Komponen utama setiap PC ialah papan induk (papan sistem). Ia menempatkan semua elemen utamanya - pemproses, RAM, kad video, pengawal, serta slot dan penyambung untuk menyambungkan peranti persisian luaran. Semua komponen papan induk disambungkan oleh sistem konduktor (talian) yang melaluinya maklumat bertukar. Set baris ini dipanggil bas maklumat. Bas yang menghubungkan hanya dua peranti dipanggil pelabuhan . Sebagai contoh, pertimbangkan struktur, sebagai contoh, bas PC:
Interaksi antara komponen PC dan peranti yang disambungkan ke bas yang berbeza dijalankan menggunakan jambatan yang dipanggil yang dilaksanakan pada salah satu cip Chipset.
Bas PC berbeza dalam tujuan fungsinya:
- bas sistem digunakan oleh cip Chipset untuk menghantar maklumat kepada pemproses dan belakang;
- bas cache direka untuk bertukar maklumat antara pemproses dan memori cache luaran;
- bas ingatan digunakan untuk bertukar maklumat antara RAM dan pemproses;
- bas I/O digunakan untuk bertukar maklumat dengan peranti persisian.
Bas I/O dibahagikan kepada tempatan dan standard. Tempatan Bas I/O ialah bas berkelajuan tinggi yang direka untuk bertukar maklumat antara peranti persisian berkelajuan tinggi (penyesuai video, kad rangkaian, dll.) dan pemproses. Pada masa ini, bas PCI Express digunakan sebagai bas tempatan (pada masa lalu, bas AGP - Accelerated Graphics Port) telah digunakan.
Standard Bas I/O digunakan untuk menyambungkan peranti yang lebih perlahan (cth tetikus, papan kekunci, modem). Sehingga baru-baru ini, bas standard ISA digunakan sebagai bas ini. Pada masa ini, bas USB digunakan secara meluas.
Komponen bas
Seni bina mana-mana bas mempunyai komponen berikut:
- talian data(bas data). Bas data menyediakan pertukaran data antara pemproses, kad pengembangan yang dipasang dalam slot dan memori. Lebih tinggi lebar bas, lebih banyak data boleh dipindahkan setiap kitaran jam dan lebih tinggi prestasi PC. Komputer dengan pemproses keluarga Pentium mempunyai bas data 64-bit.
- talian untuk pengalamatan data(alamat bas). Bas alamat digunakan untuk menunjukkan alamat mana-mana peranti yang pemproses bertukar data. Setiap komponen PC, setiap port I/O dan sel RAM mempunyai alamatnya sendiri.
- talian kawalan data(bas kawalan). Beberapa isyarat perkhidmatan dihantar melalui bas kawalan: tulis/baca, kesediaan untuk menerima/menghantar data, pengesahan penerimaan data, gangguan perkakasan, kawalan dan lain-lain. Semua isyarat bas kawalan direka untuk menyediakan penghantaran data.
- pengawal bas, mengawal proses pertukaran data dan isyarat perkhidmatan dan biasanya dilaksanakan dalam bentuk cip berasingan, atau dalam bentuk set cip yang serasi - Chipset.
Ciri-ciri utama tayar
Lebar bas ditentukan oleh bilangan konduktor selari yang termasuk di dalamnya. Bas ISA pertama untuk IBM PC ialah 8-bit, i.e. ia boleh menghantar 8 bit secara serentak. Bas sistem untuk PC moden, contohnya, Pentium IV, adalah 64-bit.
Kapasiti bas ditentukan oleh bilangan bait maklumat yang dipindahkan melalui bas sesaat. Untuk menentukan lebar jalur bas, anda perlu mendarabkan kelajuan jam bas dengan lebar bitnya. Sebagai contoh, jika lebar bas ialah 64 dan kekerapan jam ialah 66 MHz, maka daya pengeluaran= 8 (bait) * 66 MHz = 528 MB/saat.
Kekerapan bas- ini ialah kekerapan jam di mana data ditukar pada bas.
Peranti luaran disambungkan ke bas melalui antara muka.
Piawaian bas PC
Prinsip keserasian IBM membayangkan penyeragaman antara muka komponen PC individu, yang seterusnya, menentukan fleksibiliti sistem secara keseluruhan, i.e. keupayaan untuk menukar konfigurasi sistem dan menyambungkan pelbagai peranti persisian jika perlu. Dalam kes ketidakserasian antara muka, pengawal digunakan.
Bas sistem (FSB - Bas Sisi Depan) bas ini direka untuk bertukar maklumat antara pemproses, memori dan peranti lain yang disertakan dalam sistem. Bas sistem termasuk GTL , mempunyai sedikit kedalaman 64 bit, frekuensi jam 66, 100 dan 133 MHz; EV6 , spesifikasi yang membolehkan anda meningkatkan kekerapan jamnya kepada 377 MHz.
bas I/O sedang ditambah baik selaras dengan pembangunan peranti PC.
- bas ISA telah dianggap sebagai standard PC selama bertahun-tahun, namun, ia masih dikekalkan dalam beberapa PC bersama-sama dengan tayar moden PCI. Intel, bersama-sama dengan Microsoft, telah membangunkan strategi untuk menghentikan bas ISA secara berperingkat. Pada mulanya, ia dirancang untuk menghapuskan penyambung ISA pada papan induk, dan seterusnya menghapuskan slot ISA dan menyambungkan pemacu cakera, tetikus, papan kekunci, pengimbas ke bas USB, dan pemacu keras, pemacu CD-ROM, DVD-ROM ke bas IEEE 1394 .
- bas EISA menjadi pembangunan selanjutnya bas ISA ke arah meningkatkan prestasi sistem dan keserasian komponennya. Bas ini tidak digunakan secara meluas kerana kos dan lebar jalur yang tinggi, yang lebih rendah daripada bas VESA yang muncul di pasaran.
- bas VESA atau VLB , direka untuk menyambungkan pemproses dengan peranti persisian pantas dan merupakan lanjutan daripada bas ISA untuk bertukar-tukar data video. Semasa penguasaan pasaran komputer pemproses CPU 80486, bas VLB agak popular, tetapi kini telah digantikan dengan bas PCI yang lebih berkuasa.
- bas PCI (Bas Interconnect Komponen Periferal - interconnection komponen persisian) telah dibangunkan oleh Intel untuk pemproses Pentium. Prinsip asas yang mendasari bas PCI ialah penggunaan jambatan yang dipanggil, yang berkomunikasi antara bas PCI dan jenis bas lain. Bas PCI melaksanakan prinsip Penguasaan Bas, yang membayangkan keupayaan peranti luaran untuk mengawal bas semasa menghantar data (tanpa penyertaan pemproses). Semasa pemindahan maklumat, peranti yang menyokong Penguasaan Bas mengambil alih bas dan menjadi induk. Dalam kes ini, pemproses pusat dibebaskan untuk mengendalikan tugas lain semasa data sedang dipindahkan. Dalam papan induk moden, kekerapan jam bas PCI ditetapkan sebagai separuh daripada kekerapan jam bas sistem, i.e. Dengan kelajuan jam bas sistem 66 MHz, bas PCI akan beroperasi pada 33 MHz. Pada masa ini, bas PCI telah menjadi standard de facto di kalangan bas I/O.
- bas AGP - bas input/output tempatan berkelajuan tinggi, direka khusus untuk keperluan sistem video. Ia menghubungkan penyesuai video dengan memori sistem PC. Bas AGP direka bentuk berdasarkan seni bina bas PCI, jadi ia juga 32-bit. Walau bagaimanapun, ia mempunyai peluang tambahan untuk meningkatkan daya pengeluaran, khususnya melalui penggunaan kelajuan jam yang lebih tinggi. Jika dalam versi standard bas PCI 32-bit mempunyai frekuensi jam 33 MHz, yang menyediakan lebar jalur PCI teoritikal 33 x 32 = 1056 Mbit/s = 132 MB/s, maka bas AGP ditandakan oleh isyarat dengan frekuensi 66 MHz, jadi lebar jalurnya ialah mod 1x ialah 66 x 32 = 264 MB/saat; dalam mod 2x, frekuensi jam yang setara ialah 132 MHz, dan lebar jalur ialah 528 MB/s; dalam mod 4x daya pemprosesan adalah kira-kira 1 GB/saat.
- PCI Express – Pada tahun 2004, Intel membangunkan bas bersiri PCI-Express dengan lebar jalur kira-kira 4 Gb/s. Setiap peranti yang disambungkan ke bas ini diberikan salurannya sendiri dengan kelajuan 250 Mb/s. Dalam kes ini, anda boleh menggunakan beberapa saluran sekaligus, sebagai contoh, apabila memindahkan data ke kad video. Selain itu, kelebihan bas ini termasuk "penggantian panas" mana-mana peranti yang disambungkan kepadanya, tanpa mematikan kuasa. Unit Sistem. tinggi prestasi puncak Bas PCI Express membolehkannya digunakan dan bukannya bas AGP dan PCI, dijangka PCI Express akan menggantikan bas ini dalam komputer peribadi.
- bas USB (Sejagat Bas Bersiri) telah direka untuk menyambung peranti persisian berkelajuan sederhana dan rendah. Sebagai contoh, kelajuan pertukaran maklumat melalui bas USB 2.0 ialah 45 MB/s - 60 MB/s. Kepada komputer yang dilengkapi dengan bas USB, anda boleh menyambungkan peranti persisian seperti papan kekunci, tetikus, kayu bedik dan pencetak tanpa mematikan kuasa. Sokongan bas USB Teknologi palam& Main. Apabila peranti persisian disambungkan, ia dikonfigurasikan secara automatik.
- bas SCSI (Antara Muka Sistem Komputer Kecil) menyediakan kelajuan pemindahan data sehingga 320 MB/s dan menyediakan untuk menyambung sehingga lapan peranti kepada satu penyesuai: cakera keras, pemacu CD-ROM, pengimbas, kamera foto dan video. wujud julat yang luas Versi SCSI terdiri daripada versi pertama SCSI I, yang menyediakan daya pemprosesan maksimum 5 MB/s, kepada versi Ultra 320 dengan daya pemprosesan maksimum 320 MB/s.
- bas UDMA (Akses Memori Ultra Langsung - sambungan langsung untuk ingatan). UDMA menyediakan pemindahan data daripada cakera keras pada kelajuan sehingga 33.3 MB/saat dalam mod 2 dan 66.7 MB/saat dalam mod 4.
- bas IEEE 1394 ialah standard bas bersiri tempatan berkelajuan tinggi yang dibangunkan oleh Apple dan Texas Instruments. Bas IEEE 1394 direka untuk bertukar maklumat digital antara PC dan lain-lain peranti elektronik, terutamanya untuk sambungan cakera keras dan peranti untuk memproses maklumat audio dan video, serta aplikasi multimedia. Ia mampu menghantar data pada kelajuan sehingga 1600 Mbit/s dan berfungsi serentak dengan beberapa peranti yang menghantar data pada kelajuan yang berbeza, sama seperti SCSI. Seperti USB, IEEE 1394 berkemampuan plug & play sepenuhnya, termasuk keupayaan untuk memasang komponen tanpa mematikan PC. Hampir mana-mana peranti yang mampu berfungsi dengan SCSI boleh disambungkan ke komputer melalui antara muka IEEE 1394. Ini termasuk semua jenis pemacu cakera, termasuk pemacu keras, pemacu optikal, CD-ROM, DVD, kamera video digital, perakam pita dan banyak peranti lain. Terima kasih kepada keupayaan yang begitu luas, bas ini telah menjadi yang paling menjanjikan untuk menggabungkan komputer dengan elektronik pengguna.
Port bersiri dan selari
Peranti input dan output seperti papan kekunci, tetikus, monitor dan pencetak adalah standard dengan PC. Semua peranti input persisian mesti disambungkan ke PC sedemikian rupa sehingga data yang dimasukkan oleh pengguna bukan sahaja boleh memasuki komputer dengan betul, tetapi juga diproses dengan cekap pada masa hadapan. Untuk menukar data dan berkomunikasi antara peranti (peranti input/output) dan modul pemprosesan data (papan induk), pemindahan data selari atau bersiri boleh diatur.
Pelabuhan selari. PC biasanya mempunyai 2 port selari: LPT1 Dan LPT2 . Anda boleh menyambungkan pencetak dan pengimbas kepada mereka. Pada masa ini pelabuhan LPT jarang digunakan, pencetak dan pengimbas moden disambungkan terutamanya USB universal pelabuhan.
Port bersiri. PC biasanya mempunyai 4 port bersiri: COM1 – COM4 . Ini adalah port warisan dan jarang digunakan pada PC moden. Anda boleh menyambung kepada mereka: tetikus gaya lama (dengan bola mekanikal) dan beberapa peranti perlahan lain.
PS/2– port untuk menyambungkan papan kekunci dan tetikus, yang digunakan secara meluas pada satu masa dan masih tersedia dalam banyak komputer moden.
Port USB sejagat . Pelbagai peranti disambungkan ke port USB, daripada pencetak dan pengimbas kepada pemacu kilat dan pemacu luaran, serta kamera video dan kamera web, kamera, telefon, pemain muzik, dsb.
slot PC
Agar papan induk berinteraksi dengan papan lain yang dimasukkan secara berasingan, soket khas yang dipanggil slot digunakan.
slot PCI. PCI adalah standard bukan sahaja untuk slot, tetapi juga untuk bas itu sendiri (saluran yang melaluinya maklumat dihantar antara peranti komputer). Untuk masa yang lama, slot PCI telah digunakan untuk menyambungkan peranti luaran (kad bunyi, kad rangkaian dan pengawal lain). Terdapat tiga atau empat slot PCI pada papan moden. Ia sangat mudah dicari - ia adalah yang paling pendek dan biasanya berwarna putih, dibahagikan dengan pelompat kepada dua bahagian yang tidak sama rata. Hari ini, slot PCI digabungkan dengan slot PCI-Express baharu (digunakan untuk menyambung kad video).
