подключаются к разъемам IDE).

Рис. 10.7. Разъемы SATA II

К одному разъему SATA можно подключить только одно устройство.

Одно из преимуществ шины SATA, кроме описанных ранее, – узкий (не более 1 см) шлейф, связывающий разъем и накопитель. А это значит, что в корпусе системного блока лучше циркулирует воздух (то есть охлаждение более качественное). Да и выглядят такие шлейфы более эстетично (их можно аккуратно закрепить стяжками или резинками).







Данный текст является ознакомительным фрагментом.




Продолжение на ЛитРес








Страница не найдена – kpet-ks.ru

И так дорогие друзья, настало время поразмышлять над информацией, точнее над её свойствами. Любую деятельность человека сложно представить без сбора, обработки и хранения информации, принятие решений на её основании. В последнее время мы говорим об информации как о ресурсе научно-технического прогресса. Информация содержится в человеческой речи, в сообщениях средств массовой […]


Дорогие друзья, настало время подведения итогов. Во время игры наблюдались разные участники с первого и второго курса. Кто-то сдался ещё на первых загадках, отгадав одну из двух., сдались потеряв всякую надежду. Были и те, кто наблюдал со стороны: читали загадки, следили за новостями. Но у меня ещё с первых дней […]


Существо, повлиявшее на ход работы программы, вклеенное 9 сентября 1945 года в технический дневник Гарвардского университета с определённой надписью, но будучи вклеенной в тот журнал, существо по сей день является программистам. Комплекс технических, аппаратных и программных средств, выполняющий различного рода информационные процессы.


Загадки те же, интерпретация другая Злоумышленник, добывающий конфиденциальную информацию в обход систем защиты Правильный термин звучал бы как  взломщик, крэкер (англ. cracker). Принудительная высылка лица или целой категории лиц в другое государство или другую местность, обычно — под конвоем. Термины относятся к области информатики.


Загадки При интернет сёрфинге мы передвигаемся по «звеньям одной цепи», то есть по … Можно подумать, что эти специалисты в компьютерном мире самые трудолюбивые «садовники», использующие в качестве инструмента мотыгу, тяпку, кайло. Напоминаю, что термины из области информатики, но “ноги растут” из английских слов. Удачи!


Загадки: Компьютерное изобретение, благодаря которому мы узнали имя одного из первых основателей корпорации Intel.   Инженерное сооружение, отличающееся значительным преобладанием высоты над стороной или диаметром основания. Все термины из области информатики и ИКТ. Будьте внимательны!


Очередная порция загадок: Наука о проектировании зданий, сооружений или набор типов данных и описания ПК. Устройство вывода, которое в переводе с английского языка синонимично «exhibition». Удачи.


Друзья мои, перед вами первая порция  загадок: отсчёт пошёл. Загадки: Устройство ввода, которое определило жизнь маленькой девочки по им. Дюймовочка. Место, расположенное вблизи берега моря или реки, устроенное для стоянки кораблей и судов, по совместительству разъём у ПК, ноутбуков и телефонов. Ответы присылаем на почту ведущего: [email protected] Убедительная просьба, подписывайтесь […]


Дорогие друзья!!! В течении недели с 23.04.18г. по 28.04.18г., будет проведена онлайн викторина «Загадка о загадке». Где каждый день будет публиковаться порция загадок (всего загадок 10). Каждая загадка оценивается в 5 баллов. Если с первой попытки загадка не отгадана будут даны подсказки, но ответ по подсказке будет оценён в 4 […]


“Проект при поддержке компании RU-CENTER” Подробнее ознакомиться с правилами участия в программе “RU-CENTER – Будущему” Вы также сможете на сайте Миссия программы — содействовать развитию общеобразовательных учреждений и повышению качества образования в нашей стране. Цели  программы — предоставить технические возможности для создания, поддержки и развития сайтов образовательных учреждений; обеспечить условия […]

Системная шина, что это такое?

Здравствуйте, уважаемые читатели блога Pc-information-guide.ru. Очень часто на просторах интернета можно встретить много всякой компьютерной терминологии, в частности — такое понятие, как «Системная шина». Но мало кто знает, что именно означает этот компьютерный термин. Думаю, сегодняшняя статья поможет внести ясность.

Системная шина (магистраль) включает в себя шину данных, адреса и управления. По каждой их них передается своя информация: по шине данных — данные, адреса — соответственно, адрес (устройств и ячеек памяти), управления — управляющие сигналы для устройств. Но мы сейчас не будем углубляться в дебри теории организации архитектуры компьютера, оставим это студентам ВУЗов. Физически магистраль представлена в виде многочисленных дорожек (контактов) на материнской плате.

Я не случайно на фотографии к этой статье указал на надпись «FSB». Дело в том, что за соединение процессора с чипсетом отвечает как раз шина FSB, которая расшифровывается как «Front-side bus» — то есть «передняя» или «системная». И ее частота является важным параметром, на который обычно ориентируются при разгоне процессора, например.

Существует несколько разновидностей шины FSB, например, на материнских платах с процессорами Intel шина FSB обычно имеет разновидность QPB, в которой данные передаются 4 раза за один такт. Если речь идет о процессорах AMD, то там данные передаются 2 раза за такт, а разновидность шины имеет название EV6. А в последних моделях CPU AMD, так и вовсе — нет FSB, ее роль выполняет новейшая HyperTransport.

Итак, между чипсетом и центральным процессором данные передаются с частотой, превышающей частоту шины FSB в 4 раза. Почему только в 4 раза, см. абзац выше. Получается, если на коробке указано 1600 МГц (эффективная частота), в реальности частота будет составлять 400 МГц (фактическая). В дальнейшем, когда речь пойдет о разгоне процессора (в следующих статьях), вы узнаете, почему необходимо обращать внимание на этот параметр. А пока просто запомните, чем больше значение частоты, тем лучше.

Кстати, надпись «O.C.» означает, буквально «разгон», это сокращение от англ. Overclock, то есть это предельно возможная частота системной шины, которую поддерживает материнская плата. Системная шина может спокойно функционировать и на частоте, существенно ниже той, что указана на упаковке, но никак не выше нее.

Вторым параметром, характеризующим системную шину, является пропускная способность. Это то количество информации (данных), которая она может пропустить через себя за одну секунду. Она измеряется в Бит/с. Пропускную способность можно самостоятельно рассчитать по очень простой формуле: частоту шины (FSB) * разрядность шины. Про первый множитель вы уже знаете, второй множитель соответствует разрядности процессора — помните, x64, x86(32)? Все современные процессоры уже имеют разрядность 64 бита.

Итак, подставляем наши данные в формулу, в итоге получается: 1600 * 64 = 102 400 МБит/с = 100 ГБит/с = 12,5 ГБайт/с. Такова пропускная способность магистрали между чипсетом и процессором, а точнее, между северным мостом и процессором. То есть системная, FSB, процессорная шины — все это синонимы. Все разъемы материнской платы — видеокарта, жесткий диск, оперативная память «общаются» между собой только через магистрали. Но FSB не единственная на материнской плате, хотя и самая главная, безусловно.

Как видно из рисунка, Front-side bus (самая жирная линия) по-сути соединяет только процессор и чипсет, а уже от чипсета идет несколько разных шин в других направлениях: PCI, видеоадаптера, ОЗУ, USB. И совсем не факт, что рабочие частоты этих подшин должны быть равны или кратны частоте FSB, нет, они могут быть абсолютно разные. Однако, в современных процессорах часто контроллер ОЗУ перемещается из северного моста в сам процессор, в таком случае получается, что отдельной магистрали ОЗУ как бы не существует, все данные между процессором и оперативной памятью передаются по FSB напрямую с частотой, равной частоте FSB.

Пока что это все, спасибо.

Сколько шин в материнской плате?

Какие шины служат для передачи данных?

Основные шины компьютера

  • Шина ISA.
  • Шина MCA.
  • Шина EISA.
  • Шина VESA.
  • Шина PCI.
  • Шина AGP.
  • PCI-Express.
  • PC Card.

4.12.2016

Какое количество основных шин содержит материнская плата?

Компоненты материнской платы

В системную магистраль (системную шину) микропроцессорной системы входит три основные информационные шины: адреса, данных и управления.

Какая шина наиболее распространена на текущий момент в персональных компьютерах?

PCI Express

В настоящий момент это наиболее востребованная шина для применения в персональных компьютерах. Существуют четыре версии шины PCIe (v4.

Что такое шина на системной плате?

Компьютерная ши́на (англ. computer bus) в архитектуре компьютера — соединение, служащее для передачи данных между функциональными блоками компьютера. В устройстве шины можно различить механический, электрический (физический) и логический (управляющий) уровни.

Для чего служит шина данных?

Шина данных — часть системной шины, предназначенная для передачи данных между компонентами компьютера. … Основной характеристикой шины данных является её ширина в битах. Ширина шины данных определяет количество информации, которое можно передать за один такт.

Чем отличаются последовательные и параллельные шины?

Основным отличием параллельных шин от последовательных является сам способ передачи данных. В параллельных шинах понятие «ширина шины» соответствует её разрядности – количеству сигнальных линий, или, другими словами, количеству одновременно передаваемых («выставляемых на шину») битов информации.

Что входит в состав основных компонентов материнской платы?

В качестве основных (несъёмных) частей материнская плата имеет:

  • разъём процессора (ЦПУ),
  • разъёмы оперативной памяти (ОЗУ),
  • микросхемы чипсета (подробнее см. северный мост, южный мост),
  • загрузочное ПЗУ,
  • контроллеры шин и их слоты расширения,
  • контроллеры и интерфейсы периферийных устройств.

Как называется шина предназначенная для соединения внешних устройств с компьютерами?

Шиной (Bus) называется вся совокупность линий (проводников на материнской плате), по которым обмениваются информацией компоненты и устройства ПК. Шины предназначены для обмена информацией между двумя и более устройствами. Шина, связывающая только два устройства, называется портом.

Какая шина служит для передачи данных между основными устройствами компьютера?

Системная шина – совокупность линий передачи всех видов сигналов (в том числе данных, адресов и управления), идущих параллельно и имеющих одинаковое функциональное назначение, предназначенных для передачи информации между микропроцессором и остальными электронными устройствами компьютера.

Почему в современном компьютере несколько шин?

Компоненты внутри РС взаимодействуют друг с другом различными способами. Большинство внутренних компонентов, включая процессор, кэш, память, карты расширения и запоминающие устройства взаимодействуют друг с другом с помощью одной или нескольких шин (buses).

Какая шина процессора определяет скорость его работы?

Accelerated Graphics Port (AGP) подключается к процессору и работает со скоростью шины процессора.

Какие устройства связывает системная шина?

Системная (front-side) шина связывает центральный процессор с основной памятью компьютера и шинами периферийных устройств. Шина кэш-памяти (backside) — достаточно быстрое соединение, которое центральный процессор использует для обмена информацией с внешней кэш-памятью, в том числе и с кэшем второго уровня.

Какие имеются внутренние шины передачи информации?

Общая шина делится на три отдельные шины по типу передаваемой информации: шина адреса, шина данных, шина управления. Каждая шина характеризуется шириной — числом параллельных проводников для передачи информации.

В чем отличие шины от порта?

Различие между шиной и портом заключается в том, что шина обычно рассчитана на разделение носителя несколькими устройствами, а порт предназначен только для двух устройств. Как показано ранее, шины ввода-вывода фактически являются расширением системной шины.

Что называется системной шиной?

Системная шина (FSB) – канал, по которому процессор соединен с другими устройствами компьютера. Центральный процессор через Системную шину (FSB) подключается к системному контроллеру (Северный Мост или North Bridge). …

Что такое шина на компьютере?

Где находятся шины в компьютере?

Системная шина находится на системной плате. … Внутренняя шина подключает все внутренние компоненты компьютера к материнской плате. Такой тип шин также называют локальной шиной, поскольку она служит для подключения локальных устройств. Внешняя шина подключает внешнюю периферию к материнской плате.

Что выполняет системная шина в компьютере?

Системная шина (system bus) соединяет процессор с основной памятью RAM и, возможно, с L2-кэшем. Она является центральной шиной компьютера и остальные шины “ответвляются” от нее. Системная шина реализована как набор проводников на материнской плате и должна соответствовать конкретному типу процессора.

Какие бывают шины в компьютере?

Основные шины компьютера

  • Шина ISA.
  • Шина MCA.
  • Шина EISA.
  • Шина VESA.
  • Шина PCI.
  • Шина AGP.
  • PCI-Express.
  • PC Card.

4.12.2016

Какую информацию передаёт системная шина?

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации: 1) между микропроцессором и основной памятью; 2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств; 3) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Как называется шина предназначенная для соединения внешних устройств с компьютерами?

Такой тип шин также называют локальной шиной, поскольку она служит для подключения локальных устройств. Внешняя шина подключает внешнюю периферию к материнской плате. Сетевые соединения, такие, как Ethernet, обычно не рассматриваются как шины, хотя разница больше концептуальная, чем практическая.

Что такое магистраль в компьютере?

Магистраль – устройство, которое осуществляет взаимосвязь и обмен информацией между всеми устройствами компьютера.

Что такое шина материнской платы?

Системная шина (FSB) – канал, по которому процессор соединен с другими устройствами компьютера. К шине напрямую подключен только процессор, другие устройства компьютера подключены к ней через разнообразные контроллеры. При выборе процессора и материнской платы следует обращать внимание на частоты их шин. …

Для чего служит шина данных?

Шина данных — часть системной шины, предназначенная для передачи данных между компонентами компьютера. … Основной характеристикой шины данных является её ширина в битах. Ширина шины данных определяет количество информации, которое можно передать за один такт.

В чем отличие шины от порта персонального компьютера?

Различие между шиной и портом заключается в том, что шина обычно рассчитана на разделение носителя несколькими устройствами, а порт предназначен только для двух устройств. Как показано ранее, шины ввода-вывода фактически являются расширением системной шины.

Какая шина наиболее распространена на текущий момент в персональных компьютерах?

PCI Express

В настоящий момент это наиболее востребованная шина для применения в персональных компьютерах. Существуют четыре версии шины PCIe (v4. 0 предварительная), различаемые по скоростями и типами кодирования.

Что такое системная шина процессора?

Шины — это соединения маршрутов данных, связывающие центральный процессор компьютера с модулями оперативной памяти и иными устройствами, с которыми он взаимодействует. Системная (front-side) шина связывает центральный процессор с основной памятью компьютера и шинами периферийных устройств.

Как по другому называется системная шина ПК?

Процессорная шина — FSB (англ. Front side bus, переводится как «системная шина») компьютерная шина, обеспечивающая соединение между x86 совместимым центральным процессором и внешним миром.

Какие устройства подключаются к системной шине?

Системная шина (FSB) – канал, по которому процессор соединен с другими устройствами компьютера. К шине напрямую подключен только процессор, другие устройства компьютера подключены к ней через разнообразные контроллеры.

Что можно подключить к шине PCI?

PCI Express это шина, которая используется для подключения разнообразных комплектующих к настольному ПК. С ее помощью подключают видеокарты, сетевые карты, звуковые карты, WiFi модули и другие подобные устройства.

