Самая быстрая шина данных

Видео:Шины VS брокеры сообщений | KT.Team | Андрей ПутинСкачать

Грузите гигабиты бочками! USB 3.0 и SATA Revision 3.0 в историческом разрезе

Что в первую очередь приходит вам в голову, когда вы слышите слово «быстродействие»? Современный процессор? Мощная видеокарта? Гигабайты оперативной памяти?

А ведь нередко быстродействие системы упирается совсем в другие вещи — в скорость чтения данных с жесткого диска или во время записи музыкальной коллекции на MP3-плеер. Появление новых скоростных USB 3.0 и SATA Rev. 3 — отличный повод вспомнить, что мы знаем об интерфейсах передачи данных вообще.

Видео:Как работает LIN шина автомобиля. K-Line L-Line шины данных. Лин шина автомобиля. Lin-bus networkСкачать

Темные века

Всего лет десять назад на жесткий диск новейшего компьютера влезало не больше пяти-шести игр. В 1998-м мы разрывались между Baldur’s Gate, Half-Life и Might and Magic 6: установить все разом не получалось — жесткого диска не хватало.

Однако увеличение объема не было проблемой — проблемой была скорость, с которой производились запись и чтение. Тогда винчестеры подключались 40-жильными IDE-кабелями, известными также как ATA или Parallel ATA. Широкие IDE-шлейфы были недостаточно прочными, да еще и неудобными, обеспечить высокую пропускную скорость они также не могли. Предел самого современного на тот момент стандарта Ultra DMA 2 составлял 33 Мб/с, хотя в реальных условиях дела обстояли примерно втрое хуже. Кроме того, к одному шлейфу чаще всего было подключено сразу два устройства, и пропускная способность шины делилась между ними.

Для подключения внешних устройств в середине девяностых использовалось множество самых различных портов. Принтеры, как правило, занимали LPT-порт. Клавиатуры и мыши — PS/2-разъемы, дожившие и до наших дней. Последовательный COM-порт использовался для подключения компьютеров друг к другу, а также для установки некоторых моделей мышей и модемов. Еще выпускались материнские платы с клавиатурным пятипиновым разъемом DIN. А джойстики, геймпады и музыкальные клавиатуры использовали игровой порт (он же MIDI). В общем, несмотря на видимость порядка, в подключении внешних устройств царил хаос.

Видео:Системная шина процессораСкачать

Эпоха перемен

Есть как минимум три очевидных отличия кабеля USB 3.0 от USB 2.0: толщина, маркировка в основании разъема (SS — логотип SuperSpeed) и его цвет — сине-голубой.

Появление нового, единого интерфейса USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) радостно восприняли как простые пользователи, так и производители аппаратного обеспечения. По USB можно было подключать устройства, не перезагружая компьютер. Кроме того, разъем принес унификацию. Теперь клавиатура, мышь, джойстик и принтер подключались через один и тот же порт. Сентябрь 1998-го, когда была выпущена доработанная версия спецификации USB 1.1 — первая версия интерфейса, получившая массовое распространение, — стал своеобразным рубежом. Началась эра USB.

Стали появляться первые USB-накопители с флэш-памятью — появилась необходимость повышать пропускную способность шины. В апреле 2000 года вышла новая версия спецификации — USB 2.0 (именно она наиболее распространена сегодня) с поддержкой режима Hi-speed, поднявшего максимальную скорость обмена данными в несколько десятков раз!

Жесткие диски тоже начали наращивать объемы: если в 1997-м емкость стандартного винчестера составляла 5-8 Гб, то к 2004 году эта цифра выросла в 15 раз. Вместительные винчестеры требовали более скоростных интерфейсов. В противовес параллельному IDE в 2003-м появился последовательный интерфейс SATA. Предельная скорость передачи данных взлетела до 187,5 Мб/с. Этой цифры хватало с лихвой, однако объем жестких дисков продолжал неумолимо расти, и в 2004 году была выпущена спецификация SATA 2, обеспечившая пропускную способность 3 Гбит/с (или 375 Мб/с). Даже сейчас, шесть лет спустя, редкий компьютер хотя бы приближается к предельной скорости интерфейса.

Видео:✅САМЫЕ ИЗНОСОСТОЙКИЕ ШИНЫ‼️РЕЗИНА КОТОРАЯ ДОЛГО ХОДИТ‼️ЭТИ ШИНЫ БЫСТРО НЕ СОТРУТЬСЯ‼️💰💵💸💁🏽‍♂️Скачать

Ренессанс

Две тысячи восьмой год открыл широкой публике твердотельные накопители — SSD (Solid State Disks). Не дотягивая до современных жестких дисков в объеме, они тем не менее выигрывали в других характеристиках: размере и весе, отказоустойчивости, низкой потребляемой мощности и, самое главное, скорости. Время загрузки нетбуков, в которых использовался твердотельный накопитель, было гораздо меньше, нежели компьютеров на основе жестких дисков (тут, впрочем, стоит отметить, что SSD подходят только для работы с ОС). Динамично развивающийся рынок твердотельных накопителей заставил разработчиков всерьез задуматься над очередным повышением скоростных стандартов.

Возросло и количество устройств, использующих USB-подключение. Теперь это не только традиционная периферия, но и мобильные телефоны, и плееры, и PSP, и настольные вентиляторы, и множество других девайсов. Веб-камеры обзавелись поддержкой разрешений высокой четкости, внешние жесткие диски стремятся догнать и перегнать по скорости своих встроенных собратьев. USB не мог надолго задерживаться на отметке 2.0. Вариантов было два: либо потесниться, пропустив вперед более скоростных коллег, таких как FireWire, либо вырасти самому. Учитывая, что USB сейчас очень распространен и переход на IEEE1394 заставил бы покупать переходники или даже целые устройства, история пошла по второму пути.

В итоге в ушедшем году были обновлены оба интерфейса — и USB 2.0, и SATA 2. Запуск был неоднозначным: сначала Intel отказалась от контроллера SATA Rev. 3 на материнских платах с набором системной логики P55, затем она же отложила введение поддержки USB 3.0 до 2011 года.

Читайте также: Давление в шинах мерседес w205 r18

Остальные компании отнеслись к скоростным интерфейсам более дружелюбно: появляются первые материнские платы с новыми контроллерами, AMD должна выпустить платформу с поддержкой USB 3.0 и SATA Rev. 3 уже этим летом — чипсет известен под кодовым названием AMD Pisces. Впрочем, нелишне отметить, что работать с USB 3.0 и SATA Rev. 3 можно и со старого компьютера — в продаже уже появились платы расширения PCIe x1 с нужными разъемами. Стоит ли гнаться за USB 3.0 и SATA Rev. 3 и какой прирост производительности они дадут, мы узнали у Александра Шленского, технического специалиста компании Gigabyte, которая одной из первых выпустила материнскую плату с поддержкой USB 3.0 и SATA Rev. 3 (тест этой платы ищите через страницу).

Видео:Экспресс диагностика CAN шины на автомобиле. №21Скачать

На SATAрт!

К выходу журнала в продаже будет полно плат расширения — и c разъемами USB 3.0, и с разъемами SATA Rev. 3. Наконец-то появится возможность занять пустующий PCIe x1.

SATA Rev. 3 в два раза быстрее SATA 2: третья версия интерфейса поддерживает скорость до 6 Гбит/с (750 Мб/с) против старых 3 Гб/с. Тут, кстати, следует отметить, что когда говорят «SATA 3», то под тройкой иногда подразумевают не версию спецификации, а скорость передачи данных — те самые три гигабита. Иными словами, говоря «SATA 3», человек на самом деле имеет в виду SATA 2. Поэтому мы придерживаемся наименования SATA Rev. 3 — во избежание путаницы.

Количество кадров в играх интерфейс SATA Rev. 3, конечно, не увеличит, но загрузку сохранений или роликов способен ускорить. По словам Александра, «жесткие диски, всегда невольно ограничивавшие быстродействие системы, делают новый шаг к минимизации моментов, когда пользователь вынужден ждать вместе с компьютером загрузки данных. Несмотря на то, что производительность жестких дисков в первую очередь обусловлена конструктивными ограничениями, не стоит забывать про кэш-память, обмен данными с которой стал гораздо быстрее. По данным тестирований, уже на сегодняшний день превосходство первых винчестеров стандарта SATA Rev. 3 может достигать 10-35% — в зависимости от условий работы».

Видео:MCP2515, контроллер CAN шины с интерфейсом SPIСкачать

USB 3.0

Главное отличие USB 3.0 от USB 2.0 — увеличенная на порядок скорость передачи информации — с 480 Мбит/с до 4,8 Гбит/с. «Десятикратного прироста в пропускной способности шины удалось добиться следующим образом, — объясняет Александр. — В кабеле USB 2.0 содержится четыре линии: пара для приема/передачи данных и пара для плюса и минуса питания. Передача по такому кабелю ведется в симплексном режиме, то есть в один момент времени устройство может либо только передавать, либо только принимать информацию. В кабель USB 3.0 добавлено пять новых линий — благодаря этому интерфейс работает в двойном симплексном режиме. Это значит, что USB 3.0-устройство может и передавать, и принимать данные одновременно».

На максимальной скорости USB 3.0, 4,8 Гбит/с, пока не передает данные ни одно периферийное устройство. «Этот стандарт создан с расчетом на будущее, — поясняет Александр. — Он дает пользователям уверенность, что они еще долго не столкнутся с проблемой недостаточной пропускной способности интерфейса, как это бывало с предыдущими версиями. Кроме того, такой скоростной канал действительно необходим внешним SSD-накопителям, развитие которых не прекращается».

Впрочем, вряд ли данные по USB 3.0 когда-нибудь будут передаваться со скоростью 4,8 Гбит/с. Проблема несоответствия теоретической и практической пропускной способности в новой спецификации так и не решена. Вы, вероятно, знаете, что у USB 2.0 пиковая пропускная способность составляет 480 Мбит/с (60 Мб/с), но на практике скорость сильно ниже — 20-30 Мб/с. У USB 3.0 этот недостаток сохранится. Александр говорит, что избавиться от него совсем практически невозможно — он связан с большими задержками шины между запросом на передачу данных и непосредственно началом передачи.

Кроме скорости, в USB 3.0 почти вдвое выросла сила тока (с 500 до 900 миллиампер). Благодаря этому можно экономить USB-порты, подключая немного более энергоемкие устройства USB стандарта 2.0 с двойным кабелем лишь к одному разъему — питания им теперь хватит с избытком. Наш эксперт говорит, что это не повлечет за собой большее энергопотребление и большую требовательность системы к блоку питания.

Видео:Межсервисная шина данных на Apache Kafka | Павел Агалецкий | DevOps Meetup 2022| СберМаркет TechСкачать

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.

Читайте также: Мицубиси аутлендер размер шин дисков

Видео:CAN шина👏 Как это работаетСкачать

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:Урок №18. Цифровые интерфейсы современного автомобиля: шины данных CAN и LINСкачать

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.

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.

Читайте также: Транспортная иммобилизация шиной крамера при переломе ключицы

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.

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:скорость параллельной шины данных 16 битСкачать

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:

• 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/samaya-bystraya-shina-dannyh

  📹 Видео

  Кан шина, что это? Поймет школьник! принцип работыСкачать

  

  ПОДОБРАТЬ ДИСК К ШИНЕ И НАОБОРОТ! РАЗМЕР КОЛЁС 2018-2020..Скачать

  

  С чего начать ремонт ЭБУ: Типы шин данных, CANСкачать

  

  Системная шина персонального компьютера ISAСкачать

  

  ТИХИЕ ШИНЫ ЭТОГО НЕ ЗНАЮТ БОЛЬШИНСТВО АВТОМОБИЛИСТОВСкачать

  

  LIN шина - пример работы. LIN bus exampleСкачать

  

  Шина данных i2c - декодируем/синхронизируем с помощью осциллографа Lecroy!Скачать

  

  Шина ДанныхСкачать

  

  тестирование разветвителя CAN-шиныСкачать

  

  Вебинар: Как найти любые данные из CAN-шины любого автомобиля?Скачать