Шины - устройство компьютераУстройство персонального компьютера 

Шины — устройство компьютера

Несомненное преимущество ПК — открытая архитектура, позволяющая в широких пределах изменять конфигурацию компьютера, адаптируя его для решения определенных задач. Для этого на системной плате есть периферийная шина с несколькими разъемами, куда можно вставлять необходимые платы расширения.

В первых персональных компьютерах использовалась шина ISA, которая затем была заменена шиной PCI, а она в свою очередь постепенно вытесняется шиной PCI Express (этот процесс начался в 2005 году). Однако замена стандарта шины обычно растягивается на несколько лет, поэтому системные платы поддерживают сразу нескольких типов шин.

ISA
Шина ISA была единственной периферийной шиной для компьютеров 1980-х годов, но в начале 1990-х ее возможностей уже явно не хватало для подключения скоростных устройств. Поскольку для этой шины было выпущено большое количество плат расширения, она довольно долго существовала параллельно с шиной PCI. Лишь в платах последних лет выпуска разъемов для ISA нет.

PCI
Шина PCI — наиболее популярный способ для подключения различных плат расширения. Она была разработана в 1992 году компанией Intel для замены медленной шины ISA. Следует отметить, что для тех же целей были созданы шины EISA, VLB и MCA, но они оказались менее удачными и уже давно не используются, a PCI успешно применяется и сегодня.
Шина PCI версии 2.0 (1993 год) работает на частоте 33 МГц с максимальной пропускной способностью 133 Мбайт/с. В поздних модификациях эти показатели были увеличены до 66 МГц и 533 Мбайт/с. Пожалуй, наиболее важное преимущество этой шины — поддержка технологии Plug and Play, позволяющей автоматически настраивать все подключаемые устройства.
В 2004 году появились первые платы с шиной PCI Express, призванной заменить PCI, но в ближайшие годы эти шины будут существовать совместно, поскольку для PCI разработано очень много устройств. Несколько разъемов этой шины вы сможете найти практически на всех современных платах.

AGP
В компьютерах 1980-х годов видеоадаптер подключался к шине ISA, в 1990-х годах — к более быстрой шине PCL Однако бурное развитие видеоадаптеров с возможностями обработки трехмерной графики привело к тому, что скоростные ресурсы шины PCI быстро исчерпались. В связи с этим в 1996 году компания Intel представила шину AGP, предназначенную специально для подключения видеоадаптера.
Шина AGP — это скоростной вариант PCI, специально оптимизированный для трехмерных графических ускорителей. Первая версия шины работала на частоте 66 МГц с пропускной способностью 266 Мбайт/с (режим AGP 1х) или 533 Мбайт/с (режим AGP 2х). Позже появился режим AGP 4х, а затем и AGP 8х, в котором скорость обмена данными составляла уже 2 Гбайт/с.
В новых компьютерах разъем AGP отсутствует, а видеоадаптер устанавливается в слот PCI Express.

PCI Express
Шина PCI обладала неплохими для своего времени характеристиками и довольно долго была основной для подключения различных плат расширения: сетевых, звуковых плат, модемов и др. Однако появились быстродействующие RAID-контроллеры, сетевые платы Gigabyte Ethernet и другие устройства, и оказалось, что возможностей шины PCI уже явно не хватает. Это особенно заметно при одновременной работе двух и более подобных плат.
Системные платы с шиной PCI Express, созданные на чипсете Intel 915, впервые появились в 2004 году. Несколько позже вышли чипсеты с поддержкой PCI Express от nVidia, VIA и других разработчиков. Благодаря высоким скоростным характеристикам эта шина позволяет заменить не только PCI, но и AGP; именно видеоадаптеры стали первыми устройствами, для которых производители перешли на массовое использование шины PCI Express.

Шина PCI Express состоит из контроллера и так называемых линий, с помощью которых передается информация. Линия (Lane) — это две пары проводников, у каждой из которых скорость передачи данных 250 Мбайт/с. Таким образом, пропускная способность одной линии составляет 500 Мбайт/с, что значительно превышает аналогичный показатель шины PCI, кроме того, линии независимы друг от друга, и это позволяет использовать каждую из них па полную мощность.

Чтобы получить еще большую скорость, объединяют нескольких линий в одном разъеме, например видеоадаптер подключают к разъему PCI Express 16х, состоящему из 16 линий, что теоретически обеспечивает пропускную способность до 8 Гбайт/с.

В 2007 году была утверждена новая версия шины PCI Express 2.0. В ней скорость передачи данных увеличена в два раза и составляет 1 Гбайт/с для каждой линии, что позволяет получить пропускную способность до 16 Гбайт/с для разъема PCI Express 16х. Па момент выхода книги были доступны чипсеты с поддержкой PCI Express 2.0, например Intel Х38/Х48.

Современная системная плата обычно имеет следующие разъемы:

  • один или два разъема PCI Express 16х для подключения видеоадаптера и других скоростных устройств;
  • несколько разъемов PCI Express 1х для подключения плат расширения нового образца;
  • несколько разъемов PCI для подключения обычных РСГустройств.

USB
Интерфейс USB сегодня стал общепринятым стандартом для подключения к системному блоку различных внешних устройств. В старых компьютерах было всего два разъема USB, расположенных на задней панели системного блока. У современных компьютеров их может быть шесть, восемь и более, причем располагаются они как на задней, так и на передней панели системного блока.

Преимущества интерфейса USB в том, что подключать или отключать устройства можно в процессе работы компьютера, причем настраиваются они операционной системой автоматически. С появлением стандарта USB 2.0 значительно возросла и скорость обмена данными, которая может достигать 480 Мбит/с. Многие современные системные штаты поддерживают загрузку компьютера на уровне BIOS с USB-устройств, в качестве которых удобно использовать flash-диски.

Далее на сайте