Компютърни гуми същност, видове, предназначение

1. Вътрешни гуми

1.1.1 PCI Express 1.0

1.1.2 PCI Express 2.0

1.1.3 PCI Express 3.0

2.3.1 SATA версия 2.x

2.3.2 SATA версия 3.x

2.4.2 Нови функции на SAS 2.0

Списък на източниците на информация

Компютърна шина (от английската компютърна шина, двупосочен универсален превключвател - двупосочен универсален превключвател) - в компютърната архитектура подсистема, която прехвърля данни между функционалните блокове на компютъра. Обикновено автобусът се управлява от шофьор. За разлика от комуникациите от точка до точка, множество устройства могат да бъдат свързани към шина чрез един комплект проводници. Всяка шина определя свой собствен набор от конектори (връзки) за физическо свързване на устройства, карти и кабели.

Ранните компютърни шини бяха паралелни електрически шини с множество връзки, но сега терминът се използва за всеки физически механизъм, който осигурява същата логическа функционалност като паралелните компютърни шини.

Компютърната шина се използва за пренос на данни между отделни функционални блокове на компютъра и представлява набор от сигнални линии, които имат определени електрически характеристики и протоколи за пренос на информация. Шините могат да се различават по битова ширина, метод на предаване на сигнала (сериен или паралелен, синхронен или асинхронен), честотна лента, брой и видове поддържани устройства, протокол на работа, предназначение (вътрешно или интерфейсно).

1.1.1 PCI Express 1.0

PCI Express е компютърна шина, която използва софтуерния модел на PCI шината и високопроизводителен физически протокол, базиран на сериен трансфер на данни.

Серийната шина PCI Express, разработена от Intel и нейните партньори, е предназначена да замени паралелната PCI шина и нейния разширен и специализиран вариант AGP.

За свързване на PCI Express устройство се използва двупосочна серийна връзка от точка до точка, наречена лента; това е в рязък контраст с PCI, при който всички устройства са свързани към обща 32-битова паралелна двупосочна шина.

Връзката между две PCI Express устройства се нарича връзка и се състои от една (наречена 1x) или множество (2x, 4x, 8x, 12x, 16x и 32x) връзки с ленти. Всяко устройство трябва да поддържа 1x връзка.

На електрическо ниво всяка връзка използва диференциално предаване на сигнал с ниско напрежение (LVDS), информацията се получава и предава от всяко PCI Express устройство на отделни два проводника, като по този начин в най-простия случай устройството е свързано към PCI Express превключвателя само с четири проводника.

Използването на този подход има следните предимства:

PCI Express карта пасва и работи правилно във всеки слот със същата или по-висока честотна лента (например x1 карта ще работи в x4 и x16 слотове);
по-голям физически слот може да не използва всички ленти (например 16x слот може да бъде свързан към линиите за данни, съответстващи на 1x или 8x, и всичко това ще функционира нормално; необходимо е обаче да се свържат всички захранващи и заземителни линии, необходими за 16x слота).

И в двата случая шината PCI Express ще използва максималния брой ленти, налични както за картата, така и за слота. Това обаче не позволява на устройството да работи в слот, предназначен за карти с по-ниска честотна лента.PCI Express шини (например x4 карта няма да се побере физически в x1 слот, въпреки факта, че може да работи в x4 слот, използвайки само една лента).

PCI Express изпраща цялата контролна информация, включително прекъсванията, през същите линии, които се използват за пренос на данни. Серийният протокол никога не може да бъде блокиран, така че закъсненията на PCI Express шината са доста сравними с тези на PCI шината. Във всички високоскоростни серийни протоколи (напр. GigabitEthernet) информацията за времето трябва да бъде вградена в предавания сигнал. На физическо ниво PCI Express използва вече обичайния метод за кодиране 8B/10B (8 бита данни се заменят с 10 бита, предавани по канала, така че 20% от трафика е излишен), което ви позволява да увеличите устойчивостта на шум.

PCI шината работи на 33 или 66 MHz и осигурява 133 или 266 MB/s честотна лента, но тази честотна лента се споделя между всички PCI устройства. Честотата, на която работи шината PCI Express, е 2,5 GHz, което дава пропускателна способност от 2500 MHz / 10 * 8 = 250 * 8 Mbps = 250 Mbps за всяко устройство PCI Express x1 в една посока. Ако има няколко линии, за да се изчисли пропускателната способност, стойността от 250 Mb / s трябва да се умножи по броя на линиите и по 2, т.к. PCI Express е двупосочна шина (Таблица 1).

Таблица 1 Таблица с честотна лента на PCI.

В допълнение, шината PCI Express поддържа:

гореща смяна на карти;
гарантирана честотна лента (QoS);
контрол на целостта на предаваните данни.

1.1.2 PCI Express 2.0

Повишена честотна лента - Спецификацията PCI Express 2.0 определя максималната пропускателна способност на единиченлентови връзки като 5 Gbps. Направени са подобрения в протокола за трансфер между устройствата и софтуерния модел.
Динамичен контрол на скоростта - за контрол на скоростта на комуникацията.
Известие за честотна лента - за уведомяване на софтуер (операционна система, драйвери на устройства и т.н.) за промени в скоростта и ширината на шината.
Разширения на структурата на възможностите - Разширение на контролните регистри за по-добро управление на устройства, слотове и връзки.
Услуги за контрол на достъпа - Допълнителни възможности за управление на транзакции от точка до точка.

1.1.3 PCI Express 3.0

За потребителите основната разлика между PCI Express 2.0 и PCI Express 3.0 ще бъде значително увеличение на максималната честотна лента. PCI Express 2.0 има скорост на сигнализиране от 5 GT/s (гигатранзакции в секунда), тоест пропускателна способност от 500 MB/s за всяка лента. По този начин основният графичен слот PCI Express 2.0, който обикновено използва 16 ленти, осигурява до 8 GB/s двупосочна честотна лента.

На пръв поглед увеличаването на скоростта на сигнала от 5 GT/s на 8 GT/s не изглежда като удвояване. Стандартът PCI Express 2.0 обаче използва схема за кодиране 8B/10B.

PCI Express 3.0 преминава към много по-ефективна схема за кодиране 128B/130B, елиминирайки 20% излишък. Така че 8 GT/s вече не е "теоретична" скорост; това е действителната скорост, сравнима по производителност със скорост на сигнала от 10 GT/s, ако се използва принципът на кодиране 8b/10b.

Шината HyperTransport (HT) е двупосочна, серийно-паралелна компютърна шина с висока честотна лента, ниска латентност.

HyperTransport работи на честоти от 200MHz до 3,2 GHz (за PCI шината - 33 и 66 MHz). В допълнение, той използва DDR, което означава, че данните се изпращат както на нарастващия, така и на спадащия фронт на тактовия сигнал, което позволява до 5200 Mpps при тактова честота от 2,6 GHz; честотата на сигнала за синхронизация се регулира автоматично.

Пакетите HyperTransport се изпращат последователно през шината. Увеличаването на честотната лента означава увеличаване на ширината на шината. HyperTransport може да се използва за изпращане на системни съобщения, за изпращане на прекъсвания, за конфигуриране на устройства, свързани към шината, и за прехвърляне на данни.

Шината HyperTransport намери широко приложение като процесорна шина. Той има оригинална топология (фиг. 1), базирана на връзки, тунели, вериги и мостове, което позволява тази архитектура да бъде лесно мащабирана. HyperTransport е проектиран да опрости вътрешносистемните комуникации чрез замяна на съществуващия физически слой на предаване на съществуващи шини и мостове и да намали тесните места и забавянето. С всички тези предимства, HyperTransport се характеризира и с малък брой изходи (нисък брой щифтове) и ниска цена на изпълнение. HyperTransport поддържа автоматично откриване на ширината на шината, позволявайки ширина от 2 до 32 бита във всяка посока (Таблица 2), и също така позволява асиметрични потоци от данни към и от периферни устройства.