Wstęp

1. Opony wewnętrzne

1.1.1 PCI Express 1.0

1.1.2 PCI Express 2.0

1.1.3 PCI Express 3.0

1.2 Hipertransport

2. Opony zewnętrzne

2.3.1 SATA w wersji 2.x

2.3.2 SATA w wersji 3.x

2.4 Serial AttachedSCSI

2.4.2 Nowe funkcje SAS 2.0

Wniosek

Lista źródeł informacji

Magistrala komputerowa (od angielskiej magistrali komputerowej, dwukierunkowy przełącznik uniwersalny - dwukierunkowy przełącznik uniwersalny) - w architekturze komputera podsystem, który przesyła dane między blokami funkcjonalnymi komputera. Zazwyczaj autobusem steruje kierowca. W przeciwieństwie do komunikacji punkt-punkt, do magistrali można podłączyć wiele urządzeń za pomocą jednego zestawu przewodów. Każda magistrala definiuje swój własny zestaw złącz (połączeń) do fizycznego połączenia urządzeń, kart i kabli.

Wczesne autobusy komputerowe były równoległymi autobusami elektrycznymi z wieloma połączeniami, ale teraz termin ten jest używany dla każdego fizycznego mechanizmu, który zapewnia taką samą funkcjonalność logiczną jak równoległe magistrale komputerowe.

Magistrala komputerowa służy do przesyłania danych między poszczególnymi blokami funkcjonalnymi komputera i jest zbiorem linii sygnałowych, które mają określone właściwości elektryczne i protokoły przesyłania informacji. Magistrale mogą różnić się szerokością bitową, sposobem transmisji sygnału (szeregowy lub równoległy, synchroniczny lub asynchroniczny), przepustowością, liczbą i typami obsługiwanych urządzeń, protokołem działania, przeznaczeniem (wewnętrznym lub interfejsowym).

1.1.1 PCI Express 1.0

PCI Express to magistrala komputerowa, która wykorzystuje model oprogramowania magistrali PCI i wysokowydajny protokół fizyczny oparty na szeregowym przesyłaniu danych.

Magistrala szeregowa PCI Express, opracowana przez firmę Intel i jej partnerów, została zaprojektowana w celu zastąpienia równoległej magistrali PCI oraz jej rozszerzonego i wyspecjalizowanego wariantu AGP.

Aby podłączyć urządzenie PCI Express, używane jest dwukierunkowe połączenie szeregowe punkt-punkt zwane pasem; jest to wyraźny kontrast do PCI, w którym wszystkie urządzenia są podłączone do wspólnej 32-bitowej równoległej dwukierunkowej magistrali.

Łącze między dwoma urządzeniami PCI Express nazywane jest łączem i składa się z jednego (nazywanego 1x) lub wielu (2x, 4x, 8x, 12x, 16x i 32x) łączy linii. Każde urządzenie musi obsługiwać połączenie 1x.

Na poziomie elektrycznym każde połączenie wykorzystuje niskonapięciową transmisję sygnału różnicowego (LVDS), każde urządzenie PCI Express odbiera i przesyła informacje na oddzielnych dwóch przewodach, więc w najprostszym przypadku urządzenie jest podłączone do przełącznika PCI Express tylko czterema przewodniki.

Korzystanie z tego podejścia ma następujące zalety:

· karta PCI Express pasuje i działa poprawnie w dowolnym gnieździe o tej samej lub wyższej przepustowości (na przykład karta x1 będzie działać w gniazdach x4 i x16);

gniazdo o większym rozmiarze fizycznym może nie wykorzystywać wszystkich torów (np. do gniazda 16x można podłączyć linie transmisji informacji odpowiadające 1x lub 8x, a wszystko to będzie normalnie funkcjonować; jednak należy podłączyć wszystkie linie zasilania i uziemienia " wymagane dla gniazda 16x).

W obu przypadkach magistrala PCI Express wykorzysta maksymalną liczbę linii dostępnych zarówno dla karty, jak i gniazda. Nie pozwala to jednak na pracę urządzenia w slocie przeznaczonym dla kart o mniejszej przepustowości magistrali PCI Express (np. karta x4 nie zmieści się fizycznie w gnieździe x1, mimo że mogłaby pracować w gniazdo x4 przy użyciu tylko jednej linii).

