Зміст
Введення
1. Внутрішні шини
1.1 PCI express
1.1.1 PCI Express 1.0
1.1.2 PCI Express 2.0
1.1.3 PCI Express 3.0
1.2 HyperTransport
1.3 InfiniBand
2. Зовнішні шини
2.1 USB
2.1.1 USB 2.0
2.1.2 USB 3.0
2.2 IEEE 1394
2.3 SATA
2.3.1 SATA Revision 2.x
2.3.2 SATA Revision 3.x
2.3.3 eSATA
2.4 Serial Attached SCSI
2.4.1 SAS 2.0
2.4.2 Нові функції SAS 2.0
Висновок
Список інформаційних джерел
Введення
Комп'ютерна шина (від англ. computer bus, bidirectional universal switch - двонаправлений універсальний комутатор) - в архітектурі комп'ютера, підсистема, яка передає дані між функціональними блоками комп'ютера. Зазвичай шина вправляється драйвером. На відміну від зв'язку точка-точка, до шини можна підключити декілька пристроїв по одному набору провідників. Кожна шина визначає свій набір коннекторів (з'єднань) для фізичного підключення пристроїв, карт і кабелів.
Ранні комп'ютерні шини представляли собою паралельні електричні шини з декількома підключеннями, але зараз цей термін використовується для будь-яких фізичних механізмів, що надають таку ж логічну функціональність, як паралельні комп'ютерні шини.
Комп'ютерна шина служить для передачі даних між окремими функціональними блоками комп'ютера і являє собою сукупність сигнальних ліній, які мають певні електричні характеристики і протоколи передачі інформації. Шини можуть розрізнятися розрядністю, способом передачі сигналу (послідовні або паралельні, синхронні або асинхронні), пропускною здатністю, кількістю і типами підтримуваних пристроїв, протоколом роботи, призначенням (внутрішня або інтерфейсна).
1. Внутрішні шини
1.1 PCI express
1.1.1 PCI Express 1.0
PCI Express - комп'ютерна шина, що використовує програмну модель шини PCI і високопродуктивний фізичний протокол, заснований на послідовній передачі даних.
Послідовна шина PCI Express, розроблена Intel і її партнерами, покликана замінити паралельну шину PCI і її розширений і спеціалізований варіант AGP.
Для підключення пристрою PCI Express використовується двунаправленное послідовне з'єднання типу точка-точка, зване lane; це різко відрізняється від PCI, в якій всі пристрої підключаються до загальної 32-розрядної паралельної двонаправленої шині.
З'єднання між двома пристроями PCI Express називається link, і складається з одного (званого 1x) або декількох (2x, 4x, 8x, 12x, 16x і 32x) з'єднань lane. Кожен пристрій має підтримувати з'єднання 1x.
На електричному рівні кожне з'єднання використовує низьковольтну диференціальну передачу сигналу (LVDS), прийом і передача інформації проводиться кожним пристроєм PCI Express по окремих двом провідникам, таким чином, в простому випадку, пристрій підключається до комутатора PCI Express всього лише чотирма провідниками.
Використання подібного підходу має такі переваги: ​​
В· карта PCI Express поміщається і коректно працює в будь-якому слоті тієї ж або більшою пропускної здатності (наприклад, карта x1 буде працювати в слотах x4 і x16);
В· слот більшого фізичного розміру може використовувати не всі lane'и (наприклад, до слоту 16x можна підвести лінії передачі інформації, відповідні 1x або 8x, і все це буде нормально функціонувати; однак, при цьому необхідно підключити всі лінії В«харчуванняВ» і В«земляВ», необхідні для слота 16x).
В обох випадках, на шині PCI Express буде використовувати максимальна кількість lane'ов доступних як для карти, так і для слота. Однак це не дозволяє пристрою працювати в слоті, призначеному для карт з меншою пропускною здатністю шини PCI Express (наприклад, карта x4 фізично не поміститься в слот x1, незважаючи на те, що вона могла б працювати в слоті x4 з використанням тільки одного lane).
PCI Express пересилає всю керуючу інформацію, включаючи переривання, через ті ж лінії, що використовуються для передачі даних. Послідовний протокол ніколи не може бути заблокований, таким чином затримки шини PCI Express цілком порівнянні з такими для шини PCI. У всіх високошвидкісних послідовних протоколах (наприклад, GigabitEthernet), інформація про синхронізацію повинна бути вбудована в передаваний сигнал. На фізичному рівні, PCI Express використовує став загальноприйнятим метод кодування 8B/10B (8 біт даних замінюються на 10 біт, переданих по каналу, таким чином 20% трафіку є надлишковими), який дозволяє підняти перешкодозахищеність.
Шина PCI працює на частоті 33 або 66 МГц і забезпечує пропускну здатність 133 або 266 Мб/сек, але ця пропускна здатність ділиться між всіма пристроями PCI. Частота, на якій працює шина PCI Express - 2.5 ГГц, що дає пропускну спроможність 2500 МГц/10 * 8 = 250 * 8 Мбіт/сек = 250 Мб/сек для кожного пристрою PCI Express x1 в одному напрямку. За наявності декількох ліній для обчислення пропускної здатності величину 250 Мб/сек треба помножити на число ліній і на 2, тому PCI Express є двунаправленной шиною (Табл.1).
Табл.1 таблиця пропускної здатності PCI.
Число ліній PCI Express
Пропускна здатність в одному напрямку
Сумарна пропускна спроможність
1
250 Мб/сек
500 Мб/сек
2
500 Мб/сек
1 Гб/сек
4
1 Гб/сек
2 Гб/сек
8
2 Гб/сек
4 Гб/сек
16
4 Гб/сек
8 Гб/сек
32
8 Гб/сек
16 Гб/сек
Крім того, шиною PCI Express підтримується:
В· гаряча заміна карт;
В· гарантована смуга пропускання (QoS);
В· управління енергоспоживанням;
В· контроль цілісності переданих даних.
1.1.2 PCI Express 2.0
Група PCI-SIG випустила специфікацію PCI Express 2.0 15 січня 2007 року. Основні нововведення в PCI Express 2.0:
В· Збільшена пропускна здатність - специфікація PCI Express 2.0 визначає максимальну пропускну здатність одного з'єднання lane як 5 Гбіт/с. Внесені удосконалення в протокол передачі між пристроями і програмну модель.
В· Динамічне управління швидкістю - для управління швидкістю роботи зв'язку.
В· Оповіщення про пропускну здатність - для оповіщення ПО (операційної системи, драйверів пристроїв і т.п.) про зміни швидкості та ширини шини.
В· Розширення структури можливостей - розширення керуючих регістрів для кращого управління пристроями, слотами і інтерконектом.
В· Служби управління доступом - опціональні можливості управління транзакціями точка-точка.
1.1.3 PCI Express 3.0
PCI-SIG в середині серпня 2010 року представила версію 0.9 специфікації PCI Express 3.0.
Для користувачів основна відмінність між PCI Express 2.0 і PCI Express 3.0 буде полягати в значному збільшенні максимальної пропускної спроможності. У PCI Express 2.0 сигнальна швидкість передачі становить 5 ГТ/с (гігатранзакцій в секунду), тобто пропускна здатність дорівнює 500 Мбайт/с для кожної лінії. Таким чином, основний графічний слот PCI Express 2.0, який зазвичай використовує 16 ліній, забезпечує двонаправлену пропускну спро...
