Δίαυλοι Επικοινωνίας ? Υποδοχές Επέκτασης
Τα μέρη μίας μητρικής πλακέτας επικοινωνούν ανταλλάσσοντας μεταξύ τους δεδομένα. Αυτό το επιτυγχάνουν μέσω των διαύλων επικοινωνίας (Data Bus). Οι δίαυλοι επικοινωνίας υποστηρίζουν παράλληλη και σειριακή επικοινωνία και περιλαμβάνουν εκτός από τα φυσικά χαρακτηριστικά τους (π.χ. γραμμές επικοινωνίας), τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά, κυκλώματα συγχρονισμού, τελικές διεπαφές σύνδεσης καθώς και το πρωτόκολλο επικοινωνίας του διαύλου.
Τα βασικά χαρακτηριστικά ενός διαύλου επικοινωνίας είναι:
- το εύρος του σε δυαδικά ψηφία (bits) εάν πρόκειται για παράλληλη μετάδοση ή το πλήθος των λωρίδων επικοινωνίας, αν πρόκειται για σειριακή μετάδοση
- η συχνότητα επικοινωνίας και ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων που προκύπτει από αυτά.
(Ρυθμός μετάδοσης σε MB/sec = Συχνότητα επικοινωνίας x (εύρος σε bits / 8)
Οι γραμμές σύνδεσης του διαύλου επικοινωνίας ξεκινούν από το κάτω μέρος του επεξεργαστή και οδηγούν στα υπόλοιπα μέρη της μητρικής πλακέτας.
Οι δίαυλοι επικοινωνίας παρέχουν επίσης, τη δυνατότητα προσθήκης καρτών επέκτασης (Expansion Cards), οι οποίες τοποθετούνται σε ανοίγματα της μητρικής που ονομάζονται υποδοχές επέκτασης (Expansion Slots). Έτσι με τη προσθήκη καρτών (γραφικών ήχου, δικτύου, ελεγκτών κα) επεκτείνονται οι δυνατότητες της μητρικής σε περίπτωση που δεν καλύπτονται οι ανάγκες του χρήστη. Οι δίαυλοι επικοινωνίας που συναντώνται σήμερα στα ΥΣ είναι:
Δίαυλος AGP (Accelerated Graphics Port)
Ο δίαυλος AGP από την εταιρεία Intel, όπως ομολογεί και το όνομά του, δημιουργήθηκε για να εξυπηρετήσει τις αυξημένες ανάγκες επικοινωνίας του συστήματος γραφικών. Ο AGP χρησιμοποιείται αποκλειστικά για τις ανάγκες των γραφικών και δε διαμοιράζει το εύρος δεδομένων του με άλλα συστήματα προσφέροντας απευθείας σύνδεση των γραφικών με τον επεξεργαστή, γι? αυτό και σε κάθε μητρική θα συναντήσουμε μόνο μία υποδοχή επέκτασης AGP.
Ο δίαυλος AGP έχει συχνότητα λειτουργίας 66 MHz παράλληλης επικοινωνίας και εύρος δεδομένων 32 bits, τάση στα 3.3 ή 1.5 Volts και λειτουργούσε αρχικά σε καταστάσεις ταχύτητας x1. Στη πρώτη έκδοση ο ρυθμός μετάδοσης έφτανε τα 266 MBytes/Sec, ενώ στη τελευταία έκδοση η οποία λειτουργούσε σε κατάσταση ταχύτητας x8, προσέφερε ρυθμό μετάδοσης 2133 MBytes/Sec.
Ο AGP είναι ένας παλαιός τύπος διαύλου, παρ’ όλα αυτά, μπορεί να χρειαστεί προκειμένου να αντικαταστήσουμε κάποια ελαττωματική κάρτα γραφικών. Λόγω των διαφόρων τύπων AGP, τάσεων λειτουργίας και μεγεθών της υποδοχής θα πρέπει να συμβουλευτούμε το εγχειρίδιο της μητρικής για να επιλέξουμε συμβατή κάρτα.
Δίαυλος συμβατικός PCI (Conventional PCI)
Ο συμβατικός δίαυλος PCI (PCI, Peripheral Component Interconnect) ή απλώς PCI πρωτοπαρουσιάστηκε από την εταιρεία Intel το 1992. Προσφέρει στις συνδεόμενες συσκευές ένα δίαυλο διαμοιραζόμενης παράλληλης επικοινωνίας. Η αρχική έκδοση είχε εύρος δεδομένων στα 32 bits, συχνότητα λειτουργίας στα 33 Mhz και τάση λειτουργίας στα 5 Volts.
Από τότε παρουσιάστηκαν διάφορες εκδόσεις PCI 2.x, και PCI 3.0, με τάση λειτουργίας στα 3.3 Volts, συχνότητα 66 Mhz και εύρος δεδομένων στα 64 bits. Για να μη γίνεται λάθος τοποθέτηση καρτών 5 Volt σε υποδοχές 3.3 Volts, υπάρχουν αντίστοιχες εγκοπές στις κάρτες και στις υποδοχές τους στη μητρική.
Δίαυλος PCI-X (Peripheral Component Interconnect eXtended)
Ο δίαυλος PCI-X, έχει εύρος 64 bits και συχνότητα λειτουργίας 66-266 Mhz. Είναι συμβατός προς τον παλαιότερο PCI, έτσι οι περισσότερες κάρτες PCI- 32 bits είναι συμβατές και με δίαυλο PCI-X 64 bits, θα χρονιστούν όμως όταν τοποθετηθούν σε αυτό το δίαυλο, σε χαμηλότερη συχνότητα λειτουργίας.
Δίαυλος PCIe (Peripheral Component Interconnect Express)
Ο νεότερος δίαυλος PCI Express, , έχει αντικαταστήσει όχι μόνο τους παλαιότερους διαύλους PCI, PCI-X αλλά και το δίαυλο γραφικών AGP. Προσφέρει ανεξάρτητες λωρίδες επικοινωνίας με τις συνδεόμενες συσκευές, με σειριακή μετάδοση δεδομένων, έτσι, παρόλο που μοιάζει στην ονομασία διαφέρει ριζικά ως αρχιτεκτονική κατασκευής από τον διαμοιραζόμενο & παράλληλο δίαυλο PCI.
Υπάρχουν διάφορα μεγέθη υποδοχών PCIe. Αυτά είναι τα: PCIe x 1, x4, x8, x16. Όσο μεγαλύτερος ο αριθμός, τόσες περισσότερες οι γραμμές σύνδεσης και ο αντίστοιχος ρυθμός μεταφοράς δεδομένων. Έτσι αν χρησιμοποιηθούν από την κάρτα επέκτασης όλες οι γραμμές σύνδεσης, μία υποδοχή x16 μπορεί να δώσει 16 φορές μεγαλύτερη ταχύτητα, από μία x1.
Οι ταχύτητες λειτουργίας της αγγίζουν τα 240 MByte/sec, ανά γραμμή.
Οι κάρτες επέκτασης PCIe τοποθετούνται εκτός από την αντίστοιχη υποδοχή τους και σε μεγαλύτερη, δηλαδή, μία κάρτα PCIe x1 μπορεί να τοποθετηθεί σε υποδοχή PCIe x1, αλλά και σε PCIe x8 ή σε PCIe x16.
Οι εκδόσεις του διαύλου PCIe είναι έως τώρα οι 1, 2, 3, 4 και υπάρχει προς τα πίσω συμβατότητα (backward compatibility), οι δε ρυθμοί μεταφοράς λόγω των υψηλών συχνοτήτων λειτουργίας ξεπερνούν στις νέες εκδόσεις τα 10 GBytes/sec, την ώρα που ένας απλός δίαυλος PCI έφτανε τα 266 MBytes/sec.
Ο δίαυλος PCIe με υποδοχή x16 χρησιμοποιείται αποκλειστικά πλέον για τις κάρτες γραφικών, κάνοντας τον δίαυλο AGP παρελθόν.
SLI (Scalable Link Interface)
Τεχνολογία που αναπτύχθηκε από την εταιρία NVIDIA για να συνδεθούν δύο μέχρι τέσσερεις κάρτες γραφικών (Two, Tree or Four Way SLI) οι οποίες να συνεργάζονται (παράλληλη επεξεργασία) αυξάνοντας την επεξεργαστική ισχύ για τα γραφικά.
Οι κάρτες αυτές συνδέονται σε αντίστοιχες υποδοχές PCIe. Μία από αυτές ρυθμίζεται να είναι η master (κύρια) και οι υπόλοιπες ως slaves (δευτερεύουσες). Όλες οι κάρτες σηκώνουν το ίδιο φορτίο της επεξεργασίας και το αποτέλεσμα κάθε μίας από τις δευτερεύουσες κάρτες στέλνεται στην κύρια κάρτα μέσω μίας καλωδίωσης, της SLI γέφυρας (SLI Bridge)
Σήμερα υπάρχουν κάρτες γραφικών με 2 επεξεργαστές γραφικών (GPU Graphic Processing Unit). Σε αυτήν την περίπτωση ήδη ενσωματώνουν την τεχνολογία SLI και με αυτό τον τρόπο μειώνονται οι χρησιμοποιούμενες υποδοχές PCIe. Επίσης χρησιμοποιώντας δύο τέτοιες κάρτες μπορώ και πάλι να υλοποιήσω την ίδια τεχνολογία χρησιμοποιώντας όμως 2 μόνο υποδοχές PCIe (αναφέρεται ως Quad SLI) αντί για 4.
ATi Crossfire
CrossFire : αντίστοιχη τεχνολογία με την SLI που αναπτύχθηκε από την εταιρία ATI Technology. Σήμερα ονομάζεται AMD CrossFireX.