Slot PCI Express. PCI-Express mempunyai dua jenis slot untuk menyambung kad tambahan:
PCI-Express pendek x1 (kelajuan pemindahan data – 250 Mb/s)
PCI-Express x16 panjang (sehingga 4 Gb/s) – untuk menyambungkan kad video.
Slot untuk memasang RAM– ia mudah dibezakan antara semua penyambung; ia dilengkapi dengan selak khas. Terdapat dua hingga empat daripadanya di papan, yang membolehkan anda memasang dari 512 MB hingga 4 GB RAM. Slot terikat dengan ketat pada jenis RAM, i.e. Memori DDR3 tidak boleh dimasukkan ke dalam slot yang direka untuk memori DDR2. Kadangkala terdapat beberapa slot yang dipasang pada satu papan induk. jenis yang berbeza ingatan.
Selepas mempelajari topik ini, anda akan belajar:
Apakah gambarajah blok komputer;
- apakah prinsip kawalan program;
- apakah tujuan bas sistem;
- yang bermaksud prinsip seni bina terbuka yang digunakan untuk membina komputer.
Gambar rajah blok komputer
DALAM topik sebelum ini Anda telah menjadi biasa dengan tujuan dan ciri-ciri peranti komputer utama. Jelas sekali, semua peranti ini tidak boleh berfungsi secara berasingan, tetapi hanya sebagai sebahagian daripada keseluruhan komputer. Oleh itu, untuk memahami bagaimana komputer memproses maklumat, adalah perlu untuk mempertimbangkan struktur komputer dan prinsip asas interaksi perantinya.
Selaras dengan tujuan komputer sebagai alat pemprosesan maklumat, interaksi perantinya mesti diatur sedemikian rupa untuk memastikan peringkat utama pemprosesan data.
Untuk menjelaskan perkara ini, pertimbangkan gambarajah blok pemprosesan maklumat oleh komputer yang ditunjukkan dalam Rajah 21.1, di mana Barisan teratas Peringkat utama proses ini, sudah biasa kepada anda dari Bahagian 1, ditunjukkan. Pelaksanaan setiap peringkat ini ditentukan oleh kehadiran peranti yang sepadan dalam struktur komputer. Jelas sekali, input dan output maklumat dijalankan menggunakan peranti input (papan kekunci, tetikus, dll.) dan peranti output (monitor, pencetak, dll.). Untuk menyimpan maklumat, memori dalaman dan luaran digunakan pada pelbagai media (cakera magnetik atau optik, pita magnetik dan lain-lain.).
nasi. 21.1. Gambar rajah blok komputer
Anak panah gelap menunjukkan pertukaran maklumat antara pelbagai peranti komputer. Garis putus-putus dengan anak panah melambangkan isyarat kawalan yang datang dari pemproses. Anak panah kosong yang terang mewakili aliran maklumat input dan output, masing-masing.
Komputer ialah sistem komponen yang saling berkaitan. Dari segi struktur, semua komponen utama komputer digabungkan dalam unit sistem, yang merupakan bahagian terpenting komputer peribadi.
Unit sistem dan papan induk
Peranti berikut terletak di dalam unit sistem:
♦ mikropemproses;
♦ memori komputer dalaman;
♦ pemacu cakera - peranti memori luaran;
♦ bas sistem;
♦ litar elektronik yang menyediakan komunikasi antara pelbagai komponen komputer;
♦ bahagian elektromekanikal komputer, termasuk bekalan kuasa, pengudaraan, petunjuk dan sistem perlindungan.
Tata Letak Komputer IBM 286
Susun atur PC moden
Semua peranti tersenarai yang merupakan sebahagian daripada unit sistem diletakkan dalam sarung, dan terdapat pelbagai jenis sarung. Jenis sarung unit sistem bergantung pada jenis komputer peribadi dan menentukan saiz, penempatan dan bilangan komponen yang dipasang pada unit sistem. Bagi komputer peribadi pegun, kes yang paling biasa adalah mendatar atau desktop (desktop) atau dalam bentuk menara (menara). Dalam komputer riba, unit sistem digabungkan dengan monitor dan dibuat dalam standard saiz buku, iaitu saiz buku.
Asas teknikal (perkakasan) komputer peribadi ialah sistem, atau papan induk.
Papan sistem ialah papan utama dalam unit sistem komputer. Ia mengandungi litar mikro yang paling penting - pemproses dan memori. Papan induk menghubungkan pelbagai peranti ke dalam satu keseluruhan, menyediakan keadaan operasi dan komunikasi antara komponen utama komputer peribadi. Pemproses bukan sahaja menyediakan penukaran maklumat, tetapi juga mengawal operasi semua peranti komputer lain.
Operasi komputer adalah berdasarkan apa yang dipanggil prinsip kawalan program. Selaras dengannya, arahan program dan data disimpan dalam bentuk yang dikodkan dalam RAM. Apabila komputer sedang berjalan, arahan untuk dilaksanakan dan data yang mereka perlukan dibaca satu demi satu daripada memori dan dihantar ke pemproses, di mana ia dinyahsulit dan kemudian dilaksanakan. Hasil daripada melaksanakan pelbagai arahan, seterusnya, boleh ditulis ke ingatan atau dihantar ke pelbagai peranti output. Kepantasan pemproses melakukan operasi pemprosesan maklumat adalah faktor penentu dalam menentukan prestasinya. Hakikatnya ialah sebarang maklumat (nombor, teks, lukisan, muzik, dll.) disimpan dan diproses pada komputer hanya dalam bentuk digital. Oleh itu, pemprosesannya dikurangkan kepada pemproses yang melakukan pelbagai aritmetik dan operasi logik disediakan oleh sistem arahannya.
Bas sistem
Untuk memastikan pertukaran maklumat antara pelbagai peranti komputer, ia mesti mempunyai beberapa jenis lebuh raya untuk mengalihkan aliran maklumat. Mari kita gambarkan idea ini dengan contoh kecil.
Anda tahu bahawa kehidupan bandar besar adalah aliran berterusan orang dan kenderaan yang bergerak masuk pelbagai arah. Selalunya kelajuan lalu lintas atau aliran manusia tidak bergantung pada kelajuan kereta, basikal atau pejalan kaki, tetapi pada kapasiti rangkaian pengangkutan bandar, di lebuh raya bawah tanah dan permukaan.
Dalam komputer, bukan aliran pengangkutan yang berlaku, tetapi maklumat mengalir di sepanjang lebuh raya maklumat yang sepadan. Peranan lebuh raya maklumat sedemikian, menghubungkan semua peranti komputer antara satu sama lain, dilakukan oleh bas sistem yang terletak di dalam unit sistem. Dipermudahkan, bas sistem boleh dianggap sebagai sekumpulan kabel dan talian elektrik (pembawa arus) pada papan sistem.
Semua blok utama komputer peribadi disambungkan ke bas sistem (Rajah 21.2). Fungsi utamanya adalah untuk memastikan interaksi antara pemproses dan komponen elektronik lain komputer. Bas ini menghantar data, alamat memori dan maklumat kawalan.
nasi. 21.2. Tujuan bas sistem
Jenis bas sistem, serta jenis pemproses, menentukan kelajuan pemprosesan maklumat oleh komputer peribadi. Ciri-ciri utama bas sistem termasuk kapasiti dan prestasi saluran komunikasi.
Lebar bas menentukan bilangan bit maklumat yang dihantar serentak dari satu peranti ke peranti lain.
Bas sistem komputer peribadi pertama boleh menghantar hanya 8 bit maklumat, menggunakan 8 talian data dalam bentuk 8 konduktor selari. Perkembangan selanjutnya komputer membawa kepada penciptaan bas sistem 16-bit, dan kemudian kapasitinya meningkat kepada 32 dan kemudian kepada 64 bit. Meningkatkan lebar bas data membawa kepada peningkatan dalam kelajuan pertukaran maklumat, dan meningkatkan lebar bas alamat menyediakan jumlah RAM yang lebih besar.
Prestasi bas ditentukan oleh jumlah maklumat yang boleh dihantar ke atasnya dalam satu saat.
Seperti lebuh raya, yang kapasitinya bergantung kepada bilangan lorong di jalan raya, prestasi bas sistem sebahagian besarnya ditentukan oleh kapasitinya. Lebih tinggi lebar bas, lebih banyak bit maklumat boleh dipindahkan secara serentak di sepanjangnya, contohnya, dari pemproses ke memori. Ini membawa kepada lebih banyak lagi pertukaran cepat data dan membebaskan pemproses untuk tugas lain.
Bagaimanapun, sistem bas sebagai lebuh raya maklumat utama tidak dapat disediakan prestasi yang mencukupi untuk peranti luaran. Untuk menyelesaikan masalah ini, komputer mula menggunakan bas tempatan yang menyambungkan mikropemproses dengan pelbagai peranti memori, input dan output. Tujuan bas tempatan adalah sama dengan tujuan daerah atau jalan lingkaran di sekitar bandar besar, yang mengurangkan kesesakan di lebuh raya utama.
Pelabuhan
Komputer berkomunikasi dengan pelbagai peranti input dan output melalui port. Sesetengah peranti menyediakan sambungan luaran ke port melalui penyambung, yang juga biasa dipanggil port. Penyambung ini terletak di bahagian belakang unit sistem. Liut, tegar dan cakera laser dipasang dan disambungkan di dalam unit sistem. Terdapat berwayar ( bersiri dan selari, USB, Fire Wire) dan wayarles ( inframerah, Bluetooth) pelabuhan.
Pelabuhan selari
Port jenis ini digunakan untuk menyambungkan peranti luaran yang perlu menghantar sejumlah besar maklumat dalam jarak yang dekat. Port selari biasanya menghantar 8 bit data secara serentak melalui 8 wayar selari. KEPADA pelabuhan selari pencetak dan pengimbas disambungkan. Bilangan port selari pada komputer tidak melebihi tiga, dan mereka mempunyai nama logik yang sepadan LPT1, LPT2, LPT3 (dari English Line Printer - baris pencetak).
Port bersiri
Port jenis ini digunakan untuk menyambungkan tetikus, modem dan banyak peranti lain ke unit sistem. Melalui port sedemikian terdapat aliran data bersiri 1 bit. Ini boleh dibandingkan dengan aliran trafik di jalan satu lorong. Penghantaran data bersiri digunakan pada jarak jauh. Oleh itu, port bersiri sering dipanggil port komunikasi. Bilangan port komunikasi tidak melebihi empat, dan mereka diberi nama dari COM1 hingga COM4 (Port KOMUNIKASI Inggeris - port komunikasi).
Port USB
Port USB (Universal Serial Bus) pada masa ini merupakan cara yang paling biasa untuk menyambungkan peranti persisian berkelajuan sederhana dan rendah ke komputer. Penggunaan port USB kaedah berurutan pertukaran data. Pelabuhan berkelajuan tinggi yang paling meluas jenis USB 2.0. Jika komputer anda tidak mempunyai port USB yang mencukupi, kekurangan ini boleh dihapuskan dengan membeli hab USB yang mempunyai beberapa port sedemikian.
Terima kasih kepada talian kuasa terbina dalam, USB sering membenarkan anda menggunakan peranti tanpa bekalan kuasa mereka sendiri.
Pelabuhan FireWire
FireWire (IEEE 1394) - secara literal - wayar api (disebut "wayar api") ialah port bersiri yang menyokong kadar pemindahan data 400 Mbps. Port ini digunakan untuk menyambungkan peranti video ke komputer, seperti VCR, serta peranti lain yang memerlukan pemindahan pantas sejumlah besar maklumat, seperti pemacu keras luaran.
Port FireWire menyokong Plug and Play dan kebolehpasangan panas.
Port FireWire datang dalam dua jenis. Kebanyakan komputer meja menggunakan port 6-pin, manakala komputer riba menggunakan port 4-pin.
Port wayarles inframerah
Penghantaran data dilakukan melalui saluran optik dalam julat inframerah. Alat kawalan jauh berfungsi dengan cara yang sama. perkakas rumah- TV, VCR, dll. Julat port inframerah adalah beberapa meter, dan adalah perlu untuk memastikan keterlihatan terus antara penerima dan pemancar.
Port inframerah biasanya digunakan untuk menyambung ke telefon bimbit yang mempunyai port yang sama. Ini membolehkan anda mengakses Internet menggunakan telefon bimbit, yang paling penting untuk komputer riba mudah alih dalam keadaan tidak pegun.
Modul wayarles Bluetooth
Satu penyesuai Bluetooth membolehkan anda menyambung secara wayarles kira-kira 100 peranti yang terletak pada jarak sehingga 10 m. Pada masa yang sama, anda boleh menyambungkan pelbagai jenis peranti wayarles ke komputer yang dilengkapi dengan penyesuai sedemikian: Telefon bimbit, pencetak, tetikus, papan kekunci, dsb. Penghantaran data dilakukan melalui saluran radio dalam julat frekuensi 2.2-2.4 GHz. Kelebihan utama ialah komunikasi yang stabil tanpa mengira kedudukan relatif penerima dan pemancar. Jika komputer anda tidak mempunyai terbina dalam modul Bluetooth, maka ia boleh dibeli secara berasingan dan disambungkan melalui port USB.
Komponen papan induk lain
Papan induk, sebagai tambahan kepada komponen komputer paling penting yang disenaraikan di atas, mengandungi cip tambahan, suis dan pelompat. Semua peranti ini diperlukan untuk memastikan interaksi pelbagai peranti komputer dan menetapkan mod pengendaliannya. Sebagai contoh, papan induk mungkin mengandungi cip yang memerlukan voltan bekalan yang berbeza. Parameter pengendalian peranti ditetapkan oleh suis pada papan sistem.
Dalam mana-mana unit sistem terdapat komponen wajib yang memastikan operasi komputer - bekalan kuasa, jam sistem, bateri, penunjuk isyarat pada bahagian hadapan unit sistem.
Jam sistem menentukan seberapa cepat komputer boleh melakukan operasi, yang berkaitan dengan kelajuan jam, diukur dalam megahertz (1 MHz bersamaan dengan 1 juta kitaran jam sesaat).
Jam sistem menentukan rentak keseluruhan komputer dan menyegerakkan operasi kebanyakan komponen motherboardnya.
