DMI (Direct Media Interface)

Direct Media Interface (DMI) — последовательная шина, разработанная Intel в 2004 году для подсоединения южного моста материнской платы к северному мосту. Также использовалась для подсоединения чипсета непосредственно к процессору.

Первая версия шины поддерживала скорость передачи данных – 10 Гбайт/с, вторая– 20 Гбайт/с.

Применялась также в мобильных устройствах, отличающихся невысоким энергопотреблением. Не отличается высокой производительностью, хотя была в лидерах до появления QPI и HyperTransport 3.0.

HyperTransport

HyperTransport (HT) — это универсальная двунаправленная последовательно/параллельная компьютерная шина типа точка-точка с высокой пропускной способностью и малыми задержками. Рабочая частота от 200 МГц до 3,2 ГГц. Ширина шины, от 2-х до 32 бит. 32-битная шина в двунаправленном режиме способна обеспечить пропускную способность до 51 200 Мбайт/с.

HP является разработкой AMD. Конкурент AMD - компания Intel - купила права на использование HyperTransport, так как некоторые технологии передачи в их собственных шинах могли идти вразрез с патентами конкурента.

HyperTransport может использоваться

• для связи процессора с северным мостом;
• для соединения ядер процессора между собой;
• в специализированном сетевом и телекоммуникационном оборудовании, а именно – применяется в качестве внутренней шины в маршрутизаторах и коммутаторах Cisco;
• для связи между микросхемами чипсета.

В отличии от многих технологий, разделяющих шину между устройствами в технологии HyperTransport каждое устройство получает свой собственный канал ввода-вывода.

По способу передачи данных HyperTransport является последовательной. Скорость передачи (как и у любой шины) зависит от ширины шины и частоты её функционирования. Максимальная частота определяется версией шины. Разрядность шины может быть 2, 4, 8, 16, или 32 бита в каждом направлении. При инициализации присоединенные устройства (получая свой канал ввода/вывода) автоматически распознают разрядность шины.

Hyper Transport использует технологию удвоенной скорости передачи данных (double data rate), передавая два бита информации за один такт и увеличивая, таким образом, скорость передачи данных.

HyperTransport может работать в двух режимах: Posted и Non—Posted. Режим Posted передает пакет данных требуемому устройству, обеспечивая максимальную скорость передачи данных. Режим Non—Posted подразумевает не только передачу данных устройству, но и получение подтверждения о успешной записи. Скорость работы при этом понижается, но исключает возникновение ошибок передачи. Режим Non—Posted используется преимущественно в серверных, научных, высокоточных машинах.

HyperTransport, кроме передачи самих данных, может использоваться для передачи прерывания, служебных, системных и конфигурационных сообщений. А также поддерживает энергосберегающие режимы.

На физическом уровне HyperTransport несовместима ни с одной из существующих шин. Для соединения HyperTransport с существующими шинами созданы специальные мосты, преобразующие сигналы. Таким образом, HyperTransport взаимодействовать с PCI-Express, AGP, PCI, PCI-X, IEEE-1394, USB 2.0, Gigabit Ethernet, и т.д.

QPI (Quick Path Interconnect)

Intel QuickPath Interconnect (QuickPath, QPI) — последовательная шина типа точка-точка для соединения процессоров между собой и с чипсетом, разработанная фирмой Intel. Шина QPI была разработана в 2008 году для замены шины FSB, а также - как ответ на разработку AMD шины HyperTransport.

Также подобно HyperTransport, QuickPath Interconnect создана на базе технологии (DDR) то есть может передавать данные по обоим фронтам импульса.

Каждое соединение шины QPI состоит из пары односторонних каналов, каждый из которых физически реализован как 20 дифференциальных пар проводов: 4 передаваемых бита используются для передачи служебной информации и исправления ошибок (ECC), а остальные 16 бит - для передачи данных. Данные передаются в виде пакетов.

Теоретическая суммарная пропускная способность одного соединения (в оба направления) составляет от 19,2 до 25,6 ГБайт/с, при этом один процессор может иметь несколько соединений.

Пропускная способность некоторых шин

Периферийные шины

На ранних этапах развития персональных компьютеров каждому внешнему подключаемому устройству предназначался свой разъем:

· LPT – принтер, сканнер

· COM – мышь, модем, джойстик

• PS/2 – клавиатура

Соответственно, каждому разъему требовался свой контроллер на материнской плате; и место для физического подключения, что было нерационально как с архитектурных позиций, так и по причинам физического подключения устройств.

Ситуация изменилась с появлением универсального интерфейса внешних устройств - Universal Serial Bus.

USB Universal Serial Bus

Универсальная шина USB разрабатывалась в 1995 году и появилась в 1996 году.

USB – последовательный интерфейс, реализованный на четырёхпроводном кабеле: два провода используются для приёма и передачи данных, два провода — для питания периферийного устройства.

В первой версии USB 1.0 существовал в двух вариантах:

• в низкоскоростном варианте скорость - 1.5 Мб/с, максимальная длина кабеля - 3 метра.
• в высокоскоростном варианте скорость -12 Мб/с, максимальная длина кабеля - 5 метров.

Интерфейс USB соединяет так называемое хост-устройство (host) и другое устройство.

Хост – это устройство, которое обладает полноценным портом USB и специальным программным обеспечением (в частности, драйверами),позволяющими осуществлять работу с подключаемыми USB-устройствами.

В качестве хоста выступает USB-контроллер, который, как правило, интегрирован в микросхему южного моста, но может быть реализован в отдельном корпусе.

К одному порту USB можно подключать несколько устройств; для этого используются специальные устройства-разветвители - хабы (hub, кабельный концентратор). Точки подключения называются портами хаба. Возможно соединение нескольких хабов. Таким образом, USB-шина имеет древовидную топологию, концентратор самого верхнего уровня называется корневым (root hub). Он встроен в USB-контроллер и подключен непосредственно к хосту.

В интерфейсе USB используется термин "функция" для подключаемых USB-устройств, выполняющих какую-либо специфическую функцию. Примерами функций являются USB- мыши, планшеты, световое перо, клавиатура, сканер, принтер, звуковые колонки и т.д.

Иначе говоря - USB функции - устройства, передающие или принимающие информацию по шине. Каждая функция при подключении предоставляет свою конфигурационную информацию (возможности устройства и требования к ресурсам). В начале работы функция должна быть сконфигурирована хостом: ей выделяется полоса в канале.

Классически функции представляют собой отдельные устройства с кабелем, подключаемым к порту хаба. Но физически в одном корпусе может быть несколько функций со встроенным хабом.

Кабели USB имеют физически разные наконечники:«к устройству» (Тип B) и «к хосту» (Тип A). Существуют USB-устройства без кабеля, они имеют встроенный в корпус наконечником «к хосту». А манипулятор «мышь» имеет неразъёмное встраивание кабеля в устройство.

Данные интерфейса USB передаются в виде пакетов.

Несомненными преимуществами USB перед существующими на тот момент интерфейсами внешних устройств было:

• Горячее подключение устройств, подразумевающее, что новое USB устройство может быть подключено к включенному компьютеру в любой момент времени, и это не нарушает работу системы (стоит принять во внимание, что данное утверждение не было справедливым для прочих существующих на тот момент устройств и интерфейсом);
• При обнаружении устройства компьютер автоматически опрашивает его для получения информации о его возможностях и требованиях;
• Драйвер подключенного USB устройства загружается автоматически при подключении; при отключении - драйвер автоматически выгружается;
• USB устройство не использует джемперов, не вызывает конфликтов прерываний;
• USB хабы позволяют подключать к одной шине большое количество устройств (до 127 устройств);
• низкая стоимость USB устройств.

Несмотря на весь предоставляемый USB функционал с 1996 по 1999 годы этот интерфейс не пользовался особой популярностью: выпускались ПК с портами USB, к которым нечего было подключать. Выпускавшиеся в эти же года USB манипуляторы типа мышь, клавиатура, джойстик проигрывали по качеству работы манипуляторам, работавшим по порту PS/2 и Game Port. Кроме того эти манипуляторы не работали в MS-DOS. (http://www.softelectro.ru/usb.html)

Популярность UBS интерфейс получил в 1999 году в связи с разработкой первого USB флеш-накопителя (объёмом 8Мб).

В 2000 году разрабатывается USB 2.0 обеспечивающий скорость соединения 480 Мбит/с и полную преемственность с устройствами USB 1.0.

USB 3.0 или USB Super Speed появился в 2008 году и принес следующие нововведения:

• Пять дополнительных контактов, четыре из которых обеспечивают дополнительные линии связи;
• Увеличение максимальной пропускной способности с 480 МБит/с до 5 Гбит/с; на практике реальная скорость составляет порядка ~3Гбит/cек;
• Увеличение максимального тока с 500 мА до 900 мА;
• Хаб USB 3.0 организует индивидуальный виртуальный канал до каждого устройства, а не транслирует все передаваемые данные всем подключенным к контроллеру устройствам, следовательно хаб USB 3.0 по сути свитчем (switch).

Недостаток USB 3.0 - снижение максимальной длины SuperSpeed кабеля до 3 метров.

В 2013 году вышел SuperSpeed USB 10Gbps (USB 3.1 Gen 2) со скоростью до 10 Гбит/с. На практике первая реализация USB 3.1 показала эффективную скорость передачи 7.2 Гбит/с.

FireWire

Практически одновременно с USB разрабатывался интерфейс внешних устройств FireWire, иное название - шина IEEE 1394 или i-Link.

FireWire был выпущен раньше, чем USB - в 1995 году. И уже на момент появления имел ряд преимуществ перед USB.

• Имел скорость на два порядка превосходящую USB -400 Мбит/сек против 12 Мбит/сек у USB. FireWire поддерживал различные скорости передачи данных — 100, 200 и 400 Мбит/с в стандарте IEEE 1394/1394a. В дальнейшем скорость была увеличена дополнительно 800 и 1600 Мбит/с в стандарте IEEE 1394b и 3200 Мбит/с в спецификации S3200.
• В силу специфики архитектуры меньше нагружал процессор компьютера

Помимо перечисленных качеств FireWire также характеризовался:

• Горячим подключением устройств без потери передаваемых данных.
• Гибкой топологией, которая автоматически создавалась при подключении новых устройств; при этом не требовалось централизованное управление: узлы равноправны и обращаются друг к другу напрямую.
• Допускалась одновременная передача информации на разных скоростях между разными устройствами.
• Передача данных в синхронном режиме и асинхронном.
• Было реализовано автоматическое конфигурирование устройств (аналогично Plug&Play для Windows).
• Поддерживалась открытая архитектура — отсутствие необходимости использования специального программного обеспечения.
• Позволял подключать до 63 устройств.
• Обеспечивал подачу электропитания на периферийное устройство (что позволяла маломощным устройствам обходиться без собственных блоков питания): до 1,5 А и напряжение от 8 до 40 вольт.

Механизм соединения был следующий:

• При отсоединении или подключении к шине нового оборудования происходит полный сброс шины
• По завершении сброса начинается построение нового логического дерева: каждое устройство определяет, что к нему подсоединено; выстраивается обновленная иерархия шины
• Все устройства делятся по отношению к друг другу на родительские и дочерние; одно из них выбирается основным («корневым»).
• Корневое устройство до следующего сброса шины играет роль арбитра.

Процесс выстраивания дерева занимал десятые доли секунды.

Шину IEEE 1394 предполагалось использовать для:

• создания компьютерной сети: сетевая технология Ethernet до 1995 года обеспечивала скорость до 10 Мбит/сек, после 1995 года Fast Ethernet позволил передавать на скорости 100 Мбит/сек; сети исходно обеспечивали до 400 Мбит/сек, проигрывая только в размере сети (длина кабеля имела ограничения в 4,5 метра);
• подключения аудио- и видео­устройств: одним из основных применений была высокоскоростная передача с видеокамер;
• подключения принтеров и сканеров;
• подключения жёстких дисков, массивов RAID.

Примерно в 1998 году содружество компаний (в том числе Microsoft), внедряли идею обязательного включения FireWire в любой выпускаемый компьютер. Существовали даже карты контроллеров с одним разъёмом, направленным вовнутрь корпуса.

Таким образом, FireWire позиционировался как универсальный внешний интерфейс, пригодный как для работы с мультимедиа, так и для работы с накопителями данных, и прочими периферийными устройствами. По своим возможностям FireWire мог заменить и PATA, и USB.

В 2008 году ассоциация IEEE 1394 анонсировала новый стандарт S3200, рассчитанный на скорость 3,2 Гбит/с c длиной кабеля до 100 м.

Но, хотя часть оборудования (особенно ноутбуки), выпускаемого до 2010 года, были оснащены портом FireWIre, данный интерфейс не получил всестороннего признания, и в настоящее время практически не используется. Одной из главных причин была лицензионная политика компании Apple, требующей выплат за каждый чип контроллера.

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: