Какая шина материнской платы в пк используется для подключения цп к озу и другим компонентам

Обновлено: 04.07.2024

Общее число интерфейсов USB (от 2 до 16.) Число разъемов USB, имеющихся на материнской плате.

В настоящее время огромное число устройств можно подключить к компьютеру по шине USB. Чем больше разъемов установлено на плате, тем больше USB-устройств можно подключить к компьютеру. Сейчас USB – это самый популярный интерфейс для подключения периферийных устройств, например, внешних модемов, принтеров, внешних накопителей, TV-тюнеров и т.д., поэтому разъемы USB никогда не будут лишними.

Основной разъем питания. Тип основного разъема питания, установленного на материнской плате.

Разъем питания используется для подключения блока питания к материнской плате. Чтобы правильно подобрать блок питания, нужно учитывать тип разъема, установленного на материнской плате.

На новых платах обычно устанавливается разъем «24-pin», в старых моделях можно встретить разъем «20-pin».

У многих блоков питания с разъемом «24-pin» дополнительные четыре штырька «отстегиваются» от основной колодки, что позволяет подключать их в материнскую плату с 20-штыревым разъемом.

Поддерживаемые процессоры. Список процессоров, которые поддерживает материнская плата.

Для большинства элементов компьютера (в том числе и для материнской платы) срок службы до их морального старения составляет 3-4 года. Выбирая материнскую плату, обратите внимание на список поддерживаемых процессоров: сегодняшние новинки на рынке через год или два станут общедоступными, и вы сможете установить их на свой компьютер.

Поддержка ECC. Поддержка материнской платой модулей памяти с ECC.

ECC (Error Correction Code) – метод проверки целостности данных, который позволяет, не прерывая доступа к памяти, обнаруживать и устранять некоторые ошибки, возникающие в процессе передачи данных. В простых персональных компьютерах память с ECC обычно не используется.

Модули памяти с ECC используются в серверах и мощных рабочих станциях, где требуется максимально стабильная работа системы. К недостаткам памяти с ECC можно отнести пониженное быстродействие и высокую цену.

Поддержка технологии Intel® Hyper-Threading . Поддержка материнской платой технологии Hyper-Threading (HT - гиперточность).

Современные операционные системы и приложения «видят» один процессор, поддерживающий технологию Hyper-Threading, как два виртуальных процессора. В многоядерных процессорах с технологией НТ каждое ядро используется ОС, как два виртуальных. Процессор или каждое ядро процессора могут одновременно исполнять два потока задач, использовать ресурсы, которые в ином случае оставались бы невостребованными, и выполнить больше работы за то же самое время. Технология Hyper-Threading во многих случаях, например, при обработке аудио и видео, повышает производительность системы.

Впервые технология Hyper-Threading была использована в процессорах Intel Pentium Xeon, Pentium 4, Pentium 4 EE (в логотипе процессоров с технологией Hyper-Threading присутствуют буквы «HT»).

Поддержка SLI/CrossFire. Поддержка параллельной работы двух видеокарт (режим SLI/CrossFire) на материнской плате.

Технологии SLI от NVIDIA и CrossFire от AMD позволяют объединить вычислительную мощность двух карт, установленных на одной материнской плате. Обычно такое построение видеосистемы используют любители 3-мерных игр, для которых недостаточно мощности одной видеокарты.

Для реализации технологий SLI/CrossFire необходимо два слота PCI-Eх 16.

Поддержка многоядерных процессоров. Поддержка процессоров с несколькими ядрами. Двухядерный процессор по сути представляет собой два процессора, упакованных в одном корпусе. Примеры двухядерных процессоров: Intel Pentium D (некоторые модели), Intel Pentium EE (некоторые модели), AMD Athlon ll X2. Современные процессоры имеют до 16+ ядер. Использование многоядерных процессоров позволяет распределить поток задач между ядрами, что значительно повышает производительность системы для многозадачных сред.

Производительность процессора. Производительность процессора, поддерживаемого материнской платой.

Выбор материнской платы обычно начинают с выбора производителя процессора: как правило, материнская плата поддерживает несколько моделей процессоров одного производителя, и с течением времени вы можете заменить свой процессор на более мощный. На сегодняшний день основными производителями (и конкурентами) процессоров для компьютера являются Intel и AMD.

Чипсет (Chipset) – это набор микросхем, которые являются связующим звеном между всеми компонентами материнской платы. Чипсет определяет все основные характеристики материнской платы: тип поддерживаемых процессоров, тип памяти, стандарт шины для карт расширения и т. д.

Обычно чипсет состоит из двух «мостов»: северного и южного. Северный мост содержит контроллер памяти, шину AGP, PCI-E и обеспечивает взаимодействие с процессором, южный отвечает за периферию: платы PCI, USB, жесткие диски, звук и сеть.

Основные производители чипсетов: Intel, NVIDIA, AMD, SiS, VIA, Uli, ServerWorks (Broadcom).

Основные компоненты и параметры материнской платы ПК. Часть 2

Разъем D-Sub на задней панели. Наличие разъема D-Sub на материнской плате.

D-Sub (его иногда называют mini D-Sub, полное название HD D-Sub 15 pin) – стандартный разъем интерфейса VGA, который используется для передачи аналогового видеосигнала на монитор.

Большинство материнских плат с интегрированной графикjq оснащается разъемом D-Sub. В новых моделях можно встретить сразу два разъема: DVI и VGA. Это дает возможность подключить к встроенному графическому адаптеру сразу два монитора.

Разъем DVI-D на задней панели. Наличие DVI-выхода на материнской плате.

Интерфейс DVI (Digital Visual Interface) используется для передачи видеосигнала в цифровом виде. DVI оснащены многие современные ЖК-мониторы, ЖК-телевизоры, плазменные панели. Поскольку передача видеосигнала происходит в цифровом виде, изображение передается без всяких искажений и помех.

Разъем HDMI на задней панели. Наличие на материнской плате разъема HDMI.

Интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface) используется для передачи цифрового видеосигнала и многоканального аудио в цифровом виде. В этом интерфейсе предусмотрена поддержка защиты от нелегального копирования HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection).

HDMI был создан специально для нового стандарта цифрового телевидения высокой четкости – HDTV. Этим интерфейсом сейчас оснащаются практически все модели телевизоров, которые поддерживают новый стандарт цифрового телевидения.

Интерфейс HDMI совместим с DVI (см. «Разъем DVI»). С помощью специального переходника HDMI можно соединить с DVI и использовать его для передачи цифрового сигнала. Нужно отметить, что при таком соединении передается только видеосигнал, для передачи аудио нужно использовать дополнительный кабель. Для передачи изображения от источника защищенного видеоконтента потребуется DVI-интерфейс с поддержкой HDCP.

Режим работы IDE RAID. Режим работы IDE RAID, которые поддерживает контроллер.

RAID (Redundant Array of Independent Disks, или матрица независимых дисковых накопителей с избыточностью) – технология, которая позволяет объединить несколько независимых дисковых накопителей в один массив. Основной целью использования RAID-массивов является повышение доступности и защищенности данных.

RAID JBOD (Just A Bunch of Disks, набор дисков) – в этом режиме RAID-контроллер объединяет диски в один массив. Повышения скорости работы не происходит.

RAID 0 – в этом режиме из нескольких дисков формируется один массив. При доступе к этому массиву обращение к дискам происходит параллельно, благодаря чему скорость работы повышается. Но если на любом из жестких дисков происходит сбой, то данные теряются.

RAID 1 . В системах RAID 1 на двух жестких дисках хранятся идентичные данные (100% избыточность). При неисправности одного жесткого диска все данные остаются доступными на другом без какого-либо ущерба для функционирования или целостности данных. RAID 1 представляет собой простое и высокоэффективное решение для обеспечения защиты данных и непрерывности работы системы.

RAID 10 (RAID 01, или RAID 0+1). RAID 01 представляет собой комбинацию RAID 0 (производительность) и RAID 1 (защита данных). Для работы в этом режиме необходимо четыре диска. Диски попарно объединяются в массив по технологии RAID 0. При этом получается выигрыш в производительности. Один из полученных массивов дублируется во втором по технологии RAID 1.

RAID 5. В этом режиме все данные разбиваются на блоки и для каждого блока формируется блок «честности», по которому можно восстановить утерянные данные. Блоки с данными и блоки «честности» записываются вперемешку на все диски. При выходе из строя одного из накопителей все данные сохраняются.

Режим работы S-ATA RAID. Режимы работы S-ATA RAID, которые поддерживает контроллер. Подробнее о режимах RAID можно прочитать в пункте Режим работы IDE RAID.