PCI Express wysyła wszystkie informacje sterujące, w tym przerwania, przez te same linie, które są używane do przesyłania danych. Protokół szeregowy nigdy nie może zostać zablokowany, więc opóźnienia magistrali PCI Express są dość porównywalne z opóźnieniami magistrali PCI. We wszystkich szybkich protokołach szeregowych (np. GigabitEthernet) informacje o taktowaniu muszą być wbudowane w przesyłany sygnał. Na poziomie fizycznym PCI Express wykorzystuje popularną obecnie metodę kodowania 8B/10B (8 bitów danych zastępuje 10 bitów przesyłanych kanałem, więc 20% ruchu jest nadmiarowe), co pozwala zwiększyć odporność na zakłócenia.

Magistrala PCI działa z częstotliwością 33 lub 66 MHz i zapewnia przepustowość 133 lub 266 MB/s, ale ta przepustowość jest dzielona między wszystkie urządzenia PCI. Częstotliwość z jaką pracuje magistrala PCI Express wynosi 2,5 GHz, co daje przepustowość 2500 MHz/10*8=250*8Mb/s=250Mb/s dla każdego urządzenia PCI Express x1 w jednym kierunku. Jeśli jest kilka linii, aby obliczyć przepustowość, wartość 250 Mb/s należy pomnożyć przez liczbę linii i przez 2, ponieważ. PCI Express to magistrala dwukierunkowa (tabela 1).

Tabela 1 Tabela przepustowości PCI.

Ponadto magistrala PCI Express obsługuje:

wymiana kart na gorąco;

gwarantowana przepustowość (QoS);

· zarządzanie energią;

kontrola integralności przesyłanych danych.

1.1.2 PCI Express 2.0

PCI-SIG opublikowała specyfikację PCI Express 2.0 15 stycznia 2007 r. Główne innowacje w PCI Express 2.0:

· Zwiększona przepustowość — specyfikacja PCI Express 2.0 określa maksymalną przepustowość pojedynczego połączenia na 5 Gb/s. Wprowadzono ulepszenia w protokole przesyłania między urządzeniami i modelem oprogramowania.

· Dynamiczna kontrola prędkości - do kontroli prędkości komunikacji.

· Powiadomienie o przepustowości - powiadamia oprogramowanie (system operacyjny, sterowniki urządzeń itp.) o zmianach prędkości i szerokości magistrali.

· Rozszerzenia struktury Możliwości - rozszerzenia rejestrów kontrolnych dla lepszej kontroli urządzeń, gniazd i połączeń.

· Usługi kontroli dostępu — opcjonalne możliwości zarządzania transakcjami typu punkt-punkt.

1.1.3 PCI Express 3.0

PCI-SIG wprowadził wersję 0.9 specyfikacji PCI Express 3.0 w połowie sierpnia 2010 roku.

Dla użytkowników główną różnicą między PCI Express 2.0 a PCI Express 3.0 będzie znaczny wzrost maksymalnej przepustowości. PCI Express 2.0 ma szybkość sygnalizacji 5 GT/s (gigatransakcje na sekundę), czyli przepustowość 500 MB/s dla każdej linii. W ten sposób główne gniazdo graficzne PCI Express 2.0, które zwykle wykorzystuje 16 linii, zapewnia do 8 GB/s dwukierunkowej przepustowości.

Dzięki PCI Express 3.0 uzyskamy podwojenie tych liczb. PCI Express 3.0 wykorzystuje szybkość sygnalizacji 8 GT/s, co daje przepustowość 1 GB/s na linię. W ten sposób główne gniazdo karty graficznej otrzyma przepustowość do 16 GB / s.

Na pierwszy rzut oka zwiększenie szybkości sygnału z 5 GT/s do 8 GT/s nie wydaje się podwojeniem. Jednak standard PCI Express 2.0 wykorzystuje schemat kodowania 8B/10B.

PCI Express 3.0 przechodzi na znacznie wydajniejszy schemat kodowania 128B/130B, eliminując 20% nadmiarowości. Tak więc 8 GT/s nie jest już prędkością „teoretyczną”; jest to rzeczywista szybkość porównywalna pod względem wydajności z szybkością sygnału 10 GT/s przy zastosowaniu zasady kodowania 8b/10b.

