วันนี้ เรากำลังทำความเข้าใจว่าตัวคูณที่ปลดล็อค (ตัวคูณ) คืออะไร และเหตุใดจึงจำเป็น พร้อมด้วยผู้เชี่ยวชาญจากบริษัทผู้เชี่ยวชาญด้านไอที
บ่อยครั้งที่เราเจอข่าวว่า Intel หรือ AMD ได้เปิดตัวกระบวนการดังกล่าวพร้อมตัวคูณที่ปลดล็อคเพื่อความพึงพอใจของผู้ที่ชื่นชอบและโอเวอร์คล็อกเกอร์ เห็นได้ชัดว่ามีเพียงโปรเซสเซอร์เท่านั้นที่มีตัวคูณ และผู้ผลิตโปรเซสเซอร์สามารถล็อคหรือปลดล็อคได้ (อนุญาตให้เปลี่ยนแปลงได้)
การโอเวอร์คล็อกโปรเซสเซอร์ RAM และมาเธอร์บอร์ดที่ปลดล็อคเป็นวิธีหนึ่งในการปรับแต่งคอมพิวเตอร์ของคุณ คุณสามารถปรับกำลัง แรงดันไฟฟ้า คอร์ หน่วยความจำ และตัววัดระบบที่สำคัญอื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดได้ การโอเวอร์คล็อกช่วยเพิ่มความเร็วให้กับส่วนประกอบ - และการเล่นเกม นอกจากนี้ยังสามารถปรับงานที่ต้องใช้ CPU มาก เช่น การประมวลผลภาพและการแปลงรหัสได้อีกด้วย
“ตัวคูณที่ปลดล็อค” หมายความว่าใน BIOS ของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล คุณสามารถเปลี่ยนตัวคูณโปรเซสเซอร์ขึ้นหรือลงได้ แล้วตัวคูณนี้คืออะไร? ก่อนที่จะตอบคำถามนี้ เรามาดูกันว่าความถี่ของโปรเซสเซอร์ได้รับมาอย่างไร
ลองใช้มาเธอร์บอร์ดที่มีความถี่บัส (FSB) เช่น 533 Mhz (เมกะเฮิรตซ์) และโปรเซสเซอร์ที่มีตัวคูณ 4.5 ด้วยเหตุนี้ (533 x 4.5) เราจึงได้ความถี่สัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ที่ต้องการคือ 2398.5 MHz ตอนนี้ถ้าเราเพิ่มตัวคูณเป็น 7.5 จากนั้นที่เอาต์พุตเราจะได้รับความเร็วเพิ่มขึ้น 1,599 เมกะเฮิรตซ์ หากเราลดเป็น 3.5 ความถี่โปรเซสเซอร์จะลดลงเหลือ 1.8 GHz
สูตรคำนวณตัวคูณมีลักษณะดังนี้:
- FSB (ความถี่บัสเมนบอร์ด)
- ตัวคูณซีพียู
- ตัวคูณ DDR (aka 400/533/667/800 หรือ 1/1.33/1.66/2.0)
ตัวอย่างเช่น DDR2=FSB*multiuplier*2 (ระบุ)
โปรเซสเซอร์ทั่วไปลดราคาโดยล็อคตัวคูณเพื่อเพิ่ม ผู้ผลิตสามารถเข้าใจได้ ท้ายที่สุดปรากฎว่าเหตุใดเราจึงควรซื้อโปรเซสเซอร์ในราคา 200 ดอลลาร์โดยมีเงื่อนไข ในเมื่อเราสามารถซื้อรุ่นที่ง่ายกว่าได้ในราคา 100 ดอลลาร์ เปลี่ยนพารามิเตอร์หนึ่งตัวใน BIOS และรับโปรเซสเซอร์ตัวเดียวกันในราคา 200 ดอลลาร์ คุณสามารถลดตัวคูณสำหรับโปรเซสเซอร์ใดก็ได้
อย่างไรก็ตาม ตัวคูณที่ถูกล็อคไม่ได้หมายความว่าคุณไม่สามารถโอเวอร์คล็อกโปรเซสเซอร์ได้ นั่นคือเพิ่มความถี่ ท้ายที่สุดแล้วโปรเซสเซอร์จะใช้ความถี่ของมาเธอร์บอร์ดเป็นพื้นฐาน ดังนั้นผู้ที่ชื่นชอบเพียงเพิ่มความถี่ของมาเธอร์บอร์ด (บัสระบบ) และรับความถี่โปรเซสเซอร์ที่สูงขึ้นโดยไม่ต้องเพิ่มตัวคูณ
โปรเซสเซอร์ Extreme Edition ของ Intel และโปรเซสเซอร์ Black Edition ของ AMD วางจำหน่ายพร้อมกับตัวคูณที่ปลดล็อค นอกจากนี้ โปรเซสเซอร์ Intel ที่มีตัวคูณปลดล็อคสามารถระบุได้ด้วยตัวอักษร K ในชื่อ เช่น 3570 และ 3570K อันที่สองถูกปลดล็อค
โปรเซสเซอร์เหล่านี้มีราคาแพงกว่าโปรเซสเซอร์ที่ถูกล็อคอย่างเห็นได้ชัดและมุ่งเป้าไปที่ผู้ที่ชื่นชอบคอมพิวเตอร์และนักโอเวอร์คล็อก - ผู้ที่โอเวอร์คล็อกฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์เพื่อผลลัพธ์ที่สามารถบันทึกและสาธิตต่อชุมชนได้ สำหรับคนธรรมดา ตัวคูณที่ปลดล็อคสามารถให้ความปลอดภัยในการอัพเกรดระบบได้เป็นเวลาสองปี เมื่อดูเหมือนว่าคอมพิวเตอร์หยุดทำงานคุณสามารถโอเวอร์คล็อกความถี่ได้
ความเร็วบัสของเมนบอร์ดไม่ส่งผลต่อความเร็วของโปรเซสเซอร์ที่ติดตั้ง ในคอมพิวเตอร์ เมนบอร์ดและโปรเซสเซอร์เป็นสององค์ประกอบที่แยกจากกัน อย่างไรก็ตาม ประสบการณ์ผู้ใช้ของมิติต่างๆ ก็คือการทำงานร่วมกันได้ดีเพียงใด
ซีพียู
โปรเซสเซอร์หลักของคอมพิวเตอร์มีความเร็วที่แน่นอน ในคอมพิวเตอร์บางเครื่อง ความเร็วโปรเซสเซอร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ผ่านการตั้งค่า BIOS ของเมนบอร์ด ข้อผิดพลาดด้านความเข้ากันได้ของฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องกับความเร็วของโปรเซสเซอร์จะไม่ได้รับผลกระทบจากส่วนอื่น ๆ ของคอมพิวเตอร์ แต่โปรเซสเซอร์เป็นส่วนที่เร็วที่สุดของคอมพิวเตอร์ และบ่อยครั้งที่ฮาร์ดแวร์อื่นๆ ไม่สามารถตามทันได้ โปรเซสเซอร์จะจัดการงานคอมพิวเตอร์ทั้งหมดของคอมพิวเตอร์นอกเหนือจากงานกราฟิกหลักที่ทำโดย GPU
เมนบอร์ดบัส
บัสเมนบอร์ดเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ที่ถ่ายโอนข้อมูลระหว่างชิ้นส่วนคอมพิวเตอร์ คำว่า "ความเร็วบัส" หมายถึงความเร็วที่บัสระบบสามารถย้ายข้อมูลจากส่วนประกอบคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งได้เร็วแค่ไหน ยิ่งบัสเร็วขึ้น ข้อมูลก็จะสามารถเคลื่อนที่ได้มากขึ้นภายในระยะเวลาที่กำหนด โปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับระบบ "บัส" ผ่าน "สะพานเหนือ" ซึ่งจัดการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง RAM ของคอมพิวเตอร์และโปรเซสเซอร์ นี่เป็นส่วนที่เร็วที่สุดของบัสมาเธอร์บอร์ดและจัดการเวิร์กโหลดที่สำคัญที่สุดของคอมพิวเตอร์
ส่วนประกอบภายในพีซีโต้ตอบกันในรูปแบบต่างๆ ส่วนประกอบภายในส่วนใหญ่ รวมถึงโปรเซสเซอร์ แคช หน่วยความจำ การ์ดเอ็กซ์แพนชัน และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล สื่อสารระหว่างกันโดยใช้อย่างน้อยหนึ่งรายการ ยาง(รถเมล์).
บัสในคอมพิวเตอร์เป็นช่องทางที่ข้อมูลถูกถ่ายโอนระหว่างอุปกรณ์ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไป (โดยปกติแล้วบัสที่เชื่อมต่อเพียงสองอุปกรณ์เรียกว่า ท่าเรือ- ท่าเรือ). โดยทั่วไปแล้ว บัสจะมีจุดเข้าใช้งาน หรือสถานที่ที่อุปกรณ์สามารถเชื่อมต่อเพื่อให้ตัวเองเป็นส่วนหนึ่งของบัส และอุปกรณ์บนบัสสามารถส่งข้อมูลไปและรับข้อมูลจากอุปกรณ์อื่นได้ แนวคิดของบัสนั้นค่อนข้างทั่วไปทั้งสำหรับ "ภายใน" ของพีซีและสำหรับโลกภายนอก ตัวอย่างเช่น การเชื่อมต่อโทรศัพท์ในบ้านสามารถมองได้ว่าเป็นรถบัส ข้อมูลเดินทางไปตามสายไฟในบ้าน และสามารถเชื่อมต่อกับ "รถบัส" ได้โดยการติดตั้งแจ็คโทรศัพท์ เสียบโทรศัพท์เข้าไป แล้วหยิบโทรศัพท์ขึ้นมา โทรศัพท์. โทรศัพท์ทุกเครื่องบนรถบัสสามารถแบ่งปันข้อมูลได้ เช่น คำพูด.
วัสดุนี้มีไว้สำหรับยางของพีซีสมัยใหม่โดยเฉพาะ ขั้นแรก จะมีการหารือเกี่ยวกับยางและคุณลักษณะของยาง จากนั้นจึงพูดคุยรายละเอียดเกี่ยวกับยางที่พบมากที่สุดในโลก บัส I/O(บัสอินพุต/เอาท์พุต) หรือที่เรียกว่า รถโดยสารขยายตัว(รถโดยสารขยาย).
หน้าที่และลักษณะของยาง
บัสพีซีเป็น "เส้นทาง" ข้อมูลหลักบนเมนบอร์ด หลักหนึ่งคือ บัสระบบ(ซิสเต็มบัส) ซึ่งเชื่อมต่อโปรเซสเซอร์และ RAM หน่วยความจำหลัก ก่อนหน้านี้บัสนี้เรียกว่าท้องถิ่น แต่ในพีซีสมัยใหม่เรียกว่า ยางหน้า(รถโดยสารด้านหน้า - FSB) คุณสมบัติของบัสระบบถูกกำหนดโดยโปรเซสเซอร์ System Bus สมัยใหม่มีความกว้าง 64 บิตและทำงานที่ความถี่ 66, 100 หรือ 133 MHz สัญญาณความถี่สูงดังกล่าวทำให้เกิดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าและปัญหาอื่นๆ จึงต้องลดความถี่ลงเพื่อให้ข้อมูลเข้าถึงได้ การ์ดขยาย(การ์ดส่วนขยาย) หรือ อะแดปเตอร์(อะแดปเตอร์) และส่วนประกอบระยะไกลอื่นๆ
อย่างไรก็ตาม พีซีเครื่องแรกๆ มีบัสเพียงตัวเดียว ซึ่งใช้ร่วมกันโดยโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ RAM และส่วนประกอบ I/O โปรเซสเซอร์รุ่นแรกและรุ่นที่สองทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาต่ำ และส่วนประกอบของระบบทั้งหมดสามารถรองรับความถี่นี้ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สถาปัตยกรรมนี้ทำให้สามารถขยายความจุ RAM โดยใช้การ์ดเอ็กซ์แพนชันได้
ในปี 1987 นักพัฒนาของ Compaq ตัดสินใจแยกบัสระบบออกจากบัส I/O เพื่อให้สามารถทำงานที่ความเร็วที่แตกต่างกันได้ ตั้งแต่นั้นมา สถาปัตยกรรมมัลติบัสนี้ได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม นอกจากนี้ พีซีสมัยใหม่ยังมีบัส I/O หลายตัว
ลำดับชั้นของยาง
พีซีมีการจัดลำดับชั้นของรถโดยสารต่างๆ พีซีสมัยใหม่ส่วนใหญ่มีบัสอย่างน้อยสี่บัส ลำดับชั้นของบัสอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแต่ละบัสเคลื่อนออกจากโปรเซสเซอร์มากขึ้น บัสแต่ละตัวเชื่อมต่อกับระดับที่สูงกว่า โดยรวมส่วนประกอบต่างๆ ของพีซีเข้าด้วยกัน โดยปกติแล้วแต่ละบัสจะช้ากว่าบัสที่อยู่ด้านบน (ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน - โปรเซสเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่เร็วที่สุดในพีซี):
- แคชบัสภายใน:นี่คือบัสที่เร็วที่สุดที่เชื่อมต่อโปรเซสเซอร์และแคช L1 ภายใน
- บัสระบบ:นี่คือบัสระบบระดับที่สองที่เชื่อมต่อระบบย่อยหน่วยความจำกับชิปเซ็ตและโปรเซสเซอร์ ในบางระบบ โปรเซสเซอร์และบัสหน่วยความจำเป็นสิ่งเดียวกัน รถบัสนี้ทำงานที่ความเร็ว (ความถี่สัญญาณนาฬิกา) 66 MHz จนถึงปี 1998 และจากนั้นก็เพิ่มเป็น 100 MHz และ 133 MHz โปรเซสเซอร์ Pentium II และสูงกว่าใช้สถาปัตยกรรมด้วย รถบัสอิสระคู่(Dual Independent Bus - DIB) - บัสระบบเดี่ยวจะถูกแทนที่ด้วยบัสอิสระสองตัว หนึ่งในนั้นมีไว้สำหรับการเข้าถึงหน่วยความจำหลักและเรียกว่า ยางหน้า(บัสด้านหน้า) และอันที่สองใช้สำหรับเข้าถึงแคช L2 และเรียกว่า ยางหลัง(รถบัสด้านหลัง). การมีบัสสองคันช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของพีซี เนื่องจากโปรเซสเซอร์สามารถรับข้อมูลจากทั้งสองบัสได้พร้อมกัน ในมาเธอร์บอร์ดและชิปเซ็ตรุ่นที่ห้า แคช L2 เชื่อมต่อกับบัสหน่วยความจำมาตรฐาน โปรดทราบว่าระบบบัสก็เรียกเช่นกัน รถบัสหลัก(รถบัสหลัก) บัสโปรเซสเซอร์(บัสโปรเซสเซอร์) บัสหน่วยความจำ(บัสหน่วยความจำ) และแม้กระทั่ง รถบัสท้องถิ่น(รถบัสท้องถิ่น)
- บัส I/O โลคัล:บัส I/O ความเร็วสูงนี้ใช้เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงที่รวดเร็วเข้ากับหน่วยความจำ ชิปเซ็ต และโปรเซสเซอร์ บัสนี้ใช้กับการ์ดแสดงผล ดิสก์ไดรฟ์ และอินเทอร์เฟซเครือข่าย บัส I/O เฉพาะที่ที่ใช้บ่อยที่สุดคือ VESA Local Bus (VLB) และบัส Peripheral Component Interconnect (PCI)
- บัส I/O มาตรฐาน:บัส I/O มาตรฐาน "สมควร" เชื่อมต่อกับบัสสามตัวที่พิจารณา ซึ่งใช้สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ช้า (เมาส์ โมเด็ม การ์ดเสียง ฯลฯ) รวมถึงความเข้ากันได้กับอุปกรณ์รุ่นเก่า ในพีซีสมัยใหม่เกือบทั้งหมด บัสดังกล่าวคือบัส ISA (Industry Standard Architecture)
- ยูนิเวอร์แซลอนุกรมบัส(Universal Serial Bus - USB) ช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงที่ช้าได้ถึง 127 เครื่องโดยใช้ ฮับ(ฮับ) หรืออุปกรณ์เชื่อมต่อแบบเดซี่เชน
- บัสอนุกรมความเร็วสูง IEEE 1394 (FireWire)ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อกล้องดิจิตอล เครื่องพิมพ์ โทรทัศน์ และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ต้องการแบนด์วิธที่สูงมากกับพีซี
บัส I/O หลายตัวที่เชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ เข้ากับโปรเซสเซอร์เชื่อมต่อกับบัสระบบโดยใช้ สะพาน(บริดจ์) นำมาใช้ในชิปเซ็ต ชิปเซ็ตระบบจะจัดการบัสทั้งหมดและรับรองว่าอุปกรณ์ทุกตัวในระบบสื่อสารอย่างถูกต้องกับอุปกรณ์อื่นๆ ทุกเครื่อง
