Не подключается одни шина у процессора

Я нашел здесь архитектуру материнской платы:

Это выглядит как типичный макет материнских плат. EDIT: Ну, видимо, это уже не так типично.

Почему процессор подключается к только 1 шине? . Эта шина на передней панели выглядит как основное узкое место. Не было бы лучше дать 2 или 3 автобуса прямо в CPU?

Я представляю одну шину для ОЗУ, одну для видеокарты и одну для своего рода мост к жесткому диску, USB-портам и всему остальному. Причина, по которой я разделяю это, заключается в том, что скорости передачи данных жесткого диска медленны по сравнению с памятью.

Есть ли что-то очень тяжелое в этом? Я не вижу, как в него могут прийти затраты, потому что существующие диаграммы уже имеют не менее семи шин. На самом деле, используя более прямые автобусы, мы могли бы сократить общее количество автобусов и, возможно, даже один из мостов.

Так что-нибудь не так с этим? Есть ли какой-то главный недостаток? Единственное, о чем я могу думать, это, пожалуй, более сложная задача в процессоре и ядре, что заставляет меня думать, что эта архитектура узких мест — это то, как это было сделано в старые времена, когда дела были менее сложными, а дизайн остался прежним для стандартизации.

EDIT: Я забыл упомянуть Watchdog Monitor . Я знаю, что видел это на некоторых диаграммах. Предположительно, узкая шина упростит сторожевой контроль для мониторинга всего. Может ли это что-то с этим делать?

Видео:Системная шина процессораСкачать

Основные шины компьютера

Компьютер состоит из множества различных компонентов, это центральный процессор, память, жесткий диск, а также огромное количество дополнительных и внешних устройств, таких как экран, мышка клавиатура, подключаемые флешки и так далее. Всем этим должен управлять процессор, передавать и получать данные, отправлять сигналы, изменять состояние.

Для реализации этого взаимодействия все устройства компьютера связаны между собой и с процессором через шины. Шина — это общий путь, по которому информация передается от одного компонента к другому. В этой статье мы рассмотрим основные шины компьютера, их типы, а также для соединения каких устройств они используются и зачем это нужно.

Видео:Как работает процессор: частоты, шины и т.д.Скачать

Что такое шина компьютера

Как я уже сказал — шина — это устройство, которое позволяет связать между собой несколько компонентов компьютера. Но к одной шине могут быть подключены несколько устройств и у каждой шины есть свой набор слотов для подключения кабелей или карт.

Фактически, шина — это набор электрических проводов, собранных в пучок, среди них есть провода питания, а также сигнальные провода для передачи данных. Шины также могут быть сделаны не в виде внешних проводов, а вмонтированы в схему материнской платы.

По способу передачи данных шины делятся на последовательные и параллельные. Последовательные шины передают данные по одному проводнику, один бит за один раз, в параллельных шинах передача данных разделена между несколькими проводниками и поэтому можно передать большее количество данных.

Видео:03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]Скачать

Виды системных шин

Все шины компьютера можно разделить за их предназначением на несколько типов. Вот они:

• Шины данных — все шины, которые используются для передачи данных между процессором компьютера и периферией. Для передачи могут использоваться как последовательный, так и параллельный методы, можно передавать от одного до восьми бит за один раз. По размеру данных, которые можно передать за один раз такие шины делятся на 8, 16, 32 и даже 64 битные;
• Адресные шины — связаны с определенными участками процессора и позволяют записывать и читать данные из оперативной памяти;
• Шины питания — эти шины питают электричеством различные, подключенные к ним устройства;
• Шина таймера — эта шина передает системный тактовый сигнал для синхронизации периферийных устройств, подключенных к компьютеру;
• Шина расширений — позволяет подключать дополнительные компоненты, такие как звуковые или ТВ карты;

В то же время, все шины можно разделить на два типа. Это системные шины или внутренние шины компьютера, с помощью которых процессор соединяется с основными компонентами компьютера на материнской плате, такими как память. Второй вид — это шины ввода/вывода, которые предназначены для подключения различных периферийных устройств. Эти шины подключаются к системной шине через мост, который реализован в виде микросхем процессора.

Также к шинам ввода/вывода подключается шина расширений. Именно к этим шинам подключаются такие компоненты компьютера, как сетевая карта, видеокарта, звуковая карта, жесткий диск и другие и их мы более подробно рассмотрим в этой статье.

Вот наиболее распространенные типы шин в компьютере для расширений:

• ISA — Industry Standard Architecture;
• EISA — Extended Industry Standard Architecture;
• MCA — Micro Channel Architecture;
• VESA — Video Electronics Standards Association;
• PCI — Peripheral Component Interconnect;
• PCI-E — Peripheral Component Interconnect Express;
• PCMCIA — Personal Computer Memory Card Industry Association (также известна как PC bus);
• AGP — Accelerated Graphics Port;
• SCSI — Small Computer Systems Interface.

Читайте также: Самодельное устройство для шиповки шин

А теперь давайте более подробно разберем все эти шины персональных компьютеров.

Шина ISA

Раньше это был наиболее распространенный тип шины расширения. Он был разработан компанией IBM для использования в компьютере IBM PC-XT. Эта шина имела разрядность 8 бит. Это значит что можно было передавать 8 бит или один байт за один раз. Шина работала с тактовой частотой 4,77 МГц.

Для процессора 80286 на базе IBM PC-AT была сделана модификация конструкции шины, и теперь она могла передавать 16 бит данных за раз. Иногда 16 битную версию шины ISA называют AT.

Из других усовершенствований этой шины можно отметить использование 24 адресных линий, что позволяло адресовать 16 мегабайт памяти. Эта шина имела обратную совместимость с 8 битным вариантом, поэтому здесь можно было использовать все старые карты. Первая версия шины работала на частоте процессора — 4,77 МГц, во второй реализации частота была увеличена до 8 МГц.

Шина MCA

Компания IBM разработала эту шину в качестве замены для ISA, для компьютера PS/2, который вышел в 1987 году. Шина получила еще больше усовершенствований по сравнению с ISA. Например, была увеличена частота до 10 МГц, а это привело к увеличению скорости, а также шина могла передавать 16 или 32 бит данных за раз.

Также была добавлена технология Bus Mastering. На плате каждого расширения помещался мини-процессор, эти процессоры контролировали большую часть процессов передачи данных освобождая ресурсы основного процессора.

Одним из преимуществ этой шины было то, что подключаемые устройства имели свое программное обеспечение, а это значит что требовалось минимальное вмешательство пользователя для настройки. Шина MCA уже не поддерживала карты ISA и IBM решила брать деньги от других производителей за использование этой технологии, это сделало ее непопулярной с сейчас она нигде не используется.

Шина EISA

Эта шина была разработана группой производителей в качестве альтернативы для MCA. Шина была приспособлена для передачи данных по 32 битному каналу с возможностью доступа к 4 Гб памяти. Подобно MCA для каждой карты использовался микропроцессор, и была возможность установить драйвера с помощью диска. Но шина все еще работала на частоте 8 МГц для поддержки карт ISA.

Слоты EISA в два раза глубже чем ISA, если вставляется карта ISA, то она использует только верхний ряд разъемов, а EISA использует все разъемы. Карты EISA были дорогими и использовались обычно на серверах.

Шина VESA

Шина VESA была разработана для стандартизации способов передачи видеосигнала и решить проблему попыток каждого производителя придумать свою шину.

Шина VESA имеет 32 битный канал передачи данных и может работать на частоте 25 и 33 МГц. Она работала на той же тактовой частоте, что и центральный процессор. Но это стало проблемой, частота процессора увеличивается и должна была расти скорость видеокарт, а чем быстрее периферийные устройства, тем они дороже. Из-за этой проблемы шина VESA со временем была заменена на PCI.

Слоты VESA имели дополнительные наборы разъемов, а поэтому сами карты были крупными. Тем не менее сохранялась совместимость с ISA.

Шина PCI

Peripheral Component Interconnect (PCI) — это самая новая разработка в области шин расширений. Она является текущем стандартом для карт расширений персональных компьютеров. Intel разработала эту технологию в 1993 году для процессора Pentium. С помощью этой шины соединяется процессор с памятью и другими периферийными устройствами.

PCI поддерживает передачу 32 и 64 разрядных данных, количество передаваемых данных равно разрядности процессора, 32 битный процессор будет использовать 32 битную шину, а 64 битный — 64 битную. Работает шина на частоте 33 МГц.

В PCI можно использовать технологию Plug and Play (PnP). Все карты PCI поддерживают PnP. Это значит, что пользователь может подключить новую карту, включить компьютер и она будет автоматически распознана и настроена.

Также тут поддерживается управление шиной, есть некоторые возможности обработки данных, поэтому процессор тратит меньше времени на их обработку. Большинство PCI карт работают на напряжении 5 Вольт, но есть карты, которым нужно 3 Вольта.

Шина AGP

Необходимость передачи видео высокого качества с большой скоростью привела к разработке AGP. Accelerated Graphics Port (AGP) подключается к процессору и работает со скоростью шины процессора. Это значит, что видеосигналы будут намного быстрее передаваться на видеокарту для обработки.

AGP использует оперативную память компьютера для хранения 3D изображений. По сути, это дает видеокарте неограниченный объем видеопамяти. Чтобы ускорить передачу данных Intel разработала AGP как прямой путь передачи данных в память. Диапазон скоростей передачи — 264 Мбит до 1,5 Гбит.

PCI-Express

Это модифицированная версия стандарта PCI, которая вышла в 2002 году. Особенность этой шины в том что вместо параллельного подключения всех устройств к шине используется подключение точка-точка, между двумя устройствами. Таких подключений может быть до 16.

Это дает максимальную скорость передачи данных. Также новый стандарт поддерживает горячую замену устройств во время работы компьютера.

Читайте также: Ниссан либерти давление шин

PC Card

Шина Personal Computer Memory Card Industry Association (PCICIA) была создана для стандартизации шин передачи данных в портативных компьютерах.

Шина SCSI

Шина SCSI была разработана М. Шугартом и стандартизирована в 1986 году. Эта шина используется для подключения различных устройств для хранения данных, таких как жесткие диски, DVD приводы и так далее, а также принтеры и сканеры. Целью этого стандарта было обеспечить единый интерфейс для управления всеми запоминающими устройствами на максимальной скорости.

Шина USB

Это стандарт внешней шины, который поддерживает скорость передачи данных до 12 Мбит/сек. Один порт USB (Universal Serial Bus) позволяет подключить до 127 периферийных устройств, таких как мыши, модемы, клавиатуры, и другие устройства USB. Также поддерживается горячее удаление и вставка оборудования. На данный момент существуют такие внешние шины компьютера USB, это USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 и USB Type-C.

USB 1.0 был выпущен в 1996 году и поддерживал скорость передачи данных до 1,5 Мбит/сек. Стандарт USB 1.1 уже поддерживал скорость 12 Мбит/сек для таких устройств, как жесткие диски.

Более новая спецификация — USB 2.0 появилась в 2002 году. Скорость передачи данных выросла до 480 Мбит/сек, а это в 40 раз быстрее чем раньше.

USB 3.0 появился в 2008 году и поднял стандарт скорости еще выше, теперь данные могут передаваться со скоростью 5 Гбит/сек. Также было увеличено количество устройств, которые можно питать от одного порта. USB 3.1 был выпущен в 2013 и тут уже поддерживалась скорость до 10 Гбит/с. Также для этой версии был разработан компактный разъем Type-C, к которому коннектор может подключаться любой стороной.

Видео:Частота процессора или частота системной шины?Скачать

Выводы

В этой статье мы рассмотрели основные шины компьютера, историю их развития, назначение шин компьютера, их типы и виды. Надеюсь эта статья была для вас полезной и вы узнали много нового.

На завершение небольшое видео про шины и интерфейсы компьютера:

Видео:Не все ядра CPU отображаются. Что делать если видно только 2 ядраСкачать

Почему CPU обычно подключается только к одной шине?

Здесь я нашел архитектуру материнской платы:

Это похоже на типичную компоновку материнских плат. EDIT: Ну, похоже, это уже не так типично.

Почему процессор подключается к только к 1 шине? . Передняя шина выглядит как основное узкое место. Разве не лучше было бы дать 2 или 3 автобуса прямо в CPU?

Я представляю себе один автобус для ОЗУ, один для видеокарты и один для своего рода мост к жесткому диску, USB-портам и всему остальному. Причина, по которой я разделяю это, заключается в том, что скорость передачи данных жесткого диска медленна по сравнению с памятью.

Есть ли что-то очень тяжелое в этом? Я не вижу, как в него могут прийти затраты, потому что существующие диаграммы уже имеют не менее семи шин. На самом деле, используя более прямые автобусы, мы могли бы сократить общее количество автобусов и, возможно, даже один из мостов.

Так что-то не так с этим? Есть ли какой-то главный недостаток? Единственное, о чем я могу думать, — это, пожалуй, больше сложности в процессоре и ядре, что заставляет меня думать, что эта архитектура узких мест является тем, как это было сделано в старые времена, когда дела были менее сложными, а дизайн остается неизменным для стандартизации.

EDIT: I forgot to mention the Watchdog Monitor. I know I’ve seen it in some diagrams. Presumably a bottleneck bus would make it easier for the watchdog to monitor everything. Could that have something to do with it?

Подход, который вы показываете, является довольно старой топологией для материнских плат — он предшествует PCIe, который действительно возвращает его где-то в «00». Причина в основном связана с трудностями интеграции.

По сути, 15 лет назад технология интеграции всего на единую матрицу практически не существовала с коммерческой точки зрения, и сделать это было невероятно сложно. Чтобы интегрировать все, это привело бы к очень большим размерам кремниевых кристаллов, что, в свою очередь, привело бы к значительно более низкому выходу. Доходность — это, по сути, то, сколько умирающих вы теряете на пластине из-за дефектов — чем больше умирает, тем выше вероятность дефекта.

Чтобы бороться с этим, вы просто разделили проект на несколько чипов — в случае материнских плат это оказалось процессором, северным мостом и южным мостом. Насколько я помню, процессор ограничен только процессором с высокоскоростным межсоединением (на мой взгляд, это так называемая фронтальная шина). Затем у вас есть North Bridge, который объединяет контроллер памяти, графическое соединение (например, AGP, древнюю технологию в вычислительных терминах) и еще одну более медленную связь с Южным мостом. Южный мост использовался для обработки карт расширения, жестких дисков, CD-дисков, аудио и т. Д.

За последние 20 лет становится возможным производство полупроводников на более мелких и меньших узлах процесса с более высокой и высокой надежностью, что позволяет интегрировать все на один чип. Меньшие транзисторы означают более высокую плотность, поэтому вы можете вместить больше, а улучшенные процессы в производстве означают более высокий выход. На самом деле это не только экономически выгодно, но и жизненно важно поддерживать увеличение скорости на современных компьютерах.

Читайте также: Шины toyo 215 70 r15

Как вы правильно указываете, одно соединение с северным мостом становится узким местом. Если вы можете интегрировать все на процессор, включая PCIe Root Complex и контроллер системной памяти, у вас внезапно появляется очень высокая скорость связи между ключевыми устройствами для графики и вычислений. На PCB вы, возможно, разговариваете со скоростью порядка Gbps, на вы можете достигнуть скорости порядка Tbps!

Эта новая топология отражена в этой диаграмме:

В этом случае, как вы можете видеть, графические контроллеры и контроллеры памяти интегрированы в матрицу процессора. В то время как у вас все еще есть одна ссылка на то, что фактически является одним чипсетом, сделанным из некоторых бит северного моста и южного моста (чипсета на диаграмме), в настоящее время это происходит в невероятно быстром соединении — возможно, 100 + Gbps. Еще медленнее, чем на матрице, но намного быстрее, чем старые передние автобусы.

Почему бы просто не интегрировать абсолютно все? Ну, производители материнских плат все еще нуждаются в некоторой настройке — сколько слотов PCIe, сколько SATA-соединений, какой аудиоконтроллер и т. Д.

На самом деле некоторые мобильные процессоры еще больше интегрируются в процессорные процессоры, которые используют одноплатные компьютеры с использованием вариантов процессора ARM. В этом случае, поскольку ARM арендует проект ЦП, производители все еще могут настроить свои матрицы так, как они считают нужным, и интегрировать любые контроллеры/интерфейсы, которые они желают.

Я не могу сказать, что я эксперт в компьютерной архитектуре, но я попытаюсь ответить на ваши вопросы.

Это выглядит как типичный макет материнских плат.

Как сказал Том, это уже не так. Большинство современных процессоров имеют интегрированный северный мост. Южный мост обычно либо интегрирован, либо становится ненужным благодаря новой архитектуре; Чипсеты Intel «заменяют» южный мост концентратором Platform Controller, который напрямую связывается с CPU через шину DMI.

Почему процессор подключается только к одной шине? Этот фронтальный автобус выглядит как узкое место. Не было бы лучше дать 2 или 3 автобуса прямо в CPU?

Широкие (64-разрядные) шины являются дорогостоящими, они требуют большого количества приемопередатчиков шины и многих контактов ввода/вывода. Единственными устройствами, для которых требуется огромная кричащая скорость , являются графическая карта и оперативная память. Все остальное (SATA, PCI, USB, serial и т. Д.) Сравнительно медленное и не постоянно доступно. Следовательно, почему в вышеупомянутой архитектуре все эти «медленные» периферийные устройства объединяются через южный мост в виде единого устройства шины: процессор не хочет разбирать каждую небольшую транзакцию шины, поэтому все медленные/нечастые транзакции шины могут быть агрегированы и управляется южным мостом, который затем соединяется с другими периферийными устройствами с гораздо меньшей скоростью.

Теперь важно отметить, что, когда я говорю выше, что SATA/PCI/USB/serial являются «медленными», это в основном историческая точка, и сегодня она становится менее актуальной. С принятием SSD-дисков над прямыми дисками и быстрыми периферийными устройствами PCIe, а также USB 3.0, Thunderbolt и, возможно, 10G ethernet (скоро), медленная периферийная полоса пропускания быстро становится очень значительной. Раньше автобус между северным мостом и южным мостом не был большой частью горлышка бутылки, но теперь это уже не так. Так что да, архитектура движется к большему количеству автобусов, подключенных непосредственно к CPU.

Есть ли что-то очень тяжелое в этом? Я не вижу, как в него может прийти стоимость, потому что существующие диаграммы уже имеют не менее семи автобусов.

Было бы больше автобусов для управления процессором, и больше процессорного кремния для работы с шинами. Это дорого. На приведенной выше диаграмме не все шины равны. FSB кричит быстро, LPC — нет. Быстрым автобусам требуется быстрый кремний, медленные шины — нет, поэтому, если вы можете перемещать медленные шины с процессора на другой чип, это облегчает вашу жизнь.

Однако, как упоминалось выше, с ростом популярности устройств с высокой пропускной способностью все больше и больше шин подключаются непосредственно к процессору, особенно в SoC/более высоко интегрированных архитектурах. Поставив все больше контроллеров на процессорную матрицу, достичь очень высокой пропускной способности.

EDIT: Я забыл упомянуть Watchdog Monitor. Я знаю, что видел это на некоторых диаграммах. Предположительно, узкая шина упростит сторожевой контроль для мониторинга всего. Может ли это что-то с этим делать?

Нет, на самом деле это не так. Сторожевой сторож просто перезапускает различные вещи, когда/если они запираются; на самом деле он не смотрит на все, что движется через автобус (это гораздо менее сложно, чем это!).

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/ne-podklyuchaetsya-odni-shina-u-protsessora

  💥 Видео

  Самые частые проблемы сборок 2011 V3 и их решение!Скачать

  

  Частота процессора, множитель и системная шинаСкачать

  

  Как работает компьютер? Шины адреса, управления и данных. Дешифрация. Взгляд изнутри!Скачать

  

  Шина компьютера, оперативная память, процессор и мостыСкачать

  

  Сломался процессор! Что делать?Скачать

  

  Не запускается процессор на материнской платеСкачать

  

  НЕ РАБОТАЕТ СЛОТ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ - ПОЧИНИМ #ЖЕЛЕЗНЫЙ_ПОДКАСТ 17Скачать

  

  КАК работает ПРОЦЕССОР? ОБЪЯСНЯЕМСкачать

  

  Разгон кольцевой шины и кэша L3 процессораСкачать

  

  Надо ли подключать два 8Pin или одного 8Pin CPU ХВАТАТЕТ для Intel LGA1700? Треугольные ворота ЯшинаСкачать

  

  Шины ввода-выводаСкачать

  

  Не меняется частота процессора? Решение проблемыСкачать

  

  Wistron SJM50-CP нет дежурки, греется процессорСкачать

  

  Не работают USB порты - 3 способа Решения! Windows 7/8/10/11Скачать

  

  Частота процессора, множитель и системная шинаСкачать