В прошлом номере "КВ", когда обсуждались мосты на материнской плате, мы выяснили, что все устройства персонального компьютера "общаются" друг с другом через так называемые шины, различающиеся скоростью передачи данных. Упрощенно шина представляет собой набор проводников (линий), часть из которых используется для управления, часть - для адресации к памяти, часть - для передачи данных. Быстродействие шины можно охарактеризовать пропускной способностью, которая определяется объемом информации, переданной по шине за одну секунду. Пропускная способность напрямую зависит от таких важных характеристик шины, как разрядность (грубо говоря, это и есть число линий шины) и рабочая частота (измеряется в мегагерцах).

В компьютерах IBM PC/XT платы расширения осуществляли обмен с процессором посредством системной шины через специальные 62-контактные разъемы. Такой способ осуществлял одновременную передачу 8 бит информации (восьмиразрядная шина) и 20 разрядов адреса. Системная шина и микропроцессор синхронизировались от одного тактового генератора с частотой 4,77 МГц. Теоретически скорость передачи данных могла достигать более 4,5 Мб/с, реальная пропускная способность - 1,2 Мб/с. Объем адресуемой памяти составлял 1 Мб. Так как шина по своей конструкции была предельно проста, никакими скоростными характеристиками она не выделялась. Поэтому в 1984 году была представлена новая версия шины для обмена с внешними устройствами, получившая название ISA (Industry Standard Architecture). Шина ISA стала асинхронной с рабочей частотой 8 МГц. Количество разрядов увеличилось до 16. Таким образом, реальная пропускная способность достигла 5 Мб/с. Объем адресуемой памяти увеличился до 16 Мб.

С увеличением быстродействия внешних устройств возможностей шины ISA стало недостаточно. Поэтому были разработаны два новых типа шин: MCA (IBM, 1987 год) и EISA (Compaq, 1988 год). Обе имели очень даже неплохие характеристики и по тем, и по нынешним временам. Однако первая ушла в небытие из-за крайне неудачной маркетинговой политики IBM, а вторая не долго продержалась по причине появления еще более быстрых шин VLB и PCI.

Появление локальной шины VLB (ассоциация VESA, 1992 год) было первым шагом к формированию архитектуры ПК с несколькими шинами, имеющими разную пропускную способность. Локальная шина не заменяла собой ту же ISA или EISA, а дополняла их за счет нескольких (не более трех) дополнительных быстродействующих разъемов. Шина VLB представляла собой двунаправленную 32-разрядную шину данных с максимальной пропускной способностью в районе 130 Мб/с. Эпоха VLB закончилась с появлением новых процессоров Pentium и шины PCI.

Разработка шины PCI началась весной 1991 года как внутренний проект корпорации Intel. Специалисты компании поставили перед собой цель разработать недорогое решение, которое позволило бы полностью реализовать возможности нового поколения процессоров Pentium. В результате шина PCI появилась в июне 1992 года и, в отличие от VLB, была процессоро-независимой, т.е. могла работать параллельно с шиной процессора. Шина является синхронной, с номинальной частотой синхронизации 33 МГц. Начиная с версии PCI 2.1, допускается повышение частоты до 66 МГц. Номинальная разрядность шины данных - 32 бита, однако спецификация допускает расширение разрядности до 64 бит. Для уменьшения числа контактов в PCI применено так называемое мультиплексирование - передача адреса и данных по одним и тем же линиям в разные моменты времени.

Столкнувшись с проблемой недостаточного быстродействия шины PCI для ряда задач, возникающих при обработке трехмерной графики, разработчики пришли к созданию отдельной локальной шины для работы с видеоадаптером. Дело в том, что 3D-ускорителю необходима видеопамять большого объема для хранения текстур. Текстуры могут храниться как в собственной памяти 3D-ускорителя (что весьма дорого), так и в основной оперативной памяти компьютера. Для быстрого доступа к последней компания Intel предложила использовать отдельную быстродействующую шину AGP (Accelerated Graphic Port). Доступ к AGP осуществляется через отдельный разъем, работающий на частоте 66 МГц. В настоящее время распространены следующие режимы передачи данных: AGP 1x (266 Мб/с), AGP 2х (532 Мб/с, используется передача данных по фронту и срезу тактовых импульсов) и AGP 4x (1066 Мб/с). Продвигается новый, восьмискоростной стандарт AGP 8x.

Сергей ШИРКО,
[email protected]