Доклад: Шини (Industrial Standard Architecture)

Як це практично завжди буває в комп'ютерній індустрії, питання вирішене не був. Здавалося б, от вам найпростіше рішення: переходите на 66-мегагерцовую 64-розрядну шину PCI з величезною пропускною здатністю, так немає ж. Intel на базі того ж стандарту PCI R2.1 розробляє нову шину - AGP (R1.0, потім 2.0), що відрізняється від свого "батька" у наступному:

1. шина здатна передавати два блоки даних за один 66 MHz цикл (AGP 2x);

2. усунута мультіплексованість ліній адреси і даних (нагадаю, що в PCI для здешевлення конструкції адреса і дані передавалися по тим самим лініях);

3. подальша конвеєризація операцій читання/запису, на думку розроблювачів, дозволяє усунути вплив затримок у модулях пам'яті на швидкість виконання цих операцій.

У результаті пропускна здатність шини була оцінена в 500 МВ/хв, і призначалася вона для того, щоб відеокарти зберігали текстури в системній пам'яті, відповідно мали менше пам'яті на платі, і, відповідно, дешевшали.

Парадокс у тім, що відеокарти усе-таки воліють мати БІЛЬШЕ пам'яті, і МАЙЖЕ НІХТО не зберігає текстури в системній пам'яті, оскільки текстур такого обсягу поки (підкреслюю - поки) практично немає. При цьому в силу здешевлення пам'яті взагалі, карти особливо і не дорожчають. Однак практично усі вважають, що майбутнє - за AGP, а бурхливий розвиток мультімедіа-додатків (особливо - ігор) може незабаром привести до того, що текстури перестануть влазити й у системну пам'ять. Тому має сенс, особливо не вдаючись у технічні подробиці, розповісти, як же це все працює.

Отже, почнемо з початку, тобто з AGP 1.0. Шина має два основних режими роботи: Execute і DMA. У режимі DMA основною пам'яттю є пам'ять карти. Текстури зберігаються в системній пам'яті, але перед використанням (той самий execute) копіюються в локальну пам'ять карти. Таким чином, AGP діє в якості "тилової структури", що забезпечує своєчасну "доставку патронів" (текстур) на передній край (у локальну пам'ять). Обмін ведеться великими послідовними пакетами.

У режимі Execute локальна і системна пам'ять для відеокарти логічно рівноправні. Текстури не копіюються в локальну пам'ять, а вибираються безпосередньо із системної. Таким чином, приходиться вибирати з пам'яті відносно малі випадково розташовані шматки. Оскільки системна пам'ять виділяється динамічно, блоками по 4ДО, у цьому режимі для забезпечення прийнятної швидкодії необхідно передбачити механізм, що відображає послідовні адреси на реальні адреси 4-х кілобайтних блоків у системній пам'яті. Ця нелегка задача виконується з використанням спеціальної таблиці (Graphic Address Re-mapping Table або GART), розташованої в пам'яті.

При цьому адреси, що не попадають у діапазон GART (GART range), не змінюються і безпосередньо відображаються на системну пам'ять або область пам'яті пристрою (device specific range). На малюнку як таку область показаний локальний фрейм-буфер карти (Local Frame Buffer або LFB). Точний вид і функціонування GART не визначені і залежать від керуючої логіки карти.

Шина AGP цілком підтримує операції шини PCI, тому AGP-трафік може представляти із себе суміш що чергуються AGP і PCI операцій читання/запису. Операції шини AGP є роздільними (split). Це означає, що запит на проведення операції відділений від власне пересилання даних.

Такий підхід дозволяє Устрі-AGP-пристроєві генерувати черга запитів, не чекаючи завершення поточної операції, що також підвищує швидкодію шини.

У 1998 році специфікація шини AGP одержала подальший розвиток - вийшов Revision 2.0. У результаті використання нових низьковольтних електричних специфікацій з'явилася можливість здійснювати 4 транзакции (пересилання блоку даних) за один 66-мегагерцовый такт (AGP 4x), що означає пропускну здатність шини в 1GB/хв! Єдине, чого не вистачає для повного щастя, так це щоб пристрій міг динамічно переключатися між режимами 1х, 2х і 4х, але з іншого боку, це нікому і не потрібно.

Однак потреби і запити в області обробки відеосигналів усі зростають, і Intel готує нову специфікацію - AGP Pro (у даний час доступний Revision 0.9) - спрямовану на задоволення потреб високопродуктивних графічних станцій. Новий стандарт не видозмінює шину AGP. Основний напрямок - збільшення енергопостачання графічних карт. З цією метою в рознімання AGP Pro додані нові лінії харчування.

Передбачається, що буде існувати два типи карт AGP Pro - High Power і Low Power. Карти High Power можуть споживати від 50 до 110W. Природно, такі карти мають потребу в гарному охолодженні. З цією метою специфікація вимагає наявності двох вільних слотів PCI з component side (сторони, на якій розміщені основні чіпи) карти.

При цьому дані слоти можуть використовуватися картою як додаткові кріплення, для підведення додаткового харчування і навіть для обміну по шині PCI! При цьому на використання цих слотів накладаються лише незначні обмеження.

При використанні слотів для підведення додаткового харчування:

· Не використовувати для харчування лінії V I/O;

· Не встановлювати лінію M66EN (контакт 49В) у GND (що цілком природно, тому що це переводить шину PCI у режим 33 MHz).

При використанні слоту для обміну по шині:

· Підсистема PCI I/O повинна розроблятися під напругу 3.3V c можливістю функціонування при 5 V.

Підтримка 64-розрядного або 66 MHz режимів не потрібно.

Карти Low Power можуть споживати 25-50W, тому для забезпечення охолодження специфікація вимагає наявності одного вільного слоту PCI.

При цьому всі retail-карти AGP Pro повинні мати спеціальну накладку шириною відповідно в 3 або 2 слоту, при цьому карта здобуває вид досить застрашливий.

Загалом, як уявлю собі графічну станцію з двома процесорами Xeon і відеокартою AGP Pro High Power... Можна здорово заощадити на опаленні... Закрадається крамольна думка, що в специфікацію PC 200? буде закладене рідинне охолодження. Знов-таки поживемо – побачимо…

Шина USB (Universal Serial Bus)

Що таке USB?

Специфікація периферійної шини USB розроблена лідерами комп'ютерної і телекомунікаційної промисловості -і Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC і Northern Telecom -і для підключення комп'ютерної периферії поза корпусом машини по стандарті рlug'n'рlау, у результаті відпадає необхідність в установці додаткових плат у слоти розширення і переконфігуруванні системи. Персональні комп'ютери, що мають шину USB, дозволяють підключати периферійні пристрої і здійснюють їхній автоматичне конфігурування, як тільки пристрій фізично буде приєднано до машини, і при цьому немає необхідність перезавантажувати або виключати комп'ютер, а так само запускати програми установки і конфігурування. Шина USB дозволяє одночасно підключати послідовно до 127 пристроїв, таких, як монітори або клавіатури, що виконують роль додатково підключених компонентів, або хабов (тобто пристрій, через яке підключається ще трохи).

Хто створив USB?

USB була розроблена групою із семи компаній, що бачили необхідність у взаємодії для забезпечення подальшого росту і розвитку розквітаючої індустрії інтегр