Kad dan slot pengembangan memastikan pelaksanaan prinsip seni bina terbuka yang dipanggil membina komputer peribadi moden. Slot ialah penyambung tempat papan dimasukkan. Kehadiran slot pengembangan pada papan induk membolehkan anda menganggap komputer peribadi sebagai peranti yang boleh diubah suai. Memperluas keupayaan komputer dilakukan dengan memasang kad pengembangan dalam slot. Peranti yang terletak di luar unit sistem disambungkan kepada penyambung papan ini menggunakan kabel.
Daripada istilah "kad pengembangan", nama "kad" dan "penyesuai" sering digunakan. Kad pengembangan yang paling biasa termasuk kad video, kad bunyi dan modem dalaman.
Memahami seni bina komputer terbuka
Teknologi pembuatan komputer berkembang pesat, yang memastikan pertumbuhan berterusan dalam prestasi mereka, kapasiti memori dan, sebagai hasilnya, keupayaan untuk menyelesaikan masalah yang semakin kompleks. Sesetengah peranti sedang dipertingkatkan dengan pantas, yang lain sedang dibuat, pada asasnya yang baharu. Dengan perkembangan teknologi yang begitu pesat, adalah perlu untuk menyediakan prinsip untuk membina komputer yang membolehkan penggunaan peranti (blok) yang sudah sedia ada di dalamnya, serta menggantikannya dengan yang baru, lebih maju tanpa mengubah reka bentuk. Sama seperti bandar yang dibina mengikut undang-undang seni bina, begitu juga reka bentuk komputer mesti berkembang mengikut undang-undang tertentu. Prinsip utama membina komputer peribadi moden ialah prinsip seni bina terbuka: setiap blok baru mestilah perisian dan perkakasan yang serasi dengan yang dibuat sebelum ini. Ini bermakna komputer peribadi moden boleh diwakili secara ringkas sebagai set pembinaan kanak-kanak biasa yang diperbuat daripada blok. Dalam komputer, anda boleh dengan mudah menggantikan kiub lama (blok) dengan yang baru, di mana sahaja ia berada, akibatnya operasi komputer bukan sahaja tidak terganggu, tetapi menjadi lebih produktif. Ia adalah prinsip seni bina terbuka yang membolehkan anda tidak membuang, tetapi untuk memodenkan komputer yang dibeli sebelum ini, dengan mudah menggantikan unit usang di dalamnya dengan yang lebih maju dan mudah, serta membeli dan memasang unit dan komponen baru. Selain itu, tempat untuk pemasangannya (penyambung) dalam semua komputer adalah standard dan tidak memerlukan sebarang perubahan dalam reka bentuk komputer itu sendiri.
Prinsip seni bina terbuka adalah peraturan untuk membina komputer, mengikut mana setiap orang nod baharu(blok) harus serasi dengan yang lama dan mudah dipasang di tempat yang sama dalam komputer.
Soalan kawalan
1. Apakah blok asas yang membentuk struktur komputer dan bagaimana ia berkaitan dengan peringkat pemprosesan maklumat?
2. Apakah peranan pemproses komputer peribadi dalam pemprosesan maklumat?
3. Apakah prinsip kawalan program?
4. Apakah tujuan dan komponen utama unit sistem?
5. Apakah jenis kes unit sistem yang anda tahu?
6. Untuk apa motherboard?
7. Apakah tujuan bas sistem dalam komputer peribadi?
8. Apakah analogi antara sistem bas dan lebuh raya pengangkutan?
9. Apakah ciri-ciri bas sistem yang anda tahu?
10. Apakah port komputer? Apakah jenis port yang ada dan apakah perbezaannya?
11. Mengapakah kad pengembangan diperlukan?
12. Mengapakah perlu ada slot pengembangan?
13. Apakah prinsip seni bina terbuka?
14. Apakah yang anda ketahui daripada fiksyen, penerbitan sains popular, program televisyen dan filem tentang keupayaan dan penggunaan komputer pada masa hadapan?
Salam, pembaca laman blog yang dihormati. Selalunya di Internet anda boleh menemui banyak yang berbeza istilah komputer, khususnya - konsep seperti "Bas sistem". Tetapi hanya sedikit orang yang tahu apa sebenarnya maksud ini istilah komputer. Saya rasa artikel hari ini akan membantu menjelaskan perkara.
Bas sistem (bas) termasuk bas data, alamat dan kawalan. Setiap daripada mereka menghantar maklumatnya sendiri: pada bas data - data, alamat - masing-masing, alamat (peranti dan sel memori), kawalan - isyarat kawalan untuk peranti. Tetapi sekarang kita tidak akan mendalami hutan teori organisasi seni bina komputer; kita akan menyerahkannya kepada pelajar universiti. Secara fizikalnya, lebuh raya dipersembahkan dalam bentuk (kenalan) pada motherboard.
Bukan kebetulan bahawa saya menunjukkan tulisan "FSB" dalam foto untuk artikel ini. Intinya ialah menyambungkan pemproses ke cipset Jawapannya ialah bas FSB, yang bermaksud "Bas sisi hadapan" - iaitu, "depan" atau "sistem". Dan, yang biasanya menjadi tumpuan apabila melakukan overclocking pemproses, sebagai contoh.
Terdapat beberapa jenis bas FSB, contohnya, pada papan induk dengan pemproses Intel, bas FSB biasanya mempunyai pelbagai QPB, di mana data dipindahkan 4 kali setiap kitaran jam. Jika kita bercakap tentang mengenai pemproses AMD, kemudian data dipindahkan 2 kali setiap kitaran jam, dan jenis bas dipanggil EV6. Dan dalam model terkini CPU AMD, dan tiada FSB langsung, peranannya dimainkan oleh HyperTransport terkini.
Jadi, data dipindahkan antara dan pemproses pusat pada frekuensi melebihi kekerapan bas FSB sebanyak 4 kali. Kenapa hanya 4 kali, lihat perenggan di atas. Ternyata jika kotak menunjukkan 1600 MHz (frekuensi berkesan), sebenarnya frekuensinya ialah 400 MHz (sebenar). Pada masa akan datang, apabila kita bercakap tentang overclocking pemproses (dalam artikel berikut), anda akan mengetahui mengapa anda perlu memberi perhatian kepada parameter ini. Buat masa ini, cuma ingat, semakin tinggi frekuensi, semakin baik.
By the way, tulisan "O.C." bermaksud "overclocking", ini adalah singkatan untuk bahasa Inggeris. Overclock, iaitu, ini adalah kekerapan bas sistem maksimum yang mungkin disokong oleh papan induk. Bas sistem boleh beroperasi dengan selamat pada frekuensi yang jauh lebih rendah daripada yang ditunjukkan pada pembungkusan, tetapi tidak lebih tinggi daripadanya.
Parameter kedua yang mencirikan bas sistem ialah. Ini ialah jumlah maklumat (data) yang boleh dilaluinya sendiri dalam satu saat. Ia diukur dalam Bit/s. Lebar jalur boleh dikira secara bebas menggunakan formula yang sangat mudah: kekerapan bas (FSB) * lebar bas. Anda sudah tahu tentang pengganda pertama, pengganda kedua sepadan dengan saiz bit pemproses - ingat, x64, x86(32)? Semua pemproses moden sudah 64-bit.
Jadi, kami menggantikan data kami ke dalam formula, hasilnya ialah: 1600 * 64 = 102,400 MBit/s = 100 GBit/s = 12.5 GBit/s. Ini ialah lebar jalur lebuh raya antara chipset dan pemproses, atau lebih tepat lagi, antara northbridge dan pemproses. Itu dia sistem, FSB, bas pemproses - semua ini adalah sinonim. Semua penyambung papan induk - kad video, HDD, RAM "berkomunikasi" antara satu sama lain hanya melalui lebuh raya. Tetapi FSB bukan satu-satunya pada papan induk, walaupun ia adalah yang paling penting.
Seperti yang dapat dilihat dari rajah, bas sisi hadapan (garisan paling tebal) pada dasarnya hanya menghubungkan pemproses dan set cip, dan dari set cip terdapat beberapa bas yang berbeza ke arah lain: PCI, penyesuai video, RAM, USB. Dan sama sekali bukan fakta bahawa frekuensi operasi subbas ini harus sama dengan atau gandaan frekuensi FSB; tidak, ia mungkin berbeza sama sekali. Walau bagaimanapun, dalam pemproses moden pengawal RAM sering dialihkan daripada jambatan Utara ke dalam pemproses itu sendiri, dalam kes ini ternyata tidak ada bas RAM yang berasingan; semua data antara pemproses dan RAM dihantar terus melalui FSB pada frekuensi yang sama dengan frekuensi FSB.
Itu sahaja buat masa ini, terima kasih.
Bas sistem direka bentuk untuk berkomunikasi antara pemproses dan peranti luaran dalam komputer menggunakan peranti kawalan khas - penyesuai atau pengawal. Semua yang terakhir disambungkan ke bas sistem menggunakan penyambung standard. Bas biasanya dibahagikan kepada tiga kategori mengikut tujuan fungsinya: alamat, maklumat dan kawalan, yang berbeza dalam kedalaman bit, iaitu, dalam jumlah data yang melaluinya. Jenis peranti yang digunakan sebahagian besarnya ditentukan oleh kelajuan komputer.
Bas sistem boleh beroperasi dalam piawaian utama berikut: MCA, ISA, VESA, EISA, PCI. Untuk masa yang lama Bas ISA dianggap sebagai standard yang pasti dalam bidang komputer peribadi. Ia dibangunkan berdasarkan bas sistem XT lapan-bit dan PC IBM. Ia menyediakan lapan talian gangguan untuk antara muka dengan peranti luaran, serta empat baris untuk mengakses memori secara terus.
Bas sistem dan mikropemproses beroperasi pada frekuensi 4.77 MHz. Dan kelajuannya mungkin lebih kurang 4.5 MB sesaat. Komputer generasi seterusnya telah menggunakan bas enam belas bit, yang, terima kasih kepada talian 24 alamat, membenarkan akses terus ke RAM, pada masa itu volumnya ialah 16 MB.
Bas ini sudah menggunakan enam belas gangguan perkakasan dan bukannya lapan, dan bilangan saluran untuk akses terus kepada maklumat sudah pun lapan, bukan empat. Kini bas beroperasi secara tak segerak dengan mikropemproses pada frekuensi 6 MHz, dan ini telah menyebabkan kelajuan pemindahan meningkat kepada 16 MB sesaat. Kini ia telah menyediakan keupayaan untuk bekerja dengan peranti berkelajuan rendah, tetapi tidak dapat menyediakan operasi yang berkesan peranti moden. Ini telah mempengaruhi jenis bas sistem baharu.
Pada tahun 1987, bas sistem MCA telah dibangunkan, yang menjadi yang pertama prestasi tinggi. Ia berbeza kerana kelajuan operasinya ialah 10 MHz, dan bas itu sendiri telah menjadi 32-bit, yang meningkatkan kelajuan pemindahan kepada 20 MB sesaat. Walau bagaimanapun, disebabkan ketidakserasian bas antara satu sama lain, adalah tidak mungkin untuk menggunakan pengawal yang direka untuk bas ISA, itulah sebabnya seni bina tidak digunakan secara meluas.
Bas sistem EISA telah dibangunkan pada tahun 1989 sebagai versi ISA yang dipertingkatkan. Penyambungnya membolehkan anda memasukkan bukan sahaja pengawal anda sendiri, tetapi juga untuk ISA. Ia berfungsi dengan frekuensi 8-10 MHz, manakala lebar bitnya ialah 32, yang membolehkannya menghantar sehingga 4 GB, mencapai kelajuan pertukaran maklumat sebanyak 33 MB sesaat. Kelemahan bas ini adalah kelajuan pertukaran maklumat yang rendah semasa memproses grafik dan imej, serta harga pengawal yang agak tinggi.
Ia dibangunkan untuk pemproses Pentium baharu, tetapi juga boleh digunakan pada platform lain. Ia membolehkan anda menyambung sehingga sepuluh peranti berbeza. Bas ini menggunakan 32 atau 64 bit, dan kelajuan pemindahan ialah 132 dan 264 MB sesaat.
Pada masa kini, papan induk disambungkan ke peranti lain melalui bas AGP, yang membolehkan kad grafik menggunakan RAM komputer peribadi. Dia mampu mengatasinya grafik moden, yang mesti bergerak merentasi monitor pada kelajuan tinggi, yang sukar dikendalikan oleh PCI. Apabila menggunakan PCI, ternyata tidak praktikal untuk meningkatkan memori pada penyesuai video kerana kelajuan operasi yang terhad dan lebar jalur bas. Kekerapan bas sistem AGP membolehkan pertukaran maklumat antara memori video dan RAM secara langsung, yang tidak boleh dicapai apabila menggunakan piawaian lain untuk peranti ini.
Komponen dalam PC berinteraksi antara satu sama lain dalam pelbagai cara. Kebanyakan komponen dalaman, termasuk pemproses, cache, memori, kad pengembangan dan peranti storan, berkomunikasi antara satu sama lain menggunakan satu atau lebih tayar(bas).
Bas dalam komputer ialah saluran yang melaluinya maklumat dipindahkan antara dua atau lebih peranti (biasanya bas yang menghubungkan hanya dua peranti dipanggil pelabuhan- pelabuhan). Bas biasanya mempunyai pusat akses, atau tempat yang peranti boleh bersambung untuk menjadikan dirinya sebahagian daripada bas, dan peranti dalam bas boleh menghantar maklumat dan menerima maklumat daripada peranti lain. Konsep bas adalah agak umum untuk kedua-dua "dalam" PC dan untuk dunia luar. Sebagai contoh, sambungan telefon di rumah boleh dianggap sebagai bas: maklumat bergerak sepanjang wayar di dalam rumah, dan seseorang boleh menyambung ke "bas" dengan memasang bicu telefon, memasang telefon ke dalamnya dan mengambilnya. telefon. Semua telefon di dalam bas boleh berkongsi maklumat, i.e. ucapan.
