Организация ЭВМ и систем

         

Типы и характеристики стандартных шин


Типы и характеристики стандартных шин, используемых в настоящее время, приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1 Характеристики стандартные шин

Тип шины

Разрядность шины (бит)

Тактовая частота (МГц)

Пропускная способность (Мб/сек)

ISA



16

8

16

EISA

32

8

33

МСА

32

10

-

VLB(VESA)

32

40

130

VLB2

64*

400*

PCI

32

33,66

120, 133

VME32

32

-

32

VME64

64

-

160

Sbus

32,64

20,25

80,100

Mbus

64

50

125 (400)

XDBus

64

-

310(400)

AGP

32

133

533

PCI-X

64

133

1060

Системная шина ISA (Industry Standard Architecture) впервые стала при­меняться в ПК IBM PC/AT на базе процессора i2826. Данная шина позволяет передавать параллельно 16 бит данных и обращаться к 16 Мбайт системной памяти. В современных компьютерах используется как шина ввода/вывода для организации связи с медленно действующими периферийными устройст­вами.

С появлением процессоров i386, i486 системная шина ISA стала "узким местом" ПК на их основе. Другая системная шина EISA (Extended Industry Standard Architecture), разработанная в 1988 году, обеспечивает адресное про­странство в 4 Гбайта, 32-битовую передачу данных, тактируется частотой около 8 Мгц, имеет максимальную теоретическую скорость передачи данных 33 Мбайт/с и совместима с шиной ISA.

Шина МСА также обеспечивает 32-разрядную передачу данных, такти­руется частотой 10 МГц, но не совместима с шиной ISA и используется толь­ко в компьютерах компании IBM.


Локальная шина VESA-Local-Bus (VLB) предназначалась для увеличе­ния быстродействия видеоадаптеров и контроллеров дисковых накопителей. Она подключалась непосредственно к процессору i486, и только к нему. По­сле появления процессора Pentium ассоциация VESA приступила к работе над новым стандартом VLB версии 2, который предусматривает использова­ние 64-битовой шины данных и увеличение количества разъемов расшире­ния. Ожидаемая скорость передачи данных — до 400 Мбайт/сек.

Шина PCI (Peripheral Component Interconnection) в первом варианте ис­пользовалась как локальная шина и предназначалась для тех же целей, что и предыдущая шина (VLB). В действующем втором варианте шина PCI отно­сится к шинам ввода/вывода. В данном случае соединение шин центрального процессора и PCI осуществляется через так называемую PCI-перемычку, мост PCI или контроллер, которые согласуют шину центрального процессора с шиной PCI. Это означает, что PCI может работать с процессорами различ­ных платформ и поколений.

Шина УМЕ приобрела большую популярность как шина ввода/вывода в рабочих станциях и серверах на базе RISC-процессоров. Эта шина высоко стандартизирована, имеет несколько версий этого стандарта: VME32,

VME64.

В однопроцессорных и многопроцессорных рабочих станциях и серве­рах на основе микропроцессоров архитектуры SPARC одновременно исполь­зуются несколько типов шин: Sbus, Mbus и XDBus, причем шина Sbus при­меняется в качестве шины ввода/вывода, а Mbus и XDBus — в качестве шин для объединения большого числа процессоров и памяти.

Спустя почти четыре года с того времени, когда шина PCI стала стан­дартом в настольных ПК, корпорация Intel объявила о новой, предназначен­ной исключительно для графики, шине AGP, способной повысить произво­дительность видео-, 2D-, ЗD-пpилoжeний. Шина AGP (Accelerated Graphics Port) относится к локальным шинам. Для использования технологии AGP не­обходим набор микросхем Intel 440LX (появившийся в 1997 году), который позволяет разгрузить сравнительно "узкую" (133 Мб/с) шину PCI от жадного на ресурсы видеоадаптера и подключить последний к специально предназна­ченной для него более "широкой" (528 Мб/с) шине AGP.


На долю же PCI ос­ таются более медленные устройства, функционирование которых существен­но улучшается благодаря отключению от шины более быстродействующих устройств, то и дело создающих "пробки" в стремительном потоке данных. Набор 440LX не только имеет поддержку AGP, но и допускает использование в машинах на базе Pentium II быстродействующей памяти SDRAM, которая обеспечивает более высокую производительность, чем ОЗУ типа EDO DRAM, применяемое в машинах Pentium II со старым набором микросхем 440 FX. Конструктивно 440 LX состоит из двух устройств: микросхемы 82443LX (РАС или PCI AGP Controller) и многофункционального моста 82371АВ (PIIX4 или PCI, ISA, IDE Accelerator).

В целом же шинная архитектура настольного ПК нового (на ближайшие два-три года) поколения содержит несколько шин (рис. 5.3) с различной про­пускной способностью: шины (1 Гб/с), соединяющей ядро Pentium II с кэш-. памятью второго уровня, трех шин (528 Мб/с), соединяющих новый набор AGPset с ядром процессора, SDRAM и графическим акселератором, а также шины PCI (133 Мб/с).

Применение такой шиной организации увеличивает быстродействие компьютеров при выполнении целочисленных операций, действий с пла­вающей запятой и работе с мультимедиа-приложениями.

В 1998 году три крупнейшие компьютерные компании — Compaq, Hewlett-Packard и IBM — разработали новую спецификацию — расширение шины PCI, названную PCI-X, которая работает на тактовой частоте 133 МГц. Шина PCI-X обладает обратной совместимостью с PCI, требует нового набо­ра микросхем Intel 450 NX, кроме того, благодаря новой схеме обмена ре­гистр-регистр достигается пропускная способность 1,06 Гб/с (8 Гбит/с), что обеспечивает почти шестикратный выигрыш в производительности. В пер­вую очередь PCI-X предназначена для подключения высокопроизводитель­ных адаптеров типа Gigabit Ethernet, Ultra 3SCSI и Fibre Channel (FC-AL).



Рис.5.3. Шинная архитектура ПК на базе набора микросхем 440LX


Содержание раздела