PCI staje się zwycięzcą w bitwie o standard magistrali Wygląda na to, że bitwa o szyny lokalne skończyła się szybciej, niż ktokolwiek oczekiwał, a standard VLB ustąpił miejsca szynie rozszerzenia PCI, która będzie standardem późnych lat dziewięćdziesiątych. Biorąc pod uwagę, że standard szyny lokalnej pojawił się wcześniej, był tańszy w implementacji i został zaakceptowany przez prawie wszystkich znanych, i mniej znanych producentów kart i płyt głównych, zaskakującym jest fakt, że ustąpił pola bez większej walki. Jednakże, taka jest rzeczywistość. Obecnie rządzi PCI. Przyjrzyjmy się więc jej bliżej i zastanówmy się, czego możemy się spodziewać po tym standardzie w najbliższej przyszłości. W pierwszej części tego dwuczęściowego artykułu, przyjrzymy się podstawowym cechom charakterystycznym PCI. W kolejnej części, zapoznamy Was z nowymi procesorami PCI, przyszłością tego standardu i niektórymi innymi pojawiającymi się standardami magistral. PCI - podstawy Standard PCI został po raz pierwszy zdefiniowany cztery lata temu jako 32-bitowa, multimaster, multiplexowana magistrala wejścia- wyjścia (tzn. nie magistrala lokalna) niezależna od procesora z transferem pakietowym i maksymalną częstotliwością równą 33 MHz. Zastosowanie standardu, w wersji 1.0, który w niewielkim stopniu pojawił się obecnych produktach, w rzeczywistości było ograniczone do implementacji na płycie głównej, a nie w postaci karty. Wersja 2.0, która pojawiła się wkrótce po niej, była pierwszym szeroko stosowanym standardem w płytach głównych i kartach graficznych. Poza ulepszeniem związanym z zastosowaniem technologii "Włącz i działaj" PCI zapewniał możliwość zastosowania do dziesięciu "gniazd" na jednej magistrali. Procesor zajmuje jedno "gniazdo", mostek ISA/EISA następne. Każda karta rozszerzeń najczęściej zajmuje dwa "gniazda" (nie mylić z fizycznymi slotami) dlatego liczba slotów na większości płyt głównych PCI ograniczona jest do 4. Mostek ISA/EISA jest dobrym sposobem na powiększenie liczby dostępnych slotów przy wolniejszych prędkościach, ponieważ uzyskujecie cztery lub pięć dodatkowych slotów za cenę jednego lub dwóch "gniazd" PCI. W wypadkach, gdy ISA/EISA nie jest wymagane, można zwiększyć liczbę slotów PCI w jeden z dwóch sposobów: poprzez szeregowe dołączenie dodatkowej magistrali PCI poprzez mostek PCI-PCI lub poprzez instalację dwóch lub więcej równoległych magistrali PCI dołączonych do głównej magistrali pamięci systemu. Choć zastosowanie drugiego z wymienionych sposobów pozwala uzyskać lepszą wydajność, to implementacja jest bardziej skomplikowana, a magistrala pamięci systemowej musi być wystarczająco szybka, aby móc współpracować z dwoma lub więcej magistralami PCI na raz - oczywiście z pełną prędkością. Procesor mostkujący PCI-PCI DEC 21050 i nowy procesor DEC 21052 są dość popularne w wielu dostępnych komputerach PCI, podczas, gdy równoległe systemy z wieloma magistralami PCI będą stosowane po raz pierwszy w komputerze z procesorem P6 firmy Intel. Szeregowe "mostkowanie" PCI-PCI posiada interesującą zaletę funkcyjną, stosowaną do celów współpracy z wieloma kartami Ethernet lub SCSI z kilkoma "gniazdami" PCI, umożliwiającą połączenie karty poprzez mostek ze slotem PCI. Wiele procesorów na karcie, jest zdefiniowane jako kilka "gniazd" na wewnętrznej magistrali PCI, co oznacza, że na głównej magistrali będą reprezentowane jako jeden lub dwa "gniazda". Jeśli planujecie korzystać z równoległych magistrali PCI, przyjrzyjcie się poniższemu rozumowaniu: każda 32-bitowa, standardowa magistrala o częstotliwości 33 MHz może przesyłać dane z praktyczną prędkością dochodzącą do około 110 MB/s. Dlatego, jeśli np. pragniecie korzystać z podwójnej magistrali PCI, bądźcie gotowi na udostępnienie 220 MB/s z dostępnej pojemności magistrali pamięci i zarezerwujcie dodatkowo, na stałe, część pasma na wypadek, gdyby nadarzyła się potrzeba wykorzystania procesora i PCI do innych celów. Oznacza to, że do tego celu powinny wystarczyć 64-bitowe podsystemy o częstotliwości 66 MHz (EDO lub SDRAM) lub 128-bitowe podsystemy pamięci EDO RAM o częstotliwości 33 MHz. 64-bitowe magistrale, aby nie wymieniać oddzielnych graficznych magistral PCI o częstotliwości 66 MHz, powinny dołączyć do grupy. W taki oto sposób możecie połączyć wiele magistral PCI w sposób szeregowy i równoległy budując wielkie systemy magistral, jak np. system wykorzystywany w komputerze DEC AlphaServer 8400, który posiada do 144 slotów PCI i pasmo wejścia-wyjścia o przepustowości ponad gigabajt na sekundę! Szybciej, szerzej Standardowa magistrala PCI jest 32-bitową magistralą o częstotliwości 33 MHz, choć w niektórych maszynach może być trochę wolniejsza (30 MHz w Pentium 90 i Pentium 120). Jednakże zaczyna stawać się nieodpowiednia dla niektórych typów kart - jak chociażby FibreChannel z podwójnym portem o prędkości 200 MB/s. Również wiele wysokiej jakości akceleratorów graficznych 3D zyskałoby dzięki możliwości działania na dużych pakietach danych bezpośrednio w pamięci, a do tego celu niezbędna jest duża część pasma magistrali. Z wymienionych powyżej powodów specyfikacja PCI 2.1 definiuje nie tylko rozszerzenie 64-bitowe, ale również zdwojenie częstotliwości zegara do 66 MHz w celu czterokrotnego zwiększenia pasma - teoretycznie 528 MB/s, trochę powyżej 400 MB/s - praktycznie. Jednakże zauważcie, że z powodu stosowania wysokich częstotliwości magistrala PCI 66 MHz może zostać zaimplementowana jedynie jako oddzielna magistrala z jednym lub dwoma gniazdami, prawdopodobnie połączona równolegle z normalną magistralą o częstotliwości 33 MHz dla mniej wymagających urządzeń peryferyjnych. Zobaczycie też "normalne" 33 MHz magistrale PCI poszerzone do szerokości 64 bitów, jak zastosowana w komputerze DEC AlphaStation 600. W ten sposób, nie tylko zdwajacie podstawową przepustowość magistrali PCI, ale zatrzymujecie też możliwość umieszczenia na magistrali czterech do pięciu gniazd. Rozmieszczenie slotów PCI od początku było projektowane z myślą o takiej elastyczności. 64-bitowa część umieszczona jest na slocie rozszerzenia w sposób podobny do tego w jaki 8-bitowe sloty ISA poszerzone zostały do szerokości 16-bitów. Zauważcie też, że styki zasilające PCI dla obecnych 5-woltowych kart są zebrane w małe grupy znajdujące się na końcu podstawowych 32-bitowych gniazd. Jeśli chcecie korzystać z zasilania o napięciu 3,3 V, przewody nie będą umieszczone w tym samym miejscu, lecz podobny zestaw będzie się znajdować na drugim końcu gniazda - tzn. styki 3,3 V PCI, które wyglądają, jak lustrzane odbicie styków pięcio- woltowych. W ten sposób zapewniona została nie tylko elastyczność systemu umożliwiająca projektantom dołączanie jednego lub dwóch styków zasilających, ale również zapobiegają przypadkowemu umieszczeniu karty zasilanej napięciem 3,3 V w gnieździe o napięciu 5V i na odwrót. W rzeczywistości elastyczność zasilania kart PCI jest jednym z powodów, dla których jej specyfikacja elektryczna używana do projektowania następców kart PCMCIA, nowych 32-bitowych kart typu "CardBus". Pracując z prędkością porównywalną do PCI, CardBus o napięciu 3,3 V zachowała kształt styków i mnogość funkcji zarządzania zasilaniem. Różnorodność PCI 2.1 Szerokość | 32-bity | 64-bity | 32-bity | 64-bity Częstotliwość zegara | 33 MHz | 33 MHz | 66 MHz | 66 MHz Prędkość szczytowa | 132 MB/s | 264 MB/s | 264 MB/s | 528 MB/s Prędkość praktyczna | 110 MB/s | 220 MB/s | 210 MB/s | 420 MB/s Całkowita liczba "ładunków" | 10 | 10 | 4 | 4 Całkowita liczba gniazd PCI: jedna magistrala PCI bez mostkowania | 5 | 5 | 4 | 4 Całkowita liczba gniazd PCI: magistrala PCI z mostkiem PCI/ISA | 4 | 4 | - | - Całkowita liczba gniazd PCI: podwójna magistrala PCI z mostkami PCI/PCI i PCI/ISA | 8 | 8 | - | - Całkowita liczba gniazd PCI: podwójna równoległa magistrala PCI bez mostkowania | 10 | 10 | 2+5 | 2+5 Uwaga: Obecne implementacje zależą od użytych procesorów. Zalecane jest nie używanie mostkowania dla wersji o częstotliwości 66 MHz - powinny one pracować równolegle do drugiej normalnej magistrali PCI bez pamięci.