Bahan ini khusus untuk tayar PC moden. Pertama, tayar dan ciri-cirinya dibincangkan, dan kemudian tayar yang paling biasa di dunia dibincangkan secara terperinci. bas I/O(Bas Input/Output), juga dipanggil bas pengembangan(bas pengembangan).
Fungsi dan ciri tayar
Bas PC adalah "laluan" data utama pada motherboard. Yang utama ialah bas sistem(bas sistem), yang menghubungkan pemproses dan RAM memori utama. Sebelum ini, bas ini dipanggil tempatan, tetapi dalam PC moden ia dipanggil tayar depan(Bas Sebelah Depan - FSB). Ciri-ciri bas sistem ditentukan oleh pemproses; Bas sistem moden adalah 64 bit lebar dan beroperasi pada 66, 100 atau 133 MHz. Isyarat frekuensi tinggi sedemikian menghasilkan bunyi elektrik dan masalah lain. Oleh itu, kekerapan mesti dikurangkan supaya data sampai kad pengembangan(kad pengembangan), atau penyesuai(penyesuai), dan komponen lain yang lebih jauh.
Walau bagaimanapun, PC pertama hanya mempunyai satu bas, yang dikongsi oleh pemproses, memori RAM dan komponen I/O. Pemproses generasi pertama dan kedua beroperasi pada frekuensi jam yang rendah dan semua komponen sistem boleh menyokong frekuensi ini. Khususnya, seni bina ini memungkinkan untuk mengembangkan kapasiti RAM menggunakan kad pengembangan.
Pada tahun 1987, pemaju Compaq memutuskan untuk memisahkan bas sistem daripada bas I/O supaya mereka boleh beroperasi pada kelajuan yang berbeza. Sejak itu, seni bina berbilang bas ini telah menjadi standard industri. Selain itu, PC moden mempunyai beberapa bas I/O.
Hierarki tayar
PC mempunyai organisasi hierarki pelbagai bas. Kebanyakan PC moden mempunyai sekurang-kurangnya empat bas. Hierarki bas dijelaskan oleh fakta bahawa setiap bas semakin menjauh dari pemproses; Setiap bas bersambung ke tahap di atasnya, menyepadukan pelbagai komponen PC. Setiap bas biasanya lebih perlahan daripada bas di atasnya (atas sebab yang jelas - pemproses ialah peranti terpantas dalam PC):
- Bas cache dalaman: Ini adalah bas terpantas yang menghubungkan pemproses dan cache L1 dalaman.
- Bas sistem: Ini adalah bas sistem tahap kedua yang menghubungkan subsistem memori kepada chipset dan pemproses. Pada sesetengah sistem, pemproses dan bas memori adalah perkara yang sama. Bas ini beroperasi pada kelajuan (frekuensi jam) 66 MHz sehingga tahun 1998, dan kemudiannya dinaikkan kepada 100 MHz dan juga 133 MHz. Pentium II dan pemproses yang lebih tinggi melaksanakan seni bina dengan bas bebas berkembar(Dual Independent Bus - DIB) - bas sistem tunggal digantikan dengan dua bas bebas. Salah satunya bertujuan untuk mengakses memori utama dan dipanggil tayar depan(bas hadapan), dan yang kedua adalah untuk mengakses cache L2 dan dipanggil tayar belakang(bas belakang). Kehadiran dua bas meningkatkan prestasi PC, kerana pemproses boleh menerima data secara serentak daripada kedua-dua bas. Dalam papan induk dan set cip generasi kelima, cache L2 disambungkan ke bas memori standard. Ambil perhatian bahawa bas sistem juga dipanggil bas utama(bas utama), bas pemproses(bas pemproses), bas ingatan(bas memori) dan juga bas tempatan(bas tempatan).
- Bas I/O tempatan: Bas I/O berkelajuan tinggi ini digunakan untuk menyambung peranti persisian pantas ke memori, set cip dan pemproses. Bas ini digunakan oleh kad video, pemacu cakera dan antara muka rangkaian. Bas I/O tempatan yang paling biasa ialah Bas Tempatan VESA (VLB) dan bas Interconnect Komponen Periferal (PCI).
- Bas I/O standard: Bas I/O standard "layak" disambungkan kepada tiga bas yang dipertimbangkan, yang digunakan untuk peranti persisian perlahan (tetikus, modem, kad bunyi, dll.), serta untuk keserasian dengan peranti lama. Dalam hampir semua PC moden, bas sedemikian ialah bas ISA (Industry Standard Architecture).
- Bas Bersiri Universal(Universal Serial Bus - USB), membolehkan anda menyambung sehingga 127 peranti persisian perlahan menggunakan hab(hab) atau peranti rantai daisy.
- Bas bersiri berkelajuan tinggi IEEE 1394 (FireWire), direka untuk menyambungkan kamera digital, pencetak, TV dan peranti lain yang memerlukan lebar jalur yang sangat tinggi ke PC.
Berbilang bas I/O yang menyambungkan pelbagai persisian kepada pemproses disambungkan kepada bas sistem menggunakan jambatan(jambatan), dilaksanakan dalam chipset. Chipset sistem menguruskan semua bas dan memastikan setiap peranti dalam sistem berkomunikasi dengan betul dengan setiap peranti lain.
PC baharu mempunyai "bas" tambahan yang direka khusus untuk interaksi grafik sahaja. Sebenarnya, ini bukan tayar, tetapi pelabuhan- Port Grafik Dipercepat (AGP). Perbezaan antara bas dan port ialah bas biasanya direka untuk berkongsi media antara berbilang peranti, manakala port direka untuk hanya berkongsi dua peranti.
Seperti yang ditunjukkan sebelum ini, bas I/O sebenarnya adalah lanjutan daripada bas sistem. Pada papan induk, bas sistem berakhir pada cip set cip, yang membentuk jambatan ke bas I/O. Bas memainkan peranan penting dalam pertukaran data dalam PC. Malah, semua komponen PC, kecuali pemproses, berkomunikasi antara satu sama lain dan sistem RAM melalui pelbagai bas I/O, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di sebelah kiri.
Alamat dan bas data
Setiap tayar terdiri daripada dua bahagian yang berbeza: bas data(bas data) dan bas alamat(alamat bas). Apabila kebanyakan orang bercakap tentang bas, mereka memikirkan bas data; Data itu sendiri dihantar sepanjang laluan bas ini. Bas alamat ialah satu set baris yang isyaratnya menentukan tempat untuk menghantar atau menerima data.
Sudah tentu, terdapat garis isyarat untuk mengawal operasi bas dan menandakan ketersediaan data. Kadang-kadang baris ini dipanggil bas kawalan(bas kawalan), walaupun ia sering tidak disebut.
Lebar tayar
Bas ialah saluran yang melaluinya maklumat "mengalir". Lebih luas bas, lebih banyak maklumat boleh "mengalir" di sepanjang saluran. Bas ISA pertama pada IBM PC adalah 8 bit lebar; sedang digunakan tayar universal ISA adalah 16 bit lebar. Bas I/O lain, termasuk VLB dan PCI, adalah 32 bit lebar. Lebar bas sistem pada PC dengan pemproses Pentium ialah 64 bit.
Lebar bas alamat boleh ditentukan secara bebas daripada lebar bas data. Lebar bas alamat menunjukkan bilangan sel memori yang boleh ditangani semasa pemindahan data. Dalam PC moden, lebar bas alamat ialah 36 bit, yang membolehkan memori pengalamatan dengan kapasiti 64 GB.
Kelajuan bas
Kelajuan bas(kelajuan bas) menunjukkan bilangan bit maklumat yang boleh dihantar pada setiap konduktor bas sesaat. Kebanyakan bas membawa satu bit setiap kitaran jam pada satu wayar, walaupun bas yang lebih baharu seperti AGP boleh membawa dua bit data setiap kitaran jam, menggandakan prestasi. Bas ISA lama memerlukan dua kitaran jam untuk memindahkan satu bit, mengurangkan prestasi separuh.
Jalur lebar bas
|
Lebar jalur(lebar jalur) juga dipanggil daya pengeluaran(throughput) dan menunjukkan jumlah data yang boleh dipindahkan melalui bas dalam unit masa tertentu. Jadual menunjukkan secara teori lebar jalur bas I/O moden. Malah, tayar tidak mencapai nilai teori kerana overhed untuk melaksanakan arahan dan faktor lain. Kebanyakan tayar boleh beroperasi pada kelajuan yang berbeza; Jadual berikut menunjukkan nilai yang paling tipikal.
Mari kita buat nota tentang empat baris terakhir. Secara teorinya, bas PCI boleh dikembangkan kepada 64 bit dan kelajuan 66 MHz. Walau bagaimanapun, atas sebab keserasian, hampir semua bas dan peranti PCI pada bas hanya dinilai pada 33 MHz dan 32 bit. AGP dibina berdasarkan piawaian teori dan beroperasi pada 66 MHz, tetapi mengekalkan lebar 32-bit. AGP mempunyai mod x2 dan x4 tambahan yang membolehkan port melakukan pemindahan data dua atau empat kali setiap kitaran jam, meningkatkan kelajuan bas berkesan kepada 133 atau 266 MHz.
Antara muka bas
Dalam sistem berbilang bas, set cip mesti menyediakan litar untuk menggabungkan bas dan berkomunikasi antara peranti pada satu bas dan peranti pada bas lain. Skim sedemikian dipanggil jambatan(jambatan) (perhatikan bahawa jambatan juga merupakan peranti rangkaian untuk menyambungkan dua jenis rangkaian yang berbeza). Yang paling biasa ialah jambatan PCI-ISA, yang merupakan komponen set cip sistem untuk PC dengan pemproses Pentium. Bas PCI juga mempunyai jambatan ke bas sistem.
Penguasaan bas
Dalam bas berkapasiti tinggi, sejumlah besar maklumat dihantar melalui saluran setiap saat. Biasanya pemproses diperlukan untuk mengawal pemindahan ini. Sebenarnya, pemproses bertindak sebagai "orang tengah" dan, seperti yang sering berlaku di dunia nyata, adalah lebih cekap untuk mengeluarkan orang tengah dan melakukan pemindahan secara langsung. Untuk tujuan ini, peranti telah dibangunkan yang boleh mengawal bas dan bertindak secara bebas, i.e. memindahkan data terus ke memori RAM sistem; peranti sedemikian dipanggil memandu tayar(tuan bas). Secara teorinya, pemproses boleh melakukan kerja lain secara serentak dengan pemindahan data pada bas; Dalam amalan, keadaan ini rumit oleh beberapa faktor. Untuk pelaksanaan yang betul menguasai bas(penguasaan bas) timbang tara permintaan bas diperlukan, yang disediakan oleh chipset. Penguasaan bas juga dipanggil DMA "pihak pertama", kerana operasi dikawal oleh peranti yang melakukan pemindahan.
Pada masa ini, penguasaan bas dilaksanakan pada bas PCI; Sokongan juga telah ditambah untuk pemacu keras IDE/ATA untuk melaksanakan penguasaan bas pada PCI dalam keadaan tertentu.
Prinsip bas tempatan
Permulaan 90-an dicirikan oleh peralihan dari aplikasi teks kepada grafik dan peningkatan populariti sistem pengendalian Windows. Ini telah membawa kepada peningkatan besar dalam jumlah maklumat yang mesti dipindahkan antara pemproses, memori, video dan cakera keras. Skrin teks monokromatik (hitam dan putih) standard mengandungi hanya 4000 bait maklumat (2000 untuk kod aksara dan 2000 untuk atribut skrin), manakala standard 256-warna Skrin Windows memerlukan lebih daripada 300,000 bait! Selain itu, resolusi moden 1600x1200 dengan 16 juta warna memerlukan 5.8 juta bait maklumat setiap skrin!
Peralihan dunia perisian daripada teks kepada grafik juga bermakna peningkatan saiz program dan peningkatan keperluan memori. Dari perspektif I/O, pemprosesan data tambahan untuk kad video dan pemacu keras berkapasiti besar memerlukan lebih lebar jalur I/O. Keadaan ini terpaksa dihadapi dengan kemunculan pemproses 80486, yang prestasinya jauh lebih tinggi daripada pemproses sebelumnya. Bas ISA tidak lagi memenuhi keperluan yang meningkat dan menjadi hambatan dalam meningkatkan prestasi PC. Meningkatkan kelajuan pemproses tidak banyak membantu jika ia mesti menunggu pada bas sistem yang perlahan untuk memindahkan data.
Penyelesaiannya ditemui dalam pembangunan bas baharu yang lebih pantas, yang sepatutnya melengkapkan bas ISA dan digunakan khusus untuk peranti berkelajuan tinggi seperti kad video. Bas ini terpaksa diletakkan pada (atau berhampiran) bas memori yang lebih laju dan berjalan pada kelajuan luaran pemproses yang lebih kurang untuk memindahkan data lebih cepat daripada bas ISA standard. Apabila peranti sedemikian diletakkan berhampiran ("secara tempatan") pemproses, bas tempatan. Bas tempatan yang pertama ialah Bas Tempatan VESA (VLB), dan bas tempatan moden dalam kebanyakan PC ialah bas Interconnect Komponen Periferal (PCI).