พีซีรุ่นใหม่มี "บัส" เพิ่มเติมที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับการโต้ตอบแบบกราฟิกเท่านั้น อันที่จริงนี่ไม่ใช่ยางแต่ ท่าเรือ- พอร์ตกราฟิกเร่งความเร็ว (AGP) ความแตกต่างระหว่างบัสและพอร์ตก็คือ บัสมักได้รับการออกแบบมาเพื่อแชร์สื่อระหว่างอุปกรณ์หลายเครื่อง ในขณะที่พอร์ตได้รับการออกแบบให้แชร์อุปกรณ์เพียงสองเครื่องเท่านั้น
ดังที่แสดงไว้ก่อนหน้านี้ บัส I/O เป็นส่วนเสริมของบัสระบบ บนเมนบอร์ด บัสระบบสิ้นสุดที่ชิปชิปเซ็ต ซึ่งสร้างบริดจ์ไปยังบัส I/O รถบัสมีบทบาทสำคัญในการแลกเปลี่ยนข้อมูลในพีซี ในความเป็นจริง ส่วนประกอบพีซีทั้งหมด ยกเว้นโปรเซสเซอร์ จะสื่อสารระหว่างกันและ RAM ของระบบผ่านบัส I/O ต่างๆ ดังแสดงในรูปด้านซ้าย
ที่อยู่และข้อมูลบัส
ยางแต่ละเส้นประกอบด้วยสองส่วนที่แตกต่างกัน: บัสข้อมูล(บัสข้อมูล) และ รถบัสที่อยู่(รถบัสที่อยู่) เมื่อคนส่วนใหญ่พูดถึงบัส พวกเขานึกถึงบัสข้อมูล ข้อมูลจะถูกส่งไปตามสายของบัสนี้ แอดเดรสบัสคือชุดของเส้นที่สัญญาณกำหนดตำแหน่งที่จะส่งหรือรับข้อมูล
แน่นอนว่ายังมีสายสัญญาณเพื่อควบคุมการทำงานของบัสและส่งสัญญาณความพร้อมใช้งานของข้อมูล บางครั้งเรียกว่าบรรทัดเหล่านี้ รถบัสควบคุม(บัสควบคุม) ถึงแม้จะไม่ค่อยมีการกล่าวถึงก็ตาม
ความกว้างของยาง
รถบัสเป็นช่องทางที่ข้อมูล "ไหล" ยิ่งรถบัสกว้างขึ้น ข้อมูลก็จะ "ไหล" ไปตามช่องสัญญาณได้มากขึ้นเท่านั้น บัส ISA ตัวแรกบน IBM PC มีความกว้าง 8 บิต; บัส ISA ที่ใช้งานทั่วไปในปัจจุบันมีความกว้าง 16 บิต บัส I/O อื่นๆ รวมถึง VLB และ PCI มีความกว้าง 32 บิต ความกว้างของบัสระบบบนพีซีที่ใช้โปรเซสเซอร์ Pentium คือ 64 บิต
ความกว้างของบัสแอดเดรสสามารถกำหนดได้โดยอิสระจากความกว้างของบัสข้อมูล ความกว้างของแอดเดรสบัสระบุจำนวนเซลล์หน่วยความจำที่สามารถแก้ไขได้ในระหว่างการถ่ายโอนข้อมูล ในพีซีสมัยใหม่ ความกว้างของแอดเดรสบัสคือ 36 บิต ซึ่งช่วยให้สามารถระบุแอดเดรสหน่วยความจำที่มีความจุ 64 GB
ความเร็วรถบัส
ความเร็วรถบัส(ความเร็วบัส) แสดงจำนวนบิตของข้อมูลที่สามารถส่งผ่านตัวนำบัสแต่ละตัวต่อวินาที บัสส่วนใหญ่จะส่งข้อมูลหนึ่งบิตต่อรอบสัญญาณนาฬิกาบนสายเดี่ยว แม้ว่าบัสรุ่นใหม่ เช่น AGP จะสามารถส่งข้อมูลได้สองบิตต่อรอบสัญญาณนาฬิกา ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพเป็นสองเท่า บัส ISA แบบเก่าต้องใช้สองรอบสัญญาณนาฬิกาในการถ่ายโอนหนึ่งบิต และลดประสิทธิภาพลงครึ่งหนึ่ง
แบนด์วิธบัส
|
แบนด์วิธ(แบนด์วิธ) หรือที่เรียกว่า ปริมาณงาน(ปริมาณงาน) และแสดงจำนวนข้อมูลทั้งหมดที่สามารถถ่ายโอนผ่านบัสได้ในหน่วยเวลาที่กำหนด ตารางแสดง ตามทฤษฎีแบนด์วิธของบัส I/O สมัยใหม่ ที่จริงแล้ว ยางไปไม่ถึงค่าทางทฤษฎี เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายในการดำเนินการตามคำสั่งและปัจจัยอื่นๆ ยางส่วนใหญ่สามารถทำงานได้ที่ความเร็วต่างกัน ตารางต่อไปนี้แสดงค่าทั่วไปส่วนใหญ่
มาจดบันทึกสี่บรรทัดสุดท้ายกัน ตามทฤษฎีแล้ว บัส PCI สามารถขยายเป็น 64 บิตและความเร็ว 66 MHz อย่างไรก็ตาม ด้วยเหตุผลด้านความเข้ากันได้ บัส PCI เกือบทั้งหมดและอุปกรณ์บนบัสได้รับการจัดอันดับที่ 33 MHz และ 32 บิตเท่านั้น AGP สร้างตามมาตรฐานทางทฤษฎีและทำงานที่ 66 MHz แต่ยังคงความกว้าง 32 บิต AGP มีโหมด x2 และ x4 เพิ่มเติมที่ช่วยให้พอร์ตสามารถถ่ายโอนข้อมูลได้สองหรือสี่ครั้งต่อรอบสัญญาณนาฬิกา ซึ่งเพิ่มความเร็วบัสที่มีประสิทธิภาพเป็น 133 หรือ 266 MHz
อินเตอร์เฟซบัส
ในระบบมัลติบัส ชิปเซ็ตจะต้องมีวงจรเพื่อรวมบัสและสื่อสารระหว่างอุปกรณ์บนบัสหนึ่งและอุปกรณ์บนบัสอีกตัวหนึ่ง แผนการดังกล่าวเรียกว่า สะพาน(บริดจ์) (โปรดทราบว่าบริดจ์ยังเป็นอุปกรณ์เครือข่ายสำหรับเชื่อมต่อเครือข่ายสองประเภทที่แตกต่างกัน) ที่พบมากที่สุดคือบริดจ์ PCI-ISA ซึ่งเป็นส่วนประกอบของชิปเซ็ตระบบสำหรับพีซีที่ใช้โปรเซสเซอร์ Pentium บัส PCI ยังมีบริดจ์ไปยังบัสระบบด้วย
การควบคุมรถบัส
ในรถโดยสารความจุสูง ข้อมูลจำนวนมหาศาลจะถูกส่งผ่านช่องสัญญาณทุกวินาที โดยทั่วไปแล้ว จำเป็นต้องใช้โปรเซสเซอร์เพื่อควบคุมการถ่ายโอนเหล่านี้ โปรเซสเซอร์จะทำหน้าที่เป็น "คนกลาง" และตามปกติในโลกแห่งความเป็นจริง การลบคนกลางออกและดำเนินการถ่ายโอนโดยตรงจะมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก เพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีการพัฒนาอุปกรณ์ที่สามารถควบคุมบัสและทำงานได้อย่างอิสระนั่นคือ ถ่ายโอนข้อมูลโดยตรงไปยังหน่วยความจำ RAM ของระบบ อุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่า ขับรถยาง(นายรถบัส) ตามทฤษฎีแล้ว โปรเซสเซอร์สามารถทำงานอื่นๆ พร้อมกันกับการถ่ายโอนข้อมูลบนบัส ในทางปฏิบัติ สถานการณ์มีความซับซ้อนด้วยหลายปัจจัย เพื่อการปฏิบัติที่ถูกต้อง การควบคุมรถบัส(การควบคุมบัส) จำเป็นต้องมีอนุญาโตตุลาการของการร้องขอบัสซึ่งจัดทำโดยชิปเซ็ต การควบคุมบัสเรียกอีกอย่างว่า DMA "ฝ่ายแรก" เนื่องจากการดำเนินการจะถูกควบคุมโดยอุปกรณ์ที่ทำการถ่ายโอน
ปัจจุบันมีการใช้การควบคุมบัสบนบัส PCI นอกจากนี้ยังเพิ่มการรองรับสำหรับฮาร์ดไดรฟ์ IDE/ATA เพื่อใช้บัสมาสเตอร์บน PCI ภายใต้เงื่อนไขบางประการ
หลักการรถโดยสารประจำทางท้องถิ่น
จุดเริ่มต้นของยุค 90 มีลักษณะเฉพาะคือการเปลี่ยนจากแอปพลิเคชันแบบข้อความไปเป็นแบบกราฟิกและความนิยมที่เพิ่มขึ้นของระบบปฏิบัติการ Windows สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากของปริมาณข้อมูลที่ต้องถ่ายโอนระหว่างโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ วิดีโอ และฮาร์ดไดรฟ์ หน้าจอข้อความขาวดำมาตรฐาน (ขาวดำ) มีข้อมูลเพียง 4,000 ไบต์ (2,000 สำหรับรหัสอักขระและ 2,000 สำหรับแอตทริบิวต์ของหน้าจอ) แต่หน้าจอ Windows มาตรฐาน 256 สีต้องใช้พื้นที่มากกว่า 300,000 ไบต์! ยิ่งไปกว่านั้น ความละเอียดสมัยใหม่ 1600x1200 พร้อม 16 ล้านสี ต้องใช้ข้อมูล 5.8 ล้านไบต์ต่อหน้าจอ!
การเปลี่ยนแปลงของโลกซอฟต์แวร์จากข้อความเป็นกราฟิกยังหมายถึงขนาดโปรแกรมที่เพิ่มขึ้นและความต้องการหน่วยความจำที่เพิ่มขึ้น จากมุมมองของ I/O การประมวลผลข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับการ์ดแสดงผลและฮาร์ดไดรฟ์ความจุสูงต้องใช้แบนด์วิดท์ I/O ที่มากขึ้น สถานการณ์นี้ต้องเผชิญกับการถือกำเนิดของโปรเซสเซอร์ 80486 ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าโปรเซสเซอร์รุ่นก่อนมาก บัส ISA ไม่ตรงตามข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป และกลายเป็นคอขวดในการเพิ่มประสิทธิภาพพีซี การเพิ่มความเร็วของโปรเซสเซอร์นั้นทำได้เพียงเล็กน้อยหากต้องรอบนบัสระบบที่ช้าเพื่อถ่ายโอนข้อมูล
พบวิธีแก้ปัญหาในการพัฒนาบัสใหม่ที่เร็วกว่าซึ่งควรจะเสริมบัส ISA และใช้สำหรับอุปกรณ์ความเร็วสูงเช่นการ์ดแสดงผลโดยเฉพาะ บัสนี้จะต้องวางบน (หรือใกล้) บัสหน่วยความจำที่เร็วกว่ามากและทำงานที่ความเร็วภายนอกของโปรเซสเซอร์โดยประมาณเพื่อถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วกว่าบัส ISA มาตรฐานมาก เมื่อวางอุปกรณ์ดังกล่าวไว้ใกล้ ("ในเครื่อง") โปรเซสเซอร์ รถบัสท้องถิ่น- โลคัลบัสแรกคือ VESA Local Bus (VLB) และโลคัลบัสสมัยใหม่ในพีซีส่วนใหญ่คือบัส Peripheral Component Interconnect (PCI)
บัสระบบ
บัสระบบ(บัสระบบ) เชื่อมต่อโปรเซสเซอร์เข้ากับหน่วยความจำ RAM หลัก และอาจรวมถึงแคช L2 มันเป็นบัสกลางของคอมพิวเตอร์และบัสอื่นๆ เป็น "สาขา" จากนั้น บัสระบบถูกนำมาใช้เป็นชุดตัวนำบนเมนบอร์ดและต้องสอดคล้องกับประเภทของโปรเซสเซอร์เฉพาะ เป็นโปรเซสเซอร์ที่กำหนดคุณสมบัติของบัสระบบ ในเวลาเดียวกัน ยิ่งบัสระบบเร็วขึ้นเท่าไร ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เหลือของพีซีก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น
|
พิจารณาซิสเต็มบัสของพีซีที่มีโปรเซสเซอร์หลายรุ่น ในโปรเซสเซอร์รุ่นที่หนึ่ง สอง และสาม ความถี่บัสระบบถูกกำหนดโดยความถี่การทำงานของโปรเซสเซอร์ เมื่อความเร็วโปรเซสเซอร์เพิ่มขึ้น ความเร็วบัสระบบก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ในเวลาเดียวกันพื้นที่ที่อยู่เพิ่มขึ้น: ในโปรเซสเซอร์ 8088/8086 คือ 1 MB (ที่อยู่ 20 บิต) ในโปรเซสเซอร์ 80286 พื้นที่ที่อยู่เพิ่มขึ้นเป็น 16 MB (ที่อยู่ 24 บิต) และเริ่มต้นด้วย โปรเซสเซอร์ 80386 พื้นที่ที่อยู่คือ 4 GB (ที่อยู่ 32 บิต)
|
ดังที่เห็นได้จากตารางสำหรับโปรเซสเซอร์รุ่นที่สี่ ความเร็วบัสระบบเริ่มแรกจะสอดคล้องกับความถี่การทำงานของโปรเซสเซอร์ อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้สามารถเพิ่มความถี่ของโปรเซสเซอร์ได้ และการจับคู่ความเร็วบัสระบบนั้นจำเป็นต้องเพิ่มความเร็วของส่วนประกอบภายนอก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นหน่วยความจำระบบ ซึ่งเกี่ยวข้องกับปัญหาที่สำคัญและข้อจำกัดด้านต้นทุน ดังนั้นจึงใช้โปรเซสเซอร์ 80486DX2-50 เป็นครั้งแรก ความถี่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า(เพิ่มนาฬิกาเป็นสองเท่า): โปรเซสเซอร์ใช้งานได้ ภายในความถี่สัญญาณนาฬิกา 50 MHz และ ภายนอกความเร็วบัสระบบคือ 25 MHz เช่น เพียงครึ่งหนึ่งของความถี่การทำงานของโปรเซสเซอร์ เทคนิคนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากการมีแคช L1 ภายใน ซึ่งตอบสนองการเข้าถึงหน่วยความจำระบบของโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา การคูณความถี่(การคูณสัญญาณนาฬิกา) ได้กลายเป็นวิธีมาตรฐานในการเพิ่มประสิทธิภาพคอมพิวเตอร์และใช้ในโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ทั้งหมดโดยตัวคูณความถี่เพิ่มขึ้นเป็น 8, 10 หรือมากกว่า
|
เป็นเวลานานแล้วที่บัสระบบพีซีที่มีโปรเซสเซอร์รุ่นที่ห้าทำงานที่ความเร็ว 60 MHz และ 66 MHz ก้าวสำคัญไปข้างหน้าคือการเพิ่มความกว้างของข้อมูลเป็น 64 บิต และการขยายพื้นที่ที่อยู่เป็น 64 GB (ที่อยู่ 36 บิต)
ความเร็วบัสระบบเพิ่มขึ้นเป็น 100 MHz ในปี 1998 เนื่องจากการพัฒนาการผลิตชิป PC100 SDRAM ชิปหน่วยความจำ RDRAM สามารถเพิ่มความเร็วของบัสระบบได้อีก อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนจาก 66 MHz เป็น 100 MHz มีผลกระทบอย่างมากต่อโปรเซสเซอร์และมาเธอร์บอร์ดที่มี Socket 7 ในโมดูล Pentium II การรับส่งข้อมูล (การถ่ายโอนข้อมูล) มากถึง 70-80% จะดำเนินการภายใน SEC ใหม่ (Single Edge Cartridge) ) ซึ่งเป็นที่ตั้งของโปรเซสเซอร์และแคชทั้งสองคือแคช L1 และแคช L2 คาร์ทริดจ์นี้ทำงานด้วยความเร็วของตัวเอง โดยไม่ขึ้นกับความเร็วบัสของระบบ
|
ชิปเซ็ต i820 และ i815 ออกแบบมาสำหรับโปรเซสเซอร์ Pentium III ได้รับการออกแบบมาสำหรับบัสระบบ 133 MHz ในที่สุดโปรเซสเซอร์ AMD Athlon ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในสถาปัตยกรรมและแนวคิดของบัสระบบกลายเป็นเรื่องไม่จำเป็น โปรเซสเซอร์นี้สามารถรัน RAM ได้หลายประเภทที่ความถี่สูงสุด 200 MHz
ประเภทของบัส I/O
ส่วนนี้จะครอบคลุมถึงรถโดยสาร I/O ต่างๆ โดยส่วนใหญ่จะเน้นไปที่รถโดยสารสมัยใหม่โดยเฉพาะ แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับการใช้บัส I/O แสดงไว้ในรูปต่อไปนี้ ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงวัตถุประสงค์ของบัส I/O ต่างๆ ของพีซีสมัยใหม่