Влияние скорости шины материнской платы на скорость процессора

Подробности




мая 27, 2017




Просмотров: 13984


Скорость шины системной платы не влияет на скорость установленного процессора. В компьютере, материнская плата и процессор — это две отдельные составляющие. Тем не менее, пользовательский опыт измерений заключается в том, насколько хорошо они работают вместе.

Процессор

Основной процессор компьютера, имеет определенную скорость. На некоторых компьютерах скорость процессора может быть изменена через настройки BIOS материнской платы. Ошибки совместимости оборудования в сторону скорости процессора не меняются из-за любой другой части компьютера. Но процессор является самой быстрой частью компьютера и часто другое оборудование не может за ним угнаться. Процессор обрабатывает всю вычислительную работу компьютера за пределами крупной графической работы которая выполняется с помощью GPU.

Шина материнской платы

Шина материнской платы — это часть устройства, которая передает данные между деталями компьютера. Термин «скорость шины» относится к тому, как быстро системная шина может перемещать данные с одного компонента компьютера к другому. Чем быстрее шина, тем больше данных она может передвигать в течение определенного количества времени. К системной «шине» подключается процессор для компьютера через «северный мост», который организует обмен данными между оперативной памятью компьютера и процессором. Это самая быстрая часть шины материнской платы и обрабатывает наиболее жизненно важную нагрузку компьютера.

Шина для процессора

Сам процессор не будет иметь смысла, если для обработки данных он будет использовать шину материнской платы чтобы получить данные. Шина материнской платы не может увеличивать или уменьшать скорость процессора для получения потока данных в и из устройств, и играет ключевую роль в том, как хорошо будет работать процессор. Это та точка, где скорость шины материнской платы может повлиять на производительность процессора — процессор работает в режиме циклического процесса, с данными получаемыми в или из устройства через определенные промежутки времени. Если процессор не имеет каких-либо данных для работы с циклом, он теряет цикл и не обрабатывает какие-либо другие данные.

Недостаточная скорость шины материнской платы

Недостаточная скорость шины материнской платы может оставить процессор компьютера висящий в ожидании большего количества информации для обработки. Это создает «узкое место», или точку, в которой одна часть компьютера, замедляет производительность для другой части системы. Если скорость шины материнской платы слишком медленная, то центральный процессор будет тратить значительное количество циклов и компьютер пользователя будет воспринимать это как снижение производительности.

Достаточная скорость шины материнской платы

Материнская плата, которая имеет достаточную или избыточную скорость шины процессора предложит оптимальную скорость работы. Если скорость шины материнской платы достаточно быстрая, то центральный процессор будет постоянно иметь новые данные в процессе, и будет готов обрабатывать новые данные, когда он завершает цикл. Пока процесс не идеален и всегда есть неиспользуемые циклы, достаточная скорость шины материнской платы поможет максимально использовать эти циклы.

Читайте также

 

 

 

 

Материнская плата

— ЦП и память — GCSE Computer Science Revision

Материнская плата — это печатная плата, которая соединяет ЦП с памятью и всем остальным оборудованием. ЦП находится на материнской плате (также называемой материнской платой).

Шины — это цепи на материнской плате, которые соединяют ЦП с другими компонентами. На материнской плате много шин. Шина перемещает инструкции и данные по системе. Скорость шины измеряется в мегагерцах (МГц).Чем быстрее шина, тем быстрее передаются данные. Скорость материнской платы определяется скоростью шины .

Шины ограничены шириной в битах. Обычно они имеют ширину 8, 16 или 32 бита. Это говорит нам, сколько бит может быть отправлено шиной одновременно, например, 32-битная шина может послать 32 бита одновременно.

Шина, соединяющая ЦП с памятью, называется шиной front-side bus (FSB) или системной шиной. Ядра ЦП совместно используют кэш 2-го и 3-го уровней по всей FSB.Обычно они подключаются к кэш-памяти 2-го уровня через заднюю шину (BSB) . БСБ намного быстрее ФСБ.

FSB содержит два типа шины:

  • Адресная шина — она ​​отправляет информацию о том, куда должны идти данные, отправляя адрес в память. Адресная шина отправляет данные только в одном направлении — от CPU к RAM.
  • Шина данных — отправляет данные в память или принимает данные из памяти. Данные могут передаваться по шине данных в обоих направлениях.

В небольших ЦП шина данных и шина адреса иногда объединяются в одну шину. Это называется мультиплексированием.

Что такое шина материнской платы? (с изображением)

Шина материнской платы — это набор проводов, который позволяет одной части материнской платы подключаться и взаимодействовать с другими частями материнской платы, включая центральный процессор (ЦП). Он также служит интерфейсом между ЦП и различными внешними устройствами. Шина материнской платы может быть одного из двух типов — внутренней и внешней.

Материнская плата компьютера.

Внутренняя шина служит магистралью связи материнской платы. Он связывает различные части компьютера с процессором и основной памятью. Его основная задача — отправлять данные и инструкции различным частям материнской платы, включая внешнюю шину.

Внешний тип шины материнской платы, также известный как шина расширения, служит интерфейсом для подключения периферийных устройств, таких как жесткие диски, приводы CD-ROM и флэш-накопители, к процессору. Форма каждого интерфейса уникальна.Это предотвращает подключение устройства к неправильному порту, что может привести к повреждению устройства при подключении к ЦП.

Все шины имеют шину управления, шину данных и шину питания. Шина управления используется ЦП для отправки сигналов различным частям компьютерной системы, чтобы согласовывать действия разных частей.Шина данных обеспечивает путь для передачи данных и инструкций между различными компонентами компьютера. Ему помогает адресная шина, которая обеспечивает физический адрес данных в системной памяти для облегчения передачи данных. Шина питания питает различные компоненты компьютерной системы.

Шины материнской платы

различаются по пропускной способности данных, которая относится к количеству данных, выраженному в битах, которые шина может передать за один проход.Они также различаются тактовой частотой, которая измеряется в мегагерцах (МГц) и показывает, насколько быстро шина может передавать данные. Максимальное количество устройств, которые могут эффективно поддерживаться, также различаются в зависимости от шины материнской платы. Наконец, шина материнской платы может обмениваться данными с использованием последовательной или параллельной шины.

Инженеры по аппаратному обеспечению постоянно разрабатывают новые шины с более высокими скоростями, чтобы не отставать от современных процессоров, которые работают быстрее.Некоторые автобусы устаревают, а некоторые совершенствуются. Поэтому необходимо внимательно изучить спецификации компьютерной системы и тщательно ее осмотреть, прежде чем принимать решение о покупке, чтобы убедиться, что компьютер еще не является технологически устаревшим.

Что такое автобус?

Обновлено: 07.06.2021, Computer Hope

Также известная как адресная шина , шина данных или локальная шина , шина представляет собой соединение между компонентами или устройствами, подключенными к компьютеру.Например, шина передает данные между ЦП и системной памятью через материнскую плату.

Почему компьютерная шина называется шиной?

Компьютерный автобус можно представить как общественный транспорт или школьный автобус. Эти типы автобусов способны перевозить людей из одного пункта назначения в другой. Подобно этим шинам, компьютерная шина передает данные из одного места или устройства в другое место или устройство.

Компьютерная шина поддерживает строгий график, «собирая» и «отбрасывая» данные через равные промежутки времени.Например, если шина работает на частоте 200 МГц, она выполняет 200 миллионов передач данных в секунду. Эта скорость обозначается как ширина шины .

Обзор компьютерной шины

Шина состоит из нескольких проводов (сигнальных линий) с адресной информацией, описывающей место в памяти, куда данные отправляются или извлекаются. Каждый провод на шине несет бит (ы) информации, а это означает, что чем больше проводов на шине, тем больше информации она может адресовать. Например, компьютер с 32-разрядной адресной шиной может адресовать 4 ГБ памяти, а компьютер с 36-разрядной шиной может адресовать 64 ГБ памяти.

На рисунке ниже показаны различные типы компьютерных шин и то, как они соединяют устройства на материнской плате.

Виды компьютерных автобусов

Шина — это параллельная или последовательная шина, а также внутренняя шина (локальная шина) или внешняя шина (шина расширения ).

Внутренняя шина и внешняя шина

Внутренняя шина обеспечивает связь между внутренними компонентами, такими как видеокарта и память.Внешняя шина способна взаимодействовать с внешними периферийными устройствами, такими как устройство USB или SCSI.

Сравнение параллельной шины и последовательной шины

Компьютерная шина может передавать свои данные, используя параллельный или последовательный метод связи. По параллельной шине данные передаются по несколько бит за раз. Однако при использовании последовательной шины данные передаются по одному биту за раз.

Сравнение адресной шины и шины данных

Что касается памяти компьютера, адресная шина компьютера — это шина, содержащая ячейку памяти (адрес памяти), в которой данные находятся в памяти компьютера.Как только компьютер понимает, где взять информацию, для передачи этих данных используется шина данных.

Скорость автобуса

Скорость шины компьютера или устройства измеряется в МГц, например, FSB может работать на частоте 100 МГц. Пропускная способность шины измеряется в битах в секунду или мегабайтах в секунду.

Примеры компьютерных автобусов

Самые популярные компьютерные автобусы

Сегодня многие из перечисленных выше автобусов больше не используются или встречаются реже.Ниже приведен список наиболее распространенных автобусов и способов их использования с компьютером.

ADB, AGP, AMR, шина AT, задняя шина, канал, тактовая частота, CNR, EISA, аппаратные средства, HyperTransport, IDE, шина ввода / вывода, ISA, MCA, параметры материнской платы, множитель, NuBus, PCI, PCI Экспресс, PCMCIA, SBus, SCSI, SMBus, USB, Vitesse-Bus, VLB, XT

Понимание системной шины материнской платы

Вы когда-нибудь запутались в автобусах, их скорости и связанных с ними акронимах? В этом Daily Drill Down Джеймс Макферсон дает обзор текущих автобусов, включая их определения и спецификации.Используйте его как обзор, для обучения или для подготовки к экзамену A +.

В наши дни возьмите любое электронное устройство, и вы найдете на коробке несколько сокращений, описывающих различные автобусы, которые оно поддерживает. У компьютера будет список автобусов длиной с вашу руку. В этом Daily Drill Down я расскажу о различных автобусах, доступных и используемых в настоящее время, чтобы помочь вам понять, на что именно 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. У каждого устройства будет точка доступа к шине с использованием определенного типа интерфейса. 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 повредили свои устройства, подключив их к неправильным портам. У ПК есть три и более автобусов.

Систему шины материнской платы сравнивают 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).

Различия между компьютерными шинами делятся на следующие категории:

  • Ширина данных
  • Частота цикла
  • Управление устройством
  • Тип

Ширина данных и частота цикла используются для определения пропускной способности или общего количества данных, которые может передавать шина.8-битная шина (ширина данных 1 байт), работающая с тактовой частотой 1 000 МГц (1 000 000 раз в секунду), может передавать 8 Мбит / с (1 Мбит / с).

В спецификации управления устройствами указано максимальное количество поддерживаемых устройств и сложность их настройки. Существует два типа обмена данными по шине: последовательный и параллельный. На параллельной шине все устройства имеют собственный интерфейс с шиной, что является нормой. Последовательные устройства связаны между собой, ну, в серию; последний должен говорить «насквозь» первого.Это может вызвать очевидные проблемы с производительностью. Эти шины обычно используются в условиях, когда пропускная способность данных не критична.

Передняя шина (FSB)
Передняя шина — это интерфейс между ЦП и материнской платой, в частности, северным мостом / концентратором контроллера памяти. См. Ниже подробные сведения о системных шинах, используемых Intel и AMD. Дополнительные сведения по этому вопросу см. В моем Daily Drill Down «Наборы микросхем материнских плат — хорошие, плохие и уродливые».

Intel GTL + Front Side Bus
На простейшем уровне Intel GTL + FSB обеспечивает единое соединение с северным мостом, совместно используемым всеми процессорами.В системе с двумя процессорами это вдвое уменьшает доступную полосу пропускания и делит ее на четверть платы с четырехъядерным процессором. Кто-то обязательно укажет на то, что процессорам практически никогда не нужна полная пропускная способность шины. Совершенно верно. К сожалению, поскольку шина работает по принципу «все или ничего», процессоры должны работать по очереди. (Здравствуйте, мистер Латенси, не могли бы присесть и поболтать, пока мы ждем прибытия автобуса?) Проблема еще хуже в сегодняшнем мире процессоров с частотой 800 МГц, работающих с памятью 133 МГц, где даже один процессор имеет ждать до шести циклов процессора для запроса данных.Представьте, что сервер с четырьмя процессорами используется не для шоу; если приложение недостаточно умно, чтобы заполнить этот кэш L1, или — не дай бог — ваш кеш L1 слишком мал, чтобы прослужить всю продолжительность, у вас будут простаивать процессоры. Таким образом, вы можете использовать меньше или более медленные процессоры и сэкономить деньги. Вот почему только процессоры Intel Xeon с объемом кэша L1 в восемь раз больше, чем Pentium III, могут использоваться в системах с более чем двумя процессорами.

Передняя шина AMD EV-6
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 системная шина Intel с частотой системной шины 133 МГц.Между процессорами, связанными с северным мостом и этой высокоскоростной шиной, EV-6 представляет собой превосходную многопроцессорную шину. Естественно, общая эффективная полоса пропускания ЦП не может превышать пропускную способность, доступную от других интерфейсов вместе взятых, 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 орудий Alpha в серверных войнах. Это также академично, пока AMD не выпустит многопроцессорную версию набора микросхем 760 в конце декабря 2000 года.

Шины памяти
Шина памяти — это интерфейс между ОЗУ и материнской платой. Поскольку для каждого варианта требуется контроллер разного типа, некоторые 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 двойной скоростью передачи данных)
Предстоящая замена SDRAM — это в основном тот же продукт, но он работает дважды за такт.Первоначально ожидается выпуск двух классов: 2x 100-МГц PC1600 (1,6 Гбит / с) и 2x 133-МГц PC2100 (2,1 ГБ / с). DDR-SDRAM всего на 10–20 процентов дороже традиционной SDRAM и обеспечивает лучшую производительность, чем одноканальная RDRAM. В настоящее время разрабатываются 2x 200-МГц PC3200 (3,2 ГБ / с), которые обеспечат тот же уровень производительности, что и двухканальный RDRAM, при использовании только одного модуля памяти.

RDRAM (динамическая оперативная память Rambus)
Rambus — это запатентованная архитектура памяти, которую рекламирует Intel.Он имеет формат последовательной 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 ГБ / с. Двухканальная система RDRAM используется на нескольких редких системах рабочих станций: она имеет два контроллера RDRAM с пропускной способностью 3,2 ГБ / с, но требует установки RDRAM попарно.

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

SDRAM (синхронная динамическая память с произвольным доступом)
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 в подавляющем большинстве процессоров Intel Pentium II и Pentium III. PC133 является предпочтительной памятью для всех процессоров AMD Athlon и Duron и новейших систем Pentium III.

VCM (память виртуального канала)
Это подмножество SDRAM представляет собой вариант с низкой задержкой, который обеспечивает повышенную производительность. Он работает на частоте 133 МГц и имеет такую ​​же полосу пропускания 1 ГБ, что и PC133 SDRAM, но сокращает задержку примерно на 10 наносекунд по сравнению с обычной задержкой в ​​40 наносекунд SDRAM. Для этого используются специальные «быстрые» регистры, 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, память которых охватывает несколько банков памяти.

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

Высокоскоростные шины ввода-вывода
Теперь давайте взглянем на высокоскоростные шины ввода-вывода.

AGP / Pro (порт расширенной графики)
Этот интерфейс представляет собой 32-разрядную систему, основанную на стандарте PCI, версия 2.1. Первоначальная версия 1x работала на частоте 66 МГц и 266 Мбит / 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 для функциональной частоты 133 МГц (532 Мбит / с).

4x снова удваивает пропускную способность до 1066 Мбит / с и имеет дополнительные функции доступа к памяти. Пропускная способность AGP 4x превосходит возможности SDRAM, поэтому большинство улучшений имеют ограниченное использование в системах, которые в настоящее время не используют Rambus RDRAM (1.6 ГБ / с) или будущей памяти DDR с удвоенной скоростью передачи данных (2,1 ГБ / с).

Pro — это 4-кратный вариант, который включает дополнительные выводы питания для работы с современными видеокартами с большим количеством транзисторов. Стандартные слоты AGP обеспечивают мощность до 25 Вт, что намного меньше, чем максимально доступные 110 Вт 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 включают в себя контроллер устройства, установленный на диске, результат сотрудничества 1986 года между Compaq и Western Digital по разработке недорогого диска с хорошей производительностью. Они решили ограничить количество выводов и длину кабеля, поскольку он был предназначен для систем более низкого уровня, которым не требуется большое количество внутренних устройств.

Поскольку каждое устройство имеет свой собственный контроллер, только два устройства могут быть в каждой цепочке, чтобы предотвратить чрезмерные помехи.Современные хост-адаптеры IDE могут работать с двумя цепочками, каждая с ведущим и ведомым. Ведущее устройство может в любой момент прервать работу ведомого устройства, что делает его неподходящим для основного системного привода 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.

Текущее поколение интегрированных хост-адаптеров IDE требует некоторого управления процессором 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 процессором. В соответствии со спецификацией ATA-2 скорость передачи данных увеличилась с 11,1 Мбит / с до 16,66 Мбит / 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 спецификация ATA / 33 использовала новые методы DMA для достижения скорости передачи данных 33 Мбит / 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. Система со скоростью 66 Мбит / с использует 40-контактный кабель с разъемом, аналогичным предыдущим форматам IDE, но в ней используются 80 проводников для обеспечения передачи сигналов. Для работы со скоростью 66 Мбит / 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 понижаться до скорости ATA / 33.ATA / 66 получил широкое распространение и является стандартом для многих новых компьютеров.

Ранее в этом году был представлен ATA / 100. Первоначальные продукты иногда назывались ATA / 66 +. Он продолжает использовать 80-жильный кабель и обеспечивает скорость передачи до 100 Мбит / с. Устройства IDE довольно недороги, и благодаря улучшенным функциям DMA они не так сильно влияют на производительность системы, как раньше. Диски IDE можно использовать в конфигурации RAID с ограничением в четыре диска, налагаемым платами контроллера.Достаточно сложный контроллер может управлять несколькими каналами IDE для большего количества дисков.

EISA (Расширенная архитектура отраслевого стандарта)
Шина ISA была первым широко распространенным интерфейсом ПК, представленным IBM на компьютере AT в качестве системной шины. Сначала это была 8-битная шина, работающая на частоте 8 МГц (пропускная способность 8 МБ / с), которую быстро модернизировали до 16-битной шины (16 МБ / с). Он использует прерывания, цифровой эквивалент звонка-будильника, для управления устройствами. Прерывания (называемые IRQ) жестко привязаны к портам на материнской плате и не могут быть перераспределены.Связь происходит с использованием адресов ввода-вывода и памяти, которые можно перераспределять между портами. Для работы каждое устройство должно иметь правильные настройки IRQ, ввода-вывода и адресов памяти при загрузке.

ISA позже был расширен до 32-разрядной шины, работающей на частоте 8 МГц (32 Мбит / с), и переименован в шину расширенной отраслевой архитектуры (EISA). Устройства ISA будут работать с материнской платой 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 через длинные, обычно темного цвета, разъемы, расположенные на самом дальнем крае платы. ISA устарела несколько лет назад, а EISA постепенно вымирает. Современные материнские платы имеют не более одного-трех слотов EISA. Большое количество материнских плат полностью лишены поддержки EISA.

FireWire / IEEE 1394
Разработанный Apple и ратифицированный IEEE (подмножество ANSI, организация, которая также ратифицирует SCSI и IDE), FireWire — это высокоскоростной интерфейс с возможностью горячей замены, который поддерживает до 63 устройств при передаче. скорость 50 Мбит / с.Он не получил широкого распространения, потому что он конкурирует с SCSI, хорошо зарекомендовавшим себя интерфейсом. Поскольку это высокопроизводительный дизайн для портативных устройств, он страдает от низких начальных объемов продаж, которые не позволяют ему конкурировать со SCSI по достоинству за счет цены, как это может сделать IDE.

PC-Card / PCMCIA (Международная ассоциация карт памяти для персональных компьютеров)
Группа PCMCIA, которая определяет этот стандарт, первоначально назвала устройства картами PCMCIA. Большинство людей называли их картами для портативных компьютеров или картами типа «ПК-что-то-что-то», из-за чего устройства назывались ПК-картами, а шина — просто CardBus.

Существует три типа PC-карт, 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, чтобы поддерживать модемы, сетевые карты и другие интерфейсные устройства. Большие 10-миллиметровые карты Type 3 позволяют использовать жесткие диски и другие большие запоминающие устройства.

Пропускная способность данных варьируется от 4 Мбит / с для самой медленной 16-битной передачи данных до 132 Мбит / с в самом быстром 32-битном режиме, как определено устройством.

PCI (Peripheral Component Interconnect)
PCI заменил EISA в качестве системной шины компьютеров ПК. Он включает в себя микросхему моста, которая позволяет другим типам процессоров связываться с ним. В результате PCI является стандартной шиной на ПК, а также на компьютерах Macintosh, Sun и Alpha. Настольный вариант PCI представляет собой 32-битную шину, работающую на частоте 33 МГц (133 Мбит / с). Стандарт PCI поддерживает 64-битный (266 Мбит / с) вариант. Однако этот формат в настоящее время используется только производителями рабочих станций и серверов, такими как Sun или Compaq / DEC.Текущий план заключается в том, чтобы PCI пропустила давно предложенный ПК с частотой 66 МГц и превратилась в PCI X (eXtended), версию с частотой 133 МГц (532 Мбит / 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 является шиной, что означает, что все устройства могут взаимодействовать друг с другом без вмешательства процессора, что увеличивает производительность системы.

Слоты PCI белого цвета и намного короче слотов EISA. Большинство плат имеет от трех до пяти слотов PCI.

SCSI (интерфейс малых компьютерных систем)
Интерфейс высокопроизводительных устройств, SCSI, был представлен в середине 1980-х годов, чтобы конкурировать с уже устаревшим интерфейсом устройств ESDI. SCSI был нацелен на ПК, Apple Macintosh, рабочие станции UNIX и миникомпьютеры, но не на мэйнфреймы, отсюда и название «малый». SCSI с самого начала разрабатывался для поддержки не только жестких дисков, но также сканеров, оптических приводов и других устройств большой емкости / высокой пропускной способности, которые не обязательно монтируются внутри компьютера.

Существует несколько поколений SCSI, которые во многих случаях имеют «широкую» 16-битную версию и «узкую» 8-битную версию. Производительность SCSI варьируется от 5 Мбит / с SCSI-1 до будущей системы Ultra 320 (320-Мбит / с). Для получения дополнительной информации прочтите TechProGuild «Учебник по SCSI: семь поколений высокопроизводительного оборудования» и «Краткий обзор характеристик SCSI, IDE и FireWire».

USB (универсальная последовательная шина)
USB может обрабатывать 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, позволяя использовать сверхлегкие и удобные аксессуары без силовых кабелей или шнуров. 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 Мбит / 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 снижает общее количество поддерживаемых устройств.Конечно, из-за низкой пропускной способности USB невозможно использовать все 128 устройств.

USB 2.0 находится в разработке некоторое время и должен быть шиной 60 Мбит / с. Этой полосы пропускания достаточно для работы жесткого диска, 100-мегабайтного Ethernet или системы видеозахвата с большим количеством накладных расходов, оставшихся для мышей, клавиатур и других устройств с высокой срочностью.

Низкоскоростные шины ввода-вывода
В следующих разделах обсуждаются 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 данных 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 Мбит / с, что необходимо для поддержки высокоскоростных графических принтеров.

Технически параллельный порт является интерфейсом, а не шиной, но из-за недавнего распространения «сквозных» устройств, таких как Zip-накопители, которые допускают активность 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, 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 115 Кбит / с теперь используется в основном для модемов и персональных цифровых помощников. Когда-то он был основным портом для мышей, но был заменен портом PS / 2. Практически все компьютеры имеют на задней панели последовательный порт.Как и в случае с параллельными портами, последовательный порт технически является интерфейсом, а не шиной. Однако в связи с появлением в последнее время «сквозных» устройств, таких как КПК, которые допускают активность шины последовательного типа, он также включен в этот раздел.

Специальные разъемы для материнских плат
Теперь давайте посмотрим на другие типы разъемов для материнских плат.

ACR (Audio Communication Riser)
Подступенки названы так потому, что они возвышаются над материнской платой параллельно или перпендикулярно ей.Аппаратный стандарт ACR — это попытка заменить плохо воспринимаемые 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 выглядит идентично слоту PCI и обычно располагается под углом к ​​другим слотам на материнской плате.

AMR (переходная плата аудиомодема)
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; примерно половину длины слота PCI. AMR заменяется CNR.

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

Заключение
Новые разработки в области скорости шины устраняют узкие места в системе, позволяя устройствам не отставать от более быстрых процессоров.Помните информацию в этом Daily Drill Down, и вы сможете определить, какие автобусы соответствуют вашим потребностям, а какие скоро станут устаревшими.
Авторы и редакторы позаботились о подготовке содержания, содержащегося в данном документе, но не дают никаких явных или подразумеваемых гарантий любого рода и не несут ответственности за ошибки или упущения. Мы не несем ответственности за любой ущерб. Перед внесением изменений всегда имейте проверенную резервную копию.

Что такое автобус? — Определение из Техопедии

Что означает автобус?

Шина — это подсистема, которая используется для соединения компонентов компьютера и передачи данных между ними.Например, внутренняя шина соединяет внутренние компоненты компьютера с материнской платой. «Топология шины» или конструкция могут также использоваться другими способами для описания цифровых соединений.

Шина может быть параллельной или последовательной. Параллельные шины передают данные по нескольким проводам. Последовательные шины передают данные в последовательном двоичном формате.

Techopedia объясняет автобус

Шина изначально представляла собой электрическую параллельную структуру с проводниками, подключенными к идентичным или аналогичным выводам ЦП, например 32-битная шина с 32 проводами и 32 выводами.Самые ранние шины, часто называемые шинами электропитания или шинами, представляли собой наборы проводов, которые соединяли периферийные устройства и память, причем одна шина предназначалась для периферийных устройств, а другая шина — для памяти. Каждая шина включала отдельные инструкции и отдельные протоколы и время.

Стандарты параллельной шины включают присоединение передовых технологий (ATA) или интерфейс малой компьютерной системы (SCSI) для принтеров или жестких дисков. Стандарты последовательной шины включают универсальную последовательную шину (USB), FireWire или последовательный ATA с топологией гирляндного подключения или конструкцией концентратора для устройств, клавиатур или модемов.

Компьютерная шина имеет следующие типы:

  • Системная шина: Параллельная шина, которая одновременно передает данные по 8-, 16- или 32-битным каналам и является основным каналом между ЦП и памятью.

  • Внутренняя шина: Подключает локальное устройство, например внутреннюю память ЦП.

  • Внешняя шина: Подключает периферийные устройства к материнской плате, например сканеры или дисководы.

  • Шина расширения: Позволяет платам расширения получать доступ к ЦП и ОЗУ.

  • Frontside Bus: Основная компьютерная шина, которая определяет скорость передачи данных и является основным путем передачи данных между ЦП, ОЗУ и другими устройствами материнской платы.

  • Задняя шина: Передает данные вторичного кэша (кэш L2) на более высоких скоростях, что позволяет повысить эффективность операций ЦП.

По мере развития автобус можно рассматривать на основе различных инженерных моделей. Например, есть параллельная шина и последовательная шина, как упоминалось выше, и различные типы шин, которые вы можете встретить на материнской плате компьютера, например, системная шина, адресная шина или шина ввода-вывода.

Еще можно говорить о шинах в виде скоростей передачи данных. Здесь «скорость шины» или скорость могут быть указаны в мегагерцах или мегабайтах в секунду. Например, говорят, что 100 МГц соответствуют примерно 6400 МБ в секунду в некоторых архитектурах.

Как правило, современные процессоры обеспечивают скорость шины, как правило, ниже 10 000 МБ или 10 ГБ в секунду.

Также есть обозначение шины, специфичное для того места, где она расположена на печатной плате.Передняя шина обычно считается самой быстрой шиной на материнской плате.

Что касается других вариантов использования термина «шина», топология сетевой шины отличается от схем электрических шин, упомянутых в связи с монтажной платой и электрической схемой.

В сети «шина» — это цифровая структура, которая будет передавать данные в формате параллельной или последовательной шины по набору узлов.

Проектирование шины стало неотъемлемой частью электротехники, а также, как уже упоминалось, создания сетей.По мере развития связей центральная концепция автобуса останется актуальной.

Влияние скорости шины материнской платы на скорость процессора | Малый бизнес

Дэн Стоун Обновлено 11 января 2019 г.

Скорость шины материнской платы компьютера не влияет на скорость установленного процессора. В компьютере материнская плата и процессор являются двумя отдельными компонентами и не влияют на производительность друг друга. Однако пользовательский опыт измеряется тем, насколько хорошо они работают вместе.

ЦП

ЦП или главный процессор компьютера имеет заданную на заводе рабочую скорость. Скорость процессора можно изменить в настройках BIOS материнской платы на некоторых компьютерах. Помимо ошибок совместимости оборудования, скорость процессора не изменяется никакими другими частями компьютера.

Однако центральный процессор — самая быстрая часть компьютера, и его часто замедляет другое оборудование, которое не успевает за ним. ЦП обрабатывают всю вычислительную работу компьютера за пределами основной графической работы, выполняемой графическим процессором.

Шина

Шина материнской платы передает данные между частями. Термин «скорость шины» относится к тому, насколько быстро системная шина может перемещать данные от одного компонента компьютера к другому. Чем быстрее шина, тем больше данных она может переместить за заданный промежуток времени.

Системная «Front Side Bus» соединяет ЦП с «северным мостом» компьютера, который обеспечивает связь между RAM компьютера и процессором. Это самая быстрая часть шины, которая справляется с наиболее важной рабочей нагрузкой компьютера.

Шина питает ЦП

Сам ЦП нуждается в данных для обработки; задача шины — передать эти данные в ЦП. Шина не увеличивает и не снижает скорость ЦП, но обрабатывает данные, которые поступают в устройство и выходят из него, что играет ключевую роль в том, насколько хорошо работает ЦП.

