INF1-2014-Wykl-04-Zaoczne [tryb zgodności]

Transkrypt

Informatyka 1, studia niestacjonarne I stopnia
Rok akademicki 2013/2014, Wykład nr 4
dr inż. Jarosław Forenc
2/92
Plan wykładu nr 4
Klasyfikacja systemów komputerowych (Flynna)
Informatyka 1
SISD, SIMD, MISD, MIMD
Architektura von Neumanna i architektura harwardzka
Budowa komputera:
zestaw komputerowy, jednostka centralna, płyta główna
Politechnika Białostocka - Wydział Elektryczny
procesory Intel (LGA 1156, LGA 1155, LGA 1150, LGA 2011)
i AMD (Socket AM2/AM2+, Socket AM3/AM3+, Socket FM1,
Socket FM2/FM2+)
Elektrotechnika, semestr II, studia niestacjonarne I stopnia
Rok akademicki 2013/2014
moduły pamięci (DIP, SIPP, SIMM, SDR SDRAM, DDR SDRAM,
DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, DDR4 SDRAM, SO-DIMM)
obudowa komputera (architektura AT, ATX)
Wykład nr 4 (04.04.2014)
interfejsy wewnętrzne (ISA, EISA, VESA Local Bus, PCI, AGP,
IDE, EIDE, SCSI, Serial ATA, PCI Express)
3/92
Klasyfikacja systemów komputerowych
4/92
Taksonomia Flynna
Taksonomia Flynna - pierwsza, najbardziej ogólna klasyfikacja
architektur komputerowych (1972):
Flynn M.J.: „Some Computer Organizations and Their Effectiveness”,
IEEE Transactions on Computers, Vol. C-21, No 9, 1972.
Opiera się na liczbie przetwarzanych strumieni rozkazów
i strumieni danych:
strumień rozkazów (Instruction Stream) - odpowiednik licznika
rozkazów; system złożony z n procesorów posiada n liczników
rozkazów, a więc n strumieni rozkazów
strumień danych (Data Stream) - zbiór operandów, np. system
rejestrujący temperaturę mierzoną przez n czujników posiada n
strumieni danych
SI - Single instruction
MI - Multiple Instruction
SD - Single Data
MD - Multiple Data
SM - Shared Memory
DM - Distributed Memory
5/92
SISD (Single Instruction,
Instruction, Single Data)
6/92
SISD (Single Instruction,
Jeden wykonywany program
przetwarza jeden strumień danych
Klasyczne komputery zbudowane
według architektury von Neumanna
Komputer
IBM PC/AT
Komputer
PC
SISD
Zawierają:
jeden procesor
jeden blok pamięci operacyjnej
zawierający wykonywany program.
- instrukcje
- dane
- wyniki
7/92
SIMD (Single Instruction,
Instruction, Multiple Data)
Laptop
8/92
SM
SM--SIMD - Komputery wektorowe
Jeden wykonywany program
przetwarza wiele strumieni
danych
Te same operacje wykonywane są
na różnych danych
Komputer
PC
CDC
Cyber 205
Cray
Cray--1
(1976)
(1981)
SIMD
Podział:
SM-SIMD (Shared Memory SIMD):
- komputery wektorowe
- rozszerzenia strumieniowe procesorów
(MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AVX)
DM-SIMD (Distributed Memory SIMD):
- tablice procesorów
- procesory kart graficznych (GPGPU)
- instrukcje
- dane
- wyniki
Cray
Cray--2
(1985)
Hitachi
S3600
(1994)
9/92
DM
DM--SIMD - Tablice procesorów
10/92
DM
DM--SIMD - Procesory graficzne (GPU)
Illiac IV
MasPar
MP
MP--1/MP1/MP-2
(1976)
GeForce
GTX 690
Tesla
C2075
(1990)
Thinking
Machines
CM
CM--2
(1987)
Tesla
D870
Illiac IV
(1976)
Tesla
M2075
MISD (Multiple
(Multiple Instruction,
11/92
MIMD (Multiple
(Multiple Instruction,
Instruction, Multiple Data)
Wiele równolegle wykonywanych
programów przetwarza
jednocześnie jeden wspólny
strumień danych
Równolegle wykonywanych
jest wiele programów, z których
każdy przetwarza własne
strumienie danych
Systemy tego typu nie są spotykane
Podział:
SM-MIMD (Shared Memory):
- wieloprocesory
DM-MIMD (Distributed Memory):
- wielokomputery
- klastry
- gridy
12/92
13/92
SM
SM--MIMD - Wieloprocesory
14/92
SM
SM--MIMD - Wieloprocesory
Systemy z niezbyt dużą liczbą
działających niezależnie procesorów
Cray YMYM-P
(1988)
Cray J90
(1994)
Każdy procesor ma dostęp do wspólnej
przestrzeni adresowej pamięci
Komunikacja procesorów poprzez
uzgodniony obszar wspólnej pamięci
Do SM-MIMD należą komputery
z procesorami wielordzeniowymi
Cray
CS6400
(1993)
Podział:
UMA (Uniform Memory Access)
NUMA (NonUniform Memory Access)
COMA (Cache Only Memory Architecture)
15/92
DM
DM--MIMD - Wielokomputery
Każdy procesor wyposażony jest we własną pamięć operacyjną,
niedostępną dla innych procesorów
16/92
DM
DM--MIMD - Wielokomputery
Cray T3E
(1995)
Komunikacja między procesorami odbywa się za pomocą sieci
poprzez przesyłanie komunikatów
Thinking
Machines
CM
CM--5
(1991)
Biblioteki komunikacyjne:
MPI (Message Passing Interface)
PVM (Parallel Virtual Machine)
nCube 2s
(1993)
Meiko
CS
CS--2
(1993)
17/92
DM
DM--MIMD - Klastry
18/92
DM
DM--MIMD - Klastry
Klaster (cluster):
Miejsce instalacji:
równoległy lub rozproszonego system składający się z komputerów
komputery połączone są siecią
używany jest jako pojedynczy,
zintegrowany zespół
obliczeniowy
Politechnika Białostocka
Wydział Elektryczny
KETiM
Rok instalacji:
2004-2006
Typ klastra:
Węzeł (node) - pojedynczy
komputer przyłączony do
klastra i wykonujący zadania
obliczeniowe
homogeniczny
dedykowany
Liczba węzłów:
7
Sieć komputerowa:
źródło:
http://leda.elfak.ni.ac.rs/projects/SeeGrid/see_grid.htm
Gigabit Ethernet
KVM - Keyboard, Video, Mouse
DM
DM--MIMD - Klastry
Klastry Beowulf budowane były ze zwykłych komputerów PC
Odin II Beowulf Cluster Layout, University of Chicago, USA
19/92
DM
DM--MIMD - Klastry
Klastry Beowulf budowane były ze zwykłych komputerów PC
NASA 128-processor Beowulf cluster: A cluster built from 64 ordinary PC's
20/92
21/92
DM
DM--MIMD - Klastry
22/92
Architektura von Neumanna
Rodzaj architektury komputera, opisanej w 1945 roku przez
matematyka Johna von Neumanna
Inne spotykane nazwy: architektura z Princeton, store-program
computer (koncepcja przechowywanego programu)
Zakłada podział komputera
na kilka części:
jednostka sterująca
(CU - Control Unit)
jednostka arytmetyczno-logiczna
(ALU - Arithmetic Logic Unit)
pamięć główna (memory)
urządzenia wejścia-wyjścia
(input/output)
Early Aspen Systems Beowulf Cluster With RAID
23/92
Architektura von Neumanna - podstawowe cechy
24/92
Architektura harwardzka
Informacje przechowywane są w komórkach pamięci (cell)
o jednakowym rozmiarze, każda komórka ma numer - adres
Architektura komputera, w której pamięć danych jest oddzielona
od pamięci instrukcji
Dane oraz instrukcje programu (rozkazy) zakodowane są za
pomocą liczb i przechowywane w tej samej pamięci
Nazwa architektury pochodzi komputera Harward Mark I:
Praca komputera to sekwencyjne odczytywanie instrukcji
z pamięci komputera i ich wykonywanie w procesorze
Wykonanie rozkazu:
pobranie z pamięci słowa będącego kodem instrukcji
pobranie z pamięci danych
wykonanie instrukcji
zapisanie wyników do pamięci
Dane i instrukcje czytane są przy wykorzystaniu tej samej magistrali
zaprojektowany przez Howarda Aikena
pamięć instrukcji - taśma dziurkowana,
pamięć danych - elektromechaniczne liczniki
25/92
26/92
Architektura harwardzka i von Neumanna
Pamięci danych i instrukcji mogą różnić się:
W architekturze harwardzkiej pamięć instrukcji i pamięć danych:
technologią wykonania
zajmują różne przestrzenie adresowe
strukturą adresowania
mają oddzielne szyny (magistrale) do procesora
długością słowa
zaimplementowane są w inny sposób
Przykład:
ATmega16 - 16kB Flash, 1 kB SRAM, 512 B EEPROM
Procesor
Procesor może w tym samym czasie czytać instrukcje
oraz uzyskiwać dostęp do danych
Magistrala instrukcji
Magistrala danych
Pamięć programu
(instrukcje programu)
Architektura von Neumanna
27/92
Zmodyfikowana architektura harwardzka
28/92
Zestaw komputerowy
Monitor
Łączy w sobie cechy architektury harwardzkiej i von Neumanna
Oddzielone pamięci danych i rozkazów, lecz wykorzystujące
wspólną magistralę (linie danych i adresów)
Jednostka
centralna
Pendrive
W procesorach stosowanych w komputerach PC występują
elementy obu architektur:
pamięć operacyjna (RAM) komputera jest to typowa architektura
von Neumanna
Pamięć danych
(dane programu)
Mikrofon,
słuchawki
Myszka
Dysk
zewnętrzny
pamięć podręczna (cache) podzielona jest na pamięć instrukcji
i pamięć danych
Drukarka
Kamera
internetowa
Klawiatura
Skaner
UPS
Głośniki
29/92
Jednostka centralna
Napęd
DVD
Model
Gigabyte GA-7N400-L
Rok
Gniazdo
Procesor
Procesor
Stacja
dyskietek
Pamięć
RAM
Płyta
główna
Dysk
twardy
Karta
graficzna
31/92
Gigabyte GAGA-7N400
7N400--L
Audio
2011
Socket 2011
Intel Core i7
Intel Core i7
Intel X58 Express Chipset
Southbridge
nVIDIA nForce 2 MCP
Intel ICH10R
Pamięć
4 x 184-pin DDR DIMM
sockets, max. 3 GB
6 x 1.5V DDR3 DIMM
sockets, max. 24 GB
Format
ATX
ATX
ATX
AGP, 5 × PCI, 2 × IDE, FDD,
LPT, 2 × COM, 6 × USB,
IrDA, RJ45, 2 × PS/2
4 × PCIe x16, 2 × PCIe x1,
PCI, 8 × SATA II 3 Gb/s,
2 × SATA II 6 Gb/s,
2 × eSATA, IDE, FDD,
2 × RJ45, 10 × USB 2.0,
2 × USB 3.0, 2 × PS/2
3 × PCIe x16, 2 × PCIe x1,
PCI, 4 × SATA II 3 Gb/s,
4 × SATA III 6 Gb/s,
2 × eSATA, RJ45,
9 × USB 2.0,
3 × USB 3.0, PS/2
Socket A
NorthBridge
CMOS battery
DIMM
socket
Power
źródło:
GA-7N400 Pro2 / GA-7N400 /
GA-7N400-L
AMD Socket A
Processor Motherboard
User’s Manual
źródło:
IDE
2009
Socket 1366
AMD Athlon, Athlon XP
AGP
http://www.3cvillage.com
2003
nVIDIA nForce 2 Ultra 400
LAN
SouthBridge
FDD
Gigabyte G1-Assassin 2
Socket A
Gigabyte GAGA-7N400
7N400--L
PCI
Gigabyte GA-X58A-UD5
Northbridge
Inne
SIO
30/92
Płyta główna (motherboard
(motherboard)) - przykłady
Zasilacz
BIOS
Intel X79
4 x 1.5V DDR3 DIMM
sockets, max. 32 GB
32/92
33/92
Gigabyte GAGA-7N400
7N400--L
Gigabyte GAGA-X58A
X58A--UD5
34/92
LAN
NorthBridge
Intel X58(IOH)
PCIe x1
SIO
8-Pin
Power
BIOS
PCI
FDD
LGA1366
PCIe x16
DDR3
socket
SouthBridge
Intel ICH10R
IDE
źródło:
CMOS battery
GA-7N400 Pro2 / GA-7N400 / GA-7N400-L
AMD Socket A Processor Motherboard
User’s Manual
Gigabyte GAGA-X58A
X58A--UD5
SATA 3 Gb/s
Gb/s
35/92
2424-Pin Power
Gigabyte G1G1-Assassin 2
36/92
PCIe x1
LAN
Audio
PCIe x16
PCI
DDR3
socket
CMOS
battery
LGA2011
I/O
Controller
8-Pin
Power
źródło:
GA-X58A-UD5
LGA1366 socket motherboard for Intel ® Core ™ i7 processor family
User's Manual
Intel X79
DDR3
socket
SATA
2424-Pin Power
37/92
Gigabyte G1G1-Assassin 2
38/92
Gigabyte GAGA-7N400
7N400--L i GA
GA--X58AX58A-UD5
2 x USB
LPT
LAN
PS/2 Mouse
Gigabyte
GAGA-7N400
7N400--L
PS/2 Keyboard
COM
Clear CMOS IEEE 1394a
2 x USB
Audio
LAN
PS/2 Mouse
źródło:
Gigabyte
GAGA-X58A
X58A--UD5
PS/2 Keyboard
Gigabyte G1.Assassin 2, User's Manual, Rev. 1001
SPDIF
39/92
Płyty główne - standardy
Standard
6 x USB
Audio
40/92
Płyty główne - standardy
Rok
Wymiary
AT
1984 (IBM)
12 × 11–13 in
305 × 279–330 mm
BabyBaby-AT
1985 (IBM)
8.5 × 10–13 in
216 × 254–330 mm
ATX
1996 (Intel)
12 × 9.6 in
305 × 244 mm
MicroMicro-ATX
1996
9.6 × 9.6 in
244 × 244 mm
MiniMini-ITX
2001 (VIA)
6.7 × 6.7 in
170 × 170 mm max.
Nano
Nano--ITX
2003 (VIA)
4.7 × 4.7 in
120 × 120 mm
PicoPico-ITX
2007 (VIA)
100 × 72 mm max.
źródło: http://en.wikipedia.org
eSATA
źródło:
http://en.wikipedia.org
BabyBaby-AT
AT
41/92
Procesory Intel - LGA 1156 ((Socket
Socket H, H1)
42/92
Socket H2)
LGA (Land Grid Array) - na procesorze złocone, miedziane,
płaskie styki, dociskane do pinów w gnieździe płyty głównej
początek 2011 roku, liczba pinów: 1155
procesory:
2009 rok, liczba pinów: 1156
Sandy Bridge (32 nm): Celeron, Pentium, Core i3, Core i5, Core i7, Xeon
procesory: (Lynnfield i Clarkdale): Core i3, Core i5, Core i7, Xeon
Ivy Bridge (22 nm): Core i3, Core i5, Core i7
chipsety: Intel H55, H57, P55, Q57, P57
chipsety:
2-kanałowy kontroler pamięci
Sandy Bridge: B65, H61, Q67,
H67, P67, Z68
Ivy Bridge: B75, Q75, Q77,
H77, Z75, Z77
brak wstecznej kompatybilności
z LGA 1156
LGA 1156
LGA 1155
Intel Core i3
i3--530
43/92
Socket H3)
44/92
Socket R)
czerwiec 2013 roku, liczba pinów: 1150
listopad 2011 roku, liczba pinów: 2011
procesory:
procesory:
Haswell (22 nm): Core i3, Core i5, Core i7
Sandy Bridge-E/EP (22 nm): Core i7, Xeon
Broadwell (14 nm): brak
Ivy Bridge-E/EP (14 nm): Core i7, Xeon
chipsety:
chipsety: Intel X79
Haswell: H81, B85, Q85,
Q87, H87, Z87
4-kanałowy kontroler pamięci
PCI Express 3.0
brak wstecznej kompatybilności
z LGA 1155 i LGA 1156
LGA 1150
LGA 2011
45/92
Procesory AMD - Socket AM2/
AM2/AM2
AM2+
+ (M2)
46/92
Procesory AMD - Socket AM3
PGA-ZIF - nóżki znajdują się na procesorze
2009 rok, liczba kontaktów: 941
2006 rok (AM2), 2007 rok (AM2+), liczba kontaktów: 940
obsługa pamięci RAM DDR3
napięcie zasilania: 0,8 - 1,55 V
procesory: Phenom II, Athlon II, Sempron, Opteron
FSB: 800, 1000 MHz
procesory: Athlon 64, Athlon 64 X2, Sempron, Opteron, Phenom
Socket AM3
Socket AM2
AMD Phenom II
AMD Athlon 64 X2
Procesory AMD - Socket AM3+
47/92
48/92
Procesory AMD - Socket FM1
2011 rok, liczba kontaktów: 942
czerwiec 2011, liczba kontaktów: 905
mikroarchitektura Bulldozer
przeznaczenie: APU (Accelerated Processing Unit) pierwszej generacji
większa średnica otworów na nóżki procesora
APU - połączenie tradycyjnego procesora x86 z proc. graficznym
AMD Fusion (Llano)
Socket AM3+
AMD Fusion
Socket FM1
49/92
Procesory AMD - Socket FM2/
FM2/FM2
FM2+
+
50/92
Moduły pamięci
FM2: wrzesień 2012, liczba kontaktów: 904, AMD Trinity
DIP
FM2+: 2013, liczba kontaktów: 906, AMD Kaveri
Dual In-line Package
przeznaczenie: APU (Accelerated Processing Unit) drugiej generacji
zastosowanie:
XT, AT
rok:
1981
SIPP
Single In-line Pin Package
51/92
liczba pinów:
30
zastosowanie:
AT, 286, 386
rok:
1983
Moduły pamięci
Moduły pamięci
SIMM (30
(30--pins)
SIMM (72
(72--pins)
52/92
Single Inline Memory Module
Single Inline Memory Module
liczba styków:
30 (te same styki po obu stronach modułu)
liczba styków:
72 (te same styki po obu stronach modułu)
pojemność:
256 KB, 1 MB, 4 MB, 16 MB
pojemność [MB]:
1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128
zastosowanie:
286, 386, 486
zastosowanie:
486, Pentium, AMD K5, AMD K6
rok:
1994
rok:
1996
53/92
Moduły pamięci
Moduły pamięci
DIMM
SDR SDRAM
54/92
Dual In-Line Memory Module
Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory
styki po przeciwnych stronach modułu mają inne znaczenie
liczba styków:
najczęściej stosowane moduły DIMM:
168
pojemność [MB]:
16, 32, 64, 128, 256, 512
72-pinowe, stosowane w SO-DIMM (32-bitowe)
zasilanie:
3,3 V
144-pinowe, stosowane w SO-DIMM (64-bitowe)
zastosowanie:
Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV
Celeron, AMD K6
168-pinowe, stosowane w SDR SDRAM
184-pinowe, stosowane w DDR SDRAM
Oznaczenie
240-pinowe, stosowane w DDR2 SDRAM
240-pinowe, stosowane w DDR3 SDRAM
55/92
Częstotliwość
Przepustowość
Czas dostępu
Rok
PC66
66 MHz
533 MB/s
12-15 ns
1997
PC100
100 MHz
800 MB/s
8-10 ns
1998
PC133
133 MHz
1067 MB/s
7,5 ns
1999
Moduły pamięci
Moduły pamięci
SDR SDRAM
DDR SDRAM
56/92
Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory
liczba pinów:
184
zasilanie:
2,5 V
zastosowanie:
Pentium IV, Athlon, Duron, Sempron
rok:
1999
DDR przesyła 2 bity w ciągu jednego taktu zegara
Oznaczenie
Oznaczenie
Częstotliwość
Przepustowość
DDR
DDR--200
PC
PC--1600
100 Hz
1,6 GB/s
DDR
DDR--266
PC
PC--2100
133 Hz
2,1 GB/s
DDR
DDR--333
PC
PC--2700
166 Hz
2,7 GB/s
DDR
DDR--400
PC
PC--3200
200 Hz
3,2 GB/s
Uwaga:
częstotliwość - częstotliwość szyny,
przepustowość - przepustowość szczytowa
57/92
Moduły pamięci
Moduły pamięci
DDR SDRAM
DDR2 SDRAM
58/92
Double Data Rate 2 Synchronous Dynamic Random Access Memory
liczba pinów:
240
zasilanie:
1,8 V
zastosowanie:
Pentium IV/D, Intel Core 2, Athlon 64 AM2
rok:
2003
DDR2 przesyła 4 bity w ciągu jednego taktu zegara
59/92
Oznaczenie
Oznaczenie
Częstotliwość
Przepustowość
DDR2
DDR2--400
PC2
PC2--3200
200 MHz
3200 MB/s
DDR2
DDR2--533
PC2
PC2--4200
266 MHz
4266 MB/s
DDR2
DDR2--667
PC2
PC2--5300
333 MHz
5333 MB/s
DDR2
DDR2--800
PC2
PC2--6400
400 MHz
6400 MB/s
DDR2
DDR2--1066
PC2
PC2--8500
533 MHz
8533 MB/s
Moduły pamięci
Moduły pamięci
DDR2 SDRAM
DDR3 SDRAM
60/92
liczba pinów:
240
zasilanie:
1,5 V
zastosowanie:
Intel Core i7, Intel Core i5, Intel Core i3,
AMD Phenom II, AMD Athlon II
rok:
2007 (Intel), 2009 (AMD)
61/92
Moduły pamięci
Moduły pamięci
DDR3 SDRAM
DDR3 SDRAM
Oznaczenie
Oznaczenie
Częstotliwość
DDR3
DDR3--800
PC3
PC3--6400
400 MHz
6400 MB/s
DDR3
DDR3--1066
PC3
PC3--8500
533 MHz
8533 MB/s
DDR3
DDR3--1333
PC3
PC3--10600
666 MHz
10666 MB/s
DDR3
DDR3--1600
PC3
PC3--12800
800 MHz
12800 MB/s
DDR3
DDR3--1866
PC3
PC3--15000
933 MHz
14933 MB/s
DDR3
DDR3--2000
PC3
PC3--16000
1000 MHz
16000 MB/s
DDR3
DDR3--2133
PC3
PC3--17000
1066 MHz
17066 MB/s
DDR3
DDR3--2400
PC3
PC3--19200
1200 MHz
19200 MB/s
DDR3
DDR3--2600
PC3
PC3--20800
1300 MHz
20800 MB/s
Moduły pamięci DDR - porównanie
62/92
Przepustowość
63/92
64/92
Moduły pamięci DDR
DDR4 SDRAM
źródło: http://en.wikipedia.org
liczba pinów:
284
zasilanie:
1,2 V
rok:
koniec 2014
zastosowanie:
Intel Haswell E, Intel Broadwell
65/92
Moduły pamięci
66/92
Moduły pamięci SO
SO--DIMM - porównanie
SO
SO--DIMM
Small Outline Dual In-line Memory Module
stosowane głównie w laptopach, drukarkach, ruterach
najczęściej stosowane moduły:
72-pinowe (32-bitowe)
100-pinowe
144-pinowe (64-bitowe)
200-pinowe pamięci DDR SDRAM i DDR-II SDRAM
204-pinowe DDR3
67/92
Obudowa komputera - podział (wymiary, kształt)
68/92
Obudowa komputera - architektura AT
Desktop
Zasilacz AT
P9/P8 connectors
źródło:
Mini
Mini--ITX
Mini tower
Midi tower
Big tower
4-pin Molex
connector
http://www.playtool.com/pages/
psuconnectors/connectors.html
69/92
Obudowa komputera - architektura AT
70/92
Obudowa komputera - architektura ATX
4-pin Berg connectors
Zasilacz AT
Zasilacz ATX
20
20--pin ATX power
connector
Złącze 2020-pinowe
można włożyć do
gniazda 2424-pinowego
źródło:
6-pin Auxiliary Power Connector
Zasilacz ATX
Złącze 2424-pinowe
można włożyć do
gniazda 2020-pinowego
źródło:
24
24--pin ATX power
connector
71/92
źródło:
72/92
4-pin ATX 12 V
8-pin ATX 12 V
73/92
74/92
Interfejsy sprzętowe komputera
Interfejsy wewnętrzne
równoległe
6-pin PCI Express
8-pin PCI Express
4-pin Berg
connector
ISA
ISA
PCI-X
SATA
EISA
AGP
PCI Express
MCA
IDE
VESA LB
EIDE
PCI
SCSI
Serial ATA power
connector
4-pin Molex
connector
szeregowe
Mini-PCI
75/92
(wewnętrzny, równoległy)
ISA
76/92
ISA - Industry Standard Architecture
standard magistrali oraz złącza kart rozszerzeń
8-bit ISA (1981 rok), 16-bit ISA (1984 rok)
8-bitowa (XT) i 16-bitowa (AT) szyna danych
1616-bit ISA
8-bit ISA
24-bitowa szyna adresowa
teoretyczna przepustowość: 8 Mb/s (praktycznie: 1,6-1,8 Mb/s)
stosowana w:
kartach graficznych
kartach muzycznych
kartach sieciowych
kontrolerach I/O
8-bit ISA
1616-bit ISA
EISA
77/92
VESA Local Bus
78/92
EISA - Extended Industry Standard Architecture
VESA Local Bus - Video Electronics Standards Association Local Bus
standard magistrali oraz złącza kart rozszerzeń zaprojektowany
dla 32-bitowych komputerów 80386
opracowana w 1992 r. szyna danych będąca rozszerzeniem
standardowego 8/16-bitowego interfejsu ISA
przepustowość: 33 MB/s
złącze wykorzystywane przez karty graficzne, muzyczne i I/O
rzadko spotykana
używane na płytach z procesorem 80486
EISA
ISA
Płyta główna ze złączami VESA Local Bus
PCI
79/92
PCI
Multi
Multi--I/O
I/O-Controller
80/92
PCI - Peripheral Component Interconnect
magistrala komunikacyjna przeznaczona do przyłączenia kart
rozszerzeń do płyty głównej w komputerach PC
zastąpiła magistrale ISA i VESA Local Bus
używana w kartach graficznych, muzycznych, sieciowych,
kontrolerów dysków
Wersja
Rok
Max.
Max. szerokość szyny danych
Max.
Max. częstotliwość taktowania
Max.
Max. przepustowość
Napięcie
PCