загрузка...
 
Перспективные шины
Повернутись до змісту

Перспективные шины

В ближайшем будущем при передаче данных между системными компонентами шина PCI по своей пропускной способности перестанет удовлетворять, т.к. именно ее пропускная способность может существенно ограничить производительность перспективных компьютеров. Поэтому в настоящее время создаются несколько новых стандартов системных шин.

Самое пристальное внимание приковано к разработкам двух конкурентов - Intel и AMD, каждый их которых создает свой собственный проект системной шины будущего. Эти технологии, Arapahoe и HyperTransport, призваны заменить системную шину PCI, решив глобальную цель: определение архитектурного облика компьютеров будущих поколений. Обе фирмы образовали каждая свою группы разработчиков:

HyperTransport Technology Consortium (HTTC) возглавляет AMD. Эта группа продвигает на рынок одноименный стандарт под названием HyperTransport;

Arapahoe Working Group возглавляет Intel. Эта группа продвигает на рынок стандарт Arapahoe.

В настоящий момент оба эти стандарта позиционируются как открытые, но в будущем может многое измениться, и стандарт, заявленный как открытый, может превратиться в закрытый, что повлечет за собой лицензионные отчисления каждого производителя компонентов, который будет использовать этот стандарт.

Arapahoe. Шина Arapahoe, на начальной стадии разработки известная как 3GIO (3D Generation Input/Output) и призванная заменить не только устаревающую PCI, но и так и не получившую особо широкого распространения шину PCI-X, должна обеспечить высокоскоростное соединение между компонентами компьютера, а также между компьютером и другими устройствами. Разработчики обещают совместимость с существующими шинами, такими, как InfiniBand, IEEE 1394b (FireWire), USB 2.0, Serial ATA и 1/10 Ethernet. Шина Arapahoe представляет собой симметричную двунаправленную шину, обеспечивающую передачу данных по одной линии со скоростью вплоть до 2,5 Гбит/с. В отличие от PCI шина Arapahoe будет достаточно гибкой с точки зрения обеспечения максимальной пропускной способности, определяемой количеством используемых линий приема/передачи данных, задействованных разработчиком системы в зависимости от его потребностей в каждом конкретном случае. Например, в случае реализации 32 линий интерфейса, пропускная способность шины составит величину порядка 10 Гбайт/с, что почти в 20 раз быстрее скорости работы 32-битной 33-мегагерцовой шины PCI.

Как и шина PCI, Arapahoe использует технологию подключения периферийных устройств с помощью моста, но дополненную переключателями оконечных точек, позволяющими направлять потоки данных между периферийными устройствами, не используя сам мост, то есть, позволяя осуществить подключение по схеме "peer-to-peer". Данное решение должно меньше загружать компьютер передачей данных между конечными устройствами за счет отсутствия кэширования в памяти передаваемых данных. Одним из несомненных преимуществ стандарта Arapahoe может стать поддержка DDR RAM и QDR RAM, что позволит работать с памятью соответственно вдвое и вчетверо быстрее, чем это было ранее.

HyperTransport. Так же как и Arapahoe, системная шина HyperTransport, ранее известная как LDT (Lightning Data Transport) - это peer-to-peer шина, позволяющая обмениваться информацией между периферийными устройствами, не задействуя процессор и память. Протокол новой шины использует пакетированную передачу данных, когда за передачу данных между устройствами отвечает контроллер шины.

Обе конкурирующие технологии, Arapahoe и HyperTransport, имеют много общего, так, например, обе они позволяют производителям аппаратного обеспечения изменять количество сигнальных линий, что влечет за собой изменение количества выводов на плате, если, конечно, этого требует реализация, а также изменение потребляемой мощности, так как дополнительные линии требуют соответствующего питания. Но в отличие от симметричной Arapahoe, пропускная способность которой одинакова во всех направлениях, асимметричная шина HyperTransport позволяет подключенным устройствам обмениваться пакетами информации, пропускаемыми в разных направлениях с разной скоростью. Такое решение способствует максимальному использованию возможностей системы в тех случаях, когда информационные потоки в разных направлениях имеют сильно отличающуюся интенсивность, например, в устройствах вывода видеоинформации. Шина позволяет передавать данные с частотой в 800 МГц по переднему и заднему фронтам тактового импульса, так что суммарная скорость работы шины получается около 12,8Гбайт/с при передаче 16-разрядного слова за один такт.

В отличие от Arapahoe, находящейся в процессе разработки, и время которой наступит 2005 году, шина HyperTransport имеет определенные преимущества, так как уже сейчас начинает практически использоваться в компьютерных устройствах. Так, например, в чипсетах серии nForce компании NVidia эта шина используется для связи северного и южного мостов IGP и MCP в следующей конфигурации: 8-битный 200-мегагерцовый канал в одну сторону и такой же в обратную, что обеспечивает суммарную пропускную способность 800 Мбайт/с против 266 Мбайт/с у современных чипсетов, имеющих хабовую архитектуру. Но еще более интересное решение представляет разрабатываемый AMD новый 32/64-разрядный процессор Hammer, который должен появиться к концу этого года и имеющий в своем составе интегрированный контроллер шины HyperTransport.

К классу внешних последовательных интерфейсов, предназначенных для подключения внешних по отношению к компьютеру устройств, а также для обмена данными между компьютерами можно отнести и новомодные беспроводные технологии — Bluetooth и Wi-Fi. В них применяется последовательная передача данных.

Однако и внутри компьютера назрела необходимость в замене интерфейсов. Речь идет о шине расширения PCI, пропускной способности которой уже маловато для подключения современных винчестеров и RAID-массивов, шине между микросхемами системной логики на материнской плате и шине для подключения накопителей. Здесь разработчики также обратились к  последовательному принципу передачи данных.

Ко второму приходу последовательных интерфейсов можно относиться как к наглядному подтверждению теории развития по спирали. Когда в компьютерах применялись невысокие по сегодняшним меркам частоты и плотность интеграции компонентов позволяла не беспокоиться о месте, параллельные интерфейсы успешно вытесняли последовательные. Никому и в голову не могло прийти сомневаться в их превосходстве по всем параметрам.

Но когда полупроводниковые технологии достигли качественно другого уровня, характеризуемого на несколько порядков большими рабочими частотами и в корне изменившимися требованиями к уровням и способам обмена электрическими сигналами. Концепция последовательной передачи данных оказалась не просто извлечена из пыльных архивов, теперь уже она, в свою очередь, заставляет усомниться в перспективности параллельных интерфейсов.

Конфигурирование шин, портов и установка параметров IDE контроллера с помощью BIOS

Video Memory Cache Mode (режим кэширования для видеопамяти) - параметр действителен только для процессоров архитектуры Pentium Pro  (Pentium II, Deschutes и т.п.). В процессоре Pentium Pro была предусмотрена возможность изменять режим кэширования в зависимости от конкретной области памяти через специальные внутренние регистры, называемые Memory  Type Range Registers - MTRR. С помощью этих регистров для конкретной области памяти могут быть установлены режимы UC (uncached - не кэшируется), WC (write combining- объединенная запись), WP (write Pro tect - защита от записи), WT (write through - сквозная запись) и WB (write back - обратная запись). Установка режима USWC (uncached, speculative write combining- не кэшировать, режим объединенной записи) позволяет значительно ускорить вывод данных через шину PCI на видеокарту (до 90 MB/c вместо 8MB/c). Следует учесть, что видеокарта должна поддерживать доступ к своей памяти в диапазоне от A0000 - BFFFF (128 kB) и иметь линейный буфер кадра. Поэтому лучше установить режим USWC, но в случае возникновения каких-либо проблем (система может не загрузиться) установить значение по умолчанию UC. Может принимать значения:

UC - uncached - не кэшируется;

USWC - uncached, speculative write combining- не кэшировать, режим объединенной записи.

Graphics Aperture Size (размер графической апертуры для AGP) - в этом параметре указывается максимальный размер области памяти для использования видеокартой с интерфейсом AGP. Значение по умолчанию, устанавливаемое по включению питания или сбросу, 4 MB. После инициализации BIOS принимает значение, выбранное производителем материнской платы (как правило, 64 MB). Разрешенный ряд значений графической апертуры 4 MB, 8 MB, 16 MB, 32 MB, 64 MB, 128 MB и 256 MB. 

PCI 2.1 Support  (поддержка спецификации шины PCI 2.1) - при разрешении этого параметра поддерживаются возможности спецификации 2.1 шины PCI. Спецификация 2.1 имеет два основных отличия от 2.0 - максимальная тактовая частота шины увеличена до 66 MHz и вводится механизм моста PCI - PCI, позволяющий снять ограничение спецификации 2.0, согласно которой допускается установка не более 4 устройств на шине. Запрещать этот параметр имеет смысл только при возникновении проблем после установки PCI платы (как правило, они возникают только с достаточно старыми платами). Может принимать значения:

Enabled  - разрешено;

Disabled – запрещено.

8 Bit I/O Recovery Time (время восстановления для 8- разрядных устройств). Параметр измеряется в тактах процессора, и определяет, какую задержку система будет устанавливать после выдачи запроса на чтение/запись устройства (или, как принято у Intel - порта) ввода/вывода. Эта задержка необходима, так как цикл чтения/записи для устройств ввода/вывода существенно дольше, чем для памяти. Кроме этого 8- разрядные устройства ввода/вывода сами по себе, как правило, медленнее 16- разрядных устройств ввода/вывода. Значение этого параметра по умолчанию 1 и его следует увеличивать только в случае установки в компьютер какого-либо медленного 8-ми разрядного устройства. Может принимать значения от 1 до 8 тактов.

16 Bit  I/O Recovery Time (время восстановления для 16- разрядных устройств). Параметр измеряется в тактах процессора, и определяет, какую задержку система будет устанавливать после выдачи запроса на чтение/запись устройства (или, как принято у Intel, - порта) ввода/вывода. Эта задержка необходима, так как цикл чтения/записи для устройств ввода/вывода существенно дольше, чем для памяти. Значение этого параметра по умолчанию 1 и его следует увеличивать только в случае установки в компьютер какого-либо медленного 16-ти разрядного устройства. Может принимать значения от 1 до 4 тактов.

Memory Hole At 15M-16M ("дырка" в памяти внутри 15-го мегабайта памяти). Разрешение этого параметра позволяет обращаться к устройствам ввода/вывода как к памяти и за счет этого увеличить скорость доступа к таким устройствам. Для функционирования этого механизма необходимо исключить для всех обычных программ возможность использования определенной области памяти (15-ый мегабайт), что и делает BIOS при разрешении этого параметра. Разрешать этот параметр следует в том случае, если это требуется в документации на установленную в данном компьютере плату. Может принимать значения:

Enabled - разрешено.

Disabled – запрещено.

Peer Concurrency (параллельная работа). Этот параметр разрешает или запрещает одновременную работу нескольких устройств на шине PCI. Может принимать значения:

Enabled - разрешено.

Disabled – запрещено.

Chipset Special Features (специальные возможности chipset). Данный параметр разрешает/запрещает все новые функции, появившиеся в наборах HX, VX или TX по сравнению с FX. Может принимать значения:

Enabled - разрешено.

Disabled – запрещено.

Passive Release (пассивное разделение). Этот параметр включает/выключает механизм параллельной работы шин ISA и PCI. Если этот параметр разрешен, то доступ процессора к шине PCI позволен во время пассивного разделения. Необходимость запрещения данного параметра может возникнуть при использовании плат ISA, активно использующих каналы DMA. Может принимать значения:

Enabled - разрешено.

Disabled – запрещено.

PCI Delayed Transaction (задержанная транзакция на PCI). Присутствие этого параметра означает, что на материнской плате есть встроенный 32-битный буфер для поддержки удлиненного цикла обмена на PCI. Если этот параметр разрешен, то доступ к шине PCI разрешен во время доступа к         8-разрядным устройствам на шине ISA. Это существенно увеличивает производительность, так как цикл такого обращения на ISA занимает 50-60 тактов шины PCI. При установке в компьютер платы, не поддерживающей спецификации PCI 2.1, этот параметр следует запретить. Может принимать значения:

Enabled  - разрешено.

Disabled – запрещено.

Parallel Port Mode (ECP+EPP) (режим работы параллельного порта) - параметр позволяет задать режимы работы параллельного порта в соответствии со стандартом IEEE 1284. Следует учитывать, что скорость обмена для некоторых устройств может быть существенно увеличена при правильной установке режима работы порта принтера, например, для внешних устройств хранения информации типа Iomega ZIP Drive LPT. Может принимать значения:

Normal - обычный интерфейс принтера, также называется SPP.

ECP - порт с расширенными возможностями.

EPP - расширенный принтерный порт.

ECP + EPP- можно использовать оба режима.

Parallel Port Mode (режим работы параллельного порта) - параметр аналогичен Parallel Port Mode (ECP+EPP), но с некоторыми расширениями. Дело в том, что существуют устройства, выполненные с отклонениями от стандарта IEEE 1284, например, некоторые платы от фирмы Xircom. Для совместимости с такими платами в некоторых BIOS существуют параметры установки версии варианта ECP+EPP порта. Какую версию выбрать - необходимо "выловить" из документации на подключаемое устройство или проверить экспериментально. Может принимать значения:

SPP - обычный интерфейс принтера, также называется SPP.

ECP - порт с расширенными возможностями.

EPP - расширенный принтерный порт.

EPP 1.9 - версия 1.9 исполнения интерфейса.

EPP 1.7 - версия 1.7 исполнения интерфейса.

ECP DMA Select (выбор канала DMA для режима ECP) - параметр появляется только при разрешении режима ECP или ECP+EPP в Parallel Port Mode (ECP+EPP). Для нормальной поддержки режима ECP требуется задействовать канал DMA, который выбирается из каналов 1 или 3. Может принимать значения:

1 - канал 1.

3 - канал 3.

Disabled - запрещено использовать DMA.

Onboard PCI IDE Enable (разрешение работы интегрированного контроллера IDE) - Этот параметр управляет разрешением/запрещением работы каждого из двух каналов контроллера IDE, установленного на материнской плате. Может принимать значения:

Primary - разрешена работа только первого канала.

Secondary - разрешена работа только второго канала.

Both - разрешена работа обеих каналов.

Disable - запрещена работа обеих каналов.

Onboard FDC Controller (разрешение работы контроллера накопителя на гибких дисках). Этот параметр управляет разрешением/запрещением работы контроллера накопителя на гибких дисках, установленного на материнской плате. Может принимать значения:

Enable - контроль разрешен.

Disable - контроль запрещен.

Выбор режима работы каждого диска. Эти четыре параметра позволяют устанавливать режимы работы каждого диска индивидуально или разрешить BIOS автоматическую установку самого высокоскоростного режима для диска. Для каждого диска допустимые параметры одинаковы. Например, для IDE 0 Master Mode допустимые значения: 0, 1, 2, 3, 4 и AUTO. Параметр UDMA может иметь значение Auto или Disable.



загрузка...