Это точка, в которой шина может повлиять на производительность ЦП — ЦП работает в циклическом процессе с данными, входящими и выходящими из устройства с заданным интервалом времени. Если у ЦП нет данных для работы в цикле, он тратит цикл и не обрабатывает данные.

Недостаточно шины

Недостаточная скорость шины может привести к зависанию ЦП компьютера, ожидающего обработки дополнительной информации. Это создает «узкое место», поскольку одна часть компьютера снижает производительность другой части системы. Если шина слишком медленная, ЦП будет тратить значительное количество циклов, и пользователь компьютера воспримет это как более низкую производительность.

Достаточная шина

Материнская плата с достаточной или чрезмерной скоростью шины для ЦП обеспечит оптимальную производительность.Если шина достаточно быстрая, ЦП будет постоянно иметь новые данные для обработки, готовые к работе, когда он завершит цикл. Хотя процесс не идеален и всегда есть неиспользуемые циклы, достаточная скорость шины помогает максимально увеличить количество используемых циклов.

Последовательные и параллельные шины | Sabre com Lógica

У нас будет разница между двумя логическими состояниями 0 и 1, равная AV — (- AV) = 2AV, что существенно снижает шумовые помехи. Шум, если таковой имеется, проявится в двух кабелях таким же образом, и когда вычитание двух значений в приемнике будет выполнено, он отменяется.В дифференциальной передаче важен знак и разница напряжений.

Таким образом, мы можем увеличить частоту до значений, которые могут достигать частоты процессора. Вместо двух кабелей у нас есть четыре и, следовательно, однонаправленная передача в каждой паре и одновременно в обоих направлениях (полный дуплекс) в двух парах. Этот набор кабелей называется Lane и включает двух каналов .

Мы можем добавить больше линий, всего до 32, с возможными 1, 2, 4, 8, 16 и 32 линиями, что дает начало обозначениям PCIe x1, PCIe x2, PCIe x4, PCIe x8, PCIe x16 и PCIe. х32.PCIe x32 еще не реализован.

PCIe передачи является двухточечной передачей, то есть линии, обслуживающие каждое устройство, являются эксклюзивными и не являются общими. В этой первой версии PCIe мы можем достичь скорости передачи 8 ГБ / с.

Именно в результате этих разработок AMD приняла Hyper Transport Bus в качестве замены FSB.

Последовательный ATA или SATA

SATA ( S erial A dvanced T echnology A ttachment ) — это технология, используемая для передачи данных с запоминающих устройств (в частности, жестких дисков). HDD ) и оптические приводы ( CD / DVD / BRD ).

Это соответствует дальнейшему развитию от параллельного к последовательному типу шин, поддерживающих большие объемы передачи и, следовательно, требующих более высоких скоростей передачи.

В частности, это соответствует развитию технологии ATA ( A dvanced T echnology A ttachment ), также известной как IDE (

00 I nte rive E lectronics ), который был переименован в PATA ( P параллельный ATA ), чтобы отличить его от SATA ( S erial ATA ).

Разъемы SATA обмениваются данными напрямую с AHCI ( A dvanced H ost C ontroller I nterface ), который должен быть резидентным на материнской плате. Оттуда они обмениваются данными с ЦП или напрямую с памятью через DMA ( D irect M emory A ccess ), обычно это последний, в настоящее время доступ к жесткому диску MMS ( M emory M anagement S ystem ) для передачи блоков в RAM.

2-е поколение SATA, SATA II или SATA 3 Гбит / с, так как это его скорость передачи, также очень часто встречается на многих компьютерах, даже в некоторых из них, в продаже, поскольку жесткие диски еще не поглощают всю полосу пропускания.

Текущее поколение этой технологии SATA или SATA III 6 Гбит / с в настоящее время реализовано на большинстве ПК с более высокой производительностью, представленных в настоящее время на рынке, поскольку текущий твердотельный жесткий диск (SSH), основанный на технологии Flash, может превосходить возможности SATA II.

Это соединение предназначено для компонентов, подключенных кабелем к материнской плате, внутри корпуса компьютера.

Дифференциальная последовательная трансмиссия, используемая в этой технологии, основана на 1 Lane ( 2 однонаправленных канала ), поэтому Full Duplex . Управление соответствующим дифференциалом такое же, как и для шины Hyper Transport.

USB (универсальная последовательная шина)

USB — это технология, предназначенная для подключения внешних периферийных устройств к компьютеру. Передача данных осуществляется последовательно, полудуплексно, то есть в одном направлении, бит за битом.USB последовал за огромным распространением персональных компьютеров и возник из-за необходимости упростить подключение различных периферийных устройств. Эта технология была разработана с точки зрения концепции Plug and Play (PnP ).

До появления USB подключения компьютеров с внешними периферийными устройствами были ограничены двумя последовательными портами, одним параллельным портом и некоторыми слотами расширения PCI на материнской плате, которые могли устанавливать знаки для определенных внешних подключений, таких как видео, сеть, звук и другие.

Установка внешнего периферийного устройства обычно была сложной и требовала вмешательства специализированных технических специалистов, поскольку необходимо было определить набор параметров для каждого компонента, например IRQ (запрос прерывания) и маневр « перемычки » (так назывался небольшой контакты, которые использовались для соединения двух контактов), которые были на платах или периферийных устройствах.

Если что-то не было реализовано должным образом, возникли конфликты, которые могли помешать работе периферийного устройства или даже более блокировать компьютер.

Концепция PnP произвела революцию в решении этих проблем, потому что она упростила установку периферийных устройств для любого пользователя с некоторыми знаниями и довольно лихой.

Это была комбинация USB с PnP , которая сделала обычным подключение любых компонентов к компьютеру.

USB позволяет подключать к компьютеру несколько компонентов, начиная с Master Hub , существующего в южном мосту, в последовательности которого и в топологии дерева можно подключить больше концентраторов, что дает больше возможных подключений, максимум до 127 компонентов и максимум 7 уровней концентратора, включая мастер-концентратор, также известный как HOST.

Тип разъема является общим для всех периферийных устройств, использующих эту технологию, что упрощает их проектирование с учетом поддержки операционными системами и оборудованием.

Он создал стандарт, который позволяет операционной системе и материнской плате определять тип периферийного устройства, его потребности в питании, потребности в полосе пропускания и другие, как только они обнаруживаются и идентифицируются.

Когда компьютер загружается, подключенные к нему USB-устройства обнаруживаются, и им присваивается номер.

Каждый раз, когда устройство подключается к компьютеру через порт USB и обнаруживается его присутствие:

Контроллер и ОС проверяют, есть ли у них уже свои драйверы или они включены в само устройство, и размещают их в месте, которое будет использоваться.

Если драйверы устройства недоступны, пользователь должен ввести диск, содержащий драйверы, предоставленные производителем.

Совсем недавно ОС сама запрашивает базу данных, в которой хранится подавляющее большинство драйверов для этой ОС.

Наиболее распространенной версией USB, которая в настоящее время работает на компьютерах и мобильных устройствах, является 2.0, которая позволяет соединения со скоростью передачи 480 Мбит / с (80 МБ / с) против 12 Мбит / с (1,5 МБ / с) предыдущей версии 1.1. , полностью заброшенный.

Практически на каждом новом ПК теперь есть новый USB версии 3.0, который имеет скорость передачи данных 3,2 Гбит / с (400 МБ / с) в полнодуплексном режиме, что превышает скорость передачи, достигаемую в настоящее время на рынке жестких дисков.

Подключи и работай (PnP)

BIOS — это основная программа, которая включает PnP. Он читает ESCD ( E xtended S ystem C onfiguration D ata ), т.е. ESCD , который содержит информацию об установленных устройствах PnP . Операционная система, совместимая с PnP , завершает процесс, запущенный BIOS.

PnP автоматизирует следующие задачи:

  • запросов прерывания или IRQ ( I nterrupt R e Q uests ) для устройства. IRQ используется компьютерным устройством, чтобы запросить внимание процессора к нему, точно так же, как любой из нас, чтобы быть услышанным кем-то, кто занят, привлекая его внимание и спрашивая: Могу ли я прервать? Например, мышь отправляет IRQ всякий раз, когда вы ее перемещаете, чтобы уведомить ЦП о своих действиях.
  • Назначает адреса памяти для исключительного использования обнаруженных устройств, обеспечивая таким образом аппаратным средствам необходимые условия для его наилучшей работы.
  • Устанавливает устройство должным образом для доступа к DMA ( прямой доступ к памяти ), что позволяет ему напрямую обращаться к памяти без прохождения через ЦП.
  • Определяет порты, используемые устройством для приема и отправки информации. (Конфигурация ввода / вывода).

А как работает?

Во время загрузки BIOS идентифицирует все имеющееся оборудование и запрашивает каждое из них идентифицировать себя. Когда он его получает, проверяет, существует ли он уже в ESCD.В противном случае BIOS назначает ему IRQ, DMA, адрес памяти и конфигурацию ввода-вывода. И записывает эти данные и устройство в ESCD.

Затем операционная система (ОС) запрашивает ESCD, проверяет устройства и загружает драйверы (небольшие программы идентификации устройства для этой ОС), необходимые для его распознавания, или запрашивает их установку с диска, предоставленного производителем, если соответствующие драйверы не установлены. еще не установлен.

В настоящее время это нормально, что драйверы входят в состав устройства таким образом, что они могут быть прочитаны ОС при первом использовании.В последнее время и по вопросам безопасности сама ОС запрашивает базу данных, в которой хранятся драйверы, которые каждый производитель предоставляет ей при выпуске продукта на рынок, как, например, в случае с Windows 7 и 8. Драйверы устанавливаются в ядро ​​ОС, что является важной областью для безопасности компьютера, и установка драйверов с компакт-диска, представленного пользователем, вызвала серьезные недостатки в безопасности, которые ОС теперь намерена избежать, действуя таким образом.

ФСБ Evolution

Рисунок 1

Поскольку все коммуникации между ЦП и остальными компонентами (такими как жесткий диск, ОЗУ, видеокарта) компьютера должны были проходить через системную шину, это стало постоянным узким местом для постоянного развития процессоров, памяти, видеокарт и прочего. компоненты.

Огромный прогресс, достигнутый видеокартами, поддерживаемыми PCI Express, позволяющими передавать данные максимум 8 ГБ / с, сделал их сами по себе превышающими пропускную способность системной шины. Не говоря уже о постоянном доступе, который ЦП должен делать к основной памяти, при постоянном увеличении скорости передачи данных (DRAM, DDR, DDR2, DDR3).

Нет сомнений в том, что ФСБ тормозила рост новых технологий, не позволяла эксплуатировать их сверх значений, которые становились незначительными по сравнению с развитием всех компонентов.

Возможно, именно потому, что AMD была производителем с самой низкой скоростью передачи данных по системной шине, AMD первой инвестировала в совершенно иную архитектуру передачи данных по системной шине и схему организации шин на материнской плате.

Тенденцией развития автобусов на всех уровнях является переход от параллельной к последовательной передаче. Serial ATA (SATA) и PCI Express (PCIe) представляют собой эволюцию своих предшественников PATA и PCI от параллельной к последовательной передаче. Не говоря уже о USB и Firewire, когда-либо рожденных как последовательные коммуникации, которые пережили и продолжают испытывать огромные разработки, особенно в области USB.

Гипертранспортный автобус

Технология

Hyper Transport была принята AMD и создана консорциумом AMD, NVidia и Apple. Шина Hyper Transport была реализована AMD вместе с архитектурой AMD64. Это двухточечная последовательная передача, отправляющая два бита за тактовый цикл, в восходящем и нисходящем фронтах тактовой частоты и в полнодуплексном режиме.

Hyper Transport — это автобус с полосами движения с двумя связями на полосу, по одному в каждом направлении. Передача последовательная дифференциальная, но способ передачи отличается от описанного для PCIe.

Гипертранспортная шина предназначена для передачи пакетов из n слов по 32 бита каждое, независимо от ширины дорожек соединения. Передача всегда начинается словом, содержащим код передачи. Количество битов всегда кратно 32, независимо от размера передаваемых данных.

Шина Hyper Transport предназначена для замены FSB, а также для связи между процессорами в многопроцессорных или многоядерных процессорах.

Наряду с Hyper Transport Bus AMD реализовала свою архитектуру AMD64, которая включает перенос контроллера памяти с северного моста в микросхему ЦП, таким образом, доступ к памяти осуществляется напрямую с микросхемы ЦП к модулям памяти и через двухканальный канал, а также изменяется компоновка. материнской платы, как показано на рисунке Рисунок 1 .

QuickPath Interconnect

Это версия Intel для замены FSB. В целом похоже на HyperTransport, но без совместимости между двумя решениями.Это последовательная передача от точки к точке с двумя данными за такт и полнодуплексный режим. Он состоит из 20 строк, и передача осуществляется блоками по 80 бит, которые отправляются за два тактовых цикла. Из этих 80 битов 8 предназначены для контроля ошибок, 8 — для заголовка канального уровня и 64 — для данных.

При работе на частоте 3,2 ГГц достигается пропускная способность 25,6 ГБ / с в обоих направлениях (полный дуплекс).

Через этот тип шины также будут соединяться ядра многоядерных процессоров, а также межпроцессорные соединения.Эта шина является следствием новой архитектуры, разработанной Intel, Nehalem , которая будет обсуждаться в наших тематических исследованиях на протяжении всей этой работы.

Связь с памятью была удалена и перенесена с северного моста на микросхему ЦП путем встраивания в него контроллера памяти, что изменило компоновку материнской платы на ту, что в Рис. 1 .

ПЧ

PCH ( P latform C ontroller H ub ) получается из дампа функций северного моста в микросхему ЦП.После приобретения контроллера памяти, который дал ему прямую связь с памятью, он также получил линий PCIe . Таким образом, северный мост лишился своих основных функций

Таким образом, южный мост вобрал в себя все функции ввода-вывода и управления остальными функциями материнской платы. Помимо тех, которые уже были необычными, он включает в себя RTC (часы реального времени), функции микросхемы Super I / O , функции микросхемы Ethernet и другие, получившие название PCH (Platform Control Hub). ), что действительно соответствует его новым функциям.

Микросхема PCH также имеет контроллер дисплея, поскольку он отвечает за связь с дисплеем, где микросхема ЦП уже включает графический процессор, а видеокарта не используется.

Это изменение произошло даже с архитектурой Nehalem и изначально поддерживается Intel Atom, Intel Core i3, Intel Core i5 и Intel Core i7, за исключением серии 9xx.

Микросхема PCH имеет два разных вида связи с микросхемой ЦП:

DMI ( D irect M edia I nterface ), ранее использовавшийся для связи между северным и южным мостами, который с его DMI 2.0 evolution обеспечивает скорость передачи данных 20 Гбит / с между процессором и PCH.

FDI ( F lexible D isplay I nterface ) — это ссылка, созданная Intel специально для поддержки соединения между процессором (включая HD-графику и графический процессор) и PCH, исключительно для графические коммуникации. В этом случае выходные видеоразъемы должны находиться на самой материнской плате.

И DMI, и FDI были введены во время различных архитектурных инноваций в Intel Core i7, от Nehalem до Sandybridge и Ivybridge , а также при уменьшении размера транзисторов, которые в первом i7 имели размер 45 нм, а сейчас используются.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *