Идеальная периферийная шина
При разработке идеального ПК особо важное значение приобретает правильный выбор шины для подключени периферийных устройств. Этот канал связи между компьютером и его компонентами оказывает существенное влияние на производительность ПК и его стоимость.
Простейшей шиной для устройств памяти служит ATA/EIDE (AT Attachment/Enhanced Integrated Drive Electronics - интерфейс подключения к компьютерам AT/расширенный интерфейс накопителя со встроенным контроллером). Эта шина обеспечивает работу до четырех устройств с достаточно высокой скоростью, и с конца 80-х большинство пользователей признают его вполне пригодным для обычных компьютерных потребностей. EIDE позволяет без излишних хлопот подключать дополнительно два жестких диска, накопители CD-ROM и ленточные накопители для резервного копирования. Почти кажда новая системная плата выпускается с двумя встроенными интерфейсами IDE, поэтому дополнительных затрат на этот интерфейс практически нет.
Как и в случае старых плат VGA, значительную часть работы по управлению устройствами EIDE выполняет процессор. Однако произведенные за долгие годы улучшения позволили поднять номинальную (теоретическую) пропускную способность с первоначального значения 3,3 Мбайт/с до 16,7 Мбайт/с, хотя на практике нам удалось достичь пропускной способности, составляющей только около половины данного значения. На первый взгляд неплохо, но применение EIDE приводит к снижению производительности ЦП и вынуждает использовать неэффективные методы управления жесткими дисками большой емкости и другими периферийными устройствами, требующими высокой пропускной способности интерфейса.
С точки зрения максимальной пропускной способности и числа подключаемых устройств ведущее положение занимает SCSI (Small Computer Systems Interface - интерфейс малых вычислительных систем). Большинство выпускаемых в настоящее время устройств соответствуют спецификации SCSI-2.
Интерфейс Fast SCSI предусматривает 8-разрядный канал передачи данных и пропускную способность 10 Мбайт/с. Fast/Wide SCSI-2 обеспечивает передачу со скоростью 20 Мбайт/с по 16-разрядной шине. Дл последнего варианта интерфейса Ultra Wide SCSI-3 предел пропускной способности установлен в 40 Мбайт/с. Подобно современным адаптерам дисплеев Windows, главные адаптеры SCSI улучшают производительность системы, принимая на себя ряд задач от ЦП. Большинство таких адаптеров могут одновременно выполнять несколько задач и они улучшают пропускную способность путем упорядочивания обработки событий.
Однако на практике при работе с существующими приложениями для сферы бизнеса трудно обнаружить заметное преимущество в производительности SCSI по сравнению с EIDE. Старые 16-разрядные операционные системы могли выполнять одновременно только одну задачу. И хотя OS/2, Windows 95 и Windows NT представляют собой действительно многозадачные и многопотоковые операционные среды, в большинстве приложений эти преимущества все еще не используются. Поэтому для большинства пользователей SCSI не имеет явных преимуществ; интерфейс EIDE дешевле и вполне приемлем. SCSI предпочтительнее при необходимости подключения к ПК множества периферийных устройств; кроме того, он обладает потенциальными возможностями (пока еще не доказанными) более высокой пропускной способностью при работе с 32-разрядными операционными системами и приложениями.
SCSI возглавляет список интерфейсов по числу и номенклатуре подключаемых к нему устройств. Одна плата позволяет подключать до семи устройств к одному каналу и может иметь до трех каналов. По существу все накопители CD-R, сканеры и матрицы дисковых накопителей RAID работают только с интерфейсами SCSI. Если вы хотите иметь более высокую пропускную способность, большее дисковое пространство или собираетесь подключать несколько устройств, то вам лучше остановить свой выбор на SCSI. Большинство таких адаптеров увеличат цену системы на 100-300 долл.
Это соотношение начнет меняться к концу года, когда на рынке появятся две новых технологии подключени периферийных устройств. Хотя переход на эти технологии может растянуться на несколько лет, дни традиционных интерфейсов EIDE и SCSI уже сочтены. USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина) представляет собой новый стандарт c пропускной способностью 12 Мбит/с для подключения к ПК таких устройств, как клавиатуры, мониторы, устройства ввода и (фото)камеры общим числом до 64. Вероятно такая шина будет слишком медленной для обеспечения хорошей производительности жестких дисков, следовательно, в машинах низкого уровня она должна быть дополнена развитым интерфейсом EIDE.
Для машин высокого класса все большее внимание привлекает интерфейс IEEE 1394 (иногда называемый FireWire в соответствии с торговой маркой Apple), представляющий собой высокоскоростную последовательную шину стандарта SCSI. Он обладает всеми преимуществами действующего интерфейса SCSI и превосходной пропускной способностью, позволяя передавать информацию со скоростями от 100 до 400 Мбит/с, а разработчики предсказывают, что после некоторой оптимизации для него может быть достигнута скорость передачи 1,6 Гбит/с. Первыми устройствами, в которых будет реализован интерфейс 1394, станут цифровые видеокамеры и подобные им устройства, где скорость передачи имеет важнейшее значение.
Если в этом году вы собираетесь приобрести дешевую систему с очень небольшим числом устройств помимо жесткого диска и накопителя CD-ROM, то EIDE - самый выгодный вариант. Для более сложных систем лучше использовать SCSI, позволяющие подключать большое число устройств и управлять ими.
В настоящее время и в обозримом будущем в качестве внутренней шины PC доминирует PCI (Peripheral Component Interconnect). Обладающая максимальной пропускной способностью 133 Мбайт/с и совместимостью с технологией PnP шина PCI оказалась идеальной для таких быстродействующих устройств, как жесткие диски, графические акселераторы и сетевые платы.
С момента своего появления в конце 1993 г., шина PCI неуклонно вытесняла конкурирующую высокопроизводительную технологию VL-Bus, которая к концу этого года, видимо, полностью утратит свои позиции. Вторая конкурирующая архитектура, EISA (Enhanced ISA), по мере совершенствования PCI также будет оттеснена на задний план.
| Состояние на данный момент | К концу 1996 г. | 1997 г. | |
|---|---|---|---|
| ВНУТРЕННИЕ ШИНЫ ВВОДА/ВЫВОДА | |||
| ISA | |||
| Начиная с 1984 г., шина ISA использовалась повсеместно в качестве внутреннего интерфейса. Частота 8 МГц и полоса пропускания 3 Мбайт/с делали ее пригодной для подключения мыши и других низкоскоростных устройств. | ISA сохраняет свои позиции в качестве основного способа подключения к ПК низкоскоростных устройств. | Наблюдается существенное ограничение применения для мыши и других устройств, которые гораздо дегче подключать при помощи USB. | Шина ISA без изменений будет еще долгое время использоваться для подключения старых устройств. |
| EISA | |||
| Шина EISA с пропускной способностью 33 Мбайт/с и частотой 8,33 МГц служила для подключения высокопроизводительных адаптеров SCSI и графических плат. В настоящее время почти не применяется, если не считать нескольких серверов. | EISA, по-видимому, останутся только в высокопроизводительных машинах, что позволит им сохранить возможность работы с такими созданными ранее платами, как контроллеры RAID и сетевые адаптеры. | EISA повсеместно вытеснена шиной PCI и другими технологиями, она может на некоторое время остаться в нескольких серверах. | |
| VL-Bus | |||
| Эта 33-МГц шина с пропускной способностью 133 Мбайт/с в режиме групповой передачи была разработана главным образом для первых быстродействующих графических адаптеров Windows и накопителей. | PCI полностью вытеснила шину VL-Bus. | ||
| PCI | |||
| Эта шина с пропускной способностью 133 Мбайт/с и частотой 33-МГц, приспособленная для быстрых ЦП, стала преемницей шин VL-Bus и EISA. Взяв все лучшее от обеих этих шин, она предоставляет ряд дополнительных возможностей. В настоящее время PCI представляет лучшее решение для быстродействующих накопителей, графических адаптеров и сетевых плат. | PCI - отличный выбор в качестве внутренней шины персональных компьютеров. | Скорость увеличивается до 266 Мбайт/с и 33/66 МГц. Благодаря совместимости PCI с разными платформами поставщики могут изготавливать практически одинаковые платы для компьютеров различных архитектур, например, рабочих станций Sun, систем Mac и PC. | PCI сохраняет свою популярность. Еще остаются резервы для приближения ее возможностей по последовательному обмену данными к таким зрелым технологиям, как IEEE 1394. |
| ВНЕШНИЕ ШИНЫ ВВОДА/ВЫВОДА | |||
| EIDE | |||
| Шина EIDE - наиболее дешевый способ подключения к ПК жестких дисков, накопителей CD-ROM и ленточных накопителей для резервного копирования. Ее более высокая пропускная способность по сравнению со старой шиной IDE обеспечивает скорость передачи 13,3 Мбайт/с при частоте 13,3 МГц (теоретически). | Пропускная способность массовых изделий повышается до 16,7 Мбайт/с при частоте 16,7 МГц. | Рынок начинает сокращаться с развитием более быстрой последовательной технологии. | Скорость повышается до 33 Мбайт/с при частоте 33 МГц, но EIDE будет вытеснена к 1998 г. вследствие более широкого использования последовательных методов. |
| SCSI | |||
| Преимущественный способ подключения большого числа самых разнообразных устройств к внутреннему или внешнему адаптеров. SCSI позволяет подключать до семи устройств к каждому каналу, обеспечивая пропускную способность до 40 Мбайт/с при частоте 20 МГц. Выбору такой шины отдается предпочтение для серверов, подсистем RAID и высокопроизводительных накопителей. | Последний вариант этой технологии Ultra SCSI начинает доминировать на рынке жестких дисков SCSI. | Пропускная способность увеличивается до 80 Мбайт/с при частоте 40 МГц. | Последовательные методы, в основе которых лежит технология SCSI, размывают рынок параллельных средств SCSI для быстродействующих устройств внешней памяти. |
| USB | |||
| USB - перспективная шина для подключения к ПК мониторов, устройств ввода, страничных сканеров и других устройств. ПК, оборудованные средствами USB, уже появились, однако поставки драйверов и периферийных устройств вряд ли начнутся до конца 1996 г. Варианты этой шины смогут обеспечить дешевый способ подключения жестких дисков. | Первые устройства обеспечивают пропускную способность 12 Мбит/с при низкой цене и малой полосе пропускания. USB позволяет легко подключать дополнительные устройства, особенно к портативным компьютерам. | Популярность USB продолжает расти по мере появления все большего числа периферийных устройств с низкой полосой пропускания и адаптации системных плат PC к требованиям спецификации USB. | Пропускная способность может возрасти до 16 Мбит/с. Широкое признание в качестве основного способа подключения устройств, кроме накопителей, однако она все еще не обладает достаточной пропускной способностью для принтеров и подобных устройств. |
| IEEE 1394 (FireWire) | |||
| Все еще находящаяся на стадии разработки технология последовательной передачи SCSI обеспечивает высокоскоростной интерфейс, который позволяет осуществлять ввод/вывод "живого" или записанного видеоизображения. Отличаясь невысокой ценой и полосой пропускания 100 Мбит/с, эта технология вскоре начнет применяться для подключения жестких дисков, сканеров, принтеров и цифровых видеоустройств. | С появлением первых устройств ввода/вывода для ПК скорости возрастут до 200 Мбит/с. Уже появились потребительские товары, например, цифровые видеокамеры. | IEEE 1394 находит широкое применение в наиболее мощных конфигурациях компьютеров. | При пропускной способности до 400 Мбит/с шина IEEE 1394 становится стандартом для быстродействующих систем ввода/вывода. |