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