Bas sistem
Bas sistem(bas sistem) menyambungkan pemproses ke memori RAM utama dan, mungkin, ke cache L2. Ia adalah bas pusat komputer dan bas lain "bercabang" daripadanya. Bas sistem dilaksanakan sebagai satu set konduktor pada papan induk dan mesti sepadan dengan jenis pemproses tertentu. Ia adalah pemproses yang menentukan ciri-ciri bas sistem. Pada masa yang sama, lebih cepat bas sistem, lebih pantas komponen elektronik PC yang tinggal.
|
Mari kita pertimbangkan bas sistem PC dengan pemproses beberapa generasi. Dalam pemproses generasi pertama, kedua dan ketiga, kekerapan bas sistem ditentukan oleh kekerapan operasi pemproses. Apabila kelajuan pemproses meningkat, begitu juga kelajuan bas sistem. Pada masa yang sama, ruang alamat meningkat: dalam pemproses 8088/8086 ia adalah 1 MB (alamat 20-bit), dalam pemproses 80286 ruang alamat ditingkatkan kepada 16 MB (alamat 24-bit), dan bermula dengan Pemproses 80386 ruang alamat ialah 4 GB (alamat 32-bit).
|
Seperti yang dapat dilihat dari jadual untuk pemproses generasi keempat, kelajuan bas sistem pada mulanya sepadan dengan kekerapan operasi pemproses. Walau bagaimanapun, kemajuan teknologi memungkinkan untuk meningkatkan kekerapan pemproses, dan memadankan kelajuan bas sistem memerlukan peningkatan kelajuan komponen luaran, terutamanya memori sistem, yang dikaitkan dengan kesukaran yang ketara dan sekatan kos. Oleh itu, pemproses 80486DX2-50 digunakan buat kali pertama penggandaan kekerapan(penggandaan jam): pemproses berfungsi dengan dalaman frekuensi jam 50 MHz, dan luaran Kelajuan bas sistem ialah 25 MHz, i.e. hanya separuh daripada kekerapan operasi pemproses. Teknik ini meningkatkan prestasi komputer dengan ketara, terutamanya disebabkan oleh kehadiran cache L1 dalaman, yang memenuhi kebanyakan akses pemproses kepada memori sistem. Sejak itu pendaraban kekerapan(jam mendarab) telah menjadi dengan cara yang standard meningkatkan prestasi komputer dan digunakan dalam semua pemproses moden, dan pengganda frekuensi telah ditingkatkan kepada 8, 10 atau lebih.
|
Untuk masa yang lama, bas sistem PC dengan pemproses generasi kelima beroperasi pada kelajuan 60 MHz dan 66 MHz. Satu langkah ke hadapan yang ketara ialah peningkatan dalam lebar data kepada 64 bit dan pengembangan ruang alamat kepada 64 GB (alamat 36-bit).
Kelajuan bas sistem dinaikkan kepada 100 MHz pada tahun 1998 berkat pembangunan pengeluaran cip PC100 SDRAM. Cip memori RDRAM boleh meningkatkan lagi kelajuan bas sistem. Walau bagaimanapun, peralihan daripada 66 MHz kepada 100 MHz mempunyai kesan yang ketara pada pemproses dan papan induk dengan Soket 7. Dalam modul Pentium II, sehingga 70-80% trafik (pemindahan maklumat) dijalankan di dalam SEC (Katrij Tepi Tunggal) baharu ), yang menempatkan pemproses dan kedua-dua cache ialah cache L1 dan cache L2. Kartrij ini beroperasi pada kelajuannya sendiri, bebas daripada kelajuan bas sistem.
|
Chipset i820 dan i815, direka untuk pemproses Pentium III, direka untuk bas sistem 133 MHz. Akhirnya, pemproses AMD Athlon memperkenalkan perubahan ketara kepada seni bina dan konsep bas sistem ternyata tidak diperlukan. Pemproses ini boleh mengendalikan pelbagai jenis RAM kekerapan maksimum 200 MHz.
Jenis bas I/O
Bahagian ini akan merangkumi pelbagai bas I/O, dengan kebanyakannya dikhususkan untuk bas moden. Idea umum tentang penggunaan bas I/O diberikan oleh rajah berikut, yang jelas menunjukkan tujuan pelbagai bas I/O PC moden.
Jadual berikut meringkaskan pelbagai bas I/O yang digunakan dalam PC moden:
| Tayar | tahun | Lebar | Kelajuan | Maks. pusat pemeriksaan kebolehan |
| PC dan XT | 1980-82 | 8 bit | Segerak: 4.77-6 MHz | 4-6 MB/s |
| ISA (AT) | 1984 | 16 bit | Segerak: 8-10 MHz | 8 MB/s |
| M.C.A. | 1987 | 32 bit | Tak segerak: 10.33 MHz | 40 MB/s |
| EISA (untuk pelayan) | 1988 | 32 bit | Segerak: maks. 8 MHz | 32 MB/s |
| VLB, untuk 486 | 1993 | 32 bit | Segerak: 33-50 MHz | 100-160 MB/s |
| PCI | 1993 | 32/64 bit | Tak segerak: 33 MHz | 132 MB/s |
| USB | 1996 | Berurutan | 1.2 MB/s | |
| FireWire (IEEE1394) | 1999 | Berurutan | 80 MB/s | |
| USB 2.0 | 2001 | Berurutan | 12-40 MB/s |
tayar lama
Bas PCI moden dan port AGP "dilahirkan" daripada bas lama yang masih boleh ditemui dalam PC. Selain itu, bas ISA tertua masih digunakan walaupun dalam PC terkini. Seterusnya kita akan melihat tayar PC lama dengan lebih terperinci.
Bas Industry Standard Architecture (ISA).
Ini adalah bas yang paling biasa dan benar-benar standard untuk PC, yang digunakan walaupun dalam komputer terkini walaupun pada hakikatnya ia kekal hampir tidak berubah sejak pengembangannya kepada 16 bit pada tahun 1984. Sudah tentu, ia kini ditambah dengan bas yang lebih pantas, tetapi ia "bertahan" berkat kehadiran pangkalan besar peralatan persisian yang direka untuk standard ini. Di samping itu, terdapat banyak peranti yang kelajuan ISA lebih daripada mencukupi, seperti modem. Menurut beberapa pakar, ia akan mengambil masa sekurang-kurangnya 5-6 tahun sebelum bas ISA "mati".
Pilihan lebar dan kelajuan bas ISA ditentukan oleh pemproses yang ia berfungsi dalam PC pertama. Bas ISA asal pada PC IBM adalah 8 bit lebar, sepadan dengan 8 bit bas data luaran pemproses 8088, dan berjalan pada 4.77 MHz, yang juga kelajuan pemproses 8088. Pada tahun 1984, IBM AT komputer muncul dengan pemproses 80286 dan lebar bas digandakan sehingga 16 bit, seperti bas data luaran pemproses 80286. Pada masa yang sama, kelajuan bas ditingkatkan kepada 8 MHz, yang juga sepadan dengan kelajuan pemproses. Secara teorinya, daya tampung bas ialah 8 MB/s, tetapi dalam praktiknya ia tidak melebihi 1-2 MB/s.
Dalam PC moden, bas ISA bertindak sebagai bas dalaman, yang digunakan untuk papan kekunci, cakera liut, port bersiri dan selari, dan bagaimana bas pengembangan luaran, yang mana anda boleh menyambungkan penyesuai 16-bit, seperti kad bunyi.
Selepas itu, pemproses AT menjadi lebih pantas, dan kemudian bas data mereka ditingkatkan, tetapi kini keperluan untuk keserasian dengan peranti sedia ada memaksa pengeluar untuk mematuhi standard dan bas ISA kekal hampir tidak berubah sejak itu. Bas ISA menyediakan lebar jalur yang mencukupi untuk peranti perlahan dan pasti menjamin keserasian dengan hampir setiap PC yang dikeluarkan.
Banyak kad pengembangan, malah yang moden, masih 8-bit (anda boleh tahu melalui penyambung kad - kad 8-bit hanya menggunakan bahagian pertama penyambung ISA, manakala kad 16-bit menggunakan kedua-dua bahagian). Untuk kad ini, lebar jalur bas ISA yang rendah tidak penting. Walau bagaimanapun, akses untuk mengganggu IRQ 9 hingga IRQ 15 disediakan melalui wayar dalam bahagian 16-bit penyambung bas. Inilah sebabnya mengapa kebanyakan modem tidak boleh disambungkan ke IRQ dengan nombor yang besar. Talian IRQ antara peranti ISA tidak boleh dikongsi.
Dokumen Panduan Reka Bentuk Sistem PC99, yang disediakan oleh Intel dan Microsoft, secara kategorinya memerlukan penyingkiran slot bas ISA daripada papan induk, jadi kita boleh menjangkakan bahawa hari-hari bas yang "layak" ini dihitung.
Bas MicroChannel Architecture (MCA).
Bas ini adalah percubaan IBM untuk menjadikan bas ISA "lebih besar dan lebih baik." Apabila pemproses 80386DX dengan bas data 32-bit diperkenalkan pada pertengahan 1980-an, IBM memutuskan untuk membangunkan bas untuk memadankan lebar bas data ini. Bas MCA adalah 32 bit lebar dan mempunyai beberapa kelebihan berbanding bas ISA.
Bas MCA mempunyai beberapa ciri hebat memandangkan ia telah diperkenalkan pada tahun 1987 iaitu. tujuh tahun sebelum kemunculan bas PCI dengan keupayaan yang sama. Dalam beberapa aspek, bas MCA mendahului masanya:
- Lebar 32 bit: Bas itu adalah 32 bit lebar, seperti bas VESA dan PCI tempatan. Daya pengeluarannya jauh lebih tinggi berbanding bas ISA.
- Penguasaan bas: Bas MCA menyokong penyesuai penguasaan bas secara berkesan, termasuk timbang tara bas yang betul.
- Bas MCA secara automatik mengkonfigurasi kad penyesuai, menjadikan pelompat tidak diperlukan. Ini berlaku 8 tahun sebelum Windows 95 menjadikan teknologi PnP diterima umum pada PC.
Bas MCA mempunyai potensi yang sangat besar. Malangnya, IBM membuat dua keputusan sedemikian yang tidak mempromosikan penggunaan bas ini. Pertama, bas MCA tidak serasi dengan bas ISA, i.e. Kad ISA tidak berfungsi sama sekali dalam PC dengan bas MCA, dan pasaran komputer sangat sensitif terhadap masalah keserasian ke belakang. Kedua, IBM memutuskan untuk menjadikan bas MCA itu sendiri tanpa melesenkan penggunaannya.
Kedua-dua faktor ini, digabungkan dengan kos sistem bas MCA yang lebih tinggi, menyebabkan bas MCA dilupakan. Memandangkan komputer PS/2 tidak lagi dalam pengeluaran, bas MCA "mati" untuk pasaran PC, walaupun IBM masih menggunakannya dalam pelayan RISC 6000 UNIXnya. Kisah bas MCA adalah salah satu contoh klasik bagaimana dalam dunia komputer isu bukan teknikal sering mendominasi isu teknikal.
Bas Extended Industry Standard Architecture (EISA).
Bas ini tidak pernah menjadi standard seperti bas ISA dan tidak digunakan secara meluas. Malah, ia adalah jawapan Compaq kepada bas MCA dan membawa kepada keputusan yang sama.
Compaq mengelakkan dua kesilapan terbesar IBM semasa membangunkan bas EISA. Pertama, bas EISA serasi dengan bas ISA dan, kedua, semua pengeluar PC dibenarkan menggunakannya. Secara amnya, bas EISA mempunyai signifikan kelebihan teknikal atas bas ISA, tetapi pasaran tidak menerimanya. Ciri utama bas EISA:
- Keserasian bas ISA: Kad ISA boleh berfungsi dalam slot EISA.
- Lebar bas 32 bit: Lebar bas meningkat kepada 32 bit.
- Penguasaan bas: Bas EISA menyokong penyesuai penguasaan bas secara berkesan, termasuk timbang tara bas yang betul.
- Teknologi Palam dan Main (PnP): Bas EISA mengkonfigurasi kad penyesuai secara automatik serupa dengan standard PnP sistem moden.
Sistem berasaskan EISA kini kadangkala ditemui dalam pelayan fail rangkaian, tetapi ia tidak digunakan dalam PC desktop kerana kos yang lebih tinggi dan kekurangan pilihan penyesuai yang luas. Akhirnya, daya pengeluarannya jauh lebih rendah daripada bas tempatan VESA Local Bus dan PCI. Malah, bas EISA kini hampir mati.
Bas Tempatan VESA (VLB)
Yang pertama agak popular bas tempatan Bas Tempatan VESA (VL-Bus atau VLB) muncul pada tahun 1992. Singkatan VESA adalah singkatan kepada Video Electronics Standards Association, dan persatuan ini telah diwujudkan pada akhir 80-an untuk menyelesaikan masalah sistem video dalam PC. Sebab utama pembangunan bas VLB adalah untuk meningkatkan prestasi sistem video PC.
Bas VLB ialah bas 32-bit yang merupakan sambungan terus daripada bas memori pemproses 486. Slot bas VLB ialah slot ISA 16-bit dengan slot ketiga dan keempat ditambah pada penghujungnya. VLB biasanya beroperasi pada 33 MHz, walaupun kelajuan yang lebih tinggi mungkin pada sesetengah sistem. Memandangkan ia adalah lanjutan daripada bas ISA, kad ISA boleh digunakan dalam slot VLB, tetapi masuk akal untuk menduduki terlebih dahulu slot biasa ISA dan tinggalkan sebilangan kecil slot VLB untuk kad VLB, yang sudah tentu tidak berfungsi dalam slot ISA. Penggunaan kad grafik VLB dan pengawal I/O dengan ketara meningkatkan prestasi sistem berbanding sistem dengan hanya satu bas ISA.
Walaupun fakta bahawa bas VLB sangat popular di PC dengan pemproses 486, kemunculan pemproses Pentium dan bas PCI tempatannya pada tahun 1994 membawa kepada "kelupaan" secara beransur-ansur bas VLB. Salah satu sebab untuk ini adalah usaha Intel untuk mempromosikan bas PCI, tetapi terdapat juga beberapa masalah teknikal yang berkaitan dengan pelaksanaan VLB. Pertama, reka bentuk bas sangat terikat dengan pemproses 486, dan perpindahan ke Pentium menyebabkan masalah keserasian dan masalah lain. Kedua, bas itu sendiri mempunyai kelemahan teknikal: sebilangan kecil kad pada bas (selalunya dua atau bahkan satu), masalah penyegerakan apabila menggunakan berbilang kad, dan kekurangan sokongan untuk penguasaan bas dan teknologi Plug and Play.
Kini bas VLB dianggap usang malah papan induk terkini dengan pemproses 486 menggunakan bas PCI, manakala pemproses Pentium hanya menggunakan PCI. Walau bagaimanapun, PC dengan bas VLB adalah murah dan kadangkala masih boleh ditemui.
Bas Interconnect Komponen Periferal (PCI).
