Соединение процессоров, памяти и устройств ввода-вывода

Одной из причин трудности разработки шины является то, что максимальная скорость шины во многом ограничена физическими факторами: длиной шины и количеством устройств. Эти физические ограничения не дают запустить шину с произвольной скоростью. Кроме того, разработка шин усложняется необходимостью поддержки широкого спектра устройств с сильно отличающейся латентностью и пропускной способностью.

Из-за трудностей запуска передачи данных на высокой скорости по множеству параллельных проводников, вызванных расфазировкой и отражением сигналов, промышленность перешла от параллельных общих шин к высокоскоростным последовательным двухточечным соединениям с коммутаторами. Очевидно, что эта терминология может сбить с толку. Чтобы избежать этою, мы попробуем использовать понятия ввод и вывод, всегда определяемые с позиции процессора: операция ввода осуществляет ввод данных из устройства в память, где процессор может их прочитать, а операция вывода занимается выводом данных в устройство из памяти, куда процессор их записывает.

Соединения ввода-вывода служат в качестве способа расширения машины и подключения новых периферийных устройств. Для облегчения этих соединений компьютерная промышленность разработала несколько стандартов. Эти стандарты служат в качестве технических характеристик дня производителей компьютеров, а также для производителей периферийных устройств. Стандарт гарантирует разработчику компьютера, что периферийные устройства будут доступны новой машине а создателю периферийных устройств - что пользователи смогут подключить свое новое оборудование. В табл. 6.6 приведена сводка основных характеристик пяти популярных стандартов ввода-вывода: Firewire, USB. PCI Express (PCIe), Serial ATA (SATA) и Serial Attached SCSI (SAS). Они используются для подключения различных устройств, от клавиатуры до цифровых камер и дисков, к настольному компьютеру. Хотите, чтобы ваш питомец был самым красивым? Стрижка кошек на дому недорого Москва будет отличным вариантом.

Традиционные шины являются синхронными. Это означает, что шина имеет в цепях управления тактовый генератор и использует дня связи фиксированный протокол, зависящий от тактовых импульсов. Например, для осуществления чтения из памяти может использоваться протокол, согласно которому в течение первого тактового цикла передается адрес и команда чтения и используются линии управления для обозначения типа запроса. Затем в течение пятого тактового цикла от памяти может быть запрошен ответ в виде слова данных. Протокол такого типа может быть легко реализован в виде небольшого конечного автомата. Поскольку протокол уже предопределен и привлекает лишь небольшое количество логических операций, шина может работать на высокой скорости, а логический блок интерфейса — иметь небольшие размеры. Но у синхронных шин имеются два основных недостатка.