ตารางต่อไปนี้สรุปบัส I/O ต่างๆ ที่ใช้ในพีซีสมัยใหม่:
| ยาง | ปี | ความกว้าง | ความเร็ว | สูงสุด ด่าน ความสามารถ |
| พีซี และ XT | 1980-82 | 8 บิต | ซิงโครนัส: 4.77-6 MHz | 4-6 เมกะไบต์/วินาที |
| มอก. (ที่) | 1984 | 16 บิต | ซิงโครนัส: 8-10 MHz | 8 เมกะไบต์/วินาที |
| เอ็ม.ซี.เอ. | 1987 | 32 บิต | แบบอะซิงโครนัส: 10.33 MHz | 40 เมกะไบต์/วินาที |
| EISA (สำหรับเซิร์ฟเวอร์) | 1988 | 32 บิต | ซิงโครนัส: สูงสุด 8 เมกะเฮิรตซ์ | 32 เมกะไบต์/วินาที |
| VLB สำหรับ 486 | 1993 | 32 บิต | ซิงโครนัส: 33-50 MHz | 100-160 เมกะไบต์/วินาที |
| พีซีไอ | 1993 | 32/64 บิต | แบบอะซิงโครนัส: 33 MHz | 132 เมกะไบต์/วินาที |
| ยูเอสบี | 1996 | ตามลำดับ | 1.2 เมกะไบต์/วินาที | |
| ไฟร์ไวร์ (IEEE1394) | 1999 | ตามลำดับ | 80 เมกะไบต์/วินาที | |
| ยูเอสบี 2.0 | 2001 | ตามลำดับ | 12-40 เมกะไบต์/วินาที |
ยางเก่า
บัส PCI และพอร์ต AGP รุ่นใหม่ “ถือกำเนิด” จากบัสรุ่นเก่าที่ยังคงพบได้ในพีซี นอกจากนี้ บัส ISA ที่เก่าแก่ที่สุดยังคงใช้อยู่แม้ในพีซีรุ่นล่าสุด ต่อไปเราจะมาดูรายละเอียดยางพีซีเก่ากันอีกสักหน่อย
บัสสถาปัตยกรรมมาตรฐานอุตสาหกรรม (ISA)
นี่คือบัสที่ใช้กันทั่วไปและเป็นมาตรฐานอย่างแท้จริงสำหรับพีซี ซึ่งใช้ในคอมพิวเตอร์รุ่นล่าสุด แม้ว่าที่จริงแล้วมันแทบจะไม่เปลี่ยนแปลงเลยนับตั้งแต่ขยายเป็น 16 บิตในปี 1984 แน่นอนว่าตอนนี้เสริมด้วยรถบัสที่เร็วกว่า แต่ “อยู่รอด” ได้เนื่องจากมีอุปกรณ์ต่อพ่วงขนาดใหญ่ที่ออกแบบมาสำหรับมาตรฐานนี้ นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์อีกมากมายที่ความเร็ว ISA นั้นเกินพอ เช่น โมเด็ม ตามที่ผู้เชี่ยวชาญบางคนระบุว่า จะใช้เวลาอย่างน้อย 5-6 ปีก่อนที่รถบัส ISA จะ "ตาย"
การเลือกความกว้างและความเร็วของบัส ISA นั้นถูกกำหนดโดยโปรเซสเซอร์ที่ใช้งานได้ในพีซีเครื่องแรก บัส ISA ดั้งเดิมบนพีซี IBM นั้นมีความกว้าง 8 บิต ซึ่งสอดคล้องกับบัสข้อมูลภายนอก 8 บิตของโปรเซสเซอร์ 8088 และทำงานที่ 4.77 MHz ซึ่งเป็นความเร็วของโปรเซสเซอร์ 8088 เช่นกัน ในปี 1984 IBM AT คอมพิวเตอร์ปรากฏขึ้นพร้อมกับโปรเซสเซอร์ 80286 และความกว้างของบัสเพิ่มขึ้นสองเท่าเป็น 16 บิต เช่นเดียวกับบัสข้อมูลภายนอกของโปรเซสเซอร์ 80286 ในเวลาเดียวกัน ความเร็วบัสก็เพิ่มขึ้นเป็น 8 MHz ซึ่งตรงกับความเร็วของโปรเซสเซอร์ด้วย ตามทฤษฎี อัตราความเร็วของบัสคือ 8 MB/s แต่ในทางปฏิบัติจะไม่เกิน 1-2 MB/s
ในพีซียุคใหม่ บัส ISA ทำหน้าที่เป็น รถบัสภายในซึ่งใช้สำหรับคีย์บอร์ด ฟล็อปปี้ดิสก์ พอร์ตอนุกรมและพอร์ตขนาน และอย่างไร บัสขยายภายนอกซึ่งคุณสามารถเชื่อมต่ออะแดปเตอร์ 16 บิต เช่น การ์ดเสียงได้
ต่อจากนั้น โปรเซสเซอร์ AT ก็เร็วขึ้น จากนั้นบัสข้อมูลก็เพิ่มขึ้น แต่ตอนนี้ข้อกำหนดสำหรับความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ที่มีอยู่บังคับให้ผู้ผลิตต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน และบัส ISA ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเลยตั้งแต่นั้นมา บัส ISA ให้แบนด์วิธเพียงพอสำหรับอุปกรณ์ที่ช้า และรับประกันความเข้ากันได้กับพีซีเกือบทุกเครื่องที่ออกจำหน่าย
การ์ดเอ็กซ์แพนชันจำนวนมาก แม้กระทั่งการ์ดสมัยใหม่ก็ยังเป็นแบบ 8 บิต (คุณสามารถบอกสิ่งนี้ได้จากตัวเชื่อมต่อของการ์ด - การ์ด 8 บิตใช้เฉพาะส่วนแรกของตัวเชื่อมต่อ ISA ในขณะที่การ์ด 16 บิตใช้ทั้งสองส่วน) สำหรับการ์ดเหล่านี้ แบนด์วิดธ์ต่ำของบัส ISA ไม่สำคัญ อย่างไรก็ตาม การเข้าถึงอินเทอร์รัปต์ IRQ 9 ถึง IRQ 15 นั้นมีให้ผ่านสายในส่วน 16 บิตของตัวเชื่อมต่อบัส นี่คือสาเหตุที่โมเด็มส่วนใหญ่ไม่สามารถเชื่อมต่อกับ IRQ ที่มีจำนวนมากได้ ไม่สามารถแชร์สาย IRQ ระหว่างอุปกรณ์ ISA ได้
เอกสาร คู่มือการออกแบบระบบ PC99ซึ่งจัดทำโดย Intel และ Microsoft กำหนดให้ต้องถอดสล็อตบัส ISA ออกจากเมนบอร์ดตามหมวดหมู่ ดังนั้นเราจึงสามารถคาดหวังได้ว่าจำนวนวันของบัสที่ "สมควรได้รับ" นี้จะถูกนับไว้
บัสสถาปัตยกรรม MicroChannel (MCA)
บัสนี้เป็นความพยายามของ IBM ที่จะทำให้บัส ISA "ใหญ่ขึ้นและดีขึ้น" เมื่อโปรเซสเซอร์ 80386DX พร้อมบัสข้อมูล 32 บิตเปิดตัวในช่วงกลางทศวรรษ 1980 IBM ตัดสินใจพัฒนาบัสเพื่อให้ตรงกับความกว้างของบัสข้อมูลนี้ บัส MCA มีความกว้าง 32 บิต และมีข้อได้เปรียบเหนือบัส ISA หลายประการ
รถบัส MCA มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเมื่อพิจารณาว่าเปิดตัวในปี 1987 เช่น เจ็ดปีก่อนการถือกำเนิดของบัส PCI ที่มีความสามารถคล้ายกัน ในบางประเด็น รถบัส MCA นั้นล้ำหน้ากว่าเวลา:
- ความกว้าง 32 บิต:บัสมีความกว้าง 32 บิต เช่นเดียวกับบัส VESA และ PCI ในพื้นที่ ปริมาณงานสูงกว่ามากเมื่อเทียบกับบัส ISA
- การควบคุมรถบัส:บัส MCA รองรับอะแดปเตอร์บัสมาสเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงการอนุญาโตตุลาการบัสที่เหมาะสม
- บัส MCA กำหนดค่าการ์ดอะแดปเตอร์โดยอัตโนมัติ ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้จัมเปอร์ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อ 8 ปีก่อน Windows 95 จะทำให้เทคโนโลยี PnP เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปบนพีซี
รถบัส MCA มีศักยภาพมหาศาล น่าเสียดายที่ IBM ได้ทำการตัดสินใจสองครั้งซึ่งไม่ได้ส่งเสริมการนำบัสนี้ไปใช้ ประการแรก บัส MCA เข้ากันไม่ได้กับบัส ISA เช่น การ์ด ISA ไม่สามารถใช้งานได้เลยในพีซีที่มีบัส MCA และตลาดคอมพิวเตอร์มีความอ่อนไหวมากต่อปัญหาความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง ประการที่สอง IBM ตัดสินใจสร้าง MCA บัสเป็นของตัวเองโดยไม่มีใบอนุญาตใช้งาน
ปัจจัยทั้งสองนี้ ร่วมกับต้นทุนที่สูงขึ้นของระบบบัส MCA นำไปสู่การลืมเลือนของบัส MCA เนื่องจากคอมพิวเตอร์ PS/2 ไม่มีการผลิตอีกต่อไป MCA บัสจึง "ใช้งานไม่ได้" สำหรับตลาดพีซี แม้ว่า IBM จะยังคงใช้งานบัสนี้ในเซิร์ฟเวอร์ RISC 6000 UNIX ก็ตาม เรื่องราวของ MCA Bus เป็นหนึ่งในตัวอย่างคลาสสิกที่แสดงให้เห็นว่าในโลกของคอมพิวเตอร์ ปัญหาที่ไม่ใช่ด้านเทคนิคมักจะครอบงำปัญหาทางเทคนิคอย่างไร
บัสสถาปัตยกรรมมาตรฐานอุตสาหกรรมขยาย (EISA)
รถบัสคันนี้ไม่เคยกลายเป็นมาตรฐานเหมือนรถบัส ISA และไม่ได้ใช้อย่างแพร่หลาย ในความเป็นจริง Compaq ตอบคำถามเกี่ยวกับบัส MCA และนำไปสู่ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน
Compaq หลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่ใหญ่ที่สุดสองประการของ IBM เมื่อพัฒนา EISA bus ประการแรก บัส EISA เข้ากันได้กับบัส ISA และประการที่สอง ผู้ผลิตพีซีทุกรายได้รับอนุญาตให้ใช้งาน โดยทั่วไป รถบัส EISA มีข้อได้เปรียบทางเทคนิคที่สำคัญมากกว่ารถบัส ISA แต่ตลาดไม่ยอมรับ คุณสมบัติหลักของบัส EISA:
- ความเข้ากันได้ของบัส ISA:การ์ด ISA สามารถทำงานในสล็อต EISA ได้
- ความกว้างบัส 32 บิต:ความกว้างของบัสเพิ่มขึ้นเป็น 32 บิต
- การควบคุมรถบัส:บัส EISA รองรับอะแดปเตอร์บัสมาสเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงการอนุญาโตตุลาการบัสที่เหมาะสม
- เทคโนโลยีพลักแอนด์เพลย์ (PnP):บัส EISA กำหนดค่าการ์ดอะแดปเตอร์โดยอัตโนมัติคล้ายกับมาตรฐาน PnP ของระบบสมัยใหม่
ขณะนี้ระบบที่ใช้ EISA บางครั้งพบได้ในไฟล์เซิร์ฟเวอร์เครือข่าย แต่ไม่ได้ใช้ในเดสก์ท็อปพีซี เนื่องจากมีราคาสูงกว่าและไม่มีอะแดปเตอร์ให้เลือกมากมาย สุดท้าย ปริมาณงานของมันก็ด้อยกว่ารถบัสท้องถิ่น VESA Local Bus และ PCI อย่างมาก ที่จริงแล้วรถบัส EISA ใกล้จะตายแล้ว
รถบัสท้องถิ่น VESA (VLB)
อันแรกค่อนข้างเป็นที่นิยม รถบัสท้องถิ่น VESA Local Bus (VL-Bus หรือ VLB) ปรากฏในปี 1992 ตัวย่อ VESA ย่อมาจาก Video Electronics Standards Association และสมาคมนี้ถูกสร้างขึ้นในช่วงปลายยุค 80 เพื่อแก้ไขปัญหาของระบบวิดีโอในพีซี เหตุผลหลักในการพัฒนาบัส VLB คือเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบวิดีโอพีซี
บัส VLB เป็นบัส 32 บิตที่เป็นส่วนขยายโดยตรงของบัสหน่วยความจำของโปรเซสเซอร์ 486 สล็อตบัส VLB เป็นสล็อต ISA 16 บิต โดยมีสล็อตที่สามและสี่เพิ่มที่ส่วนท้าย โดยทั่วไป VLB จะทำงานที่ความถี่ 33 MHz แม้ว่าบางระบบจะมีความเร็วสูงกว่าก็ตาม เนื่องจากเป็นส่วนขยายของบัส ISA จึงสามารถใช้การ์ด ISA ในสล็อต VLB ได้ แต่ก็สมเหตุสมผลที่จะครอบครองสล็อต ISA ปกติก่อนและปล่อยให้สล็อต VLB จำนวนเล็กน้อยสำหรับการ์ด VLB ซึ่งแน่นอนว่าใช้งานไม่ได้ ในช่อง ISA การใช้การ์ดแสดงผล VLB และตัวควบคุม I/O ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบได้อย่างมาก เมื่อเปรียบเทียบกับระบบที่มีบัส ISA เพียงตัวเดียว
แม้ว่าบัส VLB จะได้รับความนิยมอย่างมากในพีซีที่ใช้โปรเซสเซอร์ 486 แต่การถือกำเนิดของโปรเซสเซอร์ Pentium และบัส PCI ภายในเครื่องในปี 1994 นำไปสู่การ "ลืมเลือน" ของบัส VLB อย่างค่อยเป็นค่อยไป เหตุผลประการหนึ่งคือความพยายามของ Intel ในการส่งเสริมบัส PCI แต่ยังมีปัญหาทางเทคนิคหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการนำ VLB ไปใช้ ประการแรก การออกแบบบัสเชื่อมโยงกับโปรเซสเซอร์ 486 อย่างมาก และการเปลี่ยนไปใช้ Pentium ทำให้เกิดปัญหาความเข้ากันได้และปัญหาอื่นๆ ประการที่สอง ตัวรถบัสมีข้อบกพร่องทางเทคนิค: การ์ดจำนวนเล็กน้อยบนรถบัส (มักเป็นสองหรือแม้แต่ใบเดียว) ปัญหาการซิงโครไนซ์เมื่อใช้การ์ดหลายใบ และขาดการสนับสนุนสำหรับการควบคุมบัสและเทคโนโลยี Plug and Play
ขณะนี้บัส VLB ถือว่าล้าสมัยและแม้แต่มาเธอร์บอร์ดล่าสุดที่มีโปรเซสเซอร์ 486 ก็ใช้บัส PCI ในขณะที่โปรเซสเซอร์ Pentium ใช้เฉพาะ PCI เท่านั้น อย่างไรก็ตาม พีซีที่มีบัส VLB มีราคาไม่แพง และบางครั้งก็ยังสามารถพบได้อยู่
บัสการเชื่อมต่อส่วนประกอบต่อพ่วง (PCI)
บัส I/O ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในขณะนี้ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบต่อพ่วง(Peripheral Component Interconnect - PCI) ได้รับการพัฒนาโดย Intel ในปี 1993 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อระบบรุ่นที่ห้าและหก แต่ยังใช้ในมาเธอร์บอร์ดรุ่นล่าสุดที่มีโปรเซสเซอร์ 486
เช่นเดียวกับ VESA Local Bus บัส PCI นั้นมีความกว้าง 32 บิต และโดยทั่วไปจะทำงานที่ความถี่ 33 MHz ข้อได้เปรียบหลักของ PCI เหนือ VESA Local Bus อยู่ที่ชิปเซ็ตที่ควบคุมบัส บัส PCI ถูกควบคุมโดยวงจรพิเศษในชิปเซ็ต และโดยพื้นฐานแล้วบัส VLB นั้นเป็นเพียงส่วนขยายของบัสโปรเซสเซอร์ 486 เท่านั้น บัส PCI ไม่ได้ "เชื่อมโยง" กับโปรเซสเซอร์ 486 ในเรื่องนี้ และชิปเซ็ตก็ให้การควบคุมบัสที่เหมาะสมและ การอนุญาโตตุลาการบัสทำให้ PCI ทำอะไรได้มากกว่าที่บัส VLB สามารถทำได้ นอกจากนี้ บัส PCI ยังใช้นอกแพลตฟอร์มพีซีอีกด้วย ซึ่งให้ความคล่องตัวและลดต้นทุนในการพัฒนาระบบ
ในพีซีสมัยใหม่ บัส PCI ทำหน้าที่เป็น รถบัสภายในซึ่งเชื่อมต่อกับช่อง EIDE บนเมนบอร์ดอย่างไร บัสขยายภายนอกซึ่งมีสล็อตขยาย 3-4 ช่องสำหรับอะแดปเตอร์ PCI
บัส PCI เชื่อมต่อกับบัสระบบผ่าน "บริดจ์" พิเศษและทำงานที่ความถี่คงที่โดยไม่คำนึงถึงความถี่สัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ มีการจำกัดสล็อตขยายไว้เพียงห้าช่อง แต่แต่ละช่องสามารถเปลี่ยนได้ด้วยอุปกรณ์สองตัวที่ติดตั้งอยู่ในเมนบอร์ด โปรเซสเซอร์ยังสามารถรองรับชิปบริดจ์หลายตัวได้ บัส PCI ได้รับการระบุอย่างเข้มงวดมากกว่า VL-Bus และมีความสามารถเพิ่มเติมหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งรองรับการ์ดที่มีแรงดันไฟฟ้า +3.3 V และ 5 V โดยใช้ปุ่มพิเศษที่ป้องกันไม่ให้เสียบการ์ดผิดช่อง ต่อไปจะกล่าวถึงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของบัส PCI
ประสิทธิภาพของบัส PCI
จริงๆ แล้ว บัส PCI มีประสิทธิภาพสูงสุดในบรรดาบัส I/O ทั่วไปในพีซีสมัยใหม่ นี่เป็นเพราะปัจจัยหลายประการ:
- โหมดถ่ายต่อเนื่อง:บัส PCI สามารถถ่ายโอนข้อมูลในโหมดต่อเนื่อง ซึ่งหลังจากระบุที่อยู่เริ่มต้นแล้ว ก็สามารถถ่ายโอนข้อมูลหลายชุดติดต่อกันได้ โหมดนี้คล้ายกับการกระจายแคช
- การควบคุมรถบัส:บัส PCI รองรับการทำมาสเตอร์เต็มรูปแบบ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ
- ตัวเลือกแบนด์วิธสูง:ข้อมูลจำเพาะบัส PCI เวอร์ชัน 2.1 ช่วยให้สามารถขยายเป็น 64 บิตและ 66 MHz ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพในปัจจุบันได้สี่เท่า ในทางปฏิบัติ บัส PCI 64 บิตยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ในพีซี (แม้ว่าจะมีการใช้งานแล้วในเซิร์ฟเวอร์บางตัว) และความเร็วปัจจุบันถูกจำกัดไว้ที่ 33 MHz สาเหตุหลักมาจากปัญหาความเข้ากันได้ บางครั้งคุณจะต้องจำกัดตัวเองไว้ที่ 32 บิตและ 33 MHz อย่างไรก็ตาม ด้วย AGP ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นจะถูกรับรู้ในรูปแบบที่ปรับเปลี่ยนเล็กน้อย
ความเร็วบัส PCI สามารถตั้งค่าเป็นแบบซิงโครนัสหรืออะซิงโครนัส ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชิปเซ็ตและมาเธอร์บอร์ด ในการตั้งค่าแบบซิงโครนัส (ใช้ในพีซีส่วนใหญ่) บัส PCI จะทำงานที่ความเร็วครึ่งหนึ่งของบัสหน่วยความจำ เนื่องจากโดยทั่วไปบัสหน่วยความจำจะทำงานที่ 50, 60 หรือ 66 MHz บัส PCI จะทำงานที่ 25, 30 หรือ 33 MHz ด้วยการตั้งค่าแบบอะซิงโครนัส คุณสามารถตั้งค่าความเร็วบัส PCI ได้อย่างอิสระจากความเร็วบัสหน่วยความจำ โดยปกติจะควบคุมโดยใช้จัมเปอร์บนเมนบอร์ดหรือการตั้งค่า BIOS การโอเวอร์คล็อกบัสระบบบนพีซีที่ใช้บัส PCI แบบซิงโครนัสจะโอเวอร์คล็อกอุปกรณ์ต่อพ่วง PCI ซึ่งมักจะทำให้เกิดปัญหาความไม่เสถียรของระบบ
การใช้งานบัส PCI ดั้งเดิมวิ่งที่ 33 MHz และข้อกำหนด PCI 2.1 ต่อมาระบุความถี่ 66 MHz ซึ่งสอดคล้องกับทรูพุต 266 MB/s สามารถกำหนดค่าบัส PCI สำหรับความกว้างข้อมูล 32- และ 64- บิต และอนุญาตให้ใช้การ์ด 32- และ 64- บิต เช่นเดียวกับการแบ่งปันขัดจังหวะ ซึ่งมีประโยชน์ในระบบประสิทธิภาพสูงที่ไม่มีสาย IRQ ตั้งแต่กลางปี 1995 อุปกรณ์พีซีความเร็วสูงทั้งหมดสื่อสารกันผ่านบัส PCI ส่วนใหญ่มักจะใช้สำหรับตัวควบคุมฮาร์ดไดรฟ์และตัวควบคุมกราฟิกซึ่งติดตั้งโดยตรงบนเมนบอร์ดหรือบนการ์ดเอ็กซ์แพนชันในช่องบัส PCI
สล็อตขยายบัส PCI
บัส PCI อนุญาตให้มีสล็อตขยายมากกว่าบัส VLB โดยไม่ทำให้เกิดปัญหาทางเทคนิค ระบบ PCI ส่วนใหญ่รองรับสล็อต PCI 3 หรือ 4 ช่อง และบางระบบก็รองรับมากกว่านั้นมาก
บันทึก:ในบางระบบ ไม่ใช่ทุกช่องที่รองรับบัสมาสเตอร์ ขณะนี้พบได้น้อยลง แต่ก็ยังแนะนำให้ดูคู่มือเมนบอร์ด
บัส PCI ช่วยให้สามารถใช้การ์ดเอ็กซ์แพนชันได้หลากหลายมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับบัส VLB ประเภทที่พบบ่อยที่สุดคือการ์ดแสดงผล อะแดปเตอร์โฮสต์ SCSI และการ์ดเครือข่ายความเร็วสูง (ฮาร์ดไดร์ฟยังทำงานบนบัส PCI แต่โดยปกติจะเชื่อมต่อโดยตรงกับเมนบอร์ด) อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่าบัส PCI ไม่ได้ใช้ฟังก์ชันบางอย่าง ตัวอย่างเช่น พอร์ตอนุกรมและพอร์ตขนานจะต้องอยู่บนบัส ISA โชคดีที่แม้ทุกวันนี้บัส ISA ยังคงมีเพียงพอสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้
การขัดจังหวะภายในบัส PCI
บัส PCI ใช้ระบบขัดจังหวะภายในเพื่อจัดการคำขอจากการ์ดบนบัส การขัดจังหวะเหล่านี้มักเรียกว่า "#A", "B", "C" และ "" "" เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับ IRQ ของระบบที่มีหมายเลขปกติ แม้ว่าบางครั้งจะเรียกว่า "#1" ถึง "#4" ก็ตาม ระดับการขัดจังหวะเหล่านี้มักจะมองไม่เห็นแก่ผู้ใช้ ยกเว้นในหน้าจอการตั้งค่า PCI BIOS ซึ่งสามารถใช้เพื่อควบคุมการทำงานของการ์ด PCI
การขัดจังหวะเหล่านี้ (หากจำเป็นโดยการ์ดในช่อง) จะถูกแมปกับการขัดจังหวะปกติ โดยส่วนใหญ่มักจะเป็น IRQ9 - IRQ12 สล็อต PCI บนระบบส่วนใหญ่สามารถแมปกับ IRQ ทั่วไปทั้งสี่ได้ บนระบบที่มีสล็อต PCI มากกว่าสี่ช่อง หรือมีสี่สล็อตและคอนโทรลเลอร์ USB (ซึ่งใช้ PCI) อุปกรณ์ PCI ตั้งแต่สองตัวขึ้นไปจะใช้ IRQ ร่วมกัน
การควบคุมบัส PCI
โปรดจำไว้ว่าการควบคุมบัสคือความสามารถของอุปกรณ์บนบัส PCI (แน่นอนว่าแตกต่างจากชิปเซ็ตระบบ) ในการควบคุมบัสและดำเนินการถ่ายโอนโดยตรง บัส PCI เป็นบัสตัวแรกที่นำไปสู่ความนิยมในการควบคุมบัส (อาจเป็นเพราะระบบปฏิบัติการและโปรแกรมสามารถใช้ประโยชน์จากมันได้)
บัส PCI รองรับการควบคุมบัสเต็มรูปแบบ และจัดเตรียมวิธีอนุญาโตตุลาการบัสผ่านชิปเซ็ตระบบ การออกแบบ PCI ช่วยให้อุปกรณ์หลายตัวควบคุมบัสได้ในเวลาเดียวกัน และวงจรอนุญาโตตุลาการช่วยให้แน่ใจว่าไม่มีอุปกรณ์ใดบนบัส (รวมถึงโปรเซสเซอร์ด้วย!) จะบล็อกอุปกรณ์อื่นใดได้ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์หนึ่งเครื่องได้รับอนุญาตให้ใช้แบนด์วิธเต็มของบัสได้ หากไม่มีอุปกรณ์อื่นใดกำลังส่งสัญญาณใดๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง บัส PCI ทำหน้าที่เป็นเครือข่ายท้องถิ่นขนาดเล็กภายในคอมพิวเตอร์ ซึ่งอุปกรณ์หลายเครื่องสามารถสื่อสารระหว่างกันโดยการแชร์ช่องทางการสื่อสาร และถูกควบคุมโดยชิปเซ็ต
เทคโนโลยี Plug and Play สำหรับบัส PCI
บัส PCI เป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐาน Plug and Play (PnP) ที่พัฒนาโดย Intel, Microsoft และอื่นๆ อีกมากมาย ระบบบัส PCI เป็นระบบแรกที่เผยแพร่การใช้ PnP วงจรชิปเซ็ต PCI จัดการการระบุการ์ดและทำงานร่วมกับระบบปฏิบัติการและ BIOS เพื่อจัดสรรทรัพยากรให้กับการ์ดที่รองรับโดยอัตโนมัติ
PCI บัสได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและการพัฒนานำโดย PCI Special Interest Group ซึ่งรวมถึง Intel, IBM, Apple และอื่น ๆ ผลลัพธ์ของการพัฒนาเหล่านี้คือการเพิ่มความถี่บัสเป็น 66 MHz และการขยายข้อมูลเป็น 64 บิต . อย่างไรก็ตาม กำลังสร้างทางเลือกอื่น เช่น Accelerated Graphics Port (AGP) และ FireWire (IEEE 1394) บัสอนุกรมความเร็วสูง จริงๆ แล้ว AGP คือบัส PCI 66 MHz (เวอร์ชัน 2.1) ที่แนะนำการปรับปรุงบางอย่างที่มุ่งเป้าไปที่ระบบกราฟิก
ความคิดริเริ่มอีกอย่างหนึ่งคือยาง PCI-Xหรือเรียกอีกอย่างว่า "โครงการหนึ่ง" และ "Future I/O" IBM, Mylex, 3Com, Adaptec, Hewlett-Packard และ Compaq ต้องการพัฒนาบัส PCI เวอร์ชันเซิร์ฟเวอร์ความเร็วสูงพิเศษ บัสนี้จะมีแบนด์วิธ 1 GB/s (64 บิต, 133 MHz) Intel และ Dell Computer ไม่เกี่ยวข้องกับโครงการนี้
Dell Computer, Hitachi, NEC, Siemens, Sun Microsystems และ Intel เพื่อตอบสนองต่อ Project One ได้ใช้ความคิดริเริ่มในการพัฒนา Next-Generation I/O bus ( เอ็นจีโอ) โดยกำหนดเป้าหมายสถาปัตยกรรม I/O ใหม่สำหรับเซิร์ฟเวอร์
ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2542 บริษัทชั้นนำ 7 แห่ง (Compaq, Dell, Hewlett-Packard, IBM, Intel, Microsoft, Sun Microsystems) ได้ประกาศความตั้งใจที่จะผสมผสานแนวคิดที่ดีที่สุดของ Future I/O และ Next Generation I/O บัส สถาปัตยกรรม I/O แบบเปิดใหม่สำหรับเซิร์ฟเวอร์ควรให้ปริมาณงานสูงสุด 6 GB/s คาดว่ามาตรฐาน NGIO ใหม่จะถูกนำมาใช้ภายในสิ้นปี 2544
พอร์ตกราฟิกเร่งความเร็ว
ความจำเป็นในการเพิ่มแบนด์วิดท์ระหว่างโปรเซสเซอร์และระบบวิดีโอในตอนแรกนำไปสู่การพัฒนาบัส I/O ภายในเครื่องพีซี โดยเริ่มจาก VESA Local Bus และสิ้นสุดด้วยบัส PCI ที่ทันสมัย แนวโน้มนี้ยังคงดำเนินต่อไป โดยความต้องการแบนด์วิดท์วิดีโอที่เพิ่มขึ้นไม่สามารถตอบสนองได้อีกต่อไป แม้แต่บัส PCI ที่มีแบนด์วิดท์มาตรฐาน 132 MB/s ก็ตาม กราฟิก 3 มิติ(กราฟิก 3D) ให้คุณจำลองโลกเสมือนจริงและโลกจริงบนหน้าจอด้วยรายละเอียดที่เล็กที่สุด การแสดงพื้นผิวและการซ่อนวัตถุต้องใช้ข้อมูลจำนวนมาก และการ์ดกราฟิกต้องสามารถเข้าถึงข้อมูลนี้ได้อย่างรวดเร็วเพื่อรักษาอัตราการรีเฟรชที่สูง
การรับส่งข้อมูลบนบัส PCI จะยุ่งมากในพีซีสมัยใหม่ เมื่อวิดีโอ ฮาร์ดไดรฟ์ และอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ แย่งชิงแบนด์วิดท์ I/O เพียงอย่างเดียว เพื่อป้องกันความอิ่มตัวของบัส PCI ด้วยข้อมูลวิดีโอ Intel ได้พัฒนาอินเทอร์เฟซใหม่สำหรับระบบวิดีโอโดยเฉพาะที่เรียกว่า พอร์ตกราฟิกเร่งความเร็ว(พอร์ตกราฟิกเร่งความเร็ว - AGP)
พอร์ต AGP ได้รับการออกแบบเพื่อตอบสนองความต้องการประสิทธิภาพวิดีโอที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากโปรแกรมและคอมพิวเตอร์ใช้พื้นที่ต่างๆ เช่น การเร่งความเร็ว 3 มิติและการเล่นวิดีโอแบบฟูลโมชั่น โปรเซสเซอร์และชิปเซ็ตวิดีโอจึงต้องประมวลผลข้อมูลมากขึ้นเรื่อยๆ ในแอปพลิเคชันดังกล่าว บัส PCI ถึงขีดจำกัดแล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้งานโดยฮาร์ดไดรฟ์และอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ
นอกจากนี้จำเป็นต้องมีหน่วยความจำวิดีโอเพิ่มมากขึ้น กราฟิกสามมิติต้องการหน่วยความจำมากขึ้น ไม่เพียงแต่สำหรับรูปภาพบนหน้าจอเท่านั้น แต่ยังสำหรับการคำนวณด้วย ตามเนื้อผ้า ปัญหานี้แก้ไขได้โดยการวางหน่วยความจำบนการ์ดแสดงผลมากขึ้นเรื่อยๆ แต่ปัญหานี้ทำให้เกิดปัญหาสองประการ:
- ราคา:หน่วยความจำวิดีโอมีราคาแพงกว่าหน่วยความจำ RAM ปกติ
- ความจุจำกัด:ความจุหน่วยความจำบนการ์ดแสดงผลมีจำกัด: หากคุณใส่การ์ด 6 MB และต้องการบัฟเฟอร์เฟรม 4 MB ก็จะเหลือเพียง 2 MB สำหรับการประมวลผล หน่วยความจำนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะขยายและไม่สามารถใช้กับสิ่งอื่นได้เว้นแต่จำเป็นต้องมีการประมวลผลวิดีโอ
AGP แก้ไขปัญหาเหล่านี้โดยอนุญาตให้โปรเซสเซอร์วิดีโอเข้าถึงหน่วยความจำระบบหลักเพื่อทำการคำนวณ เทคนิคนี้มีประสิทธิภาพมากกว่ามากเนื่องจากหน่วยความจำนี้สามารถแชร์แบบไดนามิกระหว่างโปรเซสเซอร์ระบบและโปรเซสเซอร์วิดีโอ ขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบ
แนวคิดในการใช้ AGP นั้นค่อนข้างง่าย: เพื่อสร้างอินเทอร์เฟซพิเศษที่รวดเร็วระหว่างชิปเซ็ตวิดีโอและโปรเซสเซอร์ระบบ อินเทอร์เฟซถูกนำมาใช้ระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองนี้เท่านั้น ซึ่งมีข้อดีหลักสามประการ: ง่ายต่อการใช้งานพอร์ต ง่ายต่อการเพิ่มความเร็ว AGP และสามารถนำการปรับปรุงเฉพาะวิดีโอเข้าสู่อินเทอร์เฟซได้ ชิปเซ็ต AGP ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางระหว่างโปรเซสเซอร์, แคช Pentium II L2, หน่วยความจำระบบ, การ์ดแสดงผลและบัส PCI การดำเนินการที่เรียกว่า พอร์ตสี่พอร์ต(ควอดพอร์ต).
AGP ถือเป็นพอร์ต ไม่ใช่บัส เนื่องจากเชื่อมต่อเพียงสองอุปกรณ์เท่านั้น (โปรเซสเซอร์และการ์ดแสดงผล) และไม่อนุญาตให้ขยาย ข้อดีหลักประการหนึ่งของ AGP ก็คือ แยกระบบวิดีโอออกจากส่วนประกอบพีซีที่เหลือ ช่วยลดการแข่งขันด้านแบนด์วิธ เนื่องจากกราฟิกการ์ดถูกถอดออกจากบัส PCI อุปกรณ์อื่นๆ จึงสามารถทำงานได้เร็วขึ้น สำหรับ AGP เมนบอร์ดมีซ็อกเก็ตพิเศษที่คล้ายกับซ็อกเก็ตบัส PCI แต่อยู่ในตำแหน่งอื่นบนบอร์ด ในรูปต่อไปนี้ คุณจะเห็นช่องเสียบบัส ISA สองช่อง (สีดำ) จากนั้นช่องเสียบบัส PCI สองช่อง (สีขาว) และช่องเสียบ ADP หนึ่งช่อง (สีน้ำตาล)
AGP ปรากฏเมื่อปลายปี 1997 และเป็นรุ่นแรกที่ได้รับการสนับสนุนโดยชิปเซ็ต 440LX Pentium II ในปีต่อมา ชิปเซ็ต AGP จากบริษัทอื่นๆ ก็ปรากฏตัวขึ้น สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ AGP โปรดดูที่เว็บไซต์ http://developer.intel.com/technology/agp/.
อินเทอร์เฟซ AGP
อินเทอร์เฟซ AGP คล้ายกับบัส PCI หลายประการ สล็อตนั้นมีรูปร่างและขนาดเหมือนกัน แต่ชดเชยจากขอบของเมนบอร์ดมากกว่าสล็อต PCI ข้อกำหนด AGP จริงๆ แล้วอาศัยข้อกำหนด PCI 2.1 ซึ่งอนุญาตความเร็ว 66 MHz แต่ความเร็วนี้ไม่ได้ใช้ในพีซี เมนบอร์ด AGP มีสล็อตขยายหนึ่งช่องสำหรับการ์ดแสดงผล AGP และสล็อต PCI น้อยกว่าหนึ่งช่อง แต่จะคล้ายกับเมนบอร์ด PCI
ความกว้าง ความเร็ว และแบนด์วิธของบัส
บัส AGP มีความกว้าง 32 บิต เช่นเดียวกับบัส PCI แต่แทนที่จะทำงานที่ความเร็วบัสหน่วยความจำเพียงครึ่งหนึ่งเหมือนกับที่ PCI ทำ กลับทำงานที่ความเร็วสูงสุด ตัวอย่างเช่น บนมาเธอร์บอร์ด Pentium II มาตรฐาน บัส AGP จะทำงานที่ 66 MHz แทนที่จะเป็นบัส PCI 33 MHz สิ่งนี้จะเพิ่มแบนด์วิดท์ของพอร์ตเป็นสองเท่าทันที - แทนที่จะจำกัดไว้ที่ 132 MB/s สำหรับ PCI พอร์ต AGP มีแบนด์วิดท์ที่ 264 MB/s ในโหมดความเร็วต่ำสุด นอกจากนี้ยังไม่แชร์แบนด์วิธกับอุปกรณ์บัส PCI อื่นๆ
นอกเหนือจากการเพิ่มความเร็วบัสเป็นสองเท่าแล้ว AGP ยังกำหนดโหมดอีกด้วย 2Xซึ่งใช้สัญญาณพิเศษเพื่อให้ส่งข้อมูลได้มากเป็นสองเท่าผ่านพอร์ตที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาเดียวกัน ในโหมดนี้ ข้อมูลจะถูกส่งไปที่ขอบขาขึ้นและขาลงของสัญญาณการซิงโครไนซ์ ในขณะที่บัส PCI ส่งข้อมูลบนขอบเดียวเท่านั้น AGP จะส่งข้อมูลบนทั้งสองขอบ ผลลัพธ์ที่ได้คือประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นสองเท่าและตามทฤษฎีแล้วสูงถึง 528 MB/s นอกจากนี้ยังมีการวางแผนการดำเนินการตามระบอบการปกครองด้วย 4Xซึ่งมีการถ่ายโอนสี่ครั้งในแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกาซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพเป็น 1,056 MB / s
แน่นอนว่าทั้งหมดนี้น่าประทับใจและแบนด์วิดท์ 1 GB/s นั้นดีมากสำหรับการ์ดแสดงผล แต่มีปัญหาอยู่อย่างหนึ่ง: พีซีสมัยใหม่มีบัสหลายตัว โปรดจำไว้ว่าโปรเซสเซอร์ระดับ Pentium มีความกว้างบัสข้อมูล 64 บิตและทำงานที่ 66 MHz ซึ่งให้ทรูพุตตามทฤษฎีที่ 524 MB/s ดังนั้นแบนด์วิดท์ 1 GB/s จึงไม่ให้ประโยชน์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เว้นแต่ความเร็วบัสข้อมูลจะเพิ่มขึ้น เกิน 66 เมกะเฮิรตซ์ มาเธอร์บอร์ดใหม่ได้เพิ่มความเร็วบัสของระบบเป็น 100 MHz ซึ่งเพิ่มปริมาณงานเป็น 800 MB/s แต่นี่ไม่เพียงพอที่จะปรับการถ่ายโอนโหมด 4X.
นอกจากนี้ โปรเซสเซอร์จะต้องเข้าถึงหน่วยความจำระบบ ไม่ใช่เฉพาะระบบวิดีโอเท่านั้น หากแบนด์วิธของระบบทั้งหมด 524 MB/s ถูกครอบครองโดยวิดีโอผ่าน AGP โปรเซสเซอร์จะทำอะไรได้บ้าง ในกรณีนี้ การย้ายไปที่ความเร็วระบบ 100 MHz จะให้ประโยชน์บางประการ
การวางท่อวิดีโอพอร์ต AGP
ข้อดีประการหนึ่งของ AGP คือความสามารถในการส่งคำขอข้อมูล Pipelining ถูกใช้ครั้งแรกในโปรเซสเซอร์สมัยใหม่เพื่อเป็นแนวทางในการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยการทับซ้อนกันของงานตามลำดับ ต้องขอบคุณ AGP ที่ทำให้ชิปเซ็ตวิดีโอสามารถใช้เทคนิคที่คล้ายกันเมื่อขอข้อมูลจากหน่วยความจำ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก
การเข้าถึง AGP ไปยังหน่วยความจำระบบ
คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของ AGP คือความสามารถในการแชร์หน่วยความจำระบบหลักกับชิปเซ็ตวิดีโอ ซึ่งจะทำให้ระบบวิดีโอสามารถเข้าถึงหน่วยความจำเพิ่มเติมสำหรับกราฟิก 3D และการประมวลผลอื่นๆ โดยไม่ต้องใช้หน่วยความจำวิดีโอจำนวนมากบนการ์ดวิดีโอ หน่วยความจำบนการ์ดแสดงผลถูกใช้ร่วมกันระหว่างเฟรมบัฟเฟอร์และการใช้งานอื่นๆ เนื่องจาก framebuffer ต้องการหน่วยความจำที่รวดเร็วและมีราคาแพง เช่น VRAM การ์ดส่วนใหญ่ ทั้งหมดหน่วยความจำจะดำเนินการใน VRAM แม้ว่าสิ่งนี้จำเป็นสำหรับพื้นที่หน่วยความจำอื่นที่ไม่ใช่ framebuffer
โปรดทราบว่า AGP ไม่หมายถึงสถาปัตยกรรมหน่วยความจำแบบรวม (UMA) ในสถาปัตยกรรมนี้ ทั้งหมดหน่วยความจำของการ์ดแสดงผล รวมถึงเฟรมบัฟเฟอร์ ถูกนำมาจากหน่วยความจำระบบหลัก ใน AGP เฟรมบัฟเฟอร์จะยังคงอยู่ในการ์ดแสดงผลซึ่งอยู่ เฟรมบัฟเฟอร์เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของหน่วยความจำวิดีโอและต้องการประสิทธิภาพสูงสุด ดังนั้นจึงเหมาะสมกว่าที่จะปล่อยบัฟเฟอร์ไว้บนการ์ดแสดงผลและใช้ VRAM สำหรับบัฟเฟอร์นั้น
AGP ช่วยให้โปรเซสเซอร์วิดีโอสามารถเข้าถึงหน่วยความจำระบบสำหรับงานอื่นๆ ที่ต้องใช้หน่วยความจำมาก เช่น การสร้างพื้นผิวและการทำงานกราฟิก 3D อื่นๆ หน่วยความจำนี้ไม่สำคัญเท่ากับเฟรมบัฟเฟอร์ ซึ่งช่วยให้การ์ดแสดงผลมีราคาถูกกว่าโดยการลดความจุหน่วยความจำ VRAM เรียกว่าการเข้าถึงหน่วยความจำระบบ การดำเนินการโดยตรงจากหน่วยความจำ(ดำเนินการหน่วยความจำโดยตรง - DIME) มีอุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่า ตารางการแมปรูรับแสงกราฟิก(ตารางการแมปรูรับแสงกราฟิก - GART) ทำงานบนที่อยู่ RAM ในลักษณะที่สามารถกระจายไปยังหน่วยความจำระบบเป็นบล็อกเล็ก ๆ แทนที่จะเป็นส่วนขนาดใหญ่เพียงส่วนเดียว และมอบให้กับการ์ดแสดงผลราวกับว่าเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยความจำวิดีโอ . รูปต่อไปนี้ให้แนวคิดที่ชัดเจนเกี่ยวกับฟังก์ชัน AGP:
ข้อกำหนดของเอจีพี
หากต้องการใช้ AGP ในระบบ ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดหลายประการ:
- ความพร้อมใช้งานของการ์ดแสดงผล AGP:ข้อกำหนดนี้ค่อนข้างชัดเจน
- ความพร้อมใช้งานของมาเธอร์บอร์ดพร้อมชิปเซ็ต AGP:แน่นอนว่าชิปเซ็ตบนเมนบอร์ดต้องรองรับ AGP
- รองรับระบบปฏิบัติการ:ระบบปฏิบัติการจะต้องรองรับอินเทอร์เฟซใหม่โดยใช้ไดรเวอร์และรูทีนภายใน
- การสนับสนุนไดรเวอร์:แน่นอนว่าการ์ดแสดงผลต้องใช้ไดรเวอร์พิเศษเพื่อรองรับ AGP และใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติพิเศษต่างๆ เช่น 3X.
บัสอนุกรมใหม่
เป็นเวลา 20 ปีแล้วที่อุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนมากเชื่อมต่อกับพอร์ตขนานและพอร์ตอนุกรมเดียวกันกับที่ปรากฏบนพีซีเครื่องแรก และ "เทคโนโลยี I/O" มีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยนับตั้งแต่ปี 1081 ยกเว้นมาตรฐาน Plug and Play อย่างไรก็ตาม ในช่วงปลายทศวรรษที่ 90 ผู้ใช้เริ่มรู้สึกถึงข้อจำกัดของพอร์ตขนานและพอร์ตอนุกรมมาตรฐานมากขึ้น:
- แบนด์วิธ: พอร์ตอนุกรมมีปริมาณงานสูงสุด 115.2 Kb/s และพอร์ตขนาน (ขึ้นอยู่กับประเภท) ประมาณ 500 Kb/s อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ต่างๆ เช่น กล้องวิดีโอดิจิทัล ต้องการแบนด์วิธที่สูงกว่ามาก
- ใช้งานง่าย: การเชื่อมต่ออุปกรณ์เข้ากับพอร์ตเก่านั้นไม่สะดวกอย่างยิ่ง โดยเฉพาะผ่านอะแดปเตอร์พอร์ตขนาน นอกจากนี้พอร์ตทั้งหมดยังอยู่ที่ด้านหลังของพีซี
- ทรัพยากรฮาร์ดแวร์: แต่ละพอร์ตต้องมีสาย IRQ ของตัวเอง พีซีมีสาย IRQ เพียง 16 เส้น ซึ่งส่วนใหญ่ถูกครอบครองแล้ว พีซีบางเครื่องมีสาย IRQ ฟรีเพียงห้าสายสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ใหม่
- พอร์ตมีจำนวนจำกัด: พีซีหลายเครื่องมีพอร์ต COM อนุกรมสองพอร์ตและพอร์ต LPT แบบขนานหนึ่งพอร์ต เป็นไปได้ที่จะเพิ่มพอร์ตมากขึ้น แต่ต้องแลกกับการใช้สาย IRQ อันมีค่า
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยี I/O ได้กลายเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่มีไดนามิกมากที่สุดในการพัฒนาเดสก์ท็อปพีซี และมีการพัฒนามาตรฐานข้อมูลอนุกรมสองมาตรฐานที่เปลี่ยนแปลงวิธีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงอย่างมาก และได้นำแนวคิดของ Plug and Play ไปสู่รูปแบบใหม่ ความสูง ต้องขอบคุณมาตรฐานใหม่นี้ ผู้ใช้ทุกคนจะสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้ไม่จำกัดจำนวนกับพีซีได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาที โดยไม่ต้องมีความรู้ทางเทคนิคพิเศษใดๆ เลย
ยูนิเวอร์แซลอนุกรมบัส
พัฒนาโดย Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft, NEC และ Northern Telecom บัสอนุกรมสากล(Universal Serial Bus - USB) มอบตัวเชื่อมต่อใหม่เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ I/O ทั่วไปทั้งหมด ช่วยลดการใช้พอร์ตและตัวเชื่อมต่อจำนวนมากในปัจจุบัน
บัส USB ช่วยให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้สูงสุด 127 เครื่องโดยใช้ การเชื่อมต่อแบบโซ่เดซี่(เดซี่เชน) หรือใช้ ฮับ USB(ฮับ USB) ศูนย์กลางนั้นเองหรือ ฮับมีช่องเสียบหลายช่องและเสียบเข้ากับพีซีหรืออุปกรณ์อื่น ฮับ USB แต่ละตัวสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงได้เจ็ดเครื่อง ในหมู่พวกเขาอาจมีฮับตัวที่สองซึ่งสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงได้อีกเจ็ดเครื่องเป็นต้น บัส USB ยังจ่ายไฟ +5 V พร้อมกับสัญญาณข้อมูล ดังนั้นอุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น เครื่องสแกนมือถือ อาจไม่มีแหล่งจ่ายไฟในตัว
อุปกรณ์เสียบเข้ากับซ็อกเก็ต 4 พินบนพีซีหรือฮับโดยตรงเป็นซ็อกเก็ตสี่เหลี่ยม Type A และสายที่เชื่อมต่อจะมีปลั๊ก Type A หรือ Type B
บัส USB ลบข้อจำกัดความเร็วของพอร์ตอนุกรมที่ใช้ UART ทำงานที่ความเร็ว 12 Mbps ซึ่งเข้ากันได้กับเทคโนโลยีเครือข่ายอีเทอร์เน็ตและโทเค็นริง และให้แบนด์วิธเพียงพอสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ทันสมัยทั้งหมด ตัวอย่างเช่น บัส USB มีแบนด์วิธเพียงพอที่จะรองรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ไดรฟ์ซีดีรอมภายนอกและเทปไดรฟ์ รวมถึงอินเทอร์เฟซ ISDN ของฟีเจอร์โฟน นอกจากนี้ยังเพียงพอที่จะส่งสัญญาณเสียงดิจิทัลโดยตรงไปยังลำโพงที่มีตัวแปลงดิจิทัลเป็นอนาล็อก ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้การ์ดเสียง อย่างไรก็ตาม บัส USB ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อใช้แทนเครือข่าย เพื่อให้บรรลุถึงต้นทุนที่ต่ำที่ยอมรับได้ ระยะห่างระหว่างอุปกรณ์จึงถูกจำกัดไว้ที่ 5 เมตร สำหรับอุปกรณ์ที่ช้า เช่น คีย์บอร์ดและเมาส์ อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสามารถตั้งค่าไว้ที่ 1.5 Mbps ซึ่งช่วยประหยัดแบนด์วิธสำหรับอุปกรณ์ที่เร็วกว่า
บัส USB รองรับเทคโนโลยี Plug and Play อย่างสมบูรณ์ ช่วยลดความจำเป็นในการติดตั้งการ์ดเอ็กซ์แพนชันภายในพีซี และกำหนดค่าระบบใหม่ในภายหลัง บัสช่วยให้คุณเชื่อมต่อ กำหนดค่า ใช้งาน และยกเลิกการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงหากจำเป็นในขณะที่พีซีและอุปกรณ์อื่นๆ กำลังทำงาน ไม่จำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์ เลือกพอร์ตอนุกรมและพอร์ตขนาน หรือกำหนดสาย IRQ ช่อง DMA และที่อยู่ I/O ทั้งหมดนี้ทำได้โดยการควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วงโดยใช้โฮสต์คอนโทรลเลอร์บนเมนบอร์ดหรือการ์ด PCI ตัวควบคุมโฮสต์และตัวควบคุมทาสในฮับควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วง ลดภาระของโปรเซสเซอร์ และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ ตัวควบคุมโฮสต์นั้นถูกควบคุมโดยซอฟต์แวร์ระบบภายในระบบปฏิบัติการ
ข้อมูลจะถูกส่งผ่านช่องทางสองทิศทางที่ควบคุมโดยตัวควบคุมโฮสต์และตัวควบคุมฮับทาส การควบคุมบัสที่ได้รับการปรับปรุงช่วยให้บางส่วนของแบนด์วิธทั้งหมดถูกสงวนไว้อย่างถาวรสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงเฉพาะ วิธีนี้เรียกว่า การส่งข้อมูลแบบไอโซโครนัส(การถ่ายโอนข้อมูลแบบไอโซโครนัส) อินเทอร์เฟซบัส USB ประกอบด้วยโมดูลหลักสองโมดูล: เครื่องอินเตอร์เฟซแบบอนุกรม(Serial Interface Engine - SIE) รับผิดชอบโปรโตคอลบัสและ ฮับรูท(Root Hub) ใช้สำหรับขยายจำนวนพอร์ตบัส USB
บัส USB จัดสรร 500 mA ให้กับแต่ละพอร์ต ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำซึ่งปกติจะต้องใช้อะแดปเตอร์ AC แยกต่างหากจึงสามารถจ่ายไฟผ่านสายเคเบิลได้ - USB ช่วยให้พีซีตรวจจับพลังงานที่ต้องการโดยอัตโนมัติและส่งไปยังอุปกรณ์ ฮับรับไฟเต็มจากบัส USB (จ่ายไฟจากบัส) แต่อาจมีตัวแปลงไฟ AC ในตัว ฮับที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองให้กำลัง 500 mA ต่อพอร์ต ให้ความยืดหยุ่นสูงสุดสำหรับอุปกรณ์ในอนาคต ฮับการสลับพอร์ตจะแยกพอร์ตทั้งหมดออกจากกัน ดังนั้นพอร์ตที่ลัดวงจรจะไม่รบกวนพอร์ตอื่นๆ
บัส USB สัญญาว่าพีซีจะมีพอร์ต USB เดียวแทนที่จะเป็นตัวเชื่อมต่อที่แตกต่างกันสี่หรือห้าตัวเชื่อมต่อในปัจจุบัน คุณสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ทรงพลังขนาดใหญ่ตัวหนึ่งเข้ากับอุปกรณ์นั้นได้ เช่น จอภาพหรือเครื่องพิมพ์ ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นฮับ ให้การเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ขนาดเล็กอื่นๆ เช่น เมาส์ คีย์บอร์ด โมเด็ม สแกนเนอร์ กล้องดิจิตอล เป็นต้น อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะต้องมีการพัฒนาไดรเวอร์อุปกรณ์พิเศษ อย่างไรก็ตาม การกำหนดค่าพีซีนี้มีข้อเสีย ผู้เชี่ยวชาญบางคนเชื่อว่าสถาปัตยกรรม USB ค่อนข้างซับซ้อน และความจำเป็นในการรองรับอุปกรณ์ต่อพ่วงหลายประเภทจำเป็นต้องมีการพัฒนาโปรโตคอลทั้งชุด คนอื่นๆ เชื่อว่าหลักการของฮับเพียงแค่เปลี่ยนต้นทุนและความซับซ้อนจากยูนิตระบบไปยังคีย์บอร์ดหรือจอภาพ แต่อุปสรรคสำคัญต่อความสำเร็จของ USB คือมาตรฐาน IEEE 1394 FireWire
บัส FireWire IEEE 1394
มาตรฐานบัสต่อพ่วงความเร็วสูงนี้ได้รับการพัฒนาโดย Apple Computer, Texas Instruments และ Sony ได้รับการออกแบบมาเป็นส่วนเสริมของบัส USB ไม่ใช่เป็นทางเลือกแทน เนื่องจากบัสทั้งสองสามารถใช้ในระบบเดียวกันได้ คล้ายกับพอร์ตขนานและพอร์ตอนุกรมสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตกล้องดิจิตอลและเครื่องพิมพ์รายใหญ่สนใจบัส IEEE 1394 มากกว่าบัส USB เนื่องจากกล้องดิจิตอลเหมาะกับซ็อกเก็ต 1394 มากกว่าพอร์ต USBIEEE 1394 (โดยทั่วไปเรียกว่า FireWire) มีลักษณะคล้ายกับ USB มาก และเป็นบัสอนุกรมแบบ hot-swappable แต่เร็วกว่ามาก IEEE 1394 มีอินเทอร์เฟซสองชั้น: ชั้นหนึ่งสำหรับบัสบนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ และอีกชั้นหนึ่งสำหรับอินเทอร์เฟซแบบจุดต่อจุดระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วงและคอมพิวเตอร์ผ่านสายเคเบิลอนุกรม สะพานธรรมดาเชื่อมระหว่างสองระดับนี้ อินเทอร์เฟซบัสรองรับอัตราการถ่ายโอนข้อมูล 12.5, 25 หรือ 50 MB/s และอินเทอร์เฟซแบบเคเบิลรองรับ 100, 200 และ 400 MB/s ซึ่งเร็วกว่าความเร็วบัส USB 1.5 MB/s หรือ 12 MB/s มาก . ข้อมูลจำเพาะ 1394b กำหนดวิธีอื่นๆ ในการเข้ารหัสและส่งข้อมูล โดยเพิ่มความเร็วเป็น 800 Mb/s, 1.6 Gb/s หรือมากกว่า ความเร็วสูงนี้ทำให้สามารถใช้ IEEE 1394 เพื่อเชื่อมต่อกล้องดิจิตอล เครื่องพิมพ์ โทรทัศน์ การ์ดเครือข่าย และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลภายนอกเข้ากับพีซี
ขั้วต่อสายเคเบิล IEEE 1394 ได้รับการออกแบบเพื่อให้หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าอยู่ภายในตัวขั้วต่อ ซึ่งป้องกันความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าดูดแก่ผู้ใช้ และการปนเปื้อนของหน้าสัมผัสด้วยมือของผู้ใช้ ขั้วต่อเหล่านี้มีขนาดเล็กและสะดวกสบายคล้ายกับขั้วต่อเกม Nintendo GameBoy ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความทนทานเป็นเลิศ นอกจากนี้ ขั้วต่อเหล่านี้สามารถเสียบเข้ากับด้านหลังของพีซีได้โดยสุ่มสี่สุ่มห้า ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เทอร์มินัล (เทอร์มิเนเตอร์) และการติดตั้งตัวระบุด้วยตนเอง
บัส IEEE 1394 ได้รับการออกแบบมาสำหรับสายเคเบิล 6 เส้นที่มีความยาวสูงสุด 4.5 ม. ซึ่งประกอบด้วยตัวนำสองคู่สำหรับการส่งข้อมูลและหนึ่งคู่สำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ คู่สัญญาณแต่ละคู่มีชีลด์ และสายเคเบิลทั้งหมดก็มีชีลด์ด้วย สายเคเบิลนี้จ่ายแรงดันไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 8V ถึง 400V และกระแสสูงถึง 1.5A และรักษาความต่อเนื่องทางกายภาพของอุปกรณ์เมื่ออุปกรณ์ปิดอยู่หรือมีข้อผิดพลาด (ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับโทโพโลยีแบบซีรีส์) สายเคเบิลจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับบัส เมื่อมาตรฐานเติบโตขึ้น คาดว่าบัสจะให้ระยะทางที่ปราศจากรีพีทเตอร์ที่ยาวขึ้นและมีปริมาณงานมากขึ้น
พื้นฐานของการเชื่อมต่อ IEEE 1394 คือชิปฟิสิคัลเลเยอร์และชิปเลเยอร์การสื่อสาร และอุปกรณ์ต้องใช้ชิปสองตัว อินเทอร์เฟซทางกายภาพ (PHY) ของอุปกรณ์หนึ่งเชื่อมต่อกับ PHY ของอุปกรณ์อื่น ประกอบด้วยวงจรที่จำเป็นในการทำหน้าที่อนุญาโตตุลาการและการเริ่มต้น อินเทอร์เฟซการสื่อสารเชื่อมต่อ PHY รวมถึงวงจรภายในของอุปกรณ์ ส่งและรับแพ็คเก็ตในรูปแบบ IEEE 1394 และรองรับการถ่ายโอนข้อมูลแบบอะซิงโครนัสหรือแบบไอโซโครนัส ความสามารถในการรองรับรูปแบบอะซิงโครนัสและแบบไอโซโครนัสในอินเทอร์เฟซเดียวกันช่วยให้แอปพลิเคชันที่ไม่มีความสำคัญด้านเวลา เช่น เครื่องสแกนหรือเครื่องพิมพ์ รวมถึงแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ เช่น วิดีโอและเสียง สามารถทำงานบนบัสได้ ชิปเลเยอร์ทางกายภาพทั้งหมดใช้เทคโนโลยีเดียวกัน ในขณะที่ชิปเลเยอร์การสื่อสารนั้นมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับแต่ละอุปกรณ์ แนวทางนี้ทำให้บัส IEEE 1394 ทำหน้าที่เป็นระบบเพียร์ทูเพียร์ ซึ่งตรงข้ามกับแนวทางไคลเอ็นต์-เซิร์ฟเวอร์ของบัส USB ด้วยเหตุนี้ ระบบ IEEE 1394 จึงไม่จำเป็นต้องมีทั้งโฮสต์ที่ให้บริการหรือพีซี
การถ่ายโอนแบบอะซิงโครนัสเป็นวิธีดั้งเดิมในการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง ที่นี่ข้อมูลจะถูกส่งไปในทิศทางเดียวและมาพร้อมกับการยืนยันแหล่งที่มาในภายหลัง การถ่ายโอนข้อมูลแบบอะซิงโครนัสเน้นการส่งมอบมากกว่าประสิทธิภาพ รับประกันการถ่ายโอนข้อมูลและรองรับการส่งสัญญาณซ้ำ การถ่ายโอนข้อมูลแบบ Isochronous จะสตรีมข้อมูลในอัตราที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เพื่อให้แอปพลิเคชันสามารถประมวลผลตามเวลาได้ นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับข้อมูลสื่อที่มีความสำคัญต่อเวลา ซึ่งการส่งมอบตรงเวลาทำให้ไม่จำเป็นต้องบัฟเฟอร์ราคาแพง การถ่ายโอนข้อมูลแบบ Isochronous ทำงานบนหลักการของการออกอากาศ โดยที่อุปกรณ์ตั้งแต่หนึ่งเครื่องขึ้นไปสามารถ "ฟัง" ข้อมูลที่ส่งได้ บัส IEEE 1394 สามารถส่งข้อมูล isochronous หลายช่องสัญญาณพร้อมกัน (สูงสุด 63 ช่อง) เนื่องจากการถ่ายโอนแบบไอโซโครนัสอาจกินพื้นที่สูงสุด 80% ของแบนด์วิธบัส จึงเหลือแบนด์วิธเพียงพอสำหรับการถ่ายโอนแบบอะซิงโครนัสเพิ่มเติม
สถาปัตยกรรมบัสที่ปรับขนาดได้ของ IEEE 1394 และโทโพโลยีที่ยืดหยุ่นทำให้เหมาะสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ความเร็วสูง ตั้งแต่คอมพิวเตอร์และฮาร์ดไดรฟ์ไปจนถึงอุปกรณ์เสียงและวิดีโอแบบดิจิทัล อุปกรณ์สามารถเชื่อมต่อแบบเดซี่เชนหรือโทโพโลยีแบบทรีได้ รูปภาพด้านซ้ายแสดงพื้นที่ทำงานสองแห่งที่เชื่อมต่อกันด้วยบัสบริดจ์ IEEE 1394 พื้นที่ทำงาน #1 ประกอบด้วยกล้องวิดีโอ พีซี และ VCR ซึ่งทั้งหมดเชื่อมต่อกันผ่าน IEEE 1394 นอกจากนี้ พีซียังเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์ระยะไกลผ่านทวนสัญญาณ 1394 ซึ่งจะเพิ่มระยะห่างระหว่างอุปกรณ์ในการขยายสัญญาณบัส บนบัส IEEE 1394 อนุญาตให้มีฮ็อปสูงสุด 16 ครั้งระหว่างอุปกรณ์สองเครื่อง ตัวแยกสัญญาณ 1394 ถูกใช้ระหว่างบริดจ์และเครื่องพิมพ์เพื่อให้มีพอร์ตอื่นสำหรับเชื่อมต่อบัสบริดจ์ IEEE 1394 ตัวแยกสัญญาณช่วยให้ผู้ใช้มีความยืดหยุ่นในโทโพโลยีมากขึ้น
พื้นที่ทำงาน #2 มีเพียงพีซีและเครื่องพิมพ์บนบัสส่วน 1394 รวมถึงการเชื่อมต่อกับสะพานบัส บริดจ์แยกการรับส่งข้อมูลภายในแต่ละพื้นที่ทำงาน บัสบริดจ์ IEEE 1394 อนุญาตให้ถ่ายโอนข้อมูลที่เลือกจากเซ็กเมนต์บัสหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่งได้ ดังนั้น PC #2 จึงสามารถขอภาพจาก VCR ในพื้นที่ทำงาน #1 ได้ เนื่องจากสายเคเบิลบัสยังจ่ายไฟด้วย อินเทอร์เฟซสัญญาณ PHY จะถูกจ่ายไฟอยู่เสมอ และข้อมูลจะถูกถ่ายโอนแม้ว่า PC #1 จะปิดอยู่ก็ตาม
แต่ละเซ็กเมนต์บัส IEEE 1394 ช่วยให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้สูงสุด 63 เครื่อง ขณะนี้อุปกรณ์แต่ละเครื่องสามารถอยู่ในระยะสูงสุด 4.5 ม. ระยะทางไกลสามารถทำได้ทั้งแบบมีรีพีทเตอร์และไม่มีรีพีทเตอร์ การปรับปรุงสายเคเบิลจะทำให้อุปกรณ์สามารถพกพาไปในระยะทางที่ไกลขึ้น สะพานสามารถเชื่อมต่อได้มากกว่า 1,000 ส่วน ซึ่งให้ศักยภาพในการขยายอย่างมีนัยสำคัญ ข้อดีอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการทำธุรกรรมด้วยความเร็วที่แตกต่างกันบนสื่อเดียวต่ออุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์บางตัวสามารถทำงานได้ที่ 100 Mbps ในขณะที่อุปกรณ์อื่นๆ สามารถทำงานได้ที่ 200 Mbps และ 400 Mbps อนุญาตให้ทำการ Hot Swap (การเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์) บนบัสได้ แม้ว่าบัสจะทำงานอย่างเต็มที่ก็ตาม การเปลี่ยนแปลงในโทโพโลยีบัสจะถูกตรวจพบโดยอัตโนมัติ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการสลับที่อยู่และการแทรกแซงอื่น ๆ ของผู้ใช้เพื่อกำหนดค่าบัสใหม่
ด้วยเทคโนโลยีการถ่ายโอนแพ็กเก็ต ทำให้บัส IEEE 1394 สามารถจัดระเบียบเสมือนมีการกระจายพื้นที่หน่วยความจำระหว่างอุปกรณ์ หรือเสมือนว่าอุปกรณ์อยู่ในช่องบนเมนบอร์ด ที่อยู่อุปกรณ์ประกอบด้วย 64 บิต โดยจัดสรร 10 บิตสำหรับรหัสเครือข่าย 6 บิตสำหรับรหัสโหนด และ 48 บิตสำหรับที่อยู่หน่วยความจำ เป็นผลให้สามารถจัดการเครือข่ายได้ 1,023 เครือข่ายจาก 63 โหนด โดยแต่ละโหนดมีหน่วยความจำ 281 TB การกำหนดแอดเดรสหน่วยความจำแทนแชนเนลจะถือว่าทรัพยากรเป็นรีจิสเตอร์หรือหน่วยความจำที่สามารถเข้าถึงได้โดยใช้ธุรกรรมหน่วยความจำโปรเซสเซอร์ ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดองค์กรเครือข่ายที่เรียบง่าย ตัวอย่างเช่น กล้องดิจิตอลสามารถถ่ายโอนภาพโดยตรงไปยังเครื่องพิมพ์ดิจิทัลได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์ตัวกลาง บัส IEEE 1394 แสดงให้เห็นว่าพีซีกำลังสูญเสียบทบาทที่โดดเด่นในการเชื่อมต่อสภาพแวดล้อม และถือได้ว่าเป็นโหนดที่ชาญฉลาดมาก
ความจำเป็นในการใช้ชิปสองตัวแทนตัวเดียวทำให้อุปกรณ์ต่อพ่วง IEEE 1394 มีราคาแพงกว่าอุปกรณ์ต่อพ่วง SCSI, IDE หรือ USB ทำให้ไม่เหมาะกับอุปกรณ์ที่ช้า อย่างไรก็ตาม ประโยชน์ของการใช้งานความเร็วสูง เช่น การตัดต่อวิดีโอดิจิทัล ทำให้ IEEE 1394 เป็นอินเทอร์เฟซหลักสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
แม้จะมีข้อดีของบัส IEEE 1394 และรูปลักษณ์ในปี 2000 ของมาเธอร์บอร์ดที่มีตัวควบคุมในตัวสำหรับบัสนี้ แต่ก็ไม่รับประกันความสำเร็จในอนาคตของ FireWire การถือกำเนิดของข้อกำหนด USB 2.0 ทำให้สถานการณ์ซับซ้อนมาก
ข้อมูลจำเพาะของยูเอสบี 2.0
Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC และ Philips มีส่วนร่วมในการพัฒนาข้อกำหนดนี้โดยมีเป้าหมายเพื่อรองรับอุปกรณ์ต่อพ่วงความเร็วสูง ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2542 มีการประกาศการปรับปรุงประสิทธิภาพ 10 ถึง 20 เท่า และในเดือนกันยายน พ.ศ. 2542 การศึกษาทางวิศวกรรมได้เพิ่มการประมาณการเป็น 30 ถึง 40 เท่าผ่าน USB 1.1 มีความกังวลว่าด้วยประสิทธิภาพดังกล่าว บัส USB จะ "ฝัง" บัส IEEE 1394 ตลอดไป อย่างไรก็ตาม ความเห็นพ้องต้องกันโดยทั่วไปคือ บัสทั้งสองมีจุดมุ่งหมายในการใช้งานที่แตกต่างกัน เป้าหมายของ USB 2.0 คือการให้การสนับสนุนอุปกรณ์ต่อพ่วงพีซียอดนิยมในปัจจุบันและอนาคต ในขณะที่ IEEE 1394 มุ่งเป้าไปที่การเชื่อมต่ออุปกรณ์เสียงและวิดีโอสำหรับผู้บริโภค เช่น เครื่องบันทึกวิดีโอดิจิทัล ดีวีดี และโทรทัศน์ดิจิทัล
ตาม USB 2.0 ปริมาณงานเพิ่มขึ้นจาก 12 Mb/s เป็น 360-480 Mb/s คาดว่า USB 2.0 จะเข้ากันได้กับ USB 1.1 ทำให้ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนไปใช้บัสใหม่ได้อย่างราบรื่น อุปกรณ์ต่อพ่วงความเร็วสูงใหม่จะได้รับการพัฒนาซึ่งจะขยายขอบเขตการใช้งานพีซี ความเร็ว 12 MB/s เพียงพอสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น โทรศัพท์ กล้องดิจิตอล คีย์บอร์ด เมาส์ จอยสติ๊กแบบดิจิทัล เทปไดรฟ์ ฟล็อปปี้ไดรฟ์ ลำโพงดิจิทัล เครื่องสแกน และเครื่องพิมพ์ แบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นของ USB 2.0 จะขยายฟังก์ชันการทำงานของอุปกรณ์ต่อพ่วง โดยให้การสนับสนุนกล้องความละเอียดสูงสำหรับการประชุมทางวิดีโอ เช่นเดียวกับสแกนเนอร์ความเร็วสูงและเครื่องพิมพ์รุ่นต่อไป
อุปกรณ์ต่อพ่วง USB ที่มีอยู่จะทำงานไม่เปลี่ยนแปลงในระบบ USB 2.0 อุปกรณ์เช่นคีย์บอร์ดและเมาส์ไม่ต้องการแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นของ USB 2.0 และจะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ USB 1.1 แบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นของ USB 2.0 จะขยายขอบเขตของอุปกรณ์ต่อพ่วงที่สามารถเชื่อมต่อกับพีซีได้ และยังช่วยให้อุปกรณ์ USB จำนวนมากขึ้นสามารถแชร์แบนด์วิธบัสที่มีอยู่ได้ จนถึงขีดจำกัดทางสถาปัตยกรรมของบัส USB ความเข้ากันได้แบบย้อนหลังของ USB 2.0 กับ USB 1.1 อาจเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการต่อสู้กับบัส IEEE 1394 สำหรับอินเทอร์เฟซอุปกรณ์ผู้บริโภค
มาตรฐานดีไวซ์เบย์
ดีไวซ์เบย์เป็นมาตรฐานใหม่ที่ต่อจากมาตรฐาน IEEE 1394 และ USB บัส บัสเหล่านี้ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ ได้ทันที เช่น ระหว่างการทำงานของพีซี โอกาสนี้ แลกเปลี่ยนร้อน(hot swap, hot plug) จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อพิเศษใหม่ระหว่างอุปกรณ์และมาตรฐาน DeviceBay กลายเป็นคำตอบสำหรับข้อกำหนดนี้ สร้างมาตรฐานให้กับช่องสำหรับใส่ฮาร์ดไดรฟ์ ไดรฟ์ซีดีรอม และอุปกรณ์อื่นๆ โครงยึดได้รับการติดตั้งโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือและระหว่างการทำงานของพีซี หากมาตรฐาน DeviceBay แพร่หลายขึ้น สายเคเบิลแบบแบนในเคสพีซีจะยุติลง พีซีทั้งหมดสามารถออกแบบเป็นแบบโมดูลาร์ได้ โดยโมดูลทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับบัส USB หรือ FireWire เป็นอุปกรณ์ DeviceBay ในกรณีนี้ อุปกรณ์สามารถเคลื่อนย้ายได้อย่างอิสระระหว่างพีซีและอุปกรณ์ภายในบ้านอื่นๆ
มาตรฐาน DeviceBay ได้รับการออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เช่น ไดรฟ์ Zip, ไดรฟ์ซีดีรอม, เทปไดรฟ์, โมเด็ม, ฮาร์ดไดรฟ์, เครื่องอ่านการ์ดพีซี ฯลฯ
สวัสดีผู้อ่านบล็อกไซต์ที่รัก บ่อยครั้งบนอินเทอร์เน็ตคุณจะพบคำศัพท์คอมพิวเตอร์ทุกประเภท โดยเฉพาะแนวคิดเช่น "System bus" แต่มีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่าคำศัพท์คอมพิวเตอร์นี้หมายถึงอะไร ฉันคิดว่าบทความในวันนี้จะช่วยชี้แจงสิ่งต่างๆ
บัสระบบ (บัส) ประกอบด้วยข้อมูล ที่อยู่ และบัสควบคุม แต่ละคนส่งข้อมูลของตัวเอง: บนดาต้าบัส - ข้อมูล, ที่อยู่ - ตามลำดับ, ที่อยู่ (ของอุปกรณ์และเซลล์หน่วยความจำ), การควบคุม - สัญญาณควบคุมสำหรับอุปกรณ์ แต่ตอนนี้เราจะไม่เจาะลึกเข้าไปในป่าของทฤษฎีองค์กรสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ เราจะปล่อยให้เรื่องนี้เป็นหน้าที่ของนักศึกษามหาวิทยาลัย ในทางกายภาพ ทางหลวงจะแสดงในรูปแบบของ (หน้าสัมผัส) บนเมนบอร์ด
ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ฉันชี้ให้เห็นคำจารึก "FSB" ในรูปภาพของบทความนี้ ประเด็นก็คือว่า เชื่อมต่อโปรเซสเซอร์เข้ากับชิปเซ็ตคำตอบคือบัส FSB ซึ่งย่อมาจาก "Front-side bus" ซึ่งก็คือ "front" หรือ "system" และซึ่งมักใช้เมื่อโอเวอร์คล็อกโปรเซสเซอร์เป็นต้น
บัส FSB มีอยู่หลายประเภท เช่น บนมาเธอร์บอร์ดที่ใช้โปรเซสเซอร์ Intel บัส FSB มักจะมี QPB ที่หลากหลาย ซึ่งข้อมูลจะถูกถ่ายโอน 4 ครั้งต่อรอบสัญญาณนาฬิกา หากเรากำลังพูดถึงโปรเซสเซอร์ AMD ข้อมูลจะถูกถ่ายโอน 2 ครั้งต่อรอบสัญญาณนาฬิกาและประเภทของบัสเรียกว่า EV6 และในซีพียู AMD รุ่นล่าสุดนั้นไม่มี FSB เลย HyperTransport ล่าสุดจะเล่นบทบาทของมัน
ดังนั้นข้อมูลจะถูกถ่ายโอนระหว่างและโปรเซสเซอร์กลางด้วยความถี่ที่เกินความถี่บัส FSB 4 เท่า ทำไมเพียง 4 ครั้ง ดูย่อหน้าด้านบน ปรากฎว่าหากกล่องระบุ 1600 MHz (ความถี่ที่มีประสิทธิภาพ) ในความเป็นจริงความถี่จะเป็น 400 MHz (จริง) ในอนาคตเมื่อเราพูดถึงการโอเวอร์คล็อกโปรเซสเซอร์ (ในบทความต่อไปนี้) คุณจะได้เรียนรู้ว่าทำไมคุณต้องใส่ใจกับพารามิเตอร์นี้ ในตอนนี้ โปรดจำไว้ว่า ยิ่งความถี่สูงเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น
โดยวิธีการจารึก "O.C." แปลว่า "โอเวอร์คล็อก" อย่างแท้จริง ซึ่งเป็นคำย่อสำหรับภาษาอังกฤษ การโอเวอร์คล็อกนั่นคือนี่คือความถี่บัสระบบสูงสุดที่เป็นไปได้ที่เมนบอร์ดรองรับ บัสระบบสามารถทำงานอย่างปลอดภัยที่ความถี่ต่ำกว่าที่ระบุไว้บนบรรจุภัณฑ์อย่างมาก แต่ไม่สูงกว่านั้น
พารามิเตอร์ตัวที่สองที่แสดงลักษณะของบัสระบบคือ นี่คือปริมาณข้อมูล (ข้อมูล) ที่สามารถส่งผ่านตัวเองได้ภายในหนึ่งวินาที มีหน่วยวัดเป็นบิต/วินาที แบนด์วิดท์สามารถคำนวณได้อย่างอิสระโดยใช้สูตรง่ายๆ: ความถี่บัส (FSB) * ความกว้างของบัส คุณรู้อยู่แล้วเกี่ยวกับตัวคูณตัวแรก ตัวคูณตัวที่สองสอดคล้องกับขนาดบิตของโปรเซสเซอร์ - จำได้ไหม x64, x86(32)? โปรเซสเซอร์สมัยใหม่ทั้งหมดเป็นแบบ 64 บิตอยู่แล้ว
ดังนั้นเราจึงแทนที่ข้อมูลของเราลงในสูตร ผลลัพธ์คือ: 1600 * 64 = 102,400 MBit/s = 100 GBit/s = 12.5 GBit/s นี่คือแบนด์วิดท์ของทางหลวงระหว่างชิปเซ็ตและโปรเซสเซอร์ หรือถ้าให้เจาะจงกว่านั้นคือระหว่างนอร์ธบริดจ์และโปรเซสเซอร์ นั่นก็คือ ระบบ, FSB, บัสโปรเซสเซอร์ - ทั้งหมดนี้เป็นคำพ้องความหมาย- ตัวเชื่อมต่อทั้งหมดบนเมนบอร์ด - การ์ดแสดงผล, ฮาร์ดไดรฟ์, RAM "สื่อสาร" กันผ่านทางหลวงเท่านั้น แต่ FSB ไม่ใช่เพียงเมนบอร์ดเดียว แม้ว่าจะเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดก็ตาม
ดังที่เห็นได้จากภาพ บัสด้านหน้า (เส้นที่หนาที่สุด) เชื่อมต่อเฉพาะโปรเซสเซอร์และชิปเซ็ตเป็นหลัก และจากชิปเซ็ตจะมีบัสหลายตัวที่แตกต่างกันไปในทิศทางอื่น: PCI, อะแดปเตอร์วิดีโอ, RAM, USB และไม่ใช่ความจริงที่ว่าความถี่ในการทำงานของบัสย่อยเหล่านี้ควรเท่ากับหรือทวีคูณของความถี่ FSB ไม่ พวกมันสามารถแตกต่างอย่างสิ้นเชิง อย่างไรก็ตาม ในโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ ตัวควบคุม RAM มักจะถูกย้ายจากนอร์ธบริดจ์ไปยังโปรเซสเซอร์เอง ซึ่งในกรณีนี้ปรากฎว่าไม่มีบัส RAM แยกต่างหาก ข้อมูลทั้งหมดระหว่างโปรเซสเซอร์และ RAM จะถูกถ่ายโอนโดยตรงผ่าน FSB ที่ความถี่ เท่ากับความถี่ FSB
นั่นคือทั้งหมดสำหรับตอนนี้ ขอบคุณ
เมนบอร์ดคือแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่เชื่อมต่อโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ และการ์ดเอ็กซ์แพนชันทั้งหมดเข้าด้วยกัน เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้อย่างถูกต้อง เมื่อเลือกเมนบอร์ด คุณต้องคำนึงถึงฟอร์มแฟคเตอร์ของเมนบอร์ดด้วย ฟอร์มแฟคเตอร์เป็นมาตรฐานโลกที่กำหนดขนาดของมาเธอร์บอร์ด ตำแหน่งของอินเทอร์เฟซ พอร์ต ซ็อกเก็ต สล็อต ตำแหน่งที่แนบกับเคส และขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ
ฟอร์มแฟคเตอร์
เมนบอร์ดส่วนใหญ่ที่ผลิตในปัจจุบันคือ ATX เมนบอร์ดดังกล่าวมีขนาด 30.5 x 24.4 ซม. ฟอร์มแฟคเตอร์ mATX ที่เล็กกว่าเล็กน้อย (24.4 x 24.4 ซม.) เมนบอร์ด Mini-ITX มีขนาดที่เล็กมาก (17 x 17 ซม.) เมนบอร์ด ATX มีขั้วต่อมาตรฐาน เช่น พอร์ต PS/2, พอร์ต USB, พอร์ตขนาน, พอร์ตอนุกรม, BIOS ที่ติดตั้งอยู่ในเมนบอร์ด ฯลฯ เมนบอร์ด ATX ใส่ได้พอดีกับเคสมาตรฐาน
ชิปเซ็ตเมนบอร์ด
โดยปกติแล้ว เมนบอร์ดจะมีสล็อตและขั้วต่อติดตั้งอยู่หลายช่อง ชิปเซ็ตคือวงจรขนาดเล็กทั้งหมดที่พบในเมนบอร์ดที่รับประกันการทำงานร่วมกันของระบบย่อยของคอมพิวเตอร์ทั้งหมด ผู้ผลิตชิปเซ็ตหลักในขณะนี้ ได้แก่ Intel, nVidia และ ATI (AMD) ชิปเซ็ตประกอบด้วย สะพานเหนือและใต้.
แผนภาพชิปเซ็ต Intel P67
สะพานเหนือออกแบบมาเพื่อรองรับการ์ดแสดงผลและ RAM และทำงานโดยตรงกับโปรเซสเซอร์ นอกจากนี้นอร์ธบริดจ์จะควบคุมความถี่บัสของระบบ อย่างไรก็ตาม ทุกวันนี้คอนโทรลเลอร์มักถูกติดตั้งไว้ในโปรเซสเซอร์ ซึ่งช่วยลดการกระจายความร้อนได้อย่างมาก และทำให้การทำงานของคอนโทรลเลอร์ระบบง่ายขึ้น
สะพานใต้ให้ฟังก์ชันอินพุตและเอาต์พุต และมีตัวควบคุมสำหรับอุปกรณ์ที่อยู่รอบข้าง เช่น เสียง ฮาร์ดไดรฟ์ และอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีตัวควบคุมบัสที่อำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น USB หรือบัส PCI
ความเร็วของคอมพิวเตอร์ขึ้นอยู่กับการประสานงานระหว่างชิปเซ็ตและโปรเซสเซอร์ได้ดีเพียงใด เพื่อประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น โปรเซสเซอร์และชิปเซ็ตจะต้องมาจากผู้ผลิตรายเดียวกัน นอกจากนี้ต้องคำนึงว่าชิปเซ็ตจะต้องตรงกับจำนวนและประเภทของ RAM
ซ็อกเก็ตซีพียู
ซ็อกเก็ตคือขั้วต่อประเภทหนึ่งบนเมนบอร์ดที่จะตรงกับซ็อกเก็ตของโปรเซสเซอร์ของคุณและได้รับการออกแบบมาให้เชื่อมต่อ เป็นขั้วต่อซ็อกเก็ตที่แยกเมนบอร์ด
- ซ็อกเก็ตที่ขึ้นต้นด้วย AM, FM และ S รองรับโปรเซสเซอร์ AMD
- ซ็อกเก็ตที่ขึ้นต้นด้วย LGA รองรับโปรเซสเซอร์ Intel
จากคำแนะนำสำหรับโปรเซสเซอร์คุณจะพบว่าซ็อกเก็ตประเภทใดที่สอดคล้องกับโปรเซสเซอร์ของคุณ แต่โดยทั่วไปแล้ว การเลือกมาเธอร์บอร์ดจะเกิดขึ้นพร้อมกันกับตัวเลือกโปรเซสเซอร์ โดยที่มันถูกเลือกให้กันและกัน
สล็อตแรม
เมื่อเลือกเมนบอร์ด ประเภทและความถี่ของ RAM มีความสำคัญอย่างยิ่ง ในขณะนี้มีการใช้หน่วยความจำ DDR3 ที่มีความถี่ 1066, 1333, 1600, 1800 หรือ 2000 MHz ก่อนที่จะมี DDR2, DDR และ SDRAM หน่วยความจำประเภทหนึ่งจะไม่สามารถเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดได้หากช่องได้รับการออกแบบสำหรับหน่วยความจำประเภทอื่น แม้ว่าในขณะนี้จะมีเมนบอร์ดรุ่นที่มีสล็อตสำหรับทั้ง DDR2 และ DDR3 แม้ว่าการเชื่อมต่อ RAM เข้ากับเมนบอร์ดที่ออกแบบมาเพื่อความถี่ที่สูงกว่า แต่ก็เป็นการดีกว่าที่จะไม่ทำเช่นนี้เนื่องจากจะส่งผลเสียต่อการทำงานของคอมพิวเตอร์ หากคุณวางแผนที่จะเพิ่มจำนวน RAM ในอนาคตคุณจะต้องเลือกเมนบอร์ดที่มีตัวเชื่อมต่อจำนวนมาก (จำนวนสูงสุดคือ 4)
สล็อต PCI
สล็อต PCI สามารถใช้เชื่อมต่อการ์ดเอ็กซ์แพนชัน เช่น การ์ดเสียง โมเด็ม เครื่องรับสัญญาณทีวี การ์ดเครือข่าย การ์ดเครือข่ายไร้สาย Wi-Fi ฯลฯ เราต้องการทราบว่ายิ่งช่องเหล่านี้มีอุปกรณ์เพิ่มเติมมากเท่าไร คุณก็จะสามารถเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดได้มากขึ้นเท่านั้น การมีอยู่ของสล็อต PCI-E x16 ที่เหมือนกันสองช่องขึ้นไปสำหรับการเชื่อมต่อการ์ดแสดงผลบ่งบอกถึงความเป็นไปได้ของการทำงานพร้อมกันและแบบขนาน
เนื่องจากอุปกรณ์เพิ่มเติมที่ทันสมัยมีระบบระบายความร้อนและมีลักษณะโดยรวมจึงสามารถรบกวนการเชื่อมต่อของอุปกรณ์อื่นเข้ากับช่องที่อยู่ติดกัน ดังนั้นแม้ว่าคุณจะไม่ได้เชื่อมต่อการ์ดเพิ่มเติมภายในจำนวนมากเข้ากับคอมพิวเตอร์ของคุณ แต่ก็ยังคุ้มค่าที่จะเลือกเมนบอร์ดที่มีสล็อต PCI อย่างน้อย 1-2 ช่องเพื่อให้คุณสามารถเชื่อมต่อได้อย่างง่ายดายแม้แต่ชุดอุปกรณ์เพียงเล็กน้อย
พีซีไอ เอ็กซ์เพรส
จำเป็นต้องมีสล็อต PCI Express เพื่อเชื่อมต่อการ์ดแสดงผล PCI-E บอร์ดบางรุ่นที่มีตัวเชื่อมต่อ PCI-e 2 ตัวขึ้นไป รองรับการกำหนดค่า SLI หรือ Crossfire สำหรับการเชื่อมต่อการ์ดแสดงผลหลายตัวในเวลาเดียวกัน ดังนั้น หากคุณต้องการเชื่อมต่อการ์ดแสดงผลที่เหมือนกันสองหรือสามตัวในเวลาเดียวกัน เช่น สำหรับงานเกมหรือกราฟิก คุณต้องเลือกเมนบอร์ดที่มีสล็อต PCI Express x16 ในจำนวนที่เหมาะสม
ความถี่บัส
ความถี่บัสคือแบนด์วิธโดยรวมของมาเธอร์บอร์ด และยิ่งความถี่สูง ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบก็จะเร็วขึ้นตามไปด้วย โปรดทราบว่าความถี่บัสของโปรเซสเซอร์จะต้องตรงกับความถี่บัสของเมนบอร์ด มิฉะนั้นโปรเซสเซอร์ที่มีความถี่บัสสูงกว่าที่เมนบอร์ดรองรับจะไม่ทำงาน
ขั้วต่อฮาร์ดไดรฟ์
สิ่งที่เกี่ยวข้องมากที่สุดในปัจจุบันคือตัวเชื่อมต่อ SATA สำหรับเชื่อมต่อฮาร์ดไดรฟ์ซึ่งแทนที่ตัวเชื่อมต่อ IDE รุ่นเก่า ต่างจาก IDE ตรงที่ SATA มีความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงกว่า ตัวเชื่อมต่อ SATA 3 สมัยใหม่รองรับความเร็ว 6 Gb/s ยิ่งมีขั้วต่อ SATA มากเท่าใด ฮาร์ดไดรฟ์ที่คุณสามารถเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แต่โปรดจำไว้ว่าจำนวนฮาร์ดไดรฟ์อาจถูกจำกัดโดยเคสยูนิตระบบ ดังนั้น หากคุณต้องการติดตั้งฮาร์ดไดรฟ์มากกว่าสองตัว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวเลือกนี้พร้อมใช้งานในกรณีนี้
แม้ว่าตัวเชื่อมต่อ SATA จะมาแทนที่ IDE ก็ตาม แต่เมนบอร์ดรุ่นใหม่ยังคงมาพร้อมกับตัวเชื่อมต่อ IDE ในระดับที่สูงกว่านี้จะทำเพื่อความสะดวกในการอัพเกรดนั่นคือโดยการอัปเดตส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์เพื่อบันทึกข้อมูลที่มีอยู่ทั้งหมดบนฮาร์ดไดรฟ์เก่าที่มีตัวเชื่อมต่อ IDE และไม่มีปัญหาในการคัดลอก
หากคุณกำลังซื้อคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่และวางแผนที่จะใช้ฮาร์ดไดรฟ์เก่า เราขอแนะนำให้ใช้เป็นฮาร์ดไดรฟ์เพิ่มเติม เป็นการดีกว่าที่จะคัดลอกข้อมูลที่มีอยู่ไปยัง HDD ใหม่ด้วยการเชื่อมต่อ SATA เนื่องจากอันเก่าจะทำให้การทำงานของทั้งระบบช้าลงอย่างเห็นได้ชัด
ขั้วต่อ USB
ให้ความสนใจกับจำนวนขั้วต่อ USB ที่ด้านหลังของเมนบอร์ด ยิ่งมีมากเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น เนื่องจากอุปกรณ์เพิ่มเติมที่มีอยู่เกือบทั้งหมดมีขั้วต่อ USB สำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ได้แก่ คีย์บอร์ด เมาส์ แฟลชไดรฟ์ โทรศัพท์มือถือ อะแดปเตอร์ Wi-Fi เครื่องพิมพ์ ฮาร์ดไดรฟ์ภายนอก โมเด็ม ฯลฯ .พี. หากต้องการใช้อุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมด คุณต้องมีตัวเชื่อมต่อในจำนวนที่เพียงพอสำหรับแต่ละอุปกรณ์
USB 3.0 เป็นมาตรฐานใหม่สำหรับการส่งข้อมูลผ่านอินเทอร์เฟซ USB ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูงถึง 4.8 Gb/s
เสียง
เมนบอร์ดทุกตัวมีตัวควบคุมเสียง หากคุณเป็นคนรักดนตรี เราขอแนะนำให้เลือกเมนบอร์ดที่มีช่องเสียงจำนวนมาก
- 2.0 – การ์ดเสียงรองรับเสียงสเตอริโอ ลำโพงสองตัวหรือหูฟัง
- 5.1 – การ์ดเสียงรองรับระบบเสียงเซอร์ราวด์ ได้แก่ ลำโพงหน้า 2 ตัว, 1 ช่องกลาง, ลำโพงหลัง 2 ตัว และซับวูฟเฟอร์ 1 ตัว
- 7.1 – รองรับระบบเสียงเซอร์ราวด์ มีสถาปัตยกรรมเดียวกันกับระบบ 5.1 โดยเพิ่มเฉพาะลำโพงด้านข้างเท่านั้น
หากเมนบอร์ดรองรับระบบเสียงหลายช่องสัญญาณ คุณสามารถสร้างโฮมเธียเตอร์โดยใช้คอมพิวเตอร์ได้อย่างง่ายดาย
คุณสมบัติเพิ่มเติม
แฟนๆสามารถเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดใด ๆ ที่มีขั้วต่อสำหรับพัดลม (คูลเลอร์) เพื่อให้มั่นใจในการระบายความร้อนของส่วนประกอบภายในทั้งหมดในยูนิตระบบที่เชื่อถือได้และดี ขอแนะนำให้มีตัวเชื่อมต่อเหล่านี้หลายตัว
อีเทอร์เน็ต- นี่คือคอนโทรลเลอร์ที่ติดตั้งบนเมนบอร์ด ใช้สำหรับเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต หากคุณวางแผนที่จะใช้อินเทอร์เน็ตและผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตของคุณรองรับความเร็ว 1 Gbps ให้ซื้อเมนบอร์ดที่รองรับความเร็วนี้ โดยทั่วไปหากคุณซื้อเมนบอร์ดมาเป็นเวลานานพอสมควรและไม่ได้วางแผนที่จะเปลี่ยนในอีก 3 ปีข้างหน้าจะเป็นการดีกว่าถ้าซื้อการ์ดที่รองรับเครือข่ายกิกะบิตทันทีโดยพิจารณาจากความเร็วของ การพัฒนาเทคโนโลยี
วถ้าฉันโมดูลในตัว คุณจะต้องใช้มันหากคุณมีเราเตอร์ WI-FI เมื่อซื้อเมนบอร์ดดังกล่าวคุณจะกำจัดสายไฟที่ไม่จำเป็นออกไป แต่ความจริงก็คือ Wi-Fi จะไม่สามารถทำให้คุณพอใจด้วยความเร็วสูงเช่นอีเธอร์เน็ตได้
บลูทูธ- สิ่งที่มีประโยชน์มากเพราะด้วยตัวควบคุม Bluetooth คุณไม่เพียงสามารถดาวน์โหลดเนื้อหาจากคอมพิวเตอร์ของคุณไปยังโทรศัพท์มือถือของคุณเท่านั้น แต่ยังเชื่อมต่อเมาส์และคีย์บอร์ดไร้สายและแม้แต่ชุดหูฟัง Bluetooth อีกด้วยซึ่งจะช่วยกำจัดสายไฟ
ตัวควบคุมการโจมตี— ด้วยสิ่งนี้ คุณจึงไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยของไฟล์ในคอมพิวเตอร์ของคุณในกรณีที่ฮาร์ดไดรฟ์เสียหาย เพื่อเปิดใช้งานเทคโนโลยีนี้ คุณต้องติดตั้ง ฮาร์ดไดรฟ์ที่เหมือนกันอย่างน้อย 2 ตัวในโหมดมิเรอร์ และข้อมูลทั้งหมดจากไดรฟ์หนึ่งจะถูกคัดลอกไปยังอีกไดรฟ์หนึ่งโดยอัตโนมัติ
ตัวเก็บประจุที่เป็นของแข็ง- คือการใช้ตัวเก็บประจุที่มีโพลีเมอร์ซึ่งทนทานต่อโหลดและอุณหภูมิได้ดีกว่า มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกว่า ผู้ผลิตเกือบทั้งหมดได้เปลี่ยนมาใช้ในการผลิตเมนบอร์ดแล้ว
ระบบไฟฟ้าดิจิตอล— ให้พลังงานแก่โปรเซสเซอร์และวงจรส่วนที่เหลือโดยไม่มีความผันผวนและมีปริมาณเพียงพอ ในตลาดมีทั้งหน่วยดิจิทัลราคาถูกซึ่งไม่ดีไปกว่าหน่วยอะนาล็อกรวมถึงหน่วยที่มีราคาแพงและซับซ้อนกว่า คุณจะต้องใช้มันหากคุณมีแหล่งจ่ายไฟอ่อนหรือเครือข่ายไฟฟ้าคุณภาพต่ำ และคุณไม่ได้ใช้ UPS ไม่เช่นนั้นคุณจะโอเวอร์คล็อกโปรเซสเซอร์
ปุ่มสำหรับการโอเวอร์คล็อกอย่างรวดเร็ว— อนุญาตให้คุณเพิ่มความถี่บัสหรือแรงดันไฟฟ้าที่ให้มาได้ด้วยคลิกเดียว จะเป็นประโยชน์สำหรับโอเวอร์คล็อกเกอร์
การป้องกันแรงดันไฟฟ้าคงที่- ปัญหานี้ดูเหมือนไม่มีนัยสำคัญจนกว่าคุณจะติดต่อสัตว์เลี้ยงของคุณในฤดูหนาวโดยถอดเสื้อสเวตเตอร์ออกก่อน แม้ว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก แต่ก็ยังน่าผิดหวังมากที่ต้องเผากระดานด้วยการเคลื่อนไหวที่ไม่ระมัดระวังเพียงครั้งเดียว
ชั้นทหาร- หมายถึงการทดสอบบอร์ดภายใต้สภาวะที่มีความชื้นสูง ความแห้ง ความเย็น ความร้อน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และการทดสอบความเครียดอื่นๆ หากเมนบอร์ดผ่านการทดสอบทั้งหมดนี้ อาจได้รับความเสียหายจากฟ้าผ่าเท่านั้น มีชั้นเรียนที่แตกต่างกันออกไปในชุดการทดสอบที่แตกต่างกันออกไป
มัลติไบออสจะช่วยให้คุณประหยัดเงินและกังวลหลังจากประสบการณ์กับ BIOS หรือ UEFI ไม่สำเร็จ มิฉะนั้น คุณจะได้รับค่าธรรมเนียมที่ไม่ได้ทำงาน และในการกู้คืนคุณจะต้องค้นหาเมนบอร์ดตัวอื่นที่ใช้งานได้โดยเฉพาะที่เป็นประเภทเดียวกัน บนบอร์ดหลาย BIOS คุณสามารถสลับไปใช้ UEFI สำรองได้อย่างง่ายดาย ในบางบอร์ด สิ่งนี้จะถูกนำไปใช้เป็นการย้อนกลับไปยัง UEFI ดั้งเดิม มีประโยชน์มากสำหรับผู้ที่ชอบการทดลอง
พอร์ต USB หรือ LAN โอเวอร์คล็อกเป็นเทคโนโลยีที่พบในเมนบอร์ดเกือบทั้งหมด แนวคิดก็คือความเร็ว USB จะเพิ่มขึ้นภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น และคุณจะสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นของความเร็วเครือข่าย LAN ก็ต่อเมื่อคุณลด ping ในเกมออนไลน์เท่านั้น