Bas I/O paling popular sekarang interaksi antara komponen periferi(Peripheral Component Interconnect - PCI) telah dibangunkan oleh Intel pada tahun 1993. Ia bertujuan untuk sistem generasi kelima dan keenam, tetapi juga digunakan dalam generasi terkini papan induk dengan pemproses 486.
Seperti Bas Tempatan VESA, bas PCI adalah 32 bit lebar dan biasanya berjalan pada 33 MHz. Kelebihan utama PCI berbanding bas VESA Bas Tempatan terletak pada chipset yang mengawal bas. Bas PCI dikawal oleh litar khas dalam chipset, dan bas VLB pada asasnya hanyalah lanjutan daripada bas pemproses 486. Bas PCI tidak "terikat" dengan pemproses 486 dalam hal ini, dan chipsetnya menyediakan kawalan bas yang betul dan timbang tara bas, membolehkan PCI melakukan lebih daripada yang boleh dilakukan oleh bas VLB. Bas PCI juga digunakan di luar platform PC, menyediakan serba boleh dan mengurangkan kos pembangunan sistem.
Dalam PC moden, bas PCI bertindak sebagai bas dalaman yang bersambung ke saluran EIDE pada papan induk, dan bagaimana bas pengembangan luaran, yang mempunyai 3-4 slot pengembangan untuk penyesuai PCI.
Bas PCI disambungkan ke bas sistem melalui "jambatan" khas dan beroperasi pada frekuensi tetap tanpa mengira frekuensi jam pemproses. Ia terhad kepada lima slot pengembangan, tetapi setiap satu daripadanya boleh digantikan dengan dua peranti yang dibina ke dalam papan induk. Pemproses juga boleh menyokong berbilang cip jambatan. Bas PCI lebih tegas ditentukan daripada VL-Bus dan menyediakan beberapa keupayaan tambahan. Khususnya, ia menyokong kad dengan voltan bekalan +3.3 V dan 5 V, menggunakan kunci khas, yang menghalang anda daripada memasukkan kad ke dalam slot yang salah. Seterusnya, pengendalian bas PCI dibincangkan dengan lebih terperinci.
Prestasi bas PCI
Bas PCI sebenarnya ada produktiviti tertinggi antara bas I/O biasa dalam PC moden. Ini disebabkan oleh beberapa faktor:
- Mod pecah: Bas PCI boleh memindahkan maklumat dalam mod pecah, di mana selepas pengalamatan awal, beberapa set data boleh dipindahkan secara berturut-turut. Mod ini serupa dengan pecah cache.
- Penguasaan bas: Bas PCI menyokong penguasaan penuh, yang meningkatkan prestasi.
- Pilihan Jalur Lebar Tinggi: Versi 2.1 spesifikasi bas PCI membolehkan pengembangan kepada 64 bit dan 66 MHz, meningkatkan prestasi semasa sebanyak empat kali. Dalam praktiknya, bas PCI 64-bit belum lagi dilaksanakan dalam PC (walaupun ia sudah digunakan dalam sesetengah pelayan) dan kelajuan kini terhad kepada 33 MHz, terutamanya disebabkan oleh isu keserasian. Untuk beberapa lama anda perlu mengehadkan diri anda kepada 32 bit dan 33 MHz. Walau bagaimanapun, terima kasih kepada AGP, prestasi yang lebih tinggi akan direalisasikan dalam bentuk yang sedikit diubah suai.
Bergantung pada chipset dan motherboard, kelajuan bas PCI boleh ditetapkan sebagai segerak atau tak segerak. Dalam persediaan segerak (digunakan dalam kebanyakan PC), bas PCI beroperasi pada separuh kelajuan bas memori; memandangkan bas memori biasanya berjalan pada 50, 60, atau 66 MHz, bas PCI berjalan pada 25, 30 atau 33 MHz. Dengan persediaan tak segerak, kelajuan bas PCI boleh ditetapkan secara bebas daripada kelajuan bas memori. Ini biasanya dikawal menggunakan pelompat pada papan induk atau Tetapan BIOS. "Overclocking" bas sistem dalam PC yang menggunakan bas PCI segerak akan menyebabkan "overclocking" peranti peranti. peranti PCI, sering menyebabkan masalah ketidakstabilan sistem.
Pelaksanaan asal bas PCI berjalan pada 33 MHz, dan spesifikasi PCI 2.1 berikutnya menetapkan frekuensi 66 MHz, yang sepadan dengan daya pemprosesan 266 MB/s. Bas PCI boleh dikonfigurasikan untuk lebar data 32- dan 64-bit dan membenarkan kad 32- dan 64-bit, serta perkongsian gangguan, yang berguna dalam sistem berprestasi tinggi yang kekurangan talian IRQ. Sejak pertengahan 1995, semua peranti PC berkelajuan tinggi telah berkomunikasi antara satu sama lain melalui bas PCI. Selalunya ia digunakan untuk pengawal keras cakera dan pengawal grafik yang dipasang terus pada papan induk atau pada kad pengembangan dalam slot bas PCI.
Slot pengembangan bas PCI
Bas PCI membenarkan lebih banyak slot pengembangan daripada bas VLB tanpa menyebabkan masalah teknikal. Kebanyakan sistem PCI menyokong 3 atau 4 slot PCI, dan beberapa menyokong lebih ketara.
Catatan: Pada sesetengah sistem, tidak semua slot menyokong penguasaan bas. Ini kurang biasa sekarang, tetapi masih disyorkan untuk melihat manual motherboard.
Bas PCI membolehkan lebih banyak jenis kad pengembangan berbanding bas VLB. Jenis yang paling biasa ialah kad video, penyesuai hos SCSI dan kad rangkaian berkelajuan tinggi. (Pemacu keras juga beroperasi pada bas PCI, tetapi ia biasanya disambungkan terus ke papan induk.) Walau bagaimanapun, ambil perhatian bahawa bas PCI tidak melaksanakan beberapa fungsi; contohnya, port bersiri dan selari mesti kekal pada bas ISA. Nasib baik, walaupun pada hari ini bas ISA masih lebih daripada mencukupi untuk peranti ini.
Gangguan dalaman bas PCI
Bas PCI menggunakannya sistem dalaman gangguan untuk memproses permintaan daripada kad pada bas. Gangguan ini sering dipanggil "#A", "#B", "#C" dan "#D" untuk mengelakkan kekeliruan dengan IRQ sistem bernombor biasa, walaupun kadangkala ia juga dipanggil "#1" hingga "#4". Tahap gangguan ini biasanya tidak dapat dilihat oleh pengguna kecuali pada skrin Tetapan BIOS untuk PCI, di mana ia boleh digunakan untuk mengawal operasi kad PCI.
Gangguan ini, jika diperlukan oleh kad dalam slot, dipetakan kepada gangguan biasa, selalunya kepada IRQ9 - IRQ12. Slot PCI pada kebanyakan sistem boleh dipetakan kepada kebanyakan empat IRQ biasa. Dalam sistem dengan lebih daripada empat slot PCI atau mempunyai empat slot dan pengawal USB (yang menggunakan PCI), dua atau lebih peranti PCI berkongsi IRQ.
Penguasaan bas PCI
Ingat bahawa penguasaan bas adalah keupayaan peranti pada bas PCI (tentu saja berbeza dari set cip sistem) untuk mengawal bas dan secara langsung melakukan pemindahan. Bas PCI adalah bas pertama yang membawa kepada populariti penguasaan bas (mungkin kerana sistem pengendalian dan program dapat memanfaatkannya).
Bas PCI menyokong penguasaan bas penuh dan menyediakan cara timbang tara bas melalui set cip sistem. Reka bentuk PCI membolehkan berbilang peranti menguasai bas pada masa yang sama, dan litar timbang tara memastikan tiada peranti pada bas (termasuk pemproses!) akan menyekat mana-mana peranti lain. Walau bagaimanapun, satu peranti dibenarkan menggunakan lebar jalur penuh bas jika tiada peranti lain yang menghantar apa-apa. Dalam erti kata lain, bas PCI bertindak seperti rangkaian kawasan tempatan yang kecil di dalam komputer di mana berbilang peranti boleh berkomunikasi antara satu sama lain, berkongsi saluran komunikasi, dan yang dikawal oleh chipset.
Teknologi Palam dan Main untuk bas PCI
Bas PCI adalah sebahagian daripada piawaian Plug and Play (PnP) yang dibangunkan oleh Intel, Microsoft dan banyak lagi. Sistem bas PCI adalah yang pertama mempopularkan penggunaan PnP. Litar set cip PCI mengurus pengenalan kad dan berfungsi dengan sistem pengendalian dan BIOS untuk memperuntukkan sumber secara automatik kepada kad yang serasi.
Bas PCI sentiasa ditambah baik dan pembangunan diketuai oleh Kumpulan Kepentingan Khas PCI, yang merangkumi Intel, IBM, Apple, dll. Hasil daripada perkembangan ini ialah peningkatan dalam kekerapan bas kepada 66 MHz dan pengembangan data kepada 64 bit. Walau bagaimanapun, terdapat juga pilihan alternatif, seperti Accelerated Graphics Port (AGP) dan FireWire (IEEE 1394) bas bersiri berkelajuan tinggi. AGP sebenarnya ialah bas PCI 66 MHz (versi 2.1) yang memperkenalkan beberapa penambahbaikan yang bertujuan untuk sistem grafik.
Inisiatif lain ialah tayar PCI-X, juga dipanggil "Projek Satu" dan "I/O Masa Depan". IBM, Mylex, 3Com, Adaptec, Hewlett-Packard dan Compaq ingin membangunkan versi pelayan berkelajuan tinggi khas bas PCI. Bas ini akan mempunyai lebar jalur 1 GB/s (64 bit, 133 MHz). Intel dan Dell Computer tidak terlibat dalam projek ini.
Dell Computer, Hitachi, NEC, Siemens, Sun Microsystems dan Intel, sebagai tindak balas kepada Projek Satu, mengambil inisiatif untuk membangunkan bas I/O Generasi Seterusnya ( NGIO), memberi tumpuan kepada seni bina baharu I/O untuk pelayan.
Pada Ogos 1999, tujuh syarikat terkemuka (Compaq, Dell, Hewlett-Packard, IBM, Intel, Microsoft, Sun Microsystems) mengumumkan hasrat mereka untuk menggabungkan idea terbaik bas I/O Masa Depan dan I/O Generasi Seterusnya. Seni bina I/O terbuka baharu untuk pelayan harus menyediakan daya pemprosesan sehingga 6 GB/s. Piawaian NGIO baharu dijangka diterima pakai menjelang akhir tahun 2001.
Port grafik dipercepatkan
Keperluan untuk meningkatkan lebar jalur antara pemproses dan sistem video pada mulanya membawa kepada pembangunan bas I/O tempatan dalam PC, bermula dengan Bas Tempatan VESA dan berakhir dengan bas PCI moden. Trend ini berterusan, dengan permintaan untuk lebar jalur video yang meningkat tidak lagi dipenuhi walaupun oleh bas PCI dengan lebar jalur 132 MB/s standardnya. Grafik 3D(Grafik 3D) membolehkan anda mensimulasikan dunia maya dan nyata pada skrin dengan butiran terkecil. Memaparkan tekstur dan menyembunyikan objek memerlukan sejumlah besar data dan kad grafik mesti mempunyai akses pantas kepada data ini untuk menyokong berfrekuensi tinggi penjanaan semula.
Trafik pada bas PCI menjadi sangat sibuk pada PC moden apabila video, cakera keras dan peranti lain bersaing antara satu sama lain untuk jalur lebar I/O tunggal. Untuk mengelakkan ketepuan bas PCI dengan maklumat video, Intel telah membangunkan antara muka baharu khusus untuk sistem video, yang dipanggil port grafik dipercepatkan(Pelabuhan Grafik Dipercepat - AGP).
Port AGP direka bentuk sebagai tindak balas kepada peningkatan permintaan untuk prestasi video. Memandangkan program dan komputer menggunakan kawasan seperti pecutan 3D dan main balik video gerakan penuh, pemproses dan set cip video mesti memproses lebih banyak maklumat. Dalam aplikasi sedemikian, bas PCI telah mencapai hadnya, terutamanya kerana ia juga digunakan oleh pemacu keras dan peranti persisian lain.
Di samping itu, lebih banyak memori video diperlukan. Grafik tiga dimensi memerlukan lebih banyak memori, bukan sahaja untuk imej skrin, tetapi juga untuk pengiraan. Secara tradisinya, masalah ini diselesaikan dengan meletakkan lebih banyak memori pada kad video, tetapi ini menimbulkan dua masalah:
- Harga: Memori video lebih mahal daripada memori RAM biasa.
- Kapasiti Terhad: Kapasiti memori pada kad video adalah terhad: jika anda meletakkan 6 MB pada kad dan 4 MB diperlukan untuk penimbal bingkai, maka hanya tinggal 2 MB untuk diproses. Memori ini tidak mudah untuk dikembangkan dan tidak boleh digunakan untuk perkara lain melainkan pemprosesan video diperlukan.
AGP menyelesaikan masalah ini dengan membenarkan pemproses video mengakses memori sistem utama untuk melakukan pengiraan. Teknik ini jauh lebih cekap kerana memori ini boleh dikongsi secara dinamik antara pemproses sistem dan pemproses video bergantung pada keperluan sistem.
Idea di sebalik pelaksanaan AGP agak mudah: untuk mencipta antara muka yang pantas dan khusus antara set cip video dan pemproses sistem. Antara muka hanya dilaksanakan antara kedua-dua peranti ini, yang menyediakan tiga kelebihan utama: lebih mudah untuk melaksanakan port, lebih mudah untuk meningkatkan kelajuan AGP, dan peningkatan khusus video boleh diperkenalkan ke dalam antara muka. Chipset AGP bertindak sebagai perantara antara pemproses, cache Pentium II L2, memori sistem, kad video dan bas PCI, melaksanakan apa yang dipanggil pelabuhan quad(Quad Port).
