NGIO система введення-виведення нового покоління

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

NGIO - нове покоління систем введення-виведення. Нове покоління процесорів для PC.


Рилов В.Ю.


Система введення-виведення NGIO.


NGIO (The Next Generation Input) - Output це принципово новий підхід в організації периферії персональних комп'ютерів запропонований і анонсований фірмою Intel.

Для початку розглянемо недоліки існуючої на сьогоднішній момент організації периферії комп'ютерів. Самою прогресивною технологією, з реалізованих на сьогоднішній момент і широко використовується для основних периферійних пристроїв є шина PCI. Шина ISA вже відходить у минуле, і навіть специфікація PC-98 вимагає від персональних комп'ютерів відсутності шини ISA як самого повільного елемента сучасних PC. Не дивлячись на багато хороші якості шини PCI, вона вже підійшла до межі своїх фізичних і технологічних перспектив.

Основними обмеженнями та недоліками PCI є наступні властивості:

  1. Max пропускна спроможність близько 133 Мб / сек. При частоті шини 33 Мгц. (Варіант на 66 Мгц широкого розповсюдження не отримав).

  2. Всі пристрої мають прямий доступ до перших 64Мб оперативної пам'яті, і тому існує небезпека порушення цілісності системи при використанні некоректно написаних драйверів.

  3. Шина має слотове організацію і, внаслідок цього, накладається обмеження на число підключених пристроїв. Вихід з ладу одного пристрою, як правило, блокує роботу комп'ютера. Немає можливості підключення пристроїв нальоту без відключення живлення.

  4. У кожен момент часу тільки один пристрій має доступ до шини.


NGIO надає зовсім відмінний підхід до організації шини периферійних пристроїв. В основі цього підходу лежить не слотавая, а лінковая організація інтерфейсу між пристроями введення-виведення і адаптером каналів (Channel Adapter).

У кожного пристрою, що підключається є TCA (Target Channel Adapter) який забезпечує фізичний інтерфейс між лінком і пристроєм. Пристроїв для підключення комутуються за допомогою комутаторів (Switch) з адаптером HCA (Host Channel Adapter) на комп'ютері. У HCA рефлізован високошвидкісний DMA контролер який забезпечує доставку даних зібраних в пакети від периферійних пристроїв в пам'ять і навпаки. При цьому забезпечується захист пам'яті, і гарантується захищеність. Тут можна провести аналогію з сучасними мережевими проьоколамі. Тобто всі дані зібрані в пакети розміром до 4Gb в яких зберігається інформація про пристрій, одержувача, команді, пріоритеті, контрольна сума і т.п. При цьому відпадає необхідність участі CPU в операціях введення-виведення, і немає небезпеки захоплення шини одним пристроєм.

Таким чином тепер відпадає неоюходімость у поділі пристроями шини тому всі вони мають DMA доступ до пам'яті комп'ютера через TCA і HCA. На рівні додатків і драйверів з'являється можливість створення віртуальних каналів, які на апаратному рівні будуть комутуватися через один або кілька лінків.





За допомогою технології NGIO можна комутувати пристрої різних рівнів складності і типів, що володіють різною швидкістю роботи і пропускною здатністю. Такими пристроями можуть бути: всілякі мережеві адаптери (від Ethernet до Оптоволокна), SCSI і RAID контролери, LAN / WAN шлюзи та інші.

Складна організація комутаторів (Switches) дозволяє создовать досить розвинену, багатошарову топологію комутації безлічі пристроїв, з можливістю підключення декількох комп'ютерів. При цьому з'являється можливість поділу системи живлення пристроїв і комп'ютерів і з'являється можливість підключення та відключення пристроїв нальоту. Також полегшується завдання пошуку і локалізації несправностей. Фізична організація лінків стає незалежною від периферійних пристроїв і драйверів, і, тому, залишаються великі резерви в збільшенні пропускної здатності переферичної системи.




Нове покоління процесорів для PC.

Бурхливий розвиток високоточних технологій в мікроелектроніці в останні роки було ознаменоване жорсткої конкурентної боротьбою провідних виробників мікропроцесорної техніки для персональних комп'ютерів в особі фірм Intel, AMD, Cyrix. Прабатьком сучасних мікропроцесорів є процесор Pentium-Pro створений фірмою Intel. У цьому мікропроцесорі вперше реалізований високошвидкісного кеш другого рівня, позачергове виконання команд, RISC ядро. Але виробництво високошвидкісного кеша інтегрованого у процесор і працює на частоті 150-200 МГц було дуже дорогим і пов'язане з великим відсотком вибракування, тому процесор P-Pro навіть зараз залишається дуже дорогим з вартістю ~ $ 450. В якості альтернативи і розвитку P-Pro фірма Intel випустила процесор Pentium II з розширеним набором команд (MMX) і кеш пам'яттю 2-го рівня розміром 512 Кб виконаної на одній платі з ядром процесора і ув'язненим у картридж SECC. Кеш пам'ять нового процесора працювала на частоті Ѕ частоти ядра для процесорів PII c ядром Klamath (233 - 300МГц) і на 1 / 3 частоти ядра для процесорів PII з ядром Deshutes (333 - 450 МГц). Себистоимость виробництва виявилася нижче ніж у процесорів P-Pro, що дозволило фірмі Intel захопити ринок. Як заміну P-Pro для високопродуктивних серверних станцій був створений процесор Intel PII Xeon c кеш пам'яттю другого рівня 512Кб на частоті ядра виконаний у картриджі SECC2 з частотами від 300МГц.

Основним конкурентом фірми Intel в комп'ютерах середнього класу стали фірми Cyrix і AMD. Процесор Cyrix M2 з технологією MMX є процесором 6-го покоління (Наявність позачергового виконання, перейменування регістрів, одночасного використання даних, 64Кб ​​асоціативного кеша 1-го рівня). Процесор AMD K6-2 з технологією MMX і 3Dnow! став більш успішним конкурентом і витіснив процесори Cyrix. (K6 притаманні також всі риси процесорів 6-го покоління, крім цього в ньому всі інструкції x86 розбиваються на більш дрібні RISC команди і виконуються в 7 операційних блоках). Основним недоліком процесорів М2 і К6 є неконвейерізірованний математичний співпроцесор, що і поставило їх у невигідне становище перед процесорами фірми Intel. Крім цього фірма AMD випустила процесор K6-3 в якому інтегрований високошвидкісного кеш другого рівня розміром 256 Кб працює на частоті від 400Мгц. Для повернення позицій на ринку комп'ютерів середнього і нижнього класів фірма Intel випустила дешових варіант процесора PII, процесор Intel Celeron, що відрізняється відсутністю кешу 2-го рівня, але зате хорошою "разгоняемостью".

Відповіддю фірми Intel на створення процесора K6-2 з технологією 3Dnow! стало створення і випуск процесора Pentium III (ядро Katmai, виконаний за технологією PII + доданий новий набір команд KNI-Katmai New Instruction set, частота від 450 МГц).

Що ж нас чекає в майбутньому на ринку мікропроцесорів? Перш за все хочеться відзначити новітню розробку фірми AMD процесор K7. При його створенні активно використовувався досвід створення процесора Alpha від фірми Digital. Цей процесор буде мати 128 Кб кеш 1-го рівня на частоті ядра (600 МГц), до 8Мб кеша L2 на частоті шини (200 Мгц), шина E6-V від процесора Alpha, конвеєризований математичний співпроцесор з 3-ма операційними блоками, Slot A, що дозволяє говорити про його очевидному перевагу над процесорами Intel. Нижче представлена ​​зведена таблиця характеристик сучасних процесорів.

Intel передбачається випуск в майбутньому наступних процессорои:

Tanner: розвиток серії Xeon, спочатку з'явиться 500 МГц версія, кеш L2 працювати на частоті ядра і мати ємність 512, 1024 або 2048 Кб, системна шина - 100 МГц, технологічний процес - 0.25мкм.

Cascades: Cascades буде призначений для використання в серверах і робочих станціях. Перші версії будуть мати частоту не менше 600 МГц. У преспективу Cascades навряд чи замінить Tanner, ймовірно, він стане його дешевшою версією, тому що буде оснащений тільки 256 Кб кешем L2, але зате вбудованим в корпус процесора і працює на повній частоті ядра. Технологічний процес - 0.18 мкм; системна шина - 133 МГц.

Coppermine: Це ядро ​​прийде на зміну Katmai. Головна відмінність - використання технологічного процесу 0.18 мкм, що дасть можливість випускати процесори з більш високими внутрішніми частотами. Судячи з усього, на превеликий жаль, Coppermine матиме L2 кеш ємністю 512 Кб і працюючого все так само, на половинній частоті ядра процесора.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Програмування, комп'ютери, інформатика і кібернетика | Реферат
16.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Базова система введення-виведення BIOS ПК
Базова система введення-виведення BIOS
Засоби введення виведення в Сі
Пристрій введення-виведення
Пристрої введення виведення інформації
Пристрої введення-виведення інформації
Пристрої введення-виведення інформації
Оператори введення і виведення в мові програмування Сі
Проектування автоматичного інтерфейсу введення-виведення
© Усі права захищені
написати до нас