10.3. Локальные шины расширения
Рассмотренные выше разновидности ШР (ISA,MCA,EISA) имеют общий недостаток – сравнительно низкое быстродействие. Быстродействие и разрядность процессоров и микросхем памяти (а следовательно, и локальной системной шины) возрастали, а характеристики ШР улучшались "экстенсивно", в основном за счет увеличения их разрядности. Для ряда ПУ, быстродействие которых определяется "человеческим фактором", например, клавиатуры, «мыши», высокого быстродействия ШР и не требуется. Однако при наличии таких ПУ, как жесткие диски, видеосистемы и т.д., низкое быстродействие ШР оказывает самое непосредственное влияние на производительность системы в целом. Проблема быстродействия ШР встала наиболее остро с появлением графических пользовательских интерфейсов, таких какWindows, при работе с которыми возникает потребность в передаче и обработке очень больших массивов данных.
Достаточно очевидным решением этой проблемы является осуществление обмена между наиболее быстродействующими ПУ и ядром ЭВМ не через ШР, а через дополнительную быстродействующую магистраль, выходящую непосредственно на шину процессора. В этом случае ПУ получают доступ к самой быстродействующей шине компьютера наряду с внешним кэш. Такая конфигурация получила название локальной шины расширенияили простолокальной шины(local bus). Подключение локальной шины такого типа иллюстрируется упрощенной схемой на рис. 10.2.
Первая локальная шина появилась в 1992 году в результате совместных усилий фирм DellComputerиIntel. Хотя система оказалась поначалу весьма дорогостоящей, она продемонстрировала преимущества подключения видеосистемы к той точке, где можно было воспользоваться высоким быстродействием шины процессора. Этот первый вариант локальной шины был официально назван локальной шиной ввода/вывода I486 (I486localbusI/O). К концу 1992 года стоимость компьютеров с локальной шиной стала снижаться, и многие фирмы начали производить аналогичные системы.
Для организации в компьютере локальной шины необязательно устанавливать слоты расширения: адаптер устройства, использующего локальную шину, можно смонтировать непосредственно на системной плате. В первых компьютерах с локальной шиной использовался именно такой вариант.
Локальная шина не заменяла собой прежние стандарты, а дополняла их. Основными шинами расширения в компьютере по-прежнему оставались ISAилиEISA, но к ним добавлялся один или несколько слотов локальной шины. При этом сохранялась совместимость со старыми платами расширения, а быстродействующие адаптеры устанавливались в слоты локальной шины, реализуя при этом все свои возможности.
Компьютеры с локальной шиной стали особенно популярны среди пользователей WindowsиOS/2, поскольку в слоты локальной шины можно было установить 32-разрядные платы так называемых видеоускорителей, которые значительно увеличивали быстродействие системы при работе с графическими изображениями. ПроизводительностьWindowsиOS/2 существенно снижалась из-за ограничений, существующих даже в лучших платахVGA, подключаемых к шинамISAилиEISA. Обычные платыVGAмогли выводить на экран до 600 000 точек в секунду, в то время как видеоадаптеры, соединенные с локальной шиной, по утверждениям изготовителей, за то же время выводили 50-60 млн. точек. В реальных условиях быстродействие, конечно, ниже, но разница все равно оказывалась существенной.