نگاهی به گذرگاه سیستم

● نگاهی به گذرگاه سیستم
اگر شما حتی به طور نسبی هم صنعت سخت افزار را دنبال کرده شاهد دگرگونی ها و پیشرفت های بسیار زیادی در مدتی کوتاه خواهید بود. تقریبا هر سال مدل های جدید پردازنده ، کارت های گرافیکی و سایر قطعات با پیشرفت های زیادی که در آنها به وجود ۀمده است به بازار عرضه میشوند ولی میان این همه تغییرات درگاه ها (Port) و شکاف های (Slot) رایانه دگرگونی چندانی را نشان نمی دهد و تقریبا می توان گفت تا حدی از همان فناوری قدیمی استفاده می کند . شاهد این مدعا هم استفاده از شکاف های PCI است که کارت های بسیاری هم بر اساس این استاندارد تولید می شوند . البته بدیهی است که با توجه به کوچ کارت های گرافیک به سمت استاندارد AGP و عدم نیاز سایر کارت ها به سرعت و پهنای باند بیشتر، نیاز چندانی به تغییر این استاندارد احساس نشود. ولی با عرضه استاندارد جدید PCI Express به نظر می رسد دیگر AGP هم در حال ترک صحنه است و با سازگاری سایر قطعات و کارت ها با این استاندارد در آینده ای نه چندان دور جایگزین PCI هم بشود.
● PCI BUS :
در واقع اولین جرقه های این استاندارد در سال ۱۹۹۲ زده شد که قرار بود جایگزین استاندارد قدیمی تر ISA شود. مجموعه های اول آن که البته هنوز هم استفاده می شود دارای بسامد ۳۳ مگاهرتز بود که اطلاعات را به صورت ۳۳ بیتی منتقل می کرد که حداکثر پهنای باندی معادل ۱۳۳ مگابایت در هر ثانیه به دست می داد.
این مقدار با توجه به نیاز های آن زمان و قدرت پردازش پردازنده ، بسیار مناسب بود و البته هنوز هم در رایانه های خانگی برای قطعاتی همانند مودم و کارت صدا ، به نظر کافی می رسد ولی کم کم با افزایش سرعت پردازش و کارت هایی که نیاز به نقل و انتقال سریع اطلاعات داشتند همانند کارت های اسکازی و کارت ها ی شبکه گیگابیتی این استاندارد به حداکثر مرز های خود نزدیک می شد. البته این مسائل بیشتر در رایانه های خدمات دهنده شبکه و اینترنت مطرح بود ولی در رایانه های خانگی نیز این استاندارد تکافوی نیاز کارت های گرافیک جدید و سرعت پردازش آنها را نمی داد بنابراین استاندارد AGP که مخفف Advanced Graphic Port است برای استفاده اختصاصی کارت های گرافیک طراحی شد و برای سایر کاربرد ها هم از همان استاندارد قدیمی PCI استفاده می شود . در رایانه ای خدمات دهنده از انواع جدید تر PCI که با نام PCI-X شناخته می شوند استفاده شد. که در اولین مدل های آن ، بسامد به ۱۳۳ مگاهرتز افزایش داده می شود و اطلاعات نیز به صورت ۶۴ بیتی منتقل می شوندو پهنای باند حاصله نیز ۱ گیگا بایت در هر ثانیه خواهد بود که برای بسیاری از نیاز ها کافی است .
با توجه به نیاز رایانه های خدمات دهنده به پهنای باند بیشتر و ایجاد شبکه های گیگابایتی سریع PCI-X هم شروع به رشد کرد و در آخرین نوع آن با بسامد ۱۰۶۴ مگاهرتز و نقل و انتقال اطلاعات به صورت ۶۴ بیتی توانست به حداکثر پهنای باند ۸.۵ گیگابایت برسد .
● AGP:
به تدریج که پردازنده ها پیشرفت می کردند صنعت بازی های رایانه ای و به تبع آن کارت های گرافیک نیز به سمت جلوی رفتند. پردازش بیشتر و سریع تر اطلاعات نیاز به پهنای باند بیشتر داشت و این امر با PCI حاصل نمی شد. اینتل با همکاری شرکت های دیگر ،‌استاندارد AGP را معرفی کرد که اختصاصا برای کارت های گرافیک طراحی شده بود و محدودیت های PCI را نداشت و در عین حال قابل پیشرفت بود . اولین نوع آن که بعدا با نام AGP ۱x نامیده شد بسامدش ۶۶ مگاهرتز بود و در هر کلاک ۳۲ بیت اطلاعات را جابجا میکرد که پهنای باند آن به صورت به صورت ۲۶۴ مگابایت در هر ثانیه می رسید . AGP ۲xکه در واقع مدل پیشرفته تر آن محسوب می شد با همان بسامد ۶۶ مگاهرتز کار می کرد ولی قادر بود اطلاعات را هم در لبه بالا رونده پیام و هم در لبه پایین رونده آن منتقل نماید . لذا در هر کلاک ۶۴ بیت اطلاعات منتقل می شود و پهنای باند کلی به ۵۲۸ مگابایت در هر ثانیه می رسید . در X۴ AGP بسامد تا ۱۳۳ مگاهرتز افزایش داده شد و در هر کلاک هم ۶۴ بیت اطلاعات منتقل می شود و پهنای باند را تا حد ۱۰۶۴ مگابایت افزایش می دهد و در آخرین نسل از AGP یعنی AGP ۸x با افزایش بسامد به ۲۶۶ مگاهرتز پهنای باند کلی هم به ۲۱۲۸ مگابایت در هر ثانیه رسید . هر چند AGP ۲x پهنای باند مناسبی در اختیار ما قرار می دهد و هنوز هم کارت های گرافیک نمی توانند از تمام قدرت آن استفاده نمایند ولی محدودیت هایی که در توسعه آن گریبان گیر شرکت ها می باشد و توسعه بیشتر آن را امکان پذیر نمی کند و در عین حال تنها برای کارت های گرافیک قابل استفاده است لذا نیاز به یک استانداردی که هم توسط کارت های گرافیک و هم توسط سایر کارت ها قابل استفاده باشد و در عین حال امکان توسعه آن هم وجود داشته باشد احساس می شد،‌ که در واقع PCI Express پاسخی به این نیاز است .
● PCI Express :
این استاندارد د رواقع در پاسخ به نیاز وجود گذرگاهی با سرعت بالا ، قرار دادن فناوری که در استاندارد های قبلی وجود نداشت و در عین حال وجود سازگاری برای کارت ها و دستگاه های مختلف است . مهمترین تفاوت استاندارد PCI-Express با نسل های قبلی انتقال اطلاعات به صورت مجموعه (Serial) است که این امر در سری های قبلی به صورت موازی صورت می گرفت . امکاناتی همانند مدیریت پیشرفته معرف توان ،‌اتصالات و تعویض کارت ها ، حین کار که به خصوص در سرور ها باعث کم شدن زمان های DownTime سرور می شود،‌ مدیریت تصحیح خطا به طور پیش فرض در این استاندارد قرار داده شده اند. اگر طرز کار آن را هم بخواهیم به صورت ساده توضیح دهیم در سری x۱ اتصال بین فرستنده و گیرنده در دو جفت مسیر که یک Lane نامیده می شود صورت می گیرد . اتصالات به صورت نقطه به نقطه (Point to point) است. در گذرگاه با استاندارد x۱ پهنای باند به ۵ گیگابیت در هر ثانیه می رسد. کارت های با استاندارد x۱ دارای ۳۶ پایه هستند . با افزایش تعداد پایه ها و در نتیجه تعداد Laneها می توان پهنای باند را افزایش داد. این مسئله در کارت های x۴ به ۲۰ گیگابیت در هر ثانیه ، x۸ به ۴۰گیگابیت در هر ثانیه و در x۱۶ که برای کارت های گرافیک مورد استفاده می گیرد به ۸۰ گیگا بیت در هر ثانیه می رسد. توجه کنید که با افزایش تعداد Laneها و پهنای باند طول کارت و تعداد اتصالات (Pin) کارت هم افزایش می یابد. لذا شما نمی توانید یک کارت x۱۶ را در شکاف x۱ استفاده نمائید . البته برعکس آن را می توان انجام داد. البته پهنای باند ذکر شده در بالا در صورتی است که از رمزگذاری ( Encoding ) اطلاعات برای انتقال استفاده نشود . در صورت استفاده از این روش پهنای باند تا حد ۲۰ درصد کم تر می شود. البته به طور نظری می توان با افزایش تعداد Laneها و در نتیجه بزرگ شدن کارت و شکاف به پهنای باند بیشتری دست یافت .
با توجه به قدرت و قابلیت های بسیار زیاد PCI-Express به زودی شاهد گسترش هر چه بیشتر آن خواهیم بود. اکثر مادربرد ها جدیدکه تولید می شوند دارای این استاندارد هستند. با عرضه کارت هایی غیر از کارت گرافیک همانند مودم و کارت شبکه بر اساس این استاندارد ،‌دیگر در مادربرد ها شاهد استاندارد قدیمی PCI هم نخواهیم بود

منبع : ارجا نت