1.2 Hipertransport

Magistrala HyperTransport (HT) to dwukierunkowa, szeregowo-równoległa magistrala komputerowa o dużej przepustowości i małych opóźnieniach.

HyperTransport działa na częstotliwościach od 200 MHz do 3,2 GHz (dla magistrali PCI - 33 i 66 MHz). Wykorzystuje również DDR, co oznacza, że ​​dane są przesyłane zarówno na zboczach narastających, jak i opadających sygnału zegara, umożliwiając do 5200 Mpps przy częstotliwości taktowania 2,6 GHz; częstotliwość sygnału synchronizacji jest regulowana automatycznie.

Magistrala HyperTransport jest oparta na pakietach. Każdy pakiet składa się ze słów 32-bitowych, niezależnie od fizycznej szerokości magistrali (liczby linii danych). Pierwsze słowo w pakiecie jest zawsze słowem kontrolnym. Jeśli pakiet zawiera adres, to ostatnie 8 bitów słowa kontrolnego jest łączonych z następnym słowem 32-bitowym, co daje 40-bitowy adres. Magistrala obsługuje adresowanie 64-bitowe - w tym przypadku pakiet zaczyna się od specjalnego 32-bitowego słowa kontrolnego wskazującego adresowanie 64-bitowe i zawierającego bity adresu od 40 do 63 (bity adresu są numerowane od 0). Pozostałe 32-bitowe słowa pakietu zawierają bezpośrednio przesyłane dane. Dane są zawsze przesyłane w słowach 32-bitowych, niezależnie od ich rzeczywistej długości (na przykład w odpowiedzi na żądanie odczytu jednego bajtu pakiet zawierający 32 bity danych i flagę wskazującą, że tylko 8 z tych 32 bitów jest znaczących) być transmitowane przez magistralę.

Pakiety HyperTransport są wysyłane przez magistralę sekwencyjnie. Zwiększenie przepustowości oznacza zwiększenie szerokości magistrali. HyperTransport może być używany do wysyłania komunikatów systemowych, wysyłania przerwań, konfiguracji urządzeń podłączonych do magistrali oraz przesyłania danych.

Magistrala HyperTransport znalazła szerokie zastosowanie jako magistrala procesorowa. Posiada oryginalną topologię (rys. 1) opartą na łączach, tunelach, obwodach i mostach, co pozwala na łatwe skalowanie tej architektury. HyperTransport ma na celu uproszczenie komunikacji wewnątrzsystemowej poprzez zastąpienie istniejącej fizycznej warstwy transmisyjnej istniejących magistral i mostów oraz zmniejszenie wąskich gardeł i opóźnień. Przy tych wszystkich zaletach HyperTransport charakteryzuje się również niewielką liczbą wyjść (mała liczba pinów) oraz niskim kosztem wdrożenia. HyperTransport obsługuje automatyczne wykrywanie szerokości magistrali, umożliwiając szerokość od 2 do 32 bitów w każdym kierunku (tabela 2), a także umożliwia asymetryczny przepływ danych do iz urządzeń peryferyjnych.

Zwykły użytkownik nie musi znać struktury komputera. Ale jeśli chcesz uważać się za zaawansowanego użytkownika, który z łatwością poradzi sobie z każdym zadaniem komputerowym, a poza tym w niedalekiej przyszłości sam zmontuje swoją pierwszą jednostkę systemową, taka wiedza jest po prostu niezbędna.

Funkcjonowanie komputera jest niemożliwe bez obecności w nim co najmniej jednego z następujących systemów:

1. Edytor.
2. Karty wideo.
3. Pamięć robocza.

Ale nawet wszystkie te elementy razem nie będą w stanie funkcjonować. Aby to zrobić, konieczne jest zorganizowanie połączenia między nimi, za pomocą którego wykonywane byłyby operacje logiczne i obliczeniowe. Takie systemy komunikacyjne organizują magistrale systemowe komputera. Dlatego możemy powiedzieć, że jest to kolejny niezbędny element jednostki systemowej.

Magistrala systemowa

Magistrala systemowa to zestaw ścieżek przesyłania danych, które zapewniają połączoną pracę między pozostałymi elementami komputera: procesorem, kartą wideo, dyskami twardymi i innymi komponentami. To urządzenie składa się z kilku poziomów:

• mechaniczny;
• elektryczne lub fizyczne;
• poziom logiczny i kontrolny.

Podstawowy podział magistral systemowych

Podział opon opiera się na kilku czynnikach. Wiodącym wskaźnikiem jest lokalizacja. Według tego wskaźnika opony to:

1. Wewnętrzne, które zapewniają połączenie wewnętrznych elementów jednostki systemowej, takich jak procesor, pamięć RAM, płyta główna. Taka magistrala systemowa nazywana jest również lokalną, ponieważ służy do łączenia urządzeń lokalnych.
2. Zewnętrzne, które służą do podłączania urządzeń zewnętrznych (adaptery, pendrive'y) do płyty głównej.

W najbardziej ogólnym przypadku magistralę systemową można nazwać dowolnym urządzeniem, które służy do łączenia kilku urządzeń w jeden system. Nawet połączenia sieciowe, takie jak Internet, są w pewnym sensie magistralą systemową.

Najważniejszy system komunikacji

Wszystkie czynności, które wykonujemy za pomocą komputera – tworzenie różnych dokumentów, odtwarzanie muzyki, uruchamianie gier komputerowych – byłyby niemożliwe bez procesora. Z kolei mikroprocesor nie byłby w stanie wykonać swojej pracy, gdyby nie miał kanałów komunikacji z innymi ważnymi elementami, takimi jak RAM, ROM, timery, złącza wejścia/wyjścia informacyjnego. Do zapewnienia tej funkcji komputer ma magistralę systemową procesora.

Prędkość komputera

Do funkcjonowania mikroprocesora system kanałów komunikacyjnych obejmuje kilka magistral jednocześnie. Oto opony:

Liczba prezentowanych typów kanałów komunikacyjnych systemu procesora może być z jednego lub więcej. Ponadto uważa się, że im więcej autobusów jest zainstalowanych, tym większa jest ogólna wydajność komputera.

Ważnym wskaźnikiem, który wpływa również na wydajność komputera, jest przepustowość magistrali systemowej. Określa szybkość przesyłania informacji pomiędzy lokalnymi systemami komputera elektronicznego. Obliczenie tego jest dość proste. Trzeba tylko znaleźć iloczyn między częstotliwością zegara a ilością informacji, czyli bajtem przesyłanym w jednym cyklu zegara. Tak więc w przypadku dawno przestarzałej magistrali ISA przepustowość wyniesie 16 MB/s, w przypadku nowoczesnej magistrali PCI Express wartość ta wyniesie około 533 MB/s.

Rodzaje opon komputerowych

Historia technologii komputerowej ma ponad dekadę. Wraz z rozwojem nowych komponentów opracowano również nowe typy autobusów systemowych. Pierwszym takim kanałem komunikacji był system ISA. Ten element komputera zapewnia przesyłanie danych z dość małą prędkością, ale wystarczy do jednoczesnej obsługi klawiatury, monitora i niektórych innych elementów.

Pomimo tego, że została wynaleziona ponad pół wieku temu, ta magistrala systemowa jest obecnie aktywnie wykorzystywana, śmiało konkurując z bardziej nowoczesnymi przedstawicielami. Było to możliwe dzięki wydaniu dużej liczby rozszerzeń, które zwiększyły jego funkcjonalność. Dopiero w ostatnich latach wyprodukowano procesory bez ISA.

Nowoczesne autobusy systemowe

Magistrala VESA stała się nowym słowem w dziedzinie technologii komputerowej. Zaprojektowany specjalnie do podłączania urządzeń zewnętrznych bezpośrednio do samego procesora, nadal ma wysokie prędkości przesyłania danych i zapewnia wysoką wydajność procesora do dnia dzisiejszego.

Jednak taki system kanałów komunikacyjnych nie jest w stanie zapewnić prawidłowego funkcjonowania mikroprocesora. Dlatego jest wprowadzany do systemu razem z ISA i pełni funkcję kolejnego rozszerzenia.

To wszystkie krótkie informacje, które powinny rzucić światło na jeden z najważniejszych elementów nowoczesnych komputerów. Trzeba powiedzieć, że jest tu przedstawiona tylko najmniejsza informacja o oponach komputerowych. Ich pełne badanie odbywa się w specjalnych instytucjach przez kilka lat. Tak szczegółowe informacje są niezbędne bezpośrednio przy opracowywaniu nowych modeli mikroprocesorów lub modernizacji istniejących. Magistrala PCI jest najbliższym konkurentem poprzedniego przedstawiciela kanałów transmisji danych. Ta magistrala systemowa została opracowana przez firmę Intel specjalnie do produkcji procesorów własnej marki. To urządzenie jest w stanie zapewnić jeszcze większe szybkości przesyłania danych i nie wymaga dodatkowych elementów, jak w poprzednim przykładzie.

„Co to są opony?” Dziwne pytanie, każdy może powiedzieć. Opony, które widzieliśmy od dzieciństwa – rowerowe, osobowe, ciężarowe – tj. coś, co „ubiera się” na kółkach. Okazuje się jednak, że nie wszyscy wiedzą, że istnieją opony komputerowe. Teraz nikogo nie zaskoczysz komputerem, to prawie „biurkowy” temat każdego ucznia. Ale oto, co jest w środku - wie o tym kilku entuzjastycznych, amatorskich uczniów i pracowników centrów usług.

Tak więc Wikipedia mówi, że "szyna komputerowa (od angielskiej magistrali komputerowej, dwukierunkowy przełącznik uniwersalny - dwukierunkowy przełącznik uniwersalny) jest podsystemem w architekturze komputerowej, który przesyła dane między blokami funkcjonalnymi komputera". To. możemy powiedzieć, że jeśli sercem PC jest procesor, to magistrale PC są arteriami, przez które przepływają sygnały elektryczne. A te złącza, w które zwykle wkładane są dyski twarde, karty graficzne, karty sieciowe, nie są magistralami, są tylko gniazdami interfejsów i to z ich pomocą! i jest połączony z oponami. Tych. innymi słowy, komputery wykorzystują autobusy do wymiany informacji. Specjalne kontrolery monitorują pracę opon.

Istnieją dwa typy magistral: magistrala systemowa i magistrala rozszerzeń. Magistrala systemowa (lub magistrala procesora) jest niezbędna do wymiany informacji między procesorem a pamięcią RAM i pamięcią zewnętrzną. Druga magistrala służy do łączenia urządzeń peryferyjnych i jest niejako przedłużeniem magistrali procesora, łącząc ją z urządzeniami zewnętrznymi. Oprócz kontrolera, każda magistrala zawiera adres, dane i komponenty sterujące.

Jeśli opony do samochodów ciężarowych mają swoje własne cechy (wymiary, rodzaj wzoru, układ kordu, rodzaj uszczelnienia), to opony komputerowe mają swoje własne cechy. Czym oni są?

Można rozważyć główne cechy opon komputerowych

• Głębia bitowa, która określa liczbę bitów danych, które mogą być przesyłane w tym samym czasie. Tych. jeśli magistrala jest 16-bitowa, to ma 16 kanałów do jednoczesnego przesyłania danych.
• częstotliwość zegara.
• Maksymalna szybkość przesyłania danych na sekundę.

Opony komputerowe są stale ulepszane. Jeśli w latach 80. ubiegłego wieku popularna była magistrala systemowa IBM PC / XT, która zapewniała transfer 8 bitów danych, to wraz z pojawieniem się procesora i286 pojawiła się nowa magistrala systemowa ISA (Industry Standard Architecture). Ale czas minął, pojawiły się procesory i386, i486 i Pentium, a magistrala systemowa ISA stopniowo stała się wąskim gardłem komputerów osobistych opartych na tych procesorach.

Obecnie asortyment opon jest dość szeroki, a ich ilość i jakość stale rośnie. Każda opona ma swoje specyficzne zalety i ewentualnie wady. Często współczesne komputery używają własnych „zastrzeżonych” opon.

Komentarze i recenzje

Prawie wszyscy współcześni główni producenci smartfonów bardzo aktywnie wypuszczają uproszczone wersje z ...

Pralki stały się znanymi asystentami w prawie każdym domu, przejmując rutynową pracę...

W ostatnim czasie producenci smartfonów coraz mniej aktywnie chronią swoje smartfony przed...

Już jakiś czas temu powiedzieliśmy naszym czytelnikom, że HTC przeżywa ciężkie czasy...

W Internecie pojawiła się informacja, że ​​Samsung przygotowuje się do wydania swojego nowego tabletu…

Witam drodzy czytelnicy serwisu blogowego. Bardzo często w Internecie można znaleźć wiele terminologii komputerowej, w szczególności - takiej jak „Magistrala systemowa”. Ale niewiele osób wie, co dokładnie oznacza ten komputerowy termin. Myślę, że dzisiejszy artykuł pomoże wyjaśnić.

Magistrala systemowa (szkielet) obejmuje magistralę danych, adresową i sterującą. Każdy z nich przekazuje własne informacje: na szynie danych - dane, adresy - odpowiednio adres (urządzeń i komórek pamięci), kontrolki - sygnały sterujące dla urządzeń. Ale teraz nie zagłębimy się w teorię organizacji architektury komputerowej, zostawimy ją studentom. Fizycznie pień jest reprezentowany jako (styki) na płycie głównej.

Nie przypadkiem wskazałem na napis „FSB” na zdjęciu do tego artykułu. Chodzi o to, że dla połączenie procesora z chipsetem odpowiada magistrala FSB, co oznacza "Front-side bus" - czyli "front" lub "system". I, czym zwykle kieruje się na przykład podczas podkręcania procesora.

Istnieje kilka odmian magistrali FSB, na przykład na płytach głównych z procesorami Intela magistrala FSB jest zwykle typu QPB, w której dane są przesyłane 4 razy na cykl zegara. Jeśli mówimy o procesorach AMD, to dane przesyłane są tam 2 razy na zegar, a typ magistrali nazywa się EV6. A w najnowszych modelach procesorów AMD w ogóle nie ma FSB, jej rolę odgrywa najnowszy HyperTransport.

Tak więc między procesorem centralnym dane są przesyłane z częstotliwością 4 razy wyższą niż częstotliwość magistrali FSB. Dlaczego tylko 4 razy, patrz akapit powyżej. Okazuje się, że jeśli na pudełku jest wskazane 1600 MHz (częstotliwość efektywna), w rzeczywistości częstotliwość będzie wynosić 400 MHz (rzeczywista). W przyszłości, kiedy mówimy o podkręcaniu procesora (w kolejnych artykułach), dowiesz się, dlaczego musisz zwracać uwagę na ten parametr. Na razie pamiętaj tylko, że im wyższa wartość częstotliwości, tym lepiej.

Nawiasem mówiąc, napis „O.C.” oznacza dosłownie „przyspieszenie”, jest to skrót od angielskiego. Overclock, czyli jest to maksymalna możliwa częstotliwość magistrali systemowej obsługiwana przez płytę główną. Magistrala systemowa może z łatwością pracować z częstotliwością znacznie niższą niż wskazana na opakowaniu, ale nie wyższą od niej.

Drugim parametrem charakteryzującym magistralę systemową jest. Jest to ilość informacji (danych), które może przejść przez siebie w ciągu jednej sekundy. Jest mierzony w bitach/s. Szerokość pasma można niezależnie obliczyć za pomocą bardzo prostego wzoru: częstotliwość magistrali (FSB) * szerokość magistrali. Znasz już pierwszy mnożnik, drugi mnożnik odpowiada pojemności procesora - pamiętasz, x64, x86(32)? Wszystkie nowoczesne procesory mają już 64-bitową głębię bitową.

Tak więc podstawiamy nasze dane do wzoru, w wyniku czego okazuje się: 1600 * 64 = 102 400 Mbps = 100 Gbps = 12,5 Gbps. Jest to przepustowość linii między chipsetem a procesorem, a raczej między mostem północnym a procesorem. To znaczy magistrale systemowe, FSB, procesorowe - wszystko to są synonimy. Wszystkie złącza płyty głównej - karta graficzna, dysk twardy, pamięć RAM "komunikują się" ze sobą tylko autostradami. Ale FSB nie jest jedynym na płycie głównej, choć oczywiście najważniejszym.

Jak widać na rysunku, magistrala Front-side (najgrubsza linia) w rzeczywistości łączy tylko procesor i chipset, a już z chipsetu jest kilka różnych magistral w innych kierunkach: PCI, karta wideo, pamięć RAM, USB . I wcale nie jest faktem, że częstotliwości pracy tych pod-magistrali powinny być równe lub wielokrotności częstotliwości FSB, nie, mogą być zupełnie inne. Jednak we współczesnych procesorach kontroler pamięci RAM często przenosi się z mostka północnego do samego procesora, w którym to przypadku okazuje się, że nie ma oddzielnej autostrady pamięci RAM, wszystkie dane między procesorem a pamięcią RAM są przesyłane bezpośrednio przez FSB z częstotliwością równą do częstotliwości FSB.

To wszystko na teraz, dzięki.

Szyna procesora- łączy procesor z mostkiem północnym lub kontrolerem pamięci MCH. Pracuje dla częstotliwości 66-200 MHz i służy do przesyłania danych pomiędzy procesorem a główną magistralą systemową lub pomiędzy procesorem a zewnętrzną pamięcią podręczną w systemach opartych na procesorach piątej generacji. Schemat współpracy magistrali w typowym komputerze opartym na procesorze Pentium (Socket 7) pokazano na rysunku.

Ten rysunek wyraźnie pokazuje architekturę trójwarstwową, w której na najwyższym poziomie hierarchii znajduje się magistrala PCI, a następnie magistrala ISA. Większość komponentów systemu jest podłączona do jednej z tych trzech magistral.

W systemach opartych na procesorach Socket 7 zewnętrzna pamięć podręczna L2 jest instalowana na płycie głównej i podłączona do magistrali procesora, która działa z częstotliwością płyty głównej (zazwyczaj 66 do 100 MHz). Tak więc, gdy pojawiły się procesory Socket 7 o wyższej częstotliwości taktowania, częstotliwość robocza pamięci podręcznej pozostała równa stosunkowo niskiej częstotliwości płyty głównej. Na przykład w najszybszych systemach Intel Socket 7 częstotliwość procesora wynosi 233 MHz, a częstotliwość magistrali procesora przy mnożniku 3,5x osiąga tylko 66 MHz. Dlatego pamięć podręczna L2 również działa z częstotliwością 66 MHz. Weźmy na przykład system Socket 7 z procesorami AMD K6-2 550 pracującymi z częstotliwością 550 MHz: z mnożnikiem 5,5x hszybkość magistrali procesora jest równy 100 MHz. Dlatego w tych systemach częstotliwość pamięci podręcznej L2 osiąga tylko 100 MHz.

Problem powolnej pamięci podręcznej L2 został rozwiązany w procesorach klasy P6, takich jak Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Pentium III oraz AMD Athlon i Duron. Procesory te używały Socket 8, Slot 1, Slot 2, Slot A, Socket A lub Socket 370. Ponadto pamięć podręczna L2 została przeniesiona z płyty głównej bezpośrednio do procesora i podłączona do niego za pomocą wbudowanej magistrali. Teraz ta magistrala stała się znana jako FSB, ale ja, zgodnie z ustaloną tradycją, nadal nazywam ją magistralą procesora.

Włączenie pamięci podręcznej drugiego poziomu w procesorze umożliwiło znaczne zwiększenie jego szybkości. W nowoczesnych procesorach pamięć podręczna znajduje się bezpośrednio na chipie procesora, tj. działa z szybkością procesora. We wcześniejszych wersjach pamięć podręczna L2 znajdowała się na oddzielnym chipie zintegrowanym z pakietem procesora i działała z 1/2, 2/5 lub 1/3 częstotliwości procesora. Jednak nawet w tym przypadku szybkość zintegrowanej pamięci podręcznej była znacznie wyższa niż szybkość zewnętrznej pamięci podręcznej, ograniczonej częstotliwością płyty głównej Socket 7.

W systemach Slot 1 pamięć podręczna L2 została wbudowana w procesor, ale działała tylko z połową swojej częstotliwości. Zwiększenie częstotliwości szyny procesora z 66 do 100 MHz spowodowało wzrost przepustowości do 800 MB/s. Należy zauważyć, że większość systemów zawiera obsługę AGP. Standardowy interfejs AGP jest taktowany zegarem 66 MHz (dwukrotnie szybszym od PCI), ale większość systemów obsługuje port AGP 2x, który jest dwa razy szybszy niż standardowy AGP, co skutkuje wzrostem przepustowości do 533 MB/s. Ponadto systemy te zazwyczaj wykorzystywały moduły PC100 SDRAM DIMM o szybkości transmisji danych 800 MB/s.

W systemach Pentium III i Celeron Slot 1 został zastąpiony przez Socket 370. Wynikało to głównie z faktu, że nowsze procesory zawierają wbudowaną pamięć podręczną L2 (działającą z pełną częstotliwością rdzenia), co oznacza konieczność posiadania drogiego pakietu zawierający kilka żetonów. Szybkość magistrali procesora wzrosła do 133 MHz, co skutkowało wzrostem przepustowości do 1066 MB/s. W nowoczesnych systemach stosowany jest już AGP 4x z szybkością transmisji danych 1066 MB/s.

Magistrala procesora oparta na architekturze koncentratora

Zwróć uwagę na architekturę koncentratora Intel używaną zamiast tradycyjnej architektury mostka północnego/południowego. W tej konstrukcji główne połączenie między komponentami chipsetu zostało przeniesione do dedykowanego interfejsu koncentratora z szybkością przesyłania danych 266 MB/s (dwukrotnie większą niż w przypadku szyny PCI), co pozwala urządzeniom PCI wykorzystać pełną przepustowość szyny PCI, bez uwzględnienia mostka południowego. Ponadto układ Flash ROM BIOS, obecnie nazywany Firmware Hub, jest podłączony do systemu za pośrednictwem magistrali LPC. Jak już wspomniano, w architekturze mostu północ/południe zastosowano do tego układ Super I/O. Większość systemów używa teraz magistrali LPC zamiast magistrali ISA do podłączenia układu Super I/O. Jednocześnie architektura koncentratora pozwala zrezygnować ze stosowania Super I/O. Porty obsługiwane przez układ Super I/O są nazywane starszymi, więc konstrukcja bez Super I/O nazywana jest systemem bez starszego typu. W takim systemie urządzenia korzystające ze standardowych portów muszą być podłączone do komputera za pomocą magistrali USB. Systemy te zazwyczaj wykorzystują dwa kontrolery i maksymalnie cztery współdzielone porty (dodatkowe porty można podłączyć do hostów USB).

Systemy oparte na AMD wykorzystują konstrukcję Socket A, która wykorzystuje szybszy procesor i magistralę pamięci niż Socket 370, ale nadal zachowuje konstrukcję mostka północ/południe. Zwróć uwagę na szybkość magistrali procesora do 333 MHz (przepustowość 2664 MB/s) i używane moduły DDR SDRAM DIMM, które obsługują tę samą przepustowość (tj. 2664 MB/s). Należy również zauważyć, że większość mostków południowych zawiera funkcje znalezione w układach Super I/O. Te mikroukłady nazywane są Super South Bridge (Super South Bridge).

Na poniższym rysunku pokazano system Pentium 4 (Socket 423 lub Socket 478) oparty na architekturze koncentratora. Cechą tego projektu jest odpowiednio częstotliwość zegara 400/533/800 MHz i przepustowość 3200/4266/6400 MB/s. Dziś to najszybsza opona. Sprawdź także dwukanałowe moduły PC3200 (DDR400), których przepustowość 3200 MB/s odpowiada przepustowości magistrali procesora, aby zmaksymalizować wydajność systemu. Systemy o wyższej wydajności z magistralą 6400 MB/s wykorzystują dwukanałowe moduły DDR400 o częstotliwości 400 MHz, co zapewnia całkowitą przepustowość magistrali pamięci do 6400 MB/s. Procesory 533 MHz mogą korzystać z dwóch modułów pamięci (PC2100/DDR266 lub PC2700/DDR333) w trybie dwukanałowym, aby osiągnąć przepustowość magistrali pamięci 4266 MB/s. Dopasowanie przepustowości szyny pamięci do parametrów pracy szyny procesora jest warunkiem optymalnej wydajności.