Режим работы SAS RAID. Режимы работы SAS RAID, которые поддерживает контроллер. Подробнее о режимах RAID можно прочитать в пункте Режим работы IDE RAID.

Режим работы SCSI RAID. Режимы работы SCSI RAID, которые поддерживает контроллер. Подробнее о режимах RAID можно прочитать в пункте Режим работы IDE RAID.

Слот AGP (устаревший). Наличие на материнской плате слота AGP. AGP (Accelerated Graphics Port) – формат шины, разработанный на базе шины PCI специально для подключения видеоадаптеров. До недавнего времени AGP был практически единственным способом подключения видеокарт, но новый формат PCI-E постепенно вытеснил AGP. Последние модели материнских плат с AGPподдерживали AGP 8X, который обеспечивал скорость передачи данных до 2,1 Гбайт/с.

Что такое топология шины памяти материнской платы и почему это важно при разгоне оперативки

При разгоне памяти имеет значение каждый нюанс, даже тонкости разводки конкретной материнской платы. Что же такое I-топология, T-топология и Daisy Chain? Давайте разберемся, какие бывают, как влияют длина канала и качество согласования волнового сопротивления линии связи. Рассмотрим, какую конфигурацию ОЗУ лучше выбрать в конкретных условиях.

Виды топологий материнских плат

Топологией называют схему соединения между собой функциональных узлов с помощью каналов связи. Применительно к компьютерной технике, существуют два вида соединения центрального процессора с оперативной памятью — в виде буквы «T» и Daisy Chain.


T-топология обеспечивает равноценные условия обмена информацией центрального процессора с каждой парой модулей ОЗУ. Поскольку они соединены параллельно, такая схема лучше оптимизирована для работы с четырьмя планками. С двумя модулями оперативки результат разгона будет хуже.

Большинство пользователей использует именно две планки памяти, поэтому схема не получила большого распространения. Она используется в премиальных материнских платах, где важен большой объем ОЗУ — например, ASRock X570 Extreme4.

Daisy Chain (переводится как «цепочка гирлянд») означает последовательное соединение модулей. Схема лучше подходит для двух планок памяти. При этом они обязательно должны быть установлены в «первые» слоты A2 и B2, то есть в ближайшие к процессору каналы связи. Если подключить все четыре модуля, задействовав неприоритетные слоты А1 и В1, частотные показатели ухудшатся. Топология очень популярна и используется в большинстве материнских плат.


Читать пример разгона процессора AMD Ryzen 9 3900X на материнской плате GIGABYTE X570 AORUS PRO с топологией Daisy Chain

Частный случай Daisy Chain, когда отсутствуют два дополнительных слота (не из-за экономии, а для достижения максимальных частот) называется I-топологией.


Эта схема подразумевает максимально возможный разгон оперативной памяти. Из-за отсутствия «хвостов» в виде неприоритетных слотов, обеспечивается наилучшее согласование канала связи процессора с двумя модулями ОЗУ. Пример такой материнской платы — ASUS ROG Strix X570-I Gaming.

Нужно понимать, что в бюджетных платах наличие всего двух слотов обусловлено экономией при производстве. Эта двухслотовость не имеет ничего общего с геймерскими решениями, предназначенными для экстремального разгона.

Как влияет длина канала связи

Как известно, скорость распространения электрического сигнала в проводнике равна скорости света. Давайте условно примем длину дорожки печатной платы, которая идет от процессора до оперативной памяти и обратно, равной 10 сантиметрам. Таким образом, время преодоления этого участка сигналом составляет 0,33 наносекунды. Это время затрачивается лишь на преодоление длины проводника, без учета времени на внутренние процессы. То есть, оперативная память минимум через 0,16 наносекунд получит сигнал, переданный процессором. И еще через 0,16 наносекунд ЦП получит ответ от ОЗУ.

Задержка накладывает ограничение на максимальное количество тактов в единицу времени при работе связки оперативная память — процессор. Нетрудно пересчитать ее в частоту, которая в данном случае составит 3 ГГц (а эффективная частота памяти, то есть, с удвоенным количеством передаваемых данных за такт — 6 ГГц).

Таким образом, чем длиннее канал связи, тем меньше максимальная частота ОЗУ. При T-топологии расстояние дорожек от ЦП до памяти одинаковое, но общая длина каналов больше, чем у Daisy Chain.


Как влияет согласование канала связи

Частота работы оперативной памяти соответствует радиочастотному диапазону: сигнал обмена процессора и ОЗУ, по сути, является радиосигналом. Поэтому условия переноса этого сигнала в проводнике полностью подчиняются законам распространения радиоволн.

Для надежной передачи радиосигнала, без потерь и переотражений от неоднородностей тракта передачи данных, необходимо, чтобы волновое сопротивление источника сигнала (процессора) и канала связи и нагрузки (оперативной памяти) были равны. В случае несоответствия волновых сопротивлений на каком-либо участке, возникает неоднородность. Радиосигнал частично проходит дальше к потребителю и частично отражается обратно — в сторону источника. Происходит наложение на последующий сигнал, что приводит к искажениям и возникновению ошибок при обработке оперативной памятью.

Очевидно, что при неискаженном сигнале разогнанная оперативная память работает на своих максимальных устойчивых значениях частот. При появлении искажений из-за несогласования волновых сопротивлений, происходит снижение стабильной рабочей частоты. Это случается, если не соблюдать рекомендации производителя — например, использовать только два модуля ОЗУ в материнской плате с Т-топологией.

Что такое ранг оперативной памяти и почему он важен

Рангом называется блок данных, состоящий из микросхем памяти, расположенных на модуле. Ранг не имеет ничего общего с физическим расположением микросхем на одной или обеих сторонах модуля.


Например, один ранг памяти можно набрать восемью микросхемами, имеющими ширину шины 8 бит, или шестнадцатью микросхемами, имеющими ширину 4 бита (см. рисунок). Общий объем памяти одного ранга равен сумме объемов памяти каждой микросхемы, входящей в этот ранг.

Двухранговая память состоит из двух одноранговых комплектов микросхем. На одном физическом модуле размещаются два полноценных логических узла, которые используют один канал связи на двоих. При работе они поочередно подключаются к этому каналу, что накладывает ограничение на разгон — контроллеру памяти труднее работать с двумя модулями, чем с одним.


Читать сравнение сравнение однорангового и двухрангового модулей ОЗУ

Как определить топологию

Большинство производителей предпочитают не указывать, какая топология шины памяти применяется в их материнских платах. Как же узнать схему соединения для конкретной модели? Самый простой вариант — отыскать в руководстве по эксплуатации информацию о том, с каким количеством модулей ОЗУ обеспечивается максимальная частота. Если с четырьмя, то применяется T-топология, а если с двумя — однозначно Daisy Chain. Когда производитель рекомендует устанавливать пару модулей в приоритетные слоты, то это тоже означает, что применена «гирлянда», или последовательное соединение модулей.


Для AMD энтузиасты создали специальную таблицу. Достаточно забить в поиске название материнской платы и посмотреть столбец «Memory Topology».

Рекомендации по конфигурациям ОЗУ

Материнские платы с T-топологией шины памяти оптимизированы для четырех одноранговых модулей памяти и обеспечивают с ними наилучший разгон. Несколько хуже будет с двумя одноранговыми модулями. Еще хуже — при наличии двух двухранговых плашек. И совсем плохой результат достигается с четырьмя двухранговыми модулями.

Топология Daisy Chain лучше всего подходит для двух одноранговых модулей памяти — это самый распространенный вариант при сборке ПК. Чуть хуже будет с двумя двухранговыми модулями. Еще хуже— с четырьмя одноранговыми плашками. И совсем плохая ситуация в случае с четырьмя двухранговыми модулями.


Если говорить о цифрах, то память на Daisy Chain топологии гонится лучше, чем на Т-топологии. Так, инженер компании MSI в лекции «В чем ключ к разгону памяти?» приводит конкретные примеры для контроллера IMC процессоров Intel 9-го поколения. При T-топологии компании удалось добиться максимальной частоты 4400 МГц при работе с четырьмя и 4133 МГц — с двумя модулями. Для Daisy Chain предел достигнут при 4600 МГЦ у двух планок, но за это пришлось заплатить нестабильной работой четырех — всего 4000 МГц.

Современные платы для энтузиастов поддерживают память частотой вплоть до 5400–5600 МГц.

На практике, топология платы имеет значение лишь когда мы говорим о работе памяти на частотах свыше 3600–3800 МГц. При меньших значениях ее влияние ничтожно и обращать на это внимание не стоит.

Шиной (Bus) называется вся совокупность линий (проводников на материнской плате), по которым обмениваются информацией компоненты и устройства ПК. Шины предназначены для обмена информацией между двумя и более устройствами. Шина, связывающая только два устройства, называется портом. На рис. 1 дана структура шины.

Шина имеет места для подключения внешних устройств – слоты, которые в результате становятся частью шины и могут обмениваться информацией со всеми другими подключенными к ней устройствами.

схема шины персонального компьютера cpu контроллеры памяти и контроллеры шины

Рис. 1. Структура шины

Шины в ПК различаются по своему функциональному назначению:

  • системная шина (или шина CPU) используется микросхемами Cipset для пересылки информации к CPU и обратно (см. также рис. 1);
  • шина кэш-памяти предназначена для обмена информацией между CPU и кэш-памятью (см. также рис. 1);
  • шина памяти используется для обмена информацией между оперативной памятью RAM и CPU;
  • шины ввода/вывода информации подразделяются на стандартные и локальные.

Локальная шина ввода/вывода – это скоростная шина, предназначенная для обмена информацией между быстродействующими периферийными устройствами (видеоадаптерами, сетевыми картами, картами сканера и др.) и системной шиной под управлением CPU. В настоящее время в качестве локальной шины используется шина PCI. Для ускорения ввода/вывода видеоданных и повышения производительности ПК при обработке трехмерных изображений корпорацией Intel была разработана шина AGP (Accelerated Graphics Port).

Стандартная шина ввода/вывода используется для подключения к перечисленным выше шинам более медленных устройств (например, мыши, клавиатуры, модемов, старых звуковых карт). До недавнего времени в качестве этой шины использовалась шина стандарта ISA. В настоящее время – шина USB.

Шина имеет собственную архитектуру, позволяющую реализовывать важнейшие ее свойства – возможность параллельного подключения практически неограниченного числа внешних устройств и обеспечение обмена информацией между ними. Архитектура любой шины имеет следующие компоненты:

  • линии для обмена данными (шина данных);
  • линии для адресации данных (шина адреса);
  • линии управления данными (шина управления);
  • контролер шины.

Контроллер шины осуществляет управление процессором обмена данными и служебными сигналами и обычно выполняется в виде отдельной микросхемы либо в виде совместимого набора микросхем – Chipset.

Шина данных обеспечивает обмен данными между CPU, картами расширения, установленными в слоты, и памятью RAM. Чем выше разрядность шины, тем больше данных может быть передано за один такт и тем выше производительность ПК. Компьютеры с процессором 80286 имеют 16-разрядную шину данных, с CPU 80386 и 80486 – 32-разрядную, а компьютеры с CPU семейства Pentium – 64-разрядную шину данных.

Шина адреса служит для указания адреса к какому-либо устройству ПК, с которым CPU производит обмен данными. Каждый компонент ПК, каждый регистр ввода/вывода и ячейка RAM имеют свой адрес и входят в общее адресное пространство ПК. По шине адреса передается идентификационный код (адрес) отправителя и (или) получателя данных.

Для ускорения обмена данными используется устройство промежуточного хранения данных – оперативная память – RAM. При этом решающую роль играет объем данных, которые могут временно храниться в ней. Объем зависит от разрядности адресной шины (числа линий) и тем самым от максимально возможного числа адресов, генерируемых процессором на адресной шине, т.е. от количества ячеек RAM, которым может быть присвоен адрес. Количество ячеек RAM не должно превышать 2 n , где n – разрядность адресной шины. В противном случае часть ячеек не будет использоваться, поскольку процессор не сможет адресоваться к ним.

В двоичной системе счисления максимально адресуемый объем памяти равен 2 n , где n – число линий шины адреса.

Процессор 8088, например, имел 20 адресных линий и мог, таким образом, адресовать память объемом 1 Мбайт (2 20 =1 048 576 байт=1024 Кбайт). В ПК с процессором 80286 разрядность адресной шины была увеличена до 24 бит, а процессоры 80486, Pentium, Pentium MMX и Pentium II имеют уже 32-разрядную шину адреса, с помощью которой можно адресовать 4 Гбайт памяти.

Шина управления передает ряд служебных сигналов: записи/считывания, готовности к приему/передаче данных, подтверждения приема данных, аппаратного прерывания, управления и других, чтобы обеспечить передачу данных.

Основные характеристики шины

Разрядность шины определяется числом параллельных проводников, входящих в нее. Первая шина ISA для IBM PC была восьмиразрядной, т.е. по ней можно было одновременно передавать 8 бит. Системные шины современных ПК, например, Pentium IV – 64-разрядные.

Пропускная способность шины определяется количеством байт информации, передаваемых по шине за секунду.

При расчете пропускной способности, например шины AGP, следует учитывать режим ее работы: благодаря увеличению в два раза тактовой частоты видеопроцессора и изменению протокола передачи данных удалось повысить пропускную способность шины в два (режим 2 х ) или четыре (режим 4 х ) раза, что эквивалентно увеличению тактовой частоты шины в соответствующее число раз (до 133 и 266 МГц соответственно).

Внешние устройства к шинам подключается посредством интерфейса (Interface – сопряжение), представляющего собой совокупность различных характеристик какого-либо периферийного устройства ПК, определяющих организацию обмена информацией между ним и центральным процессором.

К числу таких характеристик относятся электрические и временные параметры, набор управляющих сигналов, протокол обмена данными и конструктивные особенности подключения. Обмен данными между компонентами ПК возможен, только если интерфейсы этих компоненты совместимы.

Стандарты шин ПК

Принцип IBM-совместимости подразумевает стандартизацию интерфейсов отдельных компонентов ПК, что, в свою очередь, определяет гибкость системы в целом, т.е. возможность по мере необходимости изменять конфигурацию системы и подключать различные периферийные устройства. В случае несовместимости интерфейсов используются контроллеры. Кроме того, гибкость и унификация системы достигаются за счет введения промежуточных стандартных интерфейсов, таких как интерфейсы необходимы для работы наиболее важных периферийных устройств ввода и вывода.

Системная шина предназначена для обмена информацией между CPU, памятью и другими устройствами, входящими в систему. К системным шинам относятся:

  • GTL, имеющая разрядность 64 бит, тактовую частоту 66, 100 и 133 МГц;
  • EV6, спецификация которой позволяет повысить ее тактовую частоту до 377 МГц.

Шины ввода/вывода совершенствуются в соответствии с развитием периферийных устройств ПК. В табл. 2 представлены характеристики некоторых шин ввода/вывода.

Шина ISA в течение многих лет считалась стандартом ПК, однако и до сих пор сохраняется в некоторых ПК наряду с современной шиной PCI. Корпорация Intel совместно с Microsoft разработала стратегию постепенного отказа от шины ISA. В начале планируется исключить ISA-разъемы на материнской плате, а впоследствии исключить слоты ISA и подключить дисководы, мыши, клавиатуры, сканеры к шине USB, а винчестеры, приводы CD-ROM – к шине IEEE 1394. Однако наличие огромного парка ПК с шиной ISA будет востребована еще на протяжении некоторого времени.

Шина EISA стала дальнейшим развитием шины ISA в направлении повышения производительности системы и совместимости ее компонентов. Шина не получила широкого распространения в связи с ее высокой стоимостью и пропускной способностью, уступающей пропускной способности появившейся на рынке шины VESA.

Таблица 2. Характеристики шин ввода/вывода

Шина VESA, или VLB, предназначена для связи CPU с быстрыми периферийными устройствами и представляет собой расширение шины ISA для обмена видеоданными.

Шина PCI была разработана фирмой Intel для процессора Pentium и представляет собой совершено новую шину. Основополагающим принципом, положенным в основу шины PCI, является применение так называемых мостов (Bridges), которые осуществляют связь между шиной PCI и другими типами шин. В шине PCI реализован принцип Bus Mastering, который подразумевает способность внешнего устройства при пересылке данных управлять шиной (без участия CPU). Во время передачи информации устройство, поддерживающее Bus Mastering, захватывает шину и становится главным. В этом случае центральный процессор освобождается для решения других задач, пока происходит передача данных. В современных

материнских платах тактовая частота шины PCI задается как половина тактовой частоты системной шины, т.е. при тактовой частоте системной шины 66 МГц шина PCI будет работать на частоте 33 МГц. В настоящее время шина PCI стала фактическим стандартом среди шин ввода/вывода.

Шина AGP – высокоскоростная локальная шина ввода/вывода, предназначенная исключительно для нужд видеосистемы. Она связывает видеоадаптер (3D-акселератор) с системой памятью ПК. Шина AGP была разработана на основе архитектуры шины PCI, поэтому она также является 32-разрядной. Однако при этом у нее есть дополнительные возможности увеличения пропускной способности, в частности, за счет использования более высоких тактовых частот.

Шина USB была разработана лидерами компьютерной и телекоммуникационной промышленности Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft для подключения периферийных устройств вне корпуса PC. Скорость обмена информацией по шине USB составляет 12 Мбит/с или 15 Мбайт/с. К компьютерам, оборудованным шиной USB, можно подключать такие периферийные устройства, как клавиатура, мышь, джойстик, принтер, не выключая питания. Все периферийные устройства должны быть оборудованы разъемами USB и подключаться к ПК через отдельный выносной блок, называемый USB-хабом, или концентратором, с помощью которого к ПК можно подключить до 127 периферийных устройств. Архитектура шины USB представлена на рис. 4.

Шина SCSI (Small Computer System Interface) обеспечивает скорость передачи данных до 320 Мбайт/с и предусматривает подключение к одному адаптеру до восьми устройств: винчестеры, приводы CD-ROM, сканеры, фото- и видеокамеры. Отличительной особенностью шины SCSI является то, что она представляет собой кабельный шлейф. С шинами PC (ISA или PCI) шина SCSI связана через хост-адаптер (Host Adapter). Каждое устройство, подключенное к шине SCSI, может инициировать обмен с другими устройством.

Шина IEEE 1394 – это стандарт высокоскоростной локальной последовательной шины, разработанный фирмами Apple и Texas Instruments. Шина IEEE 1394 предназначена для обмена цифровой информацией между

ПК и другими электронными устройствами, особенно для подключения жестких дисков и устройств обработки аудио- и видеоинформации, а также работы мультимедийных приложений. Она способна передавать данные со скоростью до 1600 Мбайт/с, работать одновременно с несколькими устройствами, передающими данные с разными скоростями, как и SCSI.

Подключить к компьютеру через интерфейс IEEE 1394 можно практически любые устройств, способные работать с SCSI. К ним относятся все виды накопителей на дисках, включая жесткие, оптические, CD-ROM, DVD, цифровые видеокамеры, устройства. Благодаря таким широким возможностям, эта шина стала наиболее перспективной для объединения компьютера с бытовой электроникой. В настоящее время уже выпускаются адаптеры IEEE 1394 для шины PCI.

Шины в ПК используются для передачи данных от ЦП к другим устройствам компьютера. Для согласования передачи данных к отдельным компонентам, которые работают на собственной частоте, используется чипсет – набор контроллеров, которые объединены в Северный и Южный мосты. Северный мост управляет обменом информацией с оперативной памятью и видеосистемой, Южный мост отвечает за функционирование других устройств, которые подключаются через соответствующие разъемы – жесткие диски, накопители, устройства, которые находятся на системной плате (встроенная аудиосистема, сетевое устройство и др.) и внешние устройства (относительно системной платы) – клавиатура, мышь и др.

Схема системной платы

Рисунок 1. Схема системной платы

Связь между всеми устройствами системной платы и устройствами, которые подключаются к ней, обеспечивается через шины и логические устройства, размещенные в микросхемах чипсета. Производительность ПК зависит от архитектуры этих элементов.

$ISA$ ($Industry \ Standard \ Architecture$). Архитектура промышленного стандарта $ISA$ была внедрена около $20$ лет назад. Эта архитектура позволила установить связь между всеми устройствами системного блока и сделала возможным выполнять простое подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты). Несмотря на низкую пропускную способность шины $ISA$, которая составляет до $5,5$ Мб/с, она еще используется в некоторых ПК для подключения «медленных» периферийных устройств, таких как звуковые карты и модемы.

$IESA$ ($Extended \ ISA$) является расширением стандарта $ISA$, который отличается увеличенным разъемом и большей производительностью (до $32$ Мб/с). Для современных системных плат стандарт $IESA$ считается устаревшим. Выпуск системных плат с разъемами $ISA/EISA$ и устройств, которые к ним подключаются, практически прекращен.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

$VLB$ ($VESA \ Local \ Bus$ – локальная шина стандарта $VESA$). Понятие «локальная шина» впервые появилось в конце $80$-х гг и связано с тем, что при внедрении ЦП III и IV поколений частоты основной шины, в качестве которой использовалась шина $ISA/EISA$, стало недостаточно для обмена между ЦП и оперативной памятью. Локальная шина, которая имела повышенную частоту, связала между собой ЦП и память в обход основной шины. Позже в эту шину встроили интерфейс для подключения видеоадаптера, требующий повышенной пропускной способности. Разработанный стандарт $VLB$, позволивший поднять тактовую частоту локальной шины до $50$ МГц, обеспечил пропускную способность до $130$ Мб/с.

Однако предельная частота локальной шины и ее пропускная способность зависят от количества устройств, которые к ней подключены. Например, при частоте $50$ МГц к шине можно подключить одно устройство; при частоте $40$ МГц – два; при частоте $33$ МГц – три устройства. Использование шины $VLB$ было вытеснено шиной $PCI$.

Интерфейс $PCI$ ($Peripheral \ Component \ Interconnect$ – стандарт подключения внешних компонентов) был введен еще во времена ЦП $486$ и первых версий Pentium. По сути это тот же интерфейс локальной шины, которая связывает ЦП с оперативной памятью с врезанными разъемами для подключения периферийных устройств. Для связи с основной шиной ПК, которой оставалась $ISA/EISA$, использовались мосты $PCI$ ($PCI \ Bridge$) – специальные интерфейсные преобразователи. В современных ПК функции моста $PCI$ выполняют микросхемы чипсета.

В данном интерфейсе частота шины составляет $33$ МГц и пропускная способность – $132$ Мб/с. Последние версии $PCI$ обеспечивают частоту до $66$ МГц и производительность $264$ М/с для $32$-разрядных и $528$ Мб/с для $64$-разрядных данных.

Важное нововведение, которое было реализовано этим стандартом, получило название режима $plug-and-play$, который впоследствии оформился в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства. Суть этого стандарта состоит в том, что после подключения периферийного устройства через разъем шины $PCI$ происходит обмен данными между устройством и системной платой, после чего устройство автоматически подключается.

Конфликты между устройствами за обладание одними и теми же ресурсами (номерами прерываний, адресами портов и каналами прямого доступа к памяти) вызывают массу проблем у пользователей при установке устройств, подключаемых к шине $ISA$. С появлением интерфейса $PCI$ и с оформлением стандарта $plug-and-play$ появилась возможность выполнять установку новых устройств с помощью автоматических программных средств — эти функции во многом были возложены на операционную систему.

В современных ПК шина $PCI$ используется только для подключения периферийных устройств.

$FSB$ ($Front \ Side \ Bus$) используется для связи ЦП и оперативной памяти и обеспечивает частоту $100–200$ МГц, которая является одним из основных параметров для потребителя. Современные типы памяти ($DDR \ SDRAM$, $RDRAM$) могут передавать несколько сигналов за $1$ такт шины $FSB$, вследствие чего повышается скорость обмена данными с оперативной памятью.

$AGP$ ($Advanced \ Graphic \ Port$ – усовершенствованный графический порт) разработан для удовлетворения требований видеоадаптеров. Частота $AGP$ соответствует частоте $PCI – 33$ МГц или $66$ МГц, но имеет более высокую пропускную способность за счет передачи нескольких сигналов за $1$ такт. Количество сигналов, которые передаются за $1$ такт, указан в виде множителя, например $АGP4X$ (скорость передачи до $1066$ Мб/с).

$PCMCIA$ ($Personal \ Computer \ Memory \ Card \ International \ Association$ – стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для ПК) обеспечивает интерфейс подключения плоских карт памяти небольших размеров и используется в портативных ПК.

$USB$ ($Universal \ Serial \ Bus$ – универсальная последовательная магистраль) определяет способ взаимодействия ПК с внешними устройствами и позволяет подключать до $256$ устройств с последовательным интерфейсом. Устройства могут подключаться цепочками (каждое последующее устройство подключается к предыдущему). Производительность шины $USB$ относительно невысокая, но вполне подходит для клавиатуры, мыши, модема, джойстика, принтера и т.п. Преимуществом использования шины $USB$: практически невозможность возникновения конфликтов между различными устройствами, возможность подключения и отключения устройства при включенном ПК и возможность объединения нескольких ПК в локальную сеть без использования специального оборудования и программного обеспечения.

Читайте также: