Yerel otobüs nedir?

Bu bölümde, kişisel bilgisayarlar (PC'ler veya İngilizce olarak, PC'ler) için modern sistem yerel veri yollarının kullanımı ile ilgili sorunları ele alacağız, karşılaştırmalı özelliklerini vereceğiz ve bu veri yolu kapladığı için PCI veri yolunu kullanma sorunlarına geçeceğiz. masaüstü pazarında lider konum. PC.

Kişisel bilgisayarlar için veri yollarının incelemesine başlamadan önce, sistem veri yolunun ne olduğu ve bir bilgisayarda neden gerekli olduğu hakkında birkaç kelime söylemek gerekir. Bir veri yolu, en basit durumda, bir mikrobilgisayarın çeşitli bileşenlerini, çalışmalarının koordine edilebilmesi için tek bir sisteme bağlamak için bir dizi iletkendir. Sistem veri yolunun ana sorumluluğu, temel mikroişlemci ile bilgisayarın elektronik bileşenlerinin geri kalanı arasında bilgi aktarımı yapmaktır. Bu veri yolu sadece bilgi aktarmak için değil, aynı zamanda cihazları adreslemek ve özel servis sinyallerini değiştirmek için de kullanılır. Böylece sistem veri yolu, amaçlarına göre birleştirilmiş bir dizi sinyal hattı olarak temsil edilebilir:

• Kontrol hatları
• Adres satırları
• Veri hatları

Veri yolunun yaklaşık çalışmasını açıklamak için, minimum adres, veri ve kontrol / flaş hatlarından oluşan geleneksel bir PC veriyolu alın. Burada kullanılacak en basit çözüm programlanabilir I/O'dur. Kontrol hatları, bir dizi darbe üreterek veri iletimini senkronize etmek için kullanılır. İki kontrol şeması mümkündür, örneğin, okuma ve yazma için ayrı kontrol hatları veya ilgili durumdaki STROBE flaş hattı ve okuma-yazma hattı (bir sinyal için yüksek seviye, diğeri için düşük seviye).

PC veri yolları ayrı okuma ve yazma kontrol hatları kullanma eğilimindedir (aslında bu satırlardan 2'si belleğe erişmek için ve 2 ek satır G/Ç için kullanılır). Bu durumda, merkezi işlem birimi (CPU), veri yoluna bağlı çevresel cihazlara veri gönderir. CPU, G / Ç hattında bir flaş sinyali verir. Bu darbe, adres satırındaki bir önceki adresin doğru olduğunu ve çevre biriminin veri yolundan okumaya başlayabileceğini gösterir. Yukarıda listelenen sinyallere ek olarak, gerçek sistem veriyolunda bulunan başka kontrol sinyalleri de vardır.

PC yerel veriyoluna genel bakış

PC'ler ve diğer bilgisayar türleri için yerel olanlar da dahil olmak üzere birçok sistem veri yolu vardır. Başlıcalarını sıralayalım:

• S-100
• S-100 / IEEE696
• nubus
• Multibus-II
• VL-Otobüs
• Gelecek otobüsü +
• ve bir dizi başka lastik.

S-100 otobüsü ile sırayla başlayalım. Bu veri yolu, 8 bit mikroişlemciler ve çeşitli endüstriyel uygulamalar için tasarlanmıştır. Tipik özellikleri şu şekildeydi:

• Boyutlar: 134 mm x 254 mm, 100 pim
• Konektör: Kartın her iki tarafında 50 pin
• Düzenlenmemiş besleme gerilimi: + 8V, + 16V.

Bir zamanlar, S-100 veri yolu çok çeşitli çevresel kartlar için çok popülerdi; hafıza kartlarına, seri ve paralel arabirim cihazlarına, disket denetleyici kartlarına, video kartlarına, müzik sentezleyici kartlarına vb. dahil edildi. S-100, 16 veri hattı, 16 adres hattı (maksimum 64KB adres alanı ile), 3 güç hattı, 8 kesme hattı ve 39 kontrol hattı sağladı. Bu veri yolu Intel 8080, Zilog Z-80 ve Motorola 6500 ve 6800 mikroişlemciler için kullanıldı.Birkaç şirket S-100'e dayalı böyle bir veri yolu için kendi standartlarını oluşturdu.

Bunun bir örneği, 1983'te geliştirilen S-100 / IEEE696 veri yolu standardıdır. Ortaya çıkan lastik aşağıdaki özelliklere sahipti:

• Adresin ek 8 biti, 16 MB belleğe kadar adreslemeyi mümkün kıldı (böylece toplam 24 adres satırı elde edildi).
• On altı istek (SXTRO, satır 58) ve on altı onay (SIXTN, satır 60) olmak üzere iki sinyal daha ekleyerek 16 bit mikroişlemcileri destekler.
• 12. satır, maskelenemeyen bir kesinti (NMI) sinyali için ayrıldı.

Bu veri yolunun tüm özellikleri 100 sinyale kadar içerir. Bu durumda, çalışma frekansı 10 MHz'e ulaşır. S-100 veri yolu ve modifikasyonları, küçük endüstriyel uygulamaların geliştirilmesinde uygulama bulmuştur. Bu veri yolunun ana avantajları, çok sayıda endüstriyel geliştirici tarafından veri yolunun düşük maliyeti ve desteğidir.

IBM PC AT ve IBM PC XT bilgisayarlarında, bilgisayarlarda kullanılan i8088 mikroişlemcisinin 8 veri hattı olduğundan, sistem veri yolu bir seferde sadece 8 veri biti iletmek üzere tasarlanmıştır. Ek olarak, sistem veriyolu, adres alanını 1 MB ile sınırlayan 20 adres satırı içeriyordu. Bu bus'ta harici cihazlarla çalışmak için ayrıca 4 hat donanım kesintisi ve doğrudan hafıza erişimi (DMA - Direct Memory Access) için harici cihazların gereksinimi için 4 hat vardı. Genişletme kartlarını bağlamak için özel 62 pinli konektörler kullanıldı. Sistem veriyolu ve mikroişlemcinin aynı saat üretecinden 4,77 MHz frekansla senkronize edildiğine dikkat edin. Böylece teorik olarak veri aktarım hızı 4,5 MB/sn'nin üzerine çıkabiliyor. i80286 mikroişlemcisini kullanan PC AT bilgisayarları ilk kez yeni bir sistem veriyolu tanıttı ISA (Endüstri Standardı Mimarisi), söz konusu mikroişlemcinin yeteneklerini tam olarak gerçekleştirmek. Adres hatlarının sayısı dört, veri hatlarının sayısı sekiz arttı. Böylece 16 veri bitinin paralel olarak iletilmesi mümkün olmuş ve 24 adres hattı sayesinde 16 MB sistem belleğine doğrudan erişim mümkün olmuştur. Bu veri yolundaki donanım kesme hatlarının sayısı 7'den 15'e ve DMA kanalları - 4'ten 7'ye çıkarıldı. PC XT'de kullanılan tüm cihazlar, PC AT 286'da sorunsuz bir şekilde kullanılabilir.ISA veri yolu ile ana kartlar, veri yolunun kendisinin ve mikroişlemcinin farklı saat frekansları ile senkronizasyonuna izin verdi, çünkü genişletme kartlarında yapılan cihazlar, temel mikroişlemciden daha yavaş çalışır. Bu, özellikle işlemci saat hızı 10-12 MHz'i aştığında önemli hale geldi. ISA sistem veri yolu şimdi 8 MHz'de eşzamansız olarak çalışır; bu nedenle teorik maksimum aktarım hızı 16 MB/sn'ye kadar çıkabilir. IBM PC XT için ISA veri yolunu özetlersek, aşağıdaki ana özellikler ayırt edilebilir:

• 20 adres satırı (A0 - A19)
• 8 veri hattı (çift yönlü)
• Maksimum verim 1.2 MB / s
• 6 kesme istek satırı (IRQ2 - IRQ7)
• 3 satır DMA
• Veri yolu çalışma frekansı 4.77 MHz

IBM PC AT için ISA veri yolu aşağıdaki parametrelere sahiptir:

• 16 veri hattı
• Maksimum adreslenebilir bellek - 16 MB'a kadar (224)
• Ek 5 IRQ satırı eklendi (kenar saatli)
• Ek sinyaller sunarak birden fazla bus yöneticisi için kısmi destek
• Bant genişliği 5,3 MB / sn
• Veri yolu çalışma frekansı 8 MHz

i80386 ve i486 gibi yeni mikroişlemcilerin ortaya çıkmasıyla, bu mikroişlemcilere sahip bilgisayarların performansını iyileştirmenin önündeki tamamen aşılabilir engellerden birinin ISA sistem veri yolu olduğu açıkça ortaya çıktı. Gerçek şu ki, bu veri yolunun yeni neslin yüksek performanslı sistemlerini inşa etme olanakları neredeyse tükenmişti. Yeni sistem veriyolunun mümkün olan en büyük miktarda adreslenebilir bellek, DMA modu da dahil olmak üzere 32 bit veri aktarımı, geliştirilmiş bir kesme sistemi ve DMA tahkimi, sistemin otomatik konfigürasyonu ve genişletme kartları sağlaması gerekiyordu. EISA (Genişletilmiş Endüstri Slandard Mimarisi), IBM PC uyumlu bilgisayarlar için böyle bir veri yolu haline geldi. EISA veri yoluna sahip anakartların başlangıçta yeni mimarinin çok özel bir uygulama alanına odaklandığını unutmayın. Yani, arabellek önbelleğine sahip sabit manyetik disklerde yüksek hızlı harici bellek alt sistemleriyle donatılmış bilgisayarlarda. Bu bilgisayarlar hala esas olarak güçlü dosya sunucuları veya iş istasyonları olarak kullanılmaktadır. Elbette özel EISA kartlarına ek olarak, bilgisayarın ana kartındaki EISA konektörü, ISA veri yolu olan sıradan bir PC AT için tasarlanmış 8 veya 16 bitlik genişletme kartını barındırabilir. Bu, gerçekten dahiyane ama basit bir yapıcı çözümle sağlanır. EISA konektörlerinde, biri (üstte) ISA veri yolu sinyallerini kullanan ve diğeri (altta) sırasıyla EISA veri yolu sinyallerini kullanan iki sıra pin bulunur. EISA konnektörlerindeki pinler, her sinyal pininin yanında bir toprak pini olacak şekilde konumlandırılmıştır. Bu, elektromanyetik parazit oluşturma olasılığını en aza indirir ve ayrıca bu tür parazitlere karşı duyarlılığı azaltır. EISA veri yolu, i80386 / 486 mikroişlemcilerin kullanabileceği 4 GB'lık adres alanının adreslenmesine izin verir. Bununla birlikte, bu alana yalnızca merkezi işlemci tarafından değil, aynı zamanda ana veri yolu tipi kontrol cihazlarının panoları - ana abone (yani, veri yolu üzerinden veri aktarımını kontrol edebilen cihazlar) ve cihazlar tarafından erişilebilir. DMA modunun düzenlenmesi. EISA standardı, kendi mikroişlemcileriyle donatılmış "akıllı" cihazlar (kartlar) için çok işlemcili bir mimariyi destekler. Bu nedenle, örneğin sabit disk denetleyicilerinden, grafik denetleyicilerinden ve ağ denetleyicilerinden gelen veriler, ana işlemci yüklenmeden bağımsız olarak işlenebilir. Teorik olarak, patlama modundaki maksimum veri yolu hızı 33 MB / s'ye ulaşabilir.Normal (standart) modda, EISA veri yolu hızı, elbette ISA için bilinen değerleri aşmaz. EISA veriyolunda, özel bir cihaz - bir sistem hakemi aracılığıyla düzenlenen bir merkezi kontrol yöntemi sağlanır. Bu sayede bus üzerinde master kullanımı desteklenmekte ancak bus'ın talep eden cihazlara çevrimsel olarak sağlanması da öngörülmektedir. ISA bus'ta olduğu gibi, EISA'da da 7 DMA kanalı vardır. DMA işlevleri, biraz daha hızlı olabilmelerine rağmen, ISA veri yolundaki benzer işlemlerle tamamen uyumludur. DMA kontrolörleri 8-, 16- ve 32-bit transfer modlarını destekleme yeteneğine sahiptir. Genel olarak, DMA cihazı ile sistem belleği arasında dört değişim döngüsünden biri mümkündür. Bunlar, veri aktarımı için 8 veri yolu saat döngüsü kullanan ISA uyumlu döngülerdir; 6 veriyolu saat döngüsünde yürütülen A tipi döngüler; 4 veri yolu saat döngüsünde yürütülen B tipi döngüler ve veri aktarımının bir veriyolu saat döngüsünde gerçekleştiği C tipi döngüler (veya çoğuşma). Döngü türleri A, B ve C 8-, 16- ve 32-bit cihazlar tarafından desteklenir ve uygun olmayan belleğe aktarıldığında verilerin boyutunu (genişliğini) otomatik olarak değiştirmek mümkündür. DMA kullanan çoğu ISA uyumlu cihaz, standart (ve nispeten yavaş) ISA döngüleri yerine A veya B döngülerini kullanacak şekilde programlanırsa 2 kata kadar daha hızlı çalışabilir. Bu performans, ISA uyumluluğu pahasına değil, yalnızca veri yolu tahkimi geliştirilerek elde edilir. Sistemdeki DMA öncelikleri "dönen" (değişken) veya sabit kodlanmış olabilir. Kesme isteklerinin voltaj düşüşleri (sinyal kenarları) şeklinde iletildiği ISA veri yolu kesme hatları, darbe gürültüsüne karşı oldukça hassastır. Bu nedenle, sadece kendi uçlarında aktif olan ISA veriyolu üzerindeki olağan kesme sinyallerine ek olarak, EISA sistemi aynı zamanda seviye aktif kesme sinyalleri de sağlar. Ayrıca, her bir kesinti için, bir veya başka bir faaliyet şemasının seçimi önceden programlanabilir. Gerçek kenar etkin kesmeler, yalnızca kesme isteklerine sinyal kenarına duyarlı bir devre tarafından hizmet verilen "eski" ISA bağdaştırıcılarıyla uyumluluk için EISA'da saklanır. Seviye etkin kesmelerin, geleneksel kesmelere göre gürültü ve parazite karşı daha az duyarlı olduğu açıktır. Ek olarak, (teorik olarak) aynı fiziksel hat üzerinden sonsuz sayıda kesme seviyesi iletilebilir. Böylece, birden fazla istek için bir kesme hattı kullanılabilir. EISA veri yolu olan bilgisayarlar için otomatik sistem konfigürasyonu sağlanır. EISA veri yoluna sahip bilgisayarlar için genişletme kartlarının her üreticisi bu kartlar ve özel yapılandırma dosyaları ile birlikte gelir. Bu dosyalardan gelen bilgiler, bilgisayar kaynaklarının ayrı kartlar arasında bölünmesinden oluşan sistemin çalışmaya hazırlanması aşamasında kullanılır. "Eski" adaptör kartları için, kullanıcının DIP anahtarlarının ve atlama kablolarının doğru konumunu kendisinin seçmesi gerekir, ancak EISA bilgisayarlarındaki servis programı, monitör ekranında ilgili anahtarların ayar konumlarının görüntülenmesine izin verir ve bunların doğru olması için bazı önerilerde bulunur. Kurulum. Ek olarak, EISA mimarisi, belirli veri yolu yuvaları için belirli G / Ç adresi gruplarının tahsis edilmesini sağlar - her genişletme yuvasına 4K baytlık bir adres aralığı atanır. Ayrıca, bireysel EISA panoları arasındaki çakışmaları da önler. Ek olarak, veriyolu hala yaklaşık 8 MHz'de saatlidir ve veri yolunun artan bit genişliği nedeniyle baud hızı artar. Bu nedenle, EISA veriyolu aşağıdaki parametrelere sahiptir:

• 32 - bit aktarım modu
• Maksimum verim - 33 MB / s'ye kadar
• 4 GB'a kadar adreslenebilir bellek alanı sağlayan 32 bit bellek adresleme
• Birçok lastik ustası
• Programlanabilir seviye veya kenar kesmeleri
• Panoların otomatik konfigürasyonu

Nubus otobüsü. IBM uyumlu bilgisayarların geçmişinden gelen ağır bir miras olan ISA veriyolunun Apple dünyasında bir karşılığı var. Bu, günümüzde yaşayan en eski lastik olan Nubus lastiğidir. ISA ile yaklaşık olarak aynı özelliklere sahiptir.

Multibus-II bus ile dünyada iki buçuk milyondan fazla sistem var. Dolayısıyla bu "egzotik", bilgisayar endüstrisinin tüm dallarının yüzünü tanımlar ve bu arada, yaklaşık iki yüz geliştirme firmasını besler. Multibus-II bus, 1985 yılında endüstriyel otomasyonda yaygın olarak kullanılan Multibus standardının bir gelişimi olarak geliştirilmiştir. Multibus-II, 32-bit'tir ve 80 MB/s'ye kadar çıktı hızına kadar ana işlemci hızlarında çalışabilir. Multibus, ordu tarafından büyük saygı görüyor - güvenilir, ciddi, tek tip olan her şeyi seviyorlar. Bugün bile, tamamen minyatürleştirme günlerinde, endüstriyel Multibus kontrolörleri 9x9 inçtir - muhtemelen sağlamlık için. Burada tartışılan diğer veri yollarından farklı olarak, Multibus, farklı kontrol cihazları arasında mesajları ("mesaj geçişi" olarak adlandırılır) aktarma yeteneğine sahiptir. Texas Instruments'ın Inmos transputer'larında ve TMS 320C40 işlemcilerinde mutlak hale getirilen "mesaj geçişi" mekanizması, işlemciler ve kontrolörler arasında "akıllı" etkileşimin düzenlenmesine olanak tanır. Bu, özellikle çok işlemcili sistemler oluştururken ve karmaşık endüstriyel elektronik kompleksleri oluştururken önemlidir. Multibus-II standardının bu güne kadar endüstriyel sistemler arasında "hükümdar olması" tesadüf değildir. Texas Instruments'ın Inmos transputer'larında ve TMS 320C40 işlemcilerinde mutlak hale getirilen mesaj iletme mekanizması, işlemciler ve kontrolörler arasında "akıllı" etkileşimin düzenlenmesine olanak tanır.

Ve şimdi MC otobüsü hakkında. IBM, ISA veriyolundan duyduğu memnuniyetsizlikten çok, 1987'de PC pazarındaki liderliğini kendi adına kaybetmenin acısıyla hareket etti. durumu değiştirmek için bir girişimde bulundu ve PS / 2 sistemini yayınladı. PS / 2 bilgisayarlarda her şey yeniydi, özellikle MicroChannel (veya MCA) sistem veri yolu temelde yeniydi. Yeterince hızlı (20 MHz'e kadar, 76 MB / s'ye kadar) ve geniş (32 bit), MicroChannel veriyolu bir dizi başarılı mimari çözüm içeriyordu ve sistem veriyolları arasında liderlik için iyi rekabet edebilirdi. MicroChannel veri yolu aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• 8/16/32 - bit veri hatları
• Sinyal seviyesi kesintileri (kesintilerin saat kenarında olduğu ISA'nın aksine)
• 24 veya 32 adres satırı (4 GB belleğe kadar adresleme)
• Kartların otomatik konfigürasyonu (bu kartların ROM'larındaki bilgilere dayanarak)
• Asenkron veri aktarım protokolü

Ne yazık ki, IBM'in orijinal öncülü - daha sonra pazarı fethetmek için yeni ve başkalarıyla uyumsuz bir şey yaratmak, MicroChannel'ı yok etti. Yüzde 100 ISA sürekliliğini koruyan EISA veri yolu, MicroChannel'ı ana akım pazarın dışına kolayca itti ve gelecek için tüm umutları azalttı. IBM'den ne haber? Ve IBM'in cesareti kırılmıyor ve PCI mimarisine sahip iş istasyonlarının üretimine paralel olarak 64-bit MicroChannel standardının geliştirilmesi üzerinde çalışıyor.

SB otobüsü. Son yıllara kadar, iki pazar sektörü - ana akım bilgisayarlar ve güçlü iş istasyonları - birbirinden ayrı olarak mevcuttu. İş istasyonu üreticileri, birleştirmeyi düşünmeden, hem işlemciler hem de mimariler alanında bisikletlerini yeniden icat ettiler. ve sistem otobüslerinin geliştirilmesinde. Sonuç olarak, Silicon Graphics, HP veya Intergraph olsun, önde gelen iş istasyonu ailelerinin her birinin kendi sistem veri yolu vardır. Bu anlamda Sun firması diğerlerinden daha şanslı. 1989 yılında sadece şirket içi kullanım için geliştirilen Ee Sbus mahkemeye geldi - ve neredeyse 150 şirket bunu ürünlerinde kullanmaya başladı. 25 MHz'e kadar frekanslarda çalışan 32-bit Sbus, şimdiye kadar rekabet avantajının çoğunu kaybetti, ancak yine de iş istasyonlarında ve sunucularda iyi görünüyor. Diğer veri yollarının yanı sıra Sbus akıllı bir yol olarak bilinir - sanal adresleri otomatik olarak fiziksel adreslere çevirebilir, veri iletimindeki hataları algılayabilir ve yeniden denemeleri başlatabilir. Sun, Voyager gibi gelecekteki dizüstü bilgisayarlar da dahil olmak üzere Sbus'u kullanmaya devam etmeyi planlıyor.

Mbus otobüsü. Sbus Sun'da doğduysa ve ardından dünyaya yayılmaya başladıysa, Mbus otobüsü geri döndü. 1990 yılında bir dizi SPARC istasyon üreticisinin çabalarıyla oluşturulan Mbus, Sun'ın ilgisini çekti ve geliştirilmesinde kullanılmaya başlandı. Mbus, 64-bit yüksek hızlı bir veri yoludur. Mbus diğer buslar ile paylaşılabilir, taşınabilir versiyonları vardır (2x3 inç ölçülerinde Mbus adaptörleri vardır) ve mesajlaşma özelliği sağlar. Önümüzdeki yıllarda 64-bit istasyonların sistem busları arasında Mbus'un lider olması muhtemeldir.

Küçük bilgisayarların sistem arayüzü SCSI (Küçük Bilgisayar Sistem Arayüzü), temel çevresel aygıt türleri için temel seviyeleri birleştiren IEC 9316 standardı tarafından düzenlenir, özellikle manyetik disk sürücüleri, ADC'ler ve ayrıca işlevlerin özel yollarla genişletilmesi olasılığı. kodlar ve alanlar. Arayüz, tüm veri bloklarının mantıksal adreslenmesini ve doğrudan erişim cihazlarından mevcut blokların sayısı hakkındaki bilgileri okuma yeteneğini kullanır. Maksimum veri aktarım hızı 4 MB / s'ye kadar, kablo uzunluğu geleneksel alıcı-vericiler kullanılarak 6 m'ye kadar ve 25 m'ye kadar diferansiyel alıcı-vericiler. Arayüz mimarisi, isteğe bağlı dağıtılmış tahkim kullanarak gönderenler (başlatıcılar) ve yürütücüler (alıcılar) arasındaki etkileşimi organize etmenin çeşitli türlerini sağlar. Tahkim süresi 10 μs'yi geçmez. Ek özellikler şunlardır: fiziksel uygulama, eşlik, senkron veri iletimi vb. için iki seçenek. Komutlar zorunlu (M), genişletilmiş (E), isteğe bağlı (0) ve benzersiz (U) olarak ayrılmıştır. Aygıtlar, belirli bir komut aygıtı türü için gerekli tüm komutların yanı sıra bir dizi başka komutu yürütür. Dışında. standart, doğrudan erişim aygıtları için genişletilmiş komutları, her tür aygıt için sabit komutları, sabit diskler, teyp sürücüleri, yazıcılar, optik diskler, işlemciler, her tür aygıtın durum baytları için benzersiz komutları tanımlar. Maksimum bağlı cihaz sayısı 8'dir. Her cihaz, veri hattına yerleştirilen ilgili bir rakamla tanımlanır. SCSI-2, modifikasyonlarla ve bugün hala kullanımda olan "eski" çevresel veri yollarından biridir. SCSI spesifikasyonu, Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü, ANSI tarafından geliştirilmiştir. Daha sonra SCSI-2 ve SCSI-3 olarak genişletildi. Tipik bir SCSI aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• 8 - bit paralel G/Ç veri yolu
• Her adaptör 7 cihaza kadar destekleyebilir
• Çeşitli cihazlar desteklenir (CD-ROM'lar, teyp sürücüleri, tarayıcılar, manyeto-optik cihazlar, vb.)
• Bant genişliği 4 MB / sn
• Senkron ve asenkron veri aktarım şemalarını destekler

SCSI-2, çekirdek standardın yeteneklerini genişletir. 8 bit veriyolunda 10 MB/sn'ye kadar ve 32 bit veriyolunda 40 MB/sn'ye kadar maksimum verime sahiptir. Birkaç SCSI uygulama özelliği vardır:

• Dar SCSI 8 bit SCSI
• Geniş SCSI 16 ve 32 bit SCSI-2
• 10 MB/sn'ye kadar aktarım hızlarını destekleyen hızlı SCSI SCSI-2

i80386 / 486 mikroişlemciye dayalı anakartlara sahip bilgisayar tasarımcıları, bellek ve G / Ç cihazları için ayrı veri yolları kullanmaya başladı. Bu, RAM'in yeteneklerinin kullanımını en üst düzeye çıkarmayı mümkün kıldı, çünkü bu durumda bellek bunun için en yüksek hızda çalışabilir. Ancak bu yaklaşımla, genişleme yuvaları aracılığıyla bağlanan cihazlar bir işlemci ile karşılaştırılabilir bir aktarım hızı sağlayamadığından, tüm sistem yeterli performansı sağlayamaz. Bu, temel olarak depolama denetleyicileri ve video bağdaştırıcıları ile çalışmakla ilgilidir. Bu sorunu çözmek için, işlemciyi doğrudan çevresel denetleyicilere bağlayan yerel (veya ara kat) veriyollarını kullanmaya başladılar. Son zamanlarda, iki standart yerel veri yolu ortaya çıktı: VESA (Video Elektronik Standartları Birliği) tarafından önerilen VL-bus (veya VLB) ve Intel tarafından geliştirilen PCI (Peripheral Component Interconnect). Bu veri yollarının her ikisi de genel olarak aynı şey için konuşur - bilgisayarın hızını artırmak, video bağdaştırıcıları ve depolama denetleyicileri gibi çevre birimlerinin 33 MHz'e kadar saat hızında çalışmasına izin verir. Bu veri yollarının her ikisi de MCA konektörlerini kullanır. Ancak bu, benzerliklerinin sona erdiği yerdir, çünkü istenen amaca çeşitli yollarla ulaşılır. VL-Bus, işlemci 486 veri yolunun bir uzantısıdır.İşlemci pinleri doğrudan veri yolu konnektörünün pinlerine bağlanır. Bazı VL-Bus adaptör kartları, bir çevre biriminin hazır olmasını beklerken verileri depolamak için arabelleklere sahiptir. Böylece, VL-bus devre uygulamasının örneğin PCI'dan daha ucuz, daha ucuz ve daha basit olduğu ortaya çıkıyor. VESA spesifikasyonu, sistem mikroişlemcisinin yerel 32 bit veriyolu olan veriyoluna en fazla üç çevresel aygıtın bağlanabileceğini özel olarak şart koşar. Bu cihazlar şu anda depolama denetleyicileri, video bağdaştırıcıları ve ağ kartlarıdır. Yapısal olarak, VL-bus, örneğin ISA veya EISA genişletme konektörlerinin yanına kurulmuş kısa bir MCA konektörü (112 pim) gibi görünür. Bu durumda, veri iletimi için 32 satır ve adres iletimi için 30 satır kullanılır. VL-bus'taki maksimum iletim hızı teorik olarak yaklaşık 130 MB / s olabilir. Şu anda VL-veriyolunun, ISA veri yoluna ve geriye dönük uyumluluğa sahip bilgisayarlar için nispeten ucuz bir eklenti olduğunu unutmayın. VL-Bus'un 2.0 sürümü, çoğullanmış 64 bit veri kanalı, yüksek hızlı anakartlar için sinyal arabelleğe alma ve 50 MHz'lik daha yüksek maksimum saat hızı gibi yeniliklerle artık mevcut. Genişletme yuvalarının sayısı üç adet 40 MHz yuvaya ve iki adet 50 MHz yuvaya yükselecektir. Beklenen aktarım hızı teorik olarak 400 MB/sn'ye yükselmelidir.

Futurebus + olarak adlandırılan IEEE 896.1-1988 standardı, ana akım sistemler için yarının otobüsü olduğunu iddia ediyor. Futurebus + standardı, 1988 yılında VITA (VFEA Uluslararası Ticaret Birliği) tarafından özellikle yüksek hızlı veri iletim sistemleri için geliştirilmiştir. Futurebus + gereksinimleri, telekomünikasyon sistemlerinde VME'de bulunan tüm sınırlamaların üstesinden gelmek için formüle edilmiştir. Futurebus + genişlik - 256 bite kadar, maksimum hız - 3,2 GB / s, çalışma frekansı yalnızca kontrol işlemcisinin yetenekleri ile sınırlıdır. Birçok insan, otobüste ne kadar çok parça olursa, o kadar rahat olduğunu düşünür. Hiç de bile. Geniş bir veri yolu denetleyicisi asla ISA veya IDE kadar küçük ve kullanışlı olmayacaktır. Bu nedenle, karmaşık yüksek hızlı otobüsler için, yukarıda belirtilen "köprülere" ek olarak, ara-veri yolu olarak adlandırılanlar kullanılır - ek kontrol elektroniği kullanılmadan ana ile arayüzlenen daha basit ve "daha dar" otobüsler. Futurebus + için bu ara veri yolu Sbus ve PCI'dir. Birçok iş istasyonu yaratıcısı bugün Futurebus + standardını izliyor. "Bilgi otoyolları" çağında, bir WAN anahtarlama ofisi ile büyük bir kurumsal dosya sunucusu arasındaki fark, göründüğü kadar büyük değildir. Masaüstü sistemlerin yakında sistem veri yolu olarak Futurebus + kullanılarak görünmesi mümkündür. ABD Donanması, gelecekteki gelişmeleri için birincil standart olarak Futurebus + 'ı zaten duyurdu.

Yeni kelimelerin ve kavramların kaleydoskopunda, daha önce popüler olan birçok terim bir şekilde kayboldu ve ufuktan kayboldu. Bunların arasında VME (Versa Module Eurocard) standardı da bulunmaktadır. 1981 yılında en itibarlı elektronik firmalarının (Motorola, Philips, Thompson, Signetics, vb.) oluşturduğu bir konsorsiyum tarafından geliştirilen VME standardı, birçok yönden zamanının ötesindeydi, yüksek bant genişliğine sahip tam teşekküllü bir 32-bit veri yolu (en fazla) 40 MB / s) ve kayıt genişletme yetenekleri (ek genişleticiler olmadan 21 yuvaya kadar) hem iş istasyonlarının yaratıcılarını hem de özel elektronik müşterilerini - orduyu memnun etti. bilim adamları, doktorlar. Sonuç, VME'ye dayalı 4500 çeşit elektronik ürün, 280 geliştirme şirketi, çalışan on binlerce iş istasyonudur. VME standardı sayesinde, 64 pinli konektör, 3U Euro kartı ve elbette VME - 6U kartı (6,3x9,2 inç) gibi yapıcı bulgular ortaya çıktı. Bir sistem veri yolu standardı olarak VME, PCI'ya göre bile bazı avantajlara sahiptir:

• VME 7 kesme satırı içerir, PCI - yalnızca 4;
• VME, veri yolundaki 21 cihazı destekler, PCI - 10'a kadar;
• 64-bit VME, 1989'dan beri var.

VME sistemlerinin bir yıldan daha uzun süre hakim olacağı bir dizi uygulamayı isimlendirmek güvenlidir:

• endüstriyel elektronik;
• askeri teçhizat;
• tıbbi ve bilimsel cihazlar;
• test ve kontrol ekipmanı;
• otomatik kontrol sistemleri;
• "gömülü sistemler;
• Telekomünikasyon ekipmanı.

Yerel PCI veri yolu

PCI veri yolu spesifikasyonunun ana akım VL-Bus'a göre birçok avantajı vardır. PCI spesifikasyonuna göre, veriyoluna 10 adede kadar cihaz bağlanabilir. Ancak bu, aynı sayıda genişletme yuvası kullanmak anlamına gelmez - sınırlama, ana kartta bulunanlar da dahil olmak üzere toplam bileşen sayısı için geçerlidir. Her PCI genişletme kartı iki çevresel aygıt arasında paylaşılabildiğinden takılabilecek toplam yuva sayısı azalır. PCI veri yolu, 124-pin konektör (32-bit) veya 188-pin konektör (64-bit veri aktarımı) kullanabilirken, teorik baud hızları sırasıyla 132 ve 264 MB / s'dir. Anakartların genellikle üçten fazla konektörü yoktur.

PCI standardının, karmaşıklık, esneklik ve zenginlik açısından VL-Bus standardını aştığı için masaüstü makinelerde artan yüksek hızlı işleme taleplerini daha iyi karşılaması bekleniyor. IBM, Compaq, NEC ve Dell gibi devlerin bunun ikna edici destekçileri olduğunu düşünürseniz, o zaman "yerleşik" VL-Bus için bile ciddi bir rakip haline gelir. Windows, PC dünyasına tam renkli grafikler getirdi. 486 işlemci, 33 MHz'de saat hızına sahip 32 bitlik bir veri yolu üzerinde veri aktarımı gerçekleştirir. Çıkardığı güçlü grafik verisi akışı ISA veriyoluna ulaşır ulaşmaz bir darboğazla karşılaşır. Bu veri yolu 10 yıl önce oluşturuldu ve sadece 8 MHz frekansında çalışıyor ve genişliği 16. daha fazla. Bu sorunu çözmek için, sistem ve çevre birimlerinin tasarımcıları, makinenin en yoğun iletişimi gerektiren düğümleriyle iletişim kurmak için farklı bir yol sağlamalıydı. Bir grafik bağdaştırıcısını ve bazı çevresel aygıtları doğrudan işlemciye bağlayarak, hızın en önemli olduğu düğümler arasında geniş ve hızlı bir iletişim kanalı açtılar. Bunun için VL-Bus dahil olmak üzere çeşitli yerel veri yolu standartları geliştirilmiştir. Standart yerel veri yolu, cihazları yüksek hızlı işlemci veri yoluna bağlamak için tutarlı bir yol sağlar ve böylece tüm yeni bilgisayarlarda darboğazları ortadan kaldırır. PCI veri yolu, işlemci ve çevre aygıtları arasında 32 bitlik bir veri kanalını destekler, yüksek saat frekansında (33 MHz) çalışır ve maksimum 120 MB/s bant genişliğine sahiptir. Ek olarak, PCI, mevcut ISA çevre birimleriyle bir dereceye kadar geriye dönük uyumluluk sağlar. PCI standardı, işlem veri yoluna bağlı olmayan bir yerel veri yolu oluşturan bir denetleyici ve bir hızlandırıcı sağlar. Verimi artırmak için çeşitli yöntemler kullanılır. Bunlardan biri blok seri veri aktarımıdır. Veriler sıralı değilse, her öğenin adresini ayarlamak için ek süre gerekir. PCI veri yolu, CPU ve çevresel aygıtlar arasında bir ara katman oluşturur. Sonuç, Intel'in dediği gibi, işlemciden bağımsız bir veri yolu. Intel Pentium, DEC Alpha, MIPS R4400 ve Motorola, Apple ve IBM PowerPC dahil olmak üzere çok çeşitli CPU'lara kolayca bağlanabilir. Sistem üreticileri için bu, aynı parçalar ve cihazlar farklı işlemci türleri ile kullanılabildiğinden daha düşük geliştirme maliyetleri anlamına gelir. PC1 standardı, ek işlevlerin kapsamlı bir listesini sağlar. Bunlar, kullanıcının yeni cihazları çok fazla sorun yaşamadan kurmasını sağlayan çevre birimlerinin otomatik konfigürasyonunu içerir.

PCI, bilgisayar üreticileri için bir veriyoludur: geliştiricilerin çeşitli sistemleri hızlı ve verimli bir şekilde oluşturmasına olanak tanıyan karmaşık, zarif, evrensel bir teknik çözüm. Ek olarak, güçlü sunucularda büyük disk dizileri kullanan, NT veya OS / 2 tabanlı çoklu görev sistemleri oluşturan veya büyük miktarlarda grafik, video ve diğer veri türlerini "öğütmek" için yüksek performanslı iş istasyonlarını bir araya getirenler için bir veriyoludur. . ISA, PCI ve EISA ile değiştirildi ve ISA tarafından kontrol edilen cihazlarla (örneğin, seri bağlantı noktaları ve flamalar) çalışmak, özel veri yolu dönüştürücüleri - "köprüler" kullanılarak gerçekleştirilir; (köprüler). Bu nedenle, Intel bir PCI / ISA köprüsü üretir - bu i82387 mikro devresidir. PCI veri yolu işlemciden bağımsızdır ve günümüzde çok çeşitli işlemcilerle kullanılmaktadır - i486 ve Pentium, PowerPC ve DEC, Alpha, vb. Çok çeşitli çevresel aygıtları destekler ve veri aktarım kontrol olanaklarına sahiptir (işlemciyi trafikle uğraşan rutin). Söylemeye gerek yok, veriyolundaki tüm iletişim arabelleğe alınır. PCI, bilinen veri yollarının çoğuyla kolayca uyumludur. Standart mikro devreler şeklinde çok sayıda "köprü" geliştirildi ve uygulandı; PCI / ISA, PCI / EISA, PPC / PCI ve diğerleri. Birçok PC üreticisi ayrıca çift kullanımlı yuvalar da uygular - örneğin, I / O cihazlarını aynı yere farklı standartlarda kurmanıza izin veren PCI / ISA. Grup değişim operasyonlarının organizasyonu ile ilgili olarak, PCI VLB'den daha ileri gitti - içinde grup modu hem okuma hem de yazma için uygulanır. Maksimum verim 132 MB / sn'dir. Bu nedenle, PCI veriyolunun yakın gelecekte iyi beklentileri var.

Listelenen tüm yerel otobüslerin genel özellikleri aşağıdaki tablo şeklinde açıkça sunulmaktadır:

Seçenekler	ISA	EISA	VL-Otobüs	PCI	Gelecek otobüsü	SCSI	nubus	MCA	M-II	Sbüs	Mbus	VME
Çalışma frekansı (MHz)	8	8-33	33'e kadar	33'e kadar	İşlemci	5-10	10	10-20	İşlemci	20-25	40-50	İşlemci
Bant genişliği (MBytes / sn)	2	8	80	50	80	10	20	20	64	80	200	40
Seri çekim modu(MBayt / sn)	4	33	132	132	3,2 GB / sn	10 (20-hızlı)	40	76	80	-	320	320 (64 bit)
Uzunluk (bit)	16	32	32(64)	32(64)	32-256	32	32	16;32	32	64	64	32;64
Maks. alt anahtar sayısı cihazlar	6	15(10)	4	10	14	7-15	-	15	21	-	6	21

Edebiyat

• PC'deki veri yolu sistemlerinin incelenmesi, Stephen Mulcahy, 9234076 Grad Dip Comp Müh.
• PCI Yerel Veri Yolu Spesifikasyonu. Revizyon 2.0, 1993, PCI SIG
• PCI BIOS Spesifikasyonu. Revizyon 1.0, 1992, Intel Corporation
• PCI Multimedya Tasarım Kılavuzu. Revizyon 1.0, 1994, PCI MWG
• S -100 ticari uygulamalarda, Micro & Microsyst, cilt 10 # 2, Mart 86
• EISA içinde, Byte, Kasım 1989, s. 417 - 425
• Intel Destek Web sitesi
• Bilgisayar arayüzleri, ansiklopedik referans kitabı, A. A. Myachev, M.: Radyo ve iletişim, 1993
• ComputerPress, No1, Moskova: 1994
• PC Dünyası, No12, M.: 1993

VLB SVGA kartı

VLB konektörünün pin ataması

VESA yerel otobüs(VL-Bus veya VLB), VESA tarafından kişisel bilgisayarlar için geliştirilmiş bir yerel veri yolu türüdür. VLB veri yolu, esas olarak, video bağdaştırıcısı ve daha nadiren HDD denetleyicisi ile iletişim için Intel 80486 mikroişlemcisinin dahili veri yolunun bir uzantısıdır. VLB üzerinden gerçek veri aktarım hızı 80 MB / s'dir (teorik olarak ulaşılabilir - 132 MB / s).

Tarih

Bir otobüs yuvası nasıl görünür

VLB yuvası, ISA veri yolunun bir uzantısıydı. Bu nedenle, ISA veri yolu için kartlar VLB yuvasına takılabilir ve çalışabilir. Bu, konektörü oldukça uzun yaptı ve bu nedenle, VLB kısaltması şaka yollu Çok Uzun Veri Yolu (Çok Uzun Veri Yolu) anlamına gelir. VLB konektörünün ek parçası açık kahverengi renkteydi ve MicroChannel ile aynı 116 pinli konektörü kullanıyordu. PCI veri yolunun fiziksel konektörü (yuva, form faktörü), VLB konektörünün ek parçası ile pratik olarak örtüşür, ancak anakartın arka kenarında bulunur ve farklı pin atamalarına sahiptir.

Teknik detaylar

VLB, yalnızca Intel 80486 işlemciler için ISA veri yolunun bir uzantısıydı ve teknik özelliklerinden yararlandı. Aslında, sistem veriyolunun (işlemci-bellek) fiziksel hatları ek yuvanın kontaklarına gitti. Böylece işlemci, VLB üzerinde çalışan denetleyicilerin arabelleklerine ve belleğine doğrudan erişebilir. İşlemci için bu, normal belleğin ek modülleri (paylaşılan adres alanı) gibi görünüyordu. Böylece işlemci, cihazla bellekle aynı hızlarda çalıştı (ISA 8 MHz saat frekansı ve 16 bit veri yolu kullandı), bu da yüksek performans sağladı.

Pentium ve NexGen işlemciler söz konusu olduğunda, VLB işlevselliği yonga setinde ek köprüler kullanılarak uygulandı ve bu da feci bir performans düşüşüne neden oldu.

Video denetleyicilerinin veri yollarında (AGP, PCI-Express), bu yaklaşım hala kullanılmaktadır ("kuzey köprüsü" - işlemciyi, belleği ve grafik veri yolunu bağlayan bir mikro devre).

Yeni Intel ve AMD işlemcilerde, bellek ve grafik veri yoluna, doğrudan işlemcinin içine yerleştirilmiş denetleyici aracılığıyla doğrudan erişilir.

VLB veriyolu, elektriksel ve zamanlama parametreleri kullanılan ve genişlemesi olan i486 işlemci ve temel ISA veriyolu ile birlikte kullanılmayı bıraktı.

PCI veri yolu, öncekilerin hiçbiriyle yapısal olarak uyumlu değildi, MicroChannel ve SBus veri yollarının daha da geliştirilmesi olarak geliştirildi) ve hem otomatik donanım yapılandırması hem de kullanılabilirliği için çok sayıda olasılık açısından VLB'den temel olarak farklıdır, örneğin, doğrudan bellek erişiminin varlığı (doğrudan bellek erişimi, DMA) - veri yolunun arka planda (işlemcinin katılımı olmadan) harici kartın arabelleği ile RAM arasında veri aktarma yeteneği. Ek olarak, PCI veri yolu belirli bir CPU tipine çok sıkı bağlı değildi ve daha fazla sayıda yuvaya hizmet edebilirdi. Bu, VLB veri yolunun PCI veri yolu tarafından yer değiştirmesini önceden belirledi.

Nadir istisnalar dışında VLB kartları yalnızca ISA yuvasında çalışamadı.

Modern bilgi işlem sistemleri aşağıdakilerle karakterize edilir:

□ mikroişlemcilerin ve bazı harici cihazların hızının hızlı büyümesi (örneğin, dijital tam ekran videoyu yüksek kalitede görüntülemek için 22 MB / s bant genişliği gereklidir);

□ çok sayıda arayüz işlemi gerektiren programların ortaya çıkması (örneğin, Windows'ta grafik işleme programları, multimedya).

Bu koşullarda, bilgisayarlar uzun süre "düşünmeye" başladığından, aynı anda birkaç cihaza hizmet veren genişleme veriyollarının bant genişliği, kullanıcıların rahat çalışması için yeterli değildi. Arayüz geliştiricileri, doğrudan MP veriyoluna bağlı, MP saat frekansında (ancak dahili çalışma frekansında değil) çalışan ve MP'nin dışındaki bazı yüksek hızlı cihazlarla iletişim sağlayan yerel veriyolları oluşturma yolunu aldı: ana ve harici bellek , video sistemleri vb. .d.

Artık üç ana evrensel yerel veri yolu standardı vardır: VLB, PCI ve AGP.

VLB veri yolu(VL-bus, VESA Yerel Bus) 1992'de Video Elektronik Standartları Birliği (VESA) tarafından tanıtıldı ve bu nedenle genellikle VESA veri yolu olarak anılır. VLB veri yolu, esas olarak, bir video bağdaştırıcısı ve daha nadiren bir sabit sürücü, multimedya kartları ve bir ağ bağdaştırıcısı ile iletişim için dahili MP veri yolunun bir uzantısıdır. Veri yolu genişliği 32 bit, bir adres için - 30, VLB üzerinden gerçek veri aktarım hızı 80 MB / s, teorik olarak ulaşılabilir - 132 MB / s (sürüm 2 - 400 MB / s).

VLB veri yolunun dezavantajları:

□ yalnızca MP 80386, 80486'ya yönlendirme (Pentium sınıfı işlemciler için uyarlanmamıştır);

□ MP'nin saat frekansına sıkı bağımlılık (her VLB veri yolu yalnızca 33 MHz'e kadar belirli bir frekans için tasarlanmıştır);

□ az sayıda bağlı cihaz - VLB veriyoluna yalnızca 4 cihaz bağlanabilir;

□ veri yolu tahkimi yok - bağlı cihazlar arasında çakışmalar olabilir.

PCI veri yolu(Çevresel Bileşen Bağlantısı, harici bileşenlerin bağlantısı), çeşitli cihazları bağlamak için en yaygın ve evrensel arabirimdir. 1993 yılında Intel tarafından geliştirildi. PCI, VLB'den çok daha çok yönlüdür; 10 cihaza kadar bağlantıya izin verir; 80486'dan modern Pentium'a kadar herhangi bir MP ile çalışacak şekilde yapılandırılmasına izin veren kendi adaptörüne sahiptir. PCI saat hızı - 33 MHz, bit genişliği - veri için 32 bit ve 64 bit'e genişletilebilir adres için 32 bit, teorik bant genişliği 132 MB / s ve 64 bit sürümünde - 264 MB / s. PCI yerel veri yolunun 2.1 modifikasyonu, 66 MHz'e kadar bir saat frekansında çalışır ve 64 bitte 528 MB / s'ye kadar bir bant genişliğine sahiptir. Tak ve Çalıştır, Bus Mastering ve adaptör otomatik yapılandırma modlarını destekler.

Yapısal olarak, anakart üzerindeki veri yolu konektörü iki ardışık 64 pinli bölümden oluşur (her biri kendi anahtarına sahiptir). Bu arabirimi kullanarak video kartları, ses kartları, modemler, SCSI denetleyicileri ve diğer cihazlar ana karta bağlanır. Tipik olarak, bir anakartta birden fazla PCI yuvası bulunur. PCI veri yolu, yerel olmasına rağmen, bir genişletme veri yolunun birçok işlevini yerine getirir. Genişletme veriyolları ISA, EISA, MCA (ve onlarla uyumludur) bir PCI veriyolu varlığında doğrudan MP'ye (VLB veri yolu kullanılırken olduğu gibi) değil, PCI veri yolunun kendisine (aracılığıyla) bağlanır. genişleme arayüzü). Bu çözüm sayesinde veri yolu işlemciden bağımsızdır (VLB'den farklı olarak) ve istekler için ona erişmeden işlemci veriyolu ile paralel olarak çalışabilir. Böylece işlemci veri yolu yükü önemli ölçüde azaltılır. Örneğin, bir işlemci, ağ üzerinden sabit diske bilgi yazılırken sistem belleği veya önbellek ile çalışır. PCI veri yolu sistem konfigürasyonu Şekil 2'de gösterilmektedir. 5.8.

AGP otobüsü(Hızlandırılmış Grafik bağlantı noktası - hızlandırılmış grafik bağlantı noktası) - bir video bağdaştırıcısını ayrı bir AGP devresine bağlamak için bir arabirim

Bölüm 5. Mikroişlemciler ve anakartlar

doğrudan sistem belleğine çıktı. Veri yolu, PCI v2.1 standardına dayalı olarak geliştirilmiştir. AGP veri yolu, 133 MHz'e kadar sistem veri yolu frekansında çalışabilir ve en yüksek grafik aktarım hızlarını sağlar. Dört katlı AGP4x modunda (döngü başına 4 veri bloğu aktarılır) en yüksek verimi 1066 MB / s ve sekiz katlı AGP8x modunda - 2112 MB / s'dir. PCI veri yolu ile karşılaştırıldığında, AGP veri yolu, adres ve veri hatlarının çoğullanmasını ortadan kaldırır (PCI'de, tasarım maliyetini azaltmak için, adres ve veriler aynı hatlar üzerinden iletilir) ve okuma-yazma işlemlerinin ardışık düzeni geliştirilmiştir. , bellek modüllerindeki gecikmelerin bu işlemleri gerçekleştirme hızı üzerindeki etkisini ortadan kaldırır.

Pirinç. 5.8. PCI veri yolu sistem yapılandırması

AGP veriyolunun iki çalışma modu vardır: DMA ve Uygulamak. DMA modunda, ana bellek video kartının belleğidir. Grafikler sistem belleğinde saklanır, ancak kullanılmadan önce kartın yerel belleğine kopyalanır. Değişim, büyük ardışık paketler halinde gerçekleştirilir. Yürütme modunda, sistem belleği ve video kartının yerel belleği mantıksal olarak eşittir. Grafik nesneleri yerel belleğe kopyalanmaz, doğrudan sistem belleğinden alınır. Bu durumda, bellekten nispeten küçük rastgele yerleştirilmiş parçalar seçilmelidir. Sistem belleği dinamik olarak 4K baytlık bloklar halinde ayrıldığından, bu modda kabul edilebilir performansı sağlamak için sıralı parça adreslerini sistem belleğindeki 4K blokların gerçek adreslerine eşleyen bir mekanizma sağlanır. Bu prosedür, bellekte bulunan özel bir tablo (Grafik Adres Yeniden Eşleme Tablosu veya GART) kullanılarak gerçekleştirilir. Arayüz, içine bir AGP video bağdaştırıcısının takıldığı ayrı bir bağlayıcı olarak tasarlanmıştır. AGP bus sistem konfigürasyonu Şekil 2'de gösterilmektedir. 5.9.

Makine içi sistem ve çevresel arabirimler

Pirinç. 5.9. AGP Sistem Yapılandırması

Lastiklerle ilgili yukarıdakilerin tümü tabloda özetlenmiştir. 5.4. Tablo 5.4. Lastiklerin ana özellikleri

Yerel otobüs VLB

VLB standardının yerel veri yolu (VESA Local Bus, VESA - Video Equipment Standart Association) 1992 yılında geliştirildi. VLB veri yolunun ana dezavantajı, MP 80486'nın yerini almaya gelen veya onunla paralel olarak var olan işlemcilerle (Alpha, PowerPC, vb.) kullanılamamasıdır.

I/O busları ISA, MCA, EISA PC yapısındaki yerlerinden dolayı düşük performansa sahiptir. Modern uygulamalar (özellikle grafikler), modern işlemcilerin sağlayabileceği bant genişliğinde önemli artışlar gerektirir. Verimi artırma sorununun çözümlerinden biri, 80486 işlemcinin yerel veri yolunun çevresel aygıtları bağlamak için bir veri yolu olarak kullanılmasıydı.İşlemci veri yolu, anakartın yerleşik çevre birimlerini (disk) bağlamak için bir yer olarak kullanıldı. denetleyici, grafik bağdaştırıcısı).

VLB, ek sistem kartı konektörlerine yönlendirilen, 486 işlemcinin sistem veri yolu sinyallerini pratik olarak temsil eden standart bir 32 bit yerel veri yoludur. Veri yolu, 386 sınıfı işlemcilerle de kullanılabilmesine rağmen, güçlü bir şekilde 486 işlemciye yöneliktir.Veri yolunun bit genişliğinin 64'e yükseltildiği Pentium işlemciler için Spesifikasyon 2.0 kabul edildi, ancak olmadı yaygın. Veri yolu mimarisinde yapay "büyümeler" olan yeni işlemcilerin veri yolunun VLB veriyoluna donanım dönüştürücüleri kök salmadı ve VLB daha fazla gelişme almadı.

Yapısal olarak, VLB yuvası 16 bitlik normal bir MCA yuvasına benzer, ancak arkasında işlemciye yakın bir yerde bulunan ISA-16, EISA veya MCA veri yolunun sistem yuvasının bir uzantısıdır. İşlemci veri yolunun sınırlı yük kapasitesi nedeniyle, anakartta üçten fazla VLB yuvası kurulmaz. Otobüsün maksimum saat frekansı 66 MHz'dir, ancak otobüs 33 MHz'de daha güvenilirdir. Bu, 132 MB/s'lik (33 MHz x 4 bayt) bir tepe verimini duyurur, ancak bu, yalnızca veri aktarımları sırasında bir paket döngüsü içinde elde edilir. Aslında, bir paket döngüsünde, 4 x 4 = 16 bayt veri aktarımı 5 veri yolu saat döngüsü gerektirir, bu nedenle paket modunda bile verim 105.6 MB / s ve normal modda (adres fazı başına saat ve veri fazı başına saat) ) - sadece 66 MB / s, ancak bu ISA'dan önemli ölçüde daha fazla. Ağır yük (harici önbellek yongaları dahil) altında işlemci veriyolunun zamanlama özellikleri için katı gereksinimler, kararsız çalışmaya yol açabilir: üç VLB yuvasının tümü yalnızca 40 MHz'de kullanılabilir; yüklü bir anakart 50 MHz'de, yalnızca bir yuva ile kullanılabilir. Bus, prensip olarak, aktif (Bus-Master) adaptörlerin kullanımına da izin verir, ancak isteklerin hakemliği adaptörlerin kendilerine atanır. Genellikle veri yolu, biri "Ana" - yuvaya takılı olan ikiden fazla Bus-Master adaptörünün kurulumuna izin verir.

VLB veri yolu, grafik bağdaştırıcısını ve disk denetleyicisini bağlamak için yaygın olarak kullanıldı. VLB için LAN bağdaştırıcıları neredeyse hiç bulunmaz. Bazen açıklamaları, VLB veriyoluna sahip yerleşik bir grafik ve disk adaptörüne sahip olduklarını belirten anakartlar vardır, ancak VLB yuvaları yoktur. Bu, kartın VLB veriyoluna bağlantı için tasarlanan belirtilen adaptörlerin mikro devrelerini içerdiği anlamına gelir. Doğal olarak, böyle bir örtük veriyolu, performans açısından açık yuvaları olan bir veriyolundan daha düşük değildir. Güvenilirlik ve uyumluluk açısından, VLB veri yolu için kartların ve anakartların uyumluluk sorunları özellikle akut olduğundan, bu daha da iyidir.

Hızlandırılmış Grafik Bağlantı Noktası (AGP)

AGP (Hızlandırılmış Grafik Bağlantı Noktası) standardı, PCI veri yolu için mevcut standardı değiştirmemek, video kartına veri giriş / çıkışını hızlandırmak ve ayrıca işlem yaparken bilgisayarın performansını artırmak için Intel tarafından geliştirilmiştir. dokular, z-tamponları vb. için hem video belleği hem de belleğe sahip pahalı çift işlemcili video kartları takmadan üç boyutlu görüntüler. Bu standart, oluşturulan bir organizasyon olan AGP Implementors Forum'da yer alan çok sayıda firma tarafından desteklendi. Bu standardı uygulamak için gönüllü olarak. Bu nedenle, AGP'nin gelişimi oldukça hızlıydı. Standardın başlangıç ​​versiyonu AGP 1.0'dır.

Tasarım, bir PCI yuvasını andıran, ancak aslında onunla uyumlu olmayan 3,3 V güç kaynağına sahip ayrı bir yuvadır. Bu yuvaya normal bir video kartı takılamaz ve bunun tersi de geçerlidir.

AGP veri yolu frekansının 132 MHz'e kadar çıkması, adres ve veri yolunun çoğullama olmaması nedeniyle veri aktarım hızı 532 MB/sn'ye kadar çıkmaktadır (PCI'de adres önce aynı fiziksel hatlar üzerinden verilir ve ardından veri). AGP, 66 MHz veri yolu frekansına ve aynı bit derinliğine sahiptir ve standart modda (daha doğrusu "1x" modu) 266 MB/sn'yi geçebilir. AGP veri yolunun verimini artırmak için standart, saat sinyalinin hem yükselen hem de düşen kenarlarını kullanarak veri aktarma yeteneği sağlar - 2x modu. 2x modunda, verim 532 MB / s'dir. Veri yolu frekansı 100 MHz'e ulaştığında döviz kuru 800 MB/sn'ye yükselecektir.

AGP'de PCI'de olduğu gibi "klasik" adresleme yöntemine ek olarak "yan bant adresleme" adı verilen yan bant adresleme kullanılabilir. Bu durumda PCI'da bulunmayan özel sinyaller, SBA (SideBand Adresleme) sinyalleri kullanılır. PCI veri yolunun aksine, AGP ardışık düzende veri işlemeye sahiptir.

Üç boyutlu görüntülerin ana işlenmesi, bilgisayarın ana belleğinde hem merkezi işlemci hem de video kartının işlemcisi tarafından gerçekleştirilir. Video kartı işlemcisinin belleğe erişme mekanizmasına Doğrudan Bellek Yürütme (DIME - bellekte doğrudan yürütme) adı verilir. Şu anda tüm AGP video kartlarının bu mekanizmayı desteklemediğine dikkat edilmelidir. Bazı kartların yalnızca PCI veri yolundaki ana veriyoluna benzer bir mekanizması vardır. Bu ilke, genellikle anakart üzerinde bulunan ucuz video kartlarında kullanılan UMA ile karıştırılmamalıdır. Başlıca farklılıklar şunlardır:. Bilgisayarın ana belleğinin bir AGP kartı ("AGP belleği" olarak da adlandırılır) tarafından kullanılabilen alanı, ekran belleğinin yerini almaz. V

UMA ana belleği, ekran belleği olarak kullanılır ve AGP belleği yalnızca onu tamamlar. ... UMA video kartındaki bellek bant genişliği veri yolundan daha az

PCI. ... Doku hesaplamaları için sadece merkezi işlemci ve ekran kartı işlemcisi dahil edilir. ... Merkezi işlemci, video kartı için verileri doğrudan video kartı işlemcisi tarafından da erişilen sıradan bellek alanına yazar. ... Sadece belleğe okuma/yazma işlemleri yapılır. Otobüste tahkim yok (AGP bağlantı noktası her zaman birdir) ve üzerinde zaman harcanmaz

Normal bellek (hatta SDRAM), grafik kartları için video belleğinden önemli ölçüde daha ucuzdur.

Aralık 1997'de Intel, AGP 2.0 standardının bir ön sürümünü ve Mayıs 1998'de son sürümünü yayınladı. Önceki sürümden temel farklar:. İletim hızı iki katına çıkarılabilir

1.0 - bu mod "4x" olarak adlandırıldı - ve 1064 değerine ulaştı

MB / sn. ... "Yan bant adresleme" modunda adres aktarım hızı da iki katına çıkarılabilir. Hızlı Yazma (FW) mekanizması eklendi. Ana fikir, ana bellekteki ara veri depolamayı atlayarak doğrudan AGP cihazına veri / kontrol komutları yazmaktır. Olası hataları ortadan kaldırmak için yeni bir sinyal WBF # (Write

Arabellek Dolu - yazma arabelleği dolu). Sinyal aktifse, FW modu mümkün değildir.

Temmuz 1998'de Intel, tasarım açısından AGP 2.0'dan önemli ölçüde farklı olan AGP Pro belirtiminin 0.9 sürümünü yayınladı. Farklılıkların kısa özü aşağıdaki gibidir: Değiştirilmiş AGP konektörü - ek 12V ve 3.3V güç devrelerini bağlamak için mevcut konektörün kenarlarına pimler eklendi. AGP 2.0 ile yalnızca aşağıdan yukarıya uyumluluk - AGP 2.0'a sahip kartlar AGP Pro yuvasına takılabilir, ancak bunun tersi mümkün değildir. ... AGP Pro, yalnızca ATX form faktörü sistemleri içindir. ... AGP Pro kartın 110 Wt'a (!!) kadar tüketmesine izin verildiğinden, kart üzerindeki öğelerin yüksekliği (olası soğutma öğeleri dikkate alınarak) 55 mm'ye ulaşabilir, bu nedenle iki bitişik PCI yuvası boş kalmalıdır. Ayrıca, iki bitişik PCI yuvası, AGP Pro kartı tarafından kendi amaçları için kullanılabilir. ... Devre açısından bakıldığında, yeni spesifikasyon, sistemi AGP Pro kartının tüketimi hakkında bilgilendiren özel pinler dışında hiçbir şey eklemez.

AGP, ucuzluğu ve hızı nedeniyle sıradan masaüstü sistemlerinde hızla kök saldı ve AGP tabanlı video kartları, geleneksel PCI video kartlarının yerini neredeyse aldı.

Sürüm: PC mimarisi, bileşenler, multimedya

5. Bilgisayar otobüsleri

PC veri yolu, işlemciyi, RAM'i, önbelleği, PC cihaz denetleyicilerini ve ayrıca çeşitli G / Ç denetleyicilerini bağlamak için anakart üzerindeki genişletme konektörlerini (yuvaları) bağlayan bir kanaldır (gövde). Aynı zamanda, uyumluluğu korumak için bu yuvalar, IBM uyumlu bilgisayarların farklı modellerinde mekanik ve elektriksel olarak aynı olmalıdır.
Bus hem veri hem de kontrol sinyallerini taşır.
Otobüs, standartların düzenlediği belirli kurallara göre çalışır.
Otobüslerin en önemli özellikleri: frekans, bit genişliği, veri aktarım hızı. Bu durumda, kural olarak, frekans megahertz, bit derinliği - bit, hız - saniyede megabayt veya saniyede megabit cinsinden ölçülür.

ISA, EISA, MCA lastikleri

IBM uyumlu PC'ler için en yaygın üç ana sistem veri yolu standardı vardır:

• Endüstri Standardı Mimarisi (ISA);
• Genişletilmiş Endüstri Standardı Mimarisi (EISA);
• Mikro Kanal Mimarisi (MCA).

ISA, 1984 yılında IBM PC / AT286 için i80286 işlemcilerin yetenekleri için özel olarak geliştirilmiş bir sistem veriyoludur (ISA-bus). ISA veri yolu genellikle AT veri yolu olarak adlandırılır. Bu veri yolu, IBM PC / XT'nin XT veri yolunun ve i8086, i8088 ve bunların analoglarına dayanan benzer IBM uyumlu PC'lerin yerini alması amaçlandı. Eski XT lastiğinin taviz vermeyen doğası göz önüne alındığında, özellikleri ve yetenekleri burada dikkate alınmaya değmez. ISA veri yolu, 16 bit veri ve komutların 8 MHz'de iletilmesine izin verir, bu da 16 MB / s hıza karşılık gelir. Bu parametrelerin değerleri nispeten yüksek ve yeterliydi, yalnızca bilgisayar teknolojisinin bu gelişme düzeyi için değil, aynı zamanda yüksek performans gerektirmeyen ve zamanları için kritik olmayan sorunları çözmek için bir PC'nin gereksinimlerini hala karşılıyorlar. uygulamak. Bu veri yolu, uzun süredir IBM uyumlu PC'ler için standart haline geldi.
EISA sistem veri yolu (EISA veri yolu) aslında ISA veri yolunun bir uzantısıdır. EISA veri yolu frekansı 8 MHz'dir. Bununla birlikte, bu veri yolu, daha yüksek bir bit derinliği - 32 bit ve daha yüksek bir veri aktarım hızı - 33 MB / s'ye kadar karakterize edilir. EISA veri yolu, ISA veri yolu ile uyumludur: 32-bit EISA kontrol kartlarına ek olarak, EISA veri yoluna standart 16-bit ISA kartları takılabilir. Şu anda, EISA veri yolu esas olarak bilgisayar ağı dosya sunucularının bazı türevlerinde kullanılmaktadır.
MCA, 160 MB / s'ye kadar yüksek veri aktarım hızına ve 16 ila 64 bit veri yolu genişliğine sahip bir sistem veriyoludur. Geliştirme ve münhasır kullanım hakkı IBM'e aittir. Muhtemelen bu nedenle, MCA kullanan PC'ler için pazar nispeten az sayıda çevre birimi ve nispeten yüksek fiyatlar sunmaktadır. Sonuç olarak, bu veri yolunun popülaritesi nispeten düşüktür ve MCA veri yoluna sahip bilgisayarların üretimi pratik olarak durmuştur.
Bilgisayar teknolojisinin gelişmesi ve PC'lerin kapsamının genişlemesine, işlemci, dahili ve harici bellek, giriş/çıkış cihazları vb. arasındaki bilgi akışlarında ve veri aktarım hızlarında bir artış eşlik etmektedir. Bu sistem veri yollarının bant genişliği. Tüm bunlar, bilgisayar performansını iyileştirmek için yeni mimari çözümler gerektiriyor.

VLB, PCI veri yolları

Bu çözümlerden biri, sistem veri yolunu (ISA, MCA, EISA) atlayarak aktarım hızını artırmak için gelen veriler için ayrı bir veri yolunun PC mimarisine eklenmesiydi; örneğin, işlemci ile bilgisayarın belleği arasındaki iletişim için. - yerel otobüs olarak adlandırılan - Yerel Otobüs (LB) ... Yerel veri yolu, ISA, EISA veri yollarından daha hızlıdır, çünkü veriler, PC'de kullanılan işlemcinin harici saat frekansı üzerinden iletilir. Örneğin, Intel 486DX2-66 durumunda 33 MHz, standart ISA veri yolu ise 8 MHz saat hızında çalışır.
VESA yerel veri yolu (VESA yerel veri yolu) standardı, VESA (Video Elektronik Standardı) birliğinin üyeleri olan bilgisayar üreticileri tarafından 1992 yılında geliştirildi ve tanıtıldı. Yeni bir standart geliştirirken iki görev aynı anda çözüldü. Birincisi, sistem veri yollarının bant genişliğini artırarak bilgisayarların performansını artırmaktır. İkincisi, standart ekipmanın kullanımında tutarlılığı korumaktır. Sonuç olarak, işlemci ve monitör, sabit disk, önbellek, ağ vb. denetleyicileri arasında veri alışverişi yaparken standart sistem veri yolu ISA'sını tamamlayan 32 bit yerel veri yolu - VESA yerel veri yolu (VLB) oluşturuldu. standartla, bu yerel veriyoluna bağlı maksimum denetleyici sayısı üçten fazla olmayacak şekilde kuruldu. VLB saat hızı, işlemci saat hızıyla eşleşti. 33 MHz harici işlemci frekansı ile VLB veri yolu, 132 MB / s'ye kadar veri aktarım hızları sağladı.
VLB veri yolunun ana dezavantajları şunları içerir: VLB'nin uyumsuzluğu ve zayıf yük kapasitesi. Nitekim VLB performansı işlemci saat frekansı ile ilgili olduğu için VLB veriyoluna bağlı olan kontrolörlerin bu frekansta çalışmayı sağlaması gerekiyordu. Diğer bilgisayarlarda frekans farklı olabilir. VLB'nin zayıf yük kapasitesi, esas olarak bu veri yolunun aslında aşağıdaki şekilde yansıtılan PC işlemcisinin kendi veri yolunun kontaklarının bir devamı olması gerçeğinden kaynaklanıyordu. Bu arada, bu, VLB veri yolu frekansının ve işlemcinin harici saat frekansının çakışmasını açıklar. Bağlı her cihaz ek bir yüktür ve işlemci tarafından iletilen sinyallerin (kenarlarının) şeklini bozar. Bu nedenle yerel VLB veriyoluna bağlı cihazların sayısı sınırlıdır: VLB standardı, genellikle bir veya iki cihaz olmak üzere bu veriyoluna en fazla üç cihazın bağlanmasını sağlar. Genellikle bunlar monitör ve sabit sürücü denetleyicileridir.

Resim çizme

Yerel veri yolunun alternatif bir versiyonu Intel tarafından geliştirilmiştir - PCI (Çevre Birimi Bileşeni Ara Bağlantı) veri yolu. Bu veri yolu, işlemci ve çevresel denetleyiciler arasında 32 bitlik bir kanal oluşturur. PCI için frekans 33 MHz ile sınırlıdır ve bu, VESA veri yolunun kullanılması durumunda olduğu gibi veri yolu üzerinden 132 MB / s'ye kadar bir hızda veri aktarımına izin verir. Bu nedenle, PCI veri yolu, 33 MHz işlemci frekansında VLB veri yolu ile pratik olarak aynı hız özelliklerine sahiptir. Bununla birlikte, kontrolör sayısı VLB'de olduğu gibi üç ile sınırlı değildir, on adete kadar çıkabilir. PCI veri yolu standardı, BIOS ve video bağdaştırıcıları için VESA özelliklerini destekler. Ek olarak, yerel PCI veri yolu, modern işlemcilerin 64-bit teknolojisiyle en uygun şekilde eşleştirilir. Resim çizme

PCI standardı, tak ve çalıştır (tak ve çalıştır) kavramına karşılık gelen bir bilgisayara bağlı aygıtların yazılımda yapılandırılmasını sağlar. Aynı zamanda, yeni bir cihaz tespit edildiği anda, bir kişisel bilgisayar, mevcut uygulamadan yeniden başlatmadan ve çıkmadan, sistemin bir parçası olarak cihazların çalışması için gerekli parametreleri ayarlamalıdır: IRQ kesme numaraları, DMA doğrudan erişim kanalı sayılar vb. - PC yazılımı (BIOS ve OS) destekli tak ve çalıştır. Bir dizi tak ve çalıştır özelliğini destekleyen işletim sistemleri, örneğin Windows 95, Windows 98 ve OS / 2 Warp'ı içerir.
PCI veri yolu mimari olarak daha karmaşıktır. Ancak Intel, PCI veri yolu için bir dizi özel çip yayınladı ve böylece uygulamasını basitleştirdi. Bu, PCI veri yolunun VLB veri yolunu tamamen PC mimarisinden almasına izin verdi.
Kompozisyonunda yerel veri yollarının kullanımına odaklanan modern PC'lerin mimarisi, bilgisayarların genel performansının artmasına katkıda bulunur. Sonuç olarak, sistem ve uygulama programları önemli ölçüde daha hızlı çalışır.
Geleneksel olarak, VLB veri yolu esas olarak 486 işlemcili PC'lerde kullanılırken, PCI esas olarak Pentium işlemcilerle başlayan PC'lerde kullanıldı. 486 bilgisayar için PCI seçenekleri olmasına rağmen. Bu arada, bazı durumlarda 486 PC için VLB kullanımının PCI veriyoluna bile tercih edilebileceği belirtilmelidir. Gerçekten de, PCI için, daha önce belirtildiği gibi, standart saat frekansını 33 MHz'e ve VLB için - veri yolu frekansının işlemcinin harici saat frekansıyla eşitliğine ayarlar. Bu nedenle, örneğin Am486DX / 40, Am486DX2 / 80, Am486DX4 / 120 gibi harici saat hızı 40 MHz olan işlemcileri kullanırken, VLB'li PC'lerin bazı avantajları vardı. Örneğin, harici frekansı 40 MHz olan bir işlemcinin VLB'sine bağlanan cihaz denetleyicileri - video adaptörleri, sabit sürücüler, ağ kartları vb. - harici frekanslı bir işlemciye sahip bir PCI veya VLB kullanmaya kıyasla daha yüksek çalışma hızı sağladı. 33 MHz. Bunun nedeni, kontrolörlerin çalışmasının ve veri alışverişinin kullanılan yerel veri yolunun frekansına göre gerçekleştirilmesidir.
Bu arada, modern anakartlarda PCI veri yolu frekansının işlemci veri yolu frekansı üzerinden ayarlandığına dikkat edilmelidir.
ISA ve PCI gibi çoklu veri yollarına sahip PC konfigürasyonları, bilgisayarların yüksek performansını, farklı hız ve elektriksel özelliklere sahip çok çeşitli kontrolörlerin ve PC düğümlerinin donanım ve yazılım uyumluluğu ile birleştirmeyi mümkün kıldı.
Şu anda, yerel otobüsler artık ayrı bir tür olarak ayırt edilmemektedir. Bu otobüsler, geleneksel ISA otobüsleri ile aynı sistem otobüsleri olarak kabul edilir.

ana veri yolu

İşlemci, kişisel bilgisayar, anakart ve sistem veri yolu mimarileri, ASIC'ler ve VLB ve PCI veri yolu standartları gelişmeye devam ediyor. Bu standartların geliştirilmiş versiyonları halihazırda önerilmiş olup, bu yerel veri yollarının veriminde daha fazla artış ve buna bağlı olarak PC performansında bir artış sağlanmıştır. Aynı zamanda, PC alt sistemlerinin geliştirilmesi, hem bazı unsurların evrenselleştirilmesine hem de diğerlerinin uzmanlaşmasına yöneliktir. Maliyeti düşürürken PC'nin üretkenliğini ve işlevselliğini artırmak için hem bireysel alt sistemlerin entegrasyonu hem de ayrılması gerçekleşir. Bu aynı zamanda PC veri yolu mimarisi için de geçerlidir.
Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II işlemci nesli, 486 işlemciden daha yüksek harici frekanslara sahiptir. 486 işlemcinin en yaygın varyantları için, harici frekans aşağıdaki değerleri aşmaz: 486 Intel işlemciler için - 33 MHz, için AMD'den 486 işlemci - 40 MHz.

Pentium işlemcilerin frekans parametreleri

İşlemci	İşlemci frekansı, MHz
	dahili	harici
Pentium-200	200	66
Pentium-166	166	66
Pentium-150	150	60
Pentium-133	133	66
Pentium-120	120	60
Pentium-100	100	66/50
Pentium-90	90	60
Pentium-75	75	50

Yani, artan harici frekansa sahip işlemciler var. Bu, kişisel bilgisayarların mimari gelişimine ilişkin bazı kavramların, özellikle de anakartların yapısı ve topolojisinin yanı sıra daha önce geliştirilmiş yerel veri yollarının yeri ve anlamının gözden geçirilmesi ihtiyacına yol açtı. Pentium ve Pentium Pro işlemcili bilgisayarlarda sıkı bir şekilde yerleşik olan yerel PCI veri yolu artık standart hale getirildi ve kural olarak 33 MHz'de çalışıyor. PCI veri yolunun verimli çalışması, uygun özel yonga setleri - yonga setleri ile sağlanır. Bu veri yolu, yüksek hızlı protokoller vb. kullanan monitörlerin, sabit sürücülerin, LAN'ların kontrolörleri ile iletişim kurmak için başarıyla kullanılmaktadır. Ancak, Pentium'un yüksek hız yeteneklerini gerçekleştirmek için, PC'lerin mimarisine başka bir veri yolu eklemek gerekliydi. PCI ve ISA veri yollarına ek olarak bir Pentium işlemci. Teknik literatürde host-bus olarak adlandırılan bu ek veri yolu, işlemci, RAM ve harici önbellek (L2) arasındaki yüksek hızlı veri aktarımı (64-bit) ve kontrol sinyalleri için tasarlanmıştır. Ayrıca bu veri yolu, ana karta entegre edilmiş PCI veri yolu denetleyicisi ile iletişim sağlar. Bu veri yolu genellikle CPU Veri Yolu, Sistem Veri Yolu veya Ön Taraf Veri Yolu (FSB) olarak adlandırılır.
Böylece, ana bilgisayar veri yolunun ortaya çıkmasıyla, bilgisayarda belirli bir veri yolu hiyerarşisi oluştu: ana bilgisayar veriyolu (50/60/66 MHz), PCI veri yolu (25/30/33 MHz), ISA veri yolu (8 MHz). Bu, modern elektronik bileşenlerin önemli potansiyellerinin maksimum düzeyde gerçekleştirilmesini ve yüksek performanslı bilgisayarların elde edilmesini sağlar. İşlemci, RAM, önbellek (L2) ve PCI denetleyicisi için iletilen verilerin artan frekansı ve bit genişliği, bu cihazların hızını ve Pentium işlemcili modern bir bilgisayarın genel performansını önemli ölçüde artırdı.

NOT Bir PC için bir işlemci seçerken, yalnızca Pentium işlemcinin dahili frekansını değil, aynı zamanda harici olanı - veri yolu frekansını da dikkate almanız önerilir. Bu frekans, veri yolu bant genişliğini ve buna bağlı olarak bilgisayarın genel performansını etkiler.

Harici işlemci ve veri yolu frekanslarındaki düşüş nedeniyle bilgisayar performansındaki düşüşün, dahili işlemci frekansındaki artış nedeniyle genel performanstaki artıştan daha önemli olabileceği akılda tutulmalıdır.

Çift Bağımsız Otobüs

İşlemcilerin ve PC'lerin performansı, DIB (Çift Bağımsız Veri Yolu) mimarisinin uygulanmasıyla daha da geliştirilmiştir. Bu veri yolu, işlemci ve bellek arasındaki veri yolu bant genişliğini sınırlama sorununu çözer. DIB, veri yolu bant genişliğini geleneksel bir çözüme göre üç kat artırır. DIB mimarisi iki veri yolundan oluşur: L2 önbellek veriyolu ve işlemci ile ana bellek arasındaki sistem veriyolu. Pentium II işlemci ile L2 önbellek arasındaki veri yolu bant genişliği, işlemci frekansına göre ölçeklenir. Böylece 266 MHz işlemcinin önbellek veri yolu 133 MHz'de, yani Pentium işlemcide sabit 66 MHz frekanslı L2 önbelleğinden iki kat daha hızlı çalışır. İşlemcinin iç frekansının artmasıyla aradaki fark da artıyor.
İşlemci ve RAM arasındaki veri yolu, tek sıralı işlemler kullanan önceki nesil işlemcilerin aksine, paralel işlemlerin eşzamanlı olarak yürütülmesini destekleyerek performansı daha da artırır.

AGP

AGP (Hızlandırılmış Grafik Bağlantı Noktası), bilgisayardaki yeni bir 32 bit iletişim veriyoludur. Büyük miktarda video bilgisinin (3D grafikler, tam ekran video, vb.) PCI veri yolu kullanılarak daha önce mevcut olmayan yüksek bir hızda aktarılmasını sağlar. AGP arabirimi, yüksek dahili ve harici saat hızlarına sahip yüksek performanslı Pentium II sınıfı işlemcilere sahip bilgisayarların performansını en üst düzeye çıkarmak için optimize edilmiştir.
Veri aktarım hızını belirleyen AGP saat frekansı, varsayılan olarak 66 MHz, PCI - 33 MHz'dir. Çoğu modern anakart, 133 MHz veri aktarımının 66 MHz frekansına ek olarak AGP'yi destekler: AGP 1.0 Uyumluluk Arayüzü 1x ve 2x Hız Modunu destekler, AGP 2x modunda bilgi, saat darbelerinin ön ve arka kenarları boyunca aktarılır , bu da veri yolu bant genişliği AGP'sini iki katına çıkarmanıza izin verir. 4x modunun uygulanması için çalışmalar devam etmektedir.
AGP frekansı genellikle işlemcinin ana bilgisayar veri yolu (FSB) frekansı ile ilgilidir. 1x modunda 66 MHz AGP saat frekansında veri aktarım hızı 264 MB / s'ye ve 2x modunda - 528 MB / s (66 MHz ґ 4 bayt ґ 2), geleneksel PCI - 132 MB / s (33 MHz) ґ 4 bayt = 132 MB/sn). Ana bilgisayar veriyolu için yüksek frekanslar kullanıldığında, kullanılan yonga setleri (overckloking) standardını aşan, AGP çalışma frekansı ve kural olarak veri aktarım hızı artar.
AGP kullanımı, 3D görüntülerin oluşumunda gerekli olan doku haritalarının saklanması sorununu çözmektedir. Şu anda, doku haritalarının yüksek kaliteli bir görüntü oluşturmak için birkaç on megabayt depolaması, yani genellikle bir video bağdaştırıcısına yüklenen bellek miktarından çok daha fazla olması alışılmadık bir durum değildir. Bu tür bilgilerin RAM'den video bağdaştırıcısına oluşturulması, depolanması ve ardından aktarılması, geleneksel PCI veri yolunun genellikle baş edemediği önemli bilgi akışları üretir. Ek olarak, PCI veri yolu, genellikle 100 MB / s bant genişliğine sahip UltraDMA diskleri veya ağ bağdaştırıcıları gibi bu veri yoluna bağlı yeni yüksek hızlı cihazlarla aşırı yüklenir. PCI veri yolundan yoğun video verisi akışlarını ortadan kaldırarak, bu veri yoluna bağlı cihazların hızı artar ve tüm bilgisayar sisteminin genel performansı ve kararlılığı artar.

Resim çizme

AGP veri yolunun potansiyelini tam olarak ortaya çıkarmak için, örneğin 400 MHz'lik Pentium II ve 100 MHz ana veri yolu (FSB) ile i440BX gibi yüksek performanslı bir işlemci ve ilgili yonga seti kullanılması tavsiye edilir.

USB, IEEE 1394

USB çevresel veri yolu özelliği Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, Northern Telecom tarafından geliştirilmiştir. USB veri yolu, modern bilgisayarların mimarisindeki özel bağlantı noktalarının kullanılması yoluyla çevresel aygıtların bir bilgisayara harici olarak bağlanmasına izin verir. Bağlantı, geleneksel COM ve LPT konektörlerine benzer şekilde, bilgisayar kasasının arka duvarına getirilen anakart üzerindeki özel USB konektörleri aracılığıyla gerçekleştirilir. Ancak bunlardan farklı olarak USB, bu spesifikasyonu karşılayan her bir USB bağlantı noktasına 127 adede kadar farklı aygıtın zincirleme bağlanmasına izin veren bir veri yolu mimarisi kullanır.
USB veri yolu, bir COM bağlantı noktasının yeteneklerinden neredeyse 100 kat ve LPT'nin 20 katı olan 12 Mbit / s'ye ulaşan yüksek bir bant genişliğine sahiptir. Bu, çalışmalarının kalitesini düşürmeden çok sayıda cihazı bağlamanıza olanak tanır. Kabul edilen USB özelliklerine göre bağlantı kablosunun uzunluğu 5 metreye kadar çıkabilir.
Modern işletim sistemleri, tak ve çalıştır teknolojisini gerçekleştirerek eklenen USB cihazlarını kolayca tanır. USB veri yolunun kullanılması durumunda, sistemi yeniden başlatmadan harici aygıtları açıp kapatarak bilgisayarın yapılandırmasını değiştirmek mümkün hale gelir. Ayrıca, USB papatya zinciri tasarımı, geleneksel uygulamalarda kullanılan çok sayıda bağlantı kablosuna olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
Pentium II, Celeron ve Pentium III işlemciler için neredeyse tüm modern ATX anakartlarında iki USB bağlantı noktası bulunur. Yazılım desteği en yaygın sistemler olan Windows 95 OSR 2.1 ve Windows 98 işletim sistemleri ile sağlanmaktadır.
Şu anda bu yöntem, çevresel aygıtları bir bilgisayara bağlamak için standart yöntemdir. Bu standardı karşılayan onlarca cihaz var. Birçok şirket bu arayüz ile cihaz satıyor ve destekliyor.
IEEE 1394 (FireWire) yüksek hızlı seri veri yolu özelliği Sony tarafından önerilmiştir. USB gibi, çevresel aygıtların bilgisayara harici olarak bağlanmasını sağlar. Veri aktarım hızı - 100, 200, 400 Mbit / s, mesafe - 4,5 m'ye kadar, cihaz sayısı - 63'e kadar. IEEE 1394 veri yolu, bilgisayarı kapatmadan yeniden yapılandırma yeteneği sağlar.
USB veri yolu giriş aygıtlarına, telekomünikasyon ekipmanlarına, yazıcılara, ses / video aygıtlarına yönelik iken, IEEE 1394 depolama aygıtları ve dijital video elektroniği gibi yüksek hızlı aygıtlara yöneliktir.
Cihaz bağlantı yöntemleri, buslar ve bunların özellikleri sürekli olarak geliştirilmektedir. Sonuç olarak, çalışma veri hızları artar. Yani, örneğin, USB 2 için hız 480 Mbit / s'ye ulaştı. Yeni IEEE 1394 spesifikasyonu, 800 Mbps ve 1600 Mbps'ye kadar hız artışları sağlar.

Perspektifler

Intel Corporation, 133 MHz veya üzerinde çalışan yonga setleri geliştiriyor. Bu tür kitlerin 2000 yılında piyasaya sürülmesi bekleniyor. Bu tür yonga setlerinin, RIMM modüllerinin, 133 MHz veriyolu frekansı için tasarlanmış Pentium III işlemcilerin kullanılması bilgisayarın genel performansını artıracaktır.
Benzer araştırmalar, SiS ve VIA gibi firmalar tarafından yüksek performanslı yonga setlerinin tasarımı ve üretimi konusunda yapılıyor.
Bu çalışmalar anakart üreticileri tarafından desteklendi.
IBM, Hewlett-Packard, Compaq firmaları PCI veri yolu için yeni bir standart önerdi. Veri yolunun geleneksel adı PCIX'tir, veri yolunun çalışma frekansı 133 MHz'dir. Bu, veri aktarım hızını 1 GB / s'ye kadar artıracaktır.