AGP dianggap pelabuhan, bukan bas, kerana ia hanya menghubungkan dua peranti (pemproses dan kad video) dan tidak membenarkan pengembangan. Salah satu kelebihan utama AGP ialah ia mengasingkan sistem video daripada komponen PC yang lain, menghapuskan persaingan untuk lebar jalur. Memandangkan kad grafik dialih keluar daripada bas PCI, peranti lain boleh berjalan dengan lebih pantas. Untuk AGP, papan induk mempunyai soket khas, yang serupa dengan soket bas PCI, tetapi terletak di lokasi yang berbeza pada papan. Dalam rajah berikut, anda boleh melihat dua soket bas ISA (hitam), kemudian dua soket bas PCI (putih) dan soket ADP (coklat).
AGP muncul pada penghujung tahun 1997 dan merupakan yang pertama disokong oleh cipset 440LX Pentium II. Pada tahun berikutnya, chipset AGP dari syarikat lain muncul. Untuk maklumat lanjut tentang AGP, lihat laman web http://developer.intel.com/technology/agp/.
antara muka AGP
Antara muka AGP adalah serupa dengan bas PCI dalam banyak aspek. Slot itu sendiri mempunyai bentuk dan dimensi fizikal yang sama, tetapi diimbangi lebih jauh dari tepi papan induk berbanding slot PCI. Spesifikasi AGP sebenarnya bergantung pada spesifikasi PCI 2.1, yang membolehkan kelajuan 66 MHz, tetapi kelajuan ini tidak dilaksanakan dalam PC. Papan induk AGP mempunyai satu slot pengembangan untuk kad video AGP dan kurang satu slot PCI, tetapi sebaliknya serupa dengan papan induk PCI.
Lebar bas, kelajuan dan lebar jalur
Bas AGP adalah 32 bit lebar, sama seperti bas PCI, tetapi bukannya berjalan pada separuh kelajuan bas memori seperti PCI, ia berjalan pada kelajuan penuh. Sebagai contoh, pada papan induk Pentium II standard, bas AGP berjalan pada 66 MHz dan bukannya 33 bas MHz PCI. Ini dengan serta-merta menggandakan lebar jalur port - bukannya had 132 MB/s untuk PCI, port AGP mempunyai lebar jalur 264 MB/s dalam mod kelajuan terendah. Selain itu, ia tidak berkongsi sebarang lebar jalur dengan peranti bas PCI yang lain.
Selain menggandakan kelajuan bas, AGP mentakrifkan mod 2X, yang menggunakan isyarat khas untuk membenarkan dua kali lebih banyak data dihantar melalui port pada frekuensi jam yang sama. Dalam mod ini, maklumat dihantar pada tepi naik dan turun isyarat penyegerakan. Walaupun bas PCI hanya menghantar data pada satu tepi, AGP menghantar data pada kedua-dua tepi. Akibatnya, prestasi meningkat dua kali ganda dan secara teorinya mencapai 528 MB/s. Ia juga dirancang untuk melaksanakan rejim 4X, di mana empat pemindahan dijalankan dalam setiap kitaran jam, yang akan meningkatkan prestasi kepada 1056 MB / s.
Sudah tentu, semua ini mengagumkan dan lebar jalur 1 GB/s sangat baik untuk kad video, tetapi terdapat satu masalah: PC moden mempunyai beberapa bas. Ingat bahawa pemproses kelas Pentium mempunyai lebar bas data 64-bit dan beroperasi pada 66 MHz, yang menyediakan daya pemprosesan teori sebanyak 524 MB/s, jadi lebar jalur 1 GB/s tidak memberikan keuntungan yang ketara melainkan kelajuan bas data ditingkatkan melebihi 66 MHz. Papan induk baharu telah meningkatkan kelajuan bas sistem kepada 100 MHz, yang meningkatkan daya pemprosesan kepada 800 MB/s, tetapi ini tidak mencukupi untuk mewajarkan pemindahan mod 4X.
Di samping itu, pemproses mesti mengakses memori sistem, bukan hanya sistem video. Jika keseluruhan jalur lebar sistem 524 MB/s diduduki oleh video melalui AGP, apakah yang boleh dilakukan oleh pemproses? Dalam kes ini, bergerak ke kelajuan sistem 100 MHz akan memberikan beberapa manfaat.
AGP Port Video Pipelining
Salah satu faedah AGP ialah keupayaannya untuk menyalurkan permintaan data. Pemprosesan paip pertama kali digunakan dalam pemproses moden sebagai cara untuk meningkatkan prestasi dengan bertindih bahagian tugas yang berurutan. Terima kasih kepada AGP, set cip video boleh menggunakan teknik yang sama apabila meminta maklumat daripada ingatan, yang meningkatkan prestasi dengan ketara.
Akses AGP kepada memori sistem
Ciri paling penting AGP ialah keupayaan untuk berkongsi memori sistem utama dengan set cip video. Ini membolehkan sistem video mengakses lebih banyak memori untuk grafik 3D dan pemprosesan lain tanpa memerlukan sejumlah besar memori video pada kad video. Memori pada kad video dikongsi antara penimbal bingkai dan kegunaan lain. Kerana framebuffer memerlukan memori yang cepat dan mahal seperti VRAM, kebanyakan kad semua memori dilaksanakan dalam VRAM, walaupun ini diperlukan untuk kawasan memori selain daripada framebuffer.
Perhatikan bahawa AGP Tidak merujuk kepada seni bina ingatan bersatu (UMA). Dalam seni bina ini semua Memori kad video, termasuk penimbal bingkai, diambil daripada memori sistem utama. Dalam AGP, penimbal bingkai kekal pada kad video, di mana ia terletak. Penampan bingkai adalah yang paling banyak komponen penting memori video dan memerlukan prestasi tertinggi, jadi lebih masuk akal untuk meninggalkannya pada kad video dan menggunakan VRAM untuknya.
AGP membenarkan pemproses video mengakses memori sistem untuk tugas intensif memori lain, seperti penteksanan dan operasi grafik 3D yang lain. Memori ini tidak kritikal seperti penimbal bingkai, yang membolehkan kad video menjadi lebih murah dengan mengurangkan kapasiti memori VRAM. Mengakses memori sistem dipanggil pelaksanaan langsung dari ingatan(Direct Memory Execute - DIME). Peranti khas dipanggil jadual pemetaan semula apertur grafik(Graphics Aperture Remapping Table - GART), beroperasi pada alamat RAM sedemikian rupa sehingga ia boleh diedarkan dalam memori sistem dalam blok kecil, bukannya satu bahagian besar, dan memberikannya kepada kad video seolah-olah ia adalah sebahagian daripada memori video . Angka berikut memberikan gambaran yang jelas tentang fungsi AGP:
Keperluan AGP
Untuk menggunakan AGP dalam sistem, beberapa keperluan mesti dipenuhi:
- Ketersediaan kad video AGP: Keperluan ini agak jelas.
- Ketersediaan papan induk dengan cipset AGP: Sudah tentu, chipset pada motherboard mesti menyokong AGP.
- Sokongan sistem pengendalian: Sistem pengendalian mesti menyokong antara muka baharu menggunakan pemacu dan rutin dalamannya.
- Sokongan pemandu: Sudah tentu, kad video memerlukan pemacu khas untuk menyokong AGP dan menggunakannya kebolehan istimewa, contohnya mod 3X.
Bas bersiri baharu
Selama 20 tahun sekarang, banyak peranti persisian telah disambungkan ke port selari dan bersiri yang sama yang muncul pada PC pertama, dan dengan pengecualian piawaian Plug and Play, "teknologi I/O" telah berubah sedikit sejak 1081. Walau bagaimanapun, menjelang akhir 90-an abad yang lalu, pengguna semakin mula merasakan batasan port selari dan bersiri standard:
- Lebar jalur: Port bersiri mempunyai daya pemprosesan maksimum 115.2 Kb/s, dan port selari (bergantung pada jenis) kira-kira 500 Kb/s. Walau bagaimanapun, peranti seperti kamera video digital memerlukan lebar jalur yang jauh lebih tinggi.
- Kemudahan penggunaan: Menyambung peranti ke port lama adalah sangat menyusahkan, terutamanya melalui penyesuai port selari. Di samping itu, semua port terletak di bahagian belakang PC.
- Sumber perkakasan: Setiap port memerlukan talian IRQ sendiri. PC hanya mempunyai 16 talian IRQ, yang kebanyakannya sudah diduduki. Sesetengah PC hanya mempunyai lima talian IRQ percuma untuk menyambungkan peranti baharu.
- Bilangan pelabuhan terhad: Banyak PC mempunyai dua port COM bersiri dan satu port LPT selari. Ia adalah mungkin untuk menambah lebih banyak port tetapi dengan kos menggunakan talian IRQ yang berharga.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, teknologi I/O telah menjadi salah satu bidang yang paling dinamik dalam pembangunan PC desktop, dan dua piawaian data bersiri telah dibangunkan yang telah banyak mengubah cara peranti persisian disambungkan dan telah mengambil konsep palam dan mainkan kepada yang baharu. ketinggian. Terima kasih kepada piawaian baharu, mana-mana pengguna akan dapat menyambungkan bilangan peranti yang hampir tidak terhad kepada PC dalam beberapa saat sahaja, tanpa mempunyai sebarang pengetahuan teknikal khas.
Bas Bersiri Universal
Dibangunkan oleh Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft, NEC dan Northern Telecom bas bersiri universal(Universal Serial Bus - USB) menyediakan penyambung baharu untuk menyambungkan semua peranti I/O biasa, menghapuskan banyak port dan penyambung hari ini.
Bas USB membenarkan sambungan sehingga 127 peranti menggunakan sambungan rantai daisy(daisy-chaining) atau penggunaan Hab USB(hab USB). Hab itu sendiri, atau hab, mempunyai beberapa soket dan dimasukkan ke dalam PC atau peranti lain. Setiap hab USB boleh menyambungkan tujuh peranti persisian. Di antara mereka mungkin terdapat hab kedua, yang mana tujuh lagi peranti persisian boleh disambungkan, dsb. Bas USB juga membawa kuasa +5 V bersama-sama dengan isyarat data, jadi peranti kecil seperti pengimbas pegang tangan mungkin tidak mempunyai bekalan kuasa sendiri.
Peranti dipasang terus ke soket 4-pin pada PC atau hab sebagai soket segi empat tepat Jenis A. Semua kabel yang disambungkan secara kekal ke peranti mempunyai palam Jenis A. Peranti yang menggunakan kabel berasingan mempunyai soket segi empat sama Jenis B, dan kabel yang menyambungkannya mempunyai palam Jenis A atau Jenis B.
Bas USB mengalih keluar had kelajuan port bersiri berasaskan UART. Ia beroperasi pada kelajuan 12 Mbps, yang serasi dengan teknologi rangkaian Ethernet dan Token Ring serta menyediakan lebar jalur yang mencukupi untuk semua peranti persisian moden. Sebagai contoh, bas USB mempunyai lebar jalur yang mencukupi untuk menyokong peranti seperti pemacu luaran CD-ROM dan pemacu pita, serta antara muka ISDN telefon biasa. Ia juga mencukupi untuk menghantar isyarat audio digital terus kepada pembesar suara yang dilengkapi penukar digital-ke-analog, yang menghapuskan keperluan untuk mempunyai kad bunyi. Walau bagaimanapun, bas USB tidak bertujuan untuk menggantikan rangkaian. Untuk mencapai kos rendah yang boleh diterima, jarak antara peranti dihadkan kepada 5 m. Untuk peranti perlahan seperti papan kekunci dan tetikus, kadar pemindahan data boleh ditetapkan kepada 1.5 Mbps, menjimatkan lebar jalur untuk peranti yang lebih pantas.
Bas USB menyokong sepenuhnya teknologi Palam dan Main. Ia menghapuskan keperluan untuk memasang kad pengembangan di dalam PC dan seterusnya mengkonfigurasi semula sistem. Bas membolehkan anda menyambung, mengkonfigurasi, menggunakan dan, jika perlu, memutuskan sambungan peranti persisian semasa PC dan peranti lain berfungsi. Tidak perlu memasang pemacu, memilih port bersiri dan selari, atau menentukan talian IRQ, saluran DMA dan alamat I/O. Semua ini dicapai dengan mengawal peranti persisian menggunakan pengawal hos pada motherboard atau kad PCI. Pengawal hos dan pengawal hamba dalam hab mengawal peranti persisian, mengurangkan beban pemproses dan meningkatkan prestasi sistem keseluruhan. Pengawal hos itu sendiri dikawal oleh perisian sistem dalam sistem pengendalian.
Data dihantar melalui saluran dwiarah yang dikawal oleh pengawal hos dan pengawal hab hamba. Penguasaan bas yang dipertingkatkan membolehkan sebahagian daripada jumlah lebar jalur dikhaskan secara kekal untuk peranti tertentu; kaedah ini dipanggil penghantaran data isokron(pemindahan data isokron). Antara muka bas USB mengandungi dua modul utama: mesin antara muka bersiri(Bersiri Enjin Antara Muka- SIE), bertanggungjawab untuk protokol bas, dan hab akar(Root Hub), digunakan untuk mengembangkan bilangan port bas USB.
Bas USB memperuntukkan 500 mA ke setiap port. Terima kasih kepada ini, peranti berkuasa rendah yang biasanya memerlukan penyesuai AC berasingan boleh dikuasakan melalui kabel - USB membolehkan PC mengesan kuasa yang diperlukan secara automatik dan menghantarnya ke peranti. Hab menerima kuasa penuh daripada bas USB (berkuasa bas), tetapi mungkin mempunyai penukar AC mereka sendiri. Hab berkuasa sendiri yang menyampaikan 500 mA setiap port memberikan fleksibiliti maksimum untuk peranti masa hadapan. Hab pensuisan port mengasingkan semua port antara satu sama lain, jadi satu yang terpintas tidak mengganggu operasi yang lain.
Bas USB berjanji untuk mencipta PC dengan hanya satu Port USB bukannya empat atau lima penyambung moden yang berbeza. Anda boleh menyambungkan satu peranti berkuasa besar kepadanya, seperti monitor atau pencetak, yang akan bertindak sebagai hab, menyediakan sambungan ke peranti lain yang lebih kecil, seperti tetikus, papan kekunci, modem, pengimbas, kamera digital, dsb. Walau bagaimanapun, ini memerlukan pembangunan pemacu peranti khas. Walau bagaimanapun, konfigurasi PC ini mempunyai kelemahan. Sesetengah pakar percaya bahawa seni bina USB agak kompleks, dan keperluan untuk menyokong pelbagai jenis peranti persisian memerlukan pembangunan set keseluruhan protokol. Yang lain percaya bahawa prinsip hab hanya mengalihkan kos dan kerumitan daripada unit sistem kepada papan kekunci atau monitor. Tetapi halangan utama kepada kejayaan USB ialah piawaian IEEE 1394 FireWire.
Bas IEEE 1394 FireWire
Standard bas persisian berkelajuan tinggi ini dibangunkan oleh Apple Computer, Texas Instruments dan Sony. Ia direka bentuk sebagai pelengkap kepada bas USB, bukan sebagai alternatif kepadanya, kerana kedua-dua bas boleh digunakan dalam sistem yang sama, serupa dengan port selari dan bersiri moden. Walau bagaimanapun, pengeluar kamera digital dan pencetak yang besar lebih berminat dengan bas IEEE 1394 daripada bas USB kerana kamera digital lebih sesuai dengan soket 1394 daripada port USB.IEEE 1394 (biasa dipanggil FireWire) adalah seperti USB, juga bas bersiri hot-swappable, tetapi lebih pantas. IEEE 1394 mempunyai dua lapisan antara muka: satu untuk bas pada papan induk komputer dan satu untuk antara muka titik ke titik antara peranti persisian dan komputer melalui kabel bersiri. Jambatan mudah menghubungkan kedua-dua peringkat ini. Antara muka bas menyokong kadar pemindahan data 12.5, 25 atau 50 MB/s, dan antara muka kabel menyokong 100, 200 dan 400 MB/s, yang jauh lebih pantas daripada kelajuan bas USB 1.5 MB/s atau 12 MB/s . Spesifikasi 1394b mentakrifkan cara lain untuk mengekod dan menghantar data, membolehkan kelajuan meningkat kepada 800 Mb/s, 1.6 Gb/s atau lebih. Kelajuan tinggi ini memungkinkan untuk menggunakan IEEE 1394 untuk menyambungkan kamera digital, pencetak, TV, kad rangkaian dan peranti storan luaran.
Penyambung kabel IEEE 1394 direka bentuk supaya sesentuh elektrik terkandung dalam badan penyambung, yang menghalang kemungkinan renjatan elektrik kepada pengguna dan pencemaran sesentuh oleh tangan pengguna. Penyambung ini kecil dan mudah, serupa dengan penyambung permainan Nintendo GameBoy, yang telah terbukti mempunyai ketahanan yang sangat baik. Di samping itu, penyambung ini boleh dipasang secara membuta tuli ke bahagian belakang PC. Tiada peranti terminal (terminator) dan pemasangan manual pengecam diperlukan.
Bas IEEE 1394 direka untuk kabel 6 wayar sehingga 4.5 m panjang, yang mengandungi dua pasang konduktor untuk penghantaran data dan satu pasangan untuk menjana kuasa peranti. Setiap pasangan isyarat dilindungi dan keseluruhan kabel juga dilindungi. Kabel membenarkan voltan dari 8V hingga 400V dan arus sehingga 1.5A dan mengekalkan kesinambungan fizikal peranti apabila peranti dimatikan atau rosak (yang sangat penting untuk topologi siri). Kabel membekalkan kuasa kepada peranti yang disambungkan ke bas. Apabila standard semakin matang, bas dijangka memberikan jarak bebas pengulang yang lebih lama dan daya pemprosesan yang lebih besar.
Asas mana-mana sambungan IEEE 1394 ialah litar mikro tahap fizikal dan tahap komunikasi, dan peranti memerlukan dua cip. Antara muka fizikal (PHY) satu peranti bersambung ke PHY peranti lain. Ia mengandungi litar yang diperlukan untuk melaksanakan fungsi timbang tara dan permulaan. Antara muka komunikasi menghubungkan PHY serta litar dalaman peranti. Ia menghantar dan menerima paket dalam format IEEE 1394 dan menyokong pemindahan data asynchronous atau isochronous. Keupayaan untuk menyokong format tak segerak dan isokron dalam antara muka yang sama membolehkan aplikasi bukan masa kritikal seperti pengimbas atau pencetak, serta aplikasi masa nyata seperti video dan audio, berjalan di atas bas. Semua cip lapisan fizikal menggunakan teknologi yang sama, manakala cip lapisan komunikasi adalah khusus untuk setiap peranti. Pendekatan ini membolehkan bas IEEE 1394 bertindak sebagai sistem peer-to-peer, berbanding pendekatan pelayan-pelanggan bas USB. Akibatnya, sistem IEEE 1394 tidak memerlukan hos perkhidmatan mahupun PC.
Penghantaran tak segerak ialah cara tradisional pemindahan data antara komputer dan peranti persisian. Di sini, data dihantar dalam satu arah dan disertakan dengan pengesahan seterusnya kepada sumber. Pemindahan data tak segerak menekankan penghantaran dan bukannya prestasi. Pemindahan data dijamin dan disokong penghantaran semula(cuba semula). Pemindahan data isokron menstrim data pada kadar yang telah ditetapkan supaya aplikasi boleh memprosesnya berdasarkan masa. Ini amat penting untuk data media kritikal masa, di mana penghantaran tepat dalam masa menghapuskan keperluan untuk penimbalan yang mahal. Pemindahan data isokron berfungsi berdasarkan prinsip penyiaran, di mana satu atau lebih peranti boleh "mendengar" data yang dihantar. Bas IEEE 1394 boleh menghantar berbilang saluran (sehingga 63) data isokron secara serentak. Memandangkan pemindahan isokronis boleh menggunakan maksimum 80% lebar jalur bas, terdapat baki lebar jalur yang mencukupi untuk pemindahan tak segerak tambahan.
Seni bina bas berskala IEEE 1394 dan topologi fleksibel menjadikannya ideal untuk menyambungkan peranti berkelajuan tinggi, daripada komputer dan pemacu keras kepada peralatan audio dan video digital. Peranti boleh disambungkan dalam rantai daisy atau topologi pokok. Rajah di sebelah kiri menunjukkan dua ruang kerja berasingan yang disambungkan oleh jambatan bas IEEE 1394. Ruang Kerja #1 terdiri daripada kamera video, PC dan VCR, yang semuanya disambungkan melalui IEEE 1394. PC juga disambungkan ke alat kawalan jauh secara fizikal pencetak melalui pengulang 1394, yang meningkatkan jarak antara peranti. menguatkan isyarat bas. Pada bas IEEE 1394, sehingga 16 lompatan dibenarkan antara mana-mana dua peranti. Pembahagi 1394 digunakan di antara jambatan dan pencetak untuk menyediakan port lain untuk menyambungkan jambatan bas IEEE 1394. Pemisah memberikan pengguna fleksibiliti topologi yang lebih besar.
Kawasan kerja #2 hanya mengandungi PC dan pencetak pada segmen bas 1394, serta sambungan ke jambatan bas. Jambatan mengasingkan trafik data dalam setiap ruang kerja. Jambatan bas IEEE 1394 membenarkan data terpilih dipindahkan dari satu segmen bas ke segmen bas yang lain. Oleh itu, PC #2 boleh meminta imej daripada VCR di kawasan kerja #1. Memandangkan kabel bas juga membawa kuasa, antara muka isyarat PHY sentiasa dikuasakan dan data dipindahkan walaupun PC #1 dimatikan.
Setiap segmen bas IEEE 1394 membenarkan sambungan sehingga 63 peranti. Kini setiap peranti boleh terletak pada jarak sehingga 4.5 m; jarak jauh boleh dilakukan dengan dan tanpa pengulang. Penambahbaikan kabel akan membolehkan peranti dibawa pada jarak yang lebih jauh. Jambatan boleh menghubungkan lebih 1,000 segmen, memberikan potensi pengembangan yang ketara. Kelebihan lain ialah keupayaan untuk melakukan transaksi pada kelajuan yang berbeza pada satu medium bagi setiap peranti. Sebagai contoh, sesetengah peranti boleh berjalan pada 100 Mbps, manakala yang lain boleh berjalan pada 200 Mbps dan 400 Mbps. Dibenarkan pertukaran panas(menyambung atau memutuskan peranti) pada bas walaupun semasa bas beroperasi sepenuhnya. Perubahan dalam topologi bas dikesan secara automatik. Ini menghapuskan keperluan untuk suis alamat dan campur tangan pengguna lain untuk mengkonfigurasi semula bas.
Terima kasih kepada teknologi pemindahan paket, bas IEEE 1394 boleh diatur seolah-olah ruang memori diedarkan antara peranti, atau seolah-olah peranti berada dalam slot pada papan induk. Alamat peranti terdiri daripada 64 bit, dengan 10 bit diperuntukkan untuk ID rangkaian, 6 bit untuk ID nod dan 48 bit untuk alamat memori. Hasilnya, 1023 rangkaian 63 nod boleh ditangani, setiap satu dengan 281 TB memori. Menangani memori dan bukannya saluran menganggap sumber sebagai daftar atau memori yang boleh diakses menggunakan transaksi memori pemproses. Semua ini menyediakan organisasi rangkaian yang mudah; contohnya, kamera digital boleh dengan mudah memindahkan imej terus ke pencetak digital tanpa komputer perantara. Bas IEEE 1394 menunjukkan bahawa PC kehilangan peranan dominannya dalam menyambungkan persekitaran dan ia boleh dianggap sebagai nod yang sangat pintar.
Keperluan untuk menggunakan dua cip dan bukannya satu menjadikan peranti IEEE 1394 lebih mahal daripada peranti SCSI, IDE atau USB, menjadikannya tidak sesuai untuk peranti perlahan. Walau bagaimanapun, faedahnya untuk aplikasi berkelajuan tinggi seperti penyuntingan video digital menjadikan IEEE 1394 antara muka utama untuk elektronik pengguna.
Walaupun kelebihan bas IEEE 1394 dan kemunculan papan induk pada tahun 2000 dengan pengawal terbina dalam untuk bas ini, kejayaan masa depan FireWire tidak dijamin. Kemunculan spesifikasi USB 2.0 sangat merumitkan keadaan.
Spesifikasi USB 2.0
Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC dan Philips mengambil bahagian dalam pembangunan spesifikasi ini, bertujuan untuk menyokong peranti persisian berkelajuan tinggi. Pada Februari 1999, peningkatan prestasi sebanyak 10 hingga 20 kali diumumkan, dan pada September 1999, kajian kejuruteraan menaikkan anggaran kepada 30 hingga 40 kali ganda berbanding USB 1.1. Kebimbangan telah dinyatakan bahawa dengan prestasi sedemikian, bas USB akan selama-lamanya "menguburkan" bas IEEE 1394. Walau bagaimanapun, pendapat umum Kedua-dua tayar direka untuk aplikasi yang berbeza. Matlamat USB 2.0 adalah untuk menyediakan sokongan untuk semua peranti PC popular semasa dan masa hadapan, manakala IEEE 1394 bertujuan untuk menyambungkan peranti audio dan video pengguna seperti perakam video digital, DVD dan televisyen digital.
Menurut USB 2.0, daya tampung meningkat daripada 12 Mb/s kepada 360-480 Mb/s. USB 2.0 dijangka serasi dengan USB 1.1, memberikan pengguna peralihan yang lancar ke bas baharu. Peranti persisian berkelajuan tinggi baharu akan dibangunkan untuknya, yang akan mengembangkan rangkaian aplikasi PC. Kelajuan 12 MB/s memadai untuk peranti seperti telefon, kamera digital, papan kekunci, tetikus, kayu bedik digital, pemacu pita, peranti storan. cakera liut, pembesar suara digital, pengimbas dan pencetak. Peningkatan daya pengeluaran Keupayaan USB 2.0 akan mengembangkan fungsi peranti persisian, menyediakan sokongan untuk kamera resolusi tinggi untuk persidangan video, serta pengimbas berkelajuan tinggi dan pencetak generasi akan datang.
Peranti USB sedia ada akan berfungsi tidak berubah dalam sistem USB 2.0. Peranti seperti papan kekunci dan tetikus tidak memerlukan lebar jalur USB 2.0 yang meningkat dan akan berfungsi sebagai peranti USB 1.1. Jalur lebar USB 2.0 yang meningkat akan mengembangkan julat peranti persisian yang boleh disambungkan ke PC, dan juga akan membenarkan lebih banyak peranti USB berkongsi lebar jalur bas yang tersedia, sehingga had seni bina bas USB. terbalik Keserasian USB 2.0 dengan USB 1.1 boleh menjadi kelebihan yang menentukan dalam memerangi bas IEEE 1394 untuk antara muka peranti pengguna.
Standard DeviceBay
DeviceBay ialah piawaian baharu yang mengikuti piawaian bas IEEE 1394 dan USB. Bas ini membenarkan peranti disambungkan dan diputuskan sambungannya dengan cepat, i.e. semasa operasi PC. Peluang sebegitu pertukaran panas(pertukaran panas, palam panas) memerlukan sambungan khas baharu antara peranti dan standard DeviceBay menjadi jawapan kepada keperluan ini. Ia menyeragamkan ruang di mana pemacu keras, pemacu CD-ROM dan peranti lain boleh dimasukkan. Bingkai pelekap dipasang tanpa alat dan semasa operasi PC. Jika piawaian DeviceBay menjadi meluas, ia akan menghapuskan kabel rata di dalam bekas PC. Keseluruhan PC boleh direka bentuk sebagai reka bentuk modular, di mana semua modul disambungkan ke bas USB atau FireWire sebagai peranti DeviceBay. Dalam kes ini, peranti boleh dialihkan secara bebas antara PC dan peranti rumah yang lain.
Piawaian DeviceBay direka untuk menyambungkan peranti seperti pemacu Zip, pemacu CD-ROM, pemacu pita, modem, pemacu keras, pembaca kad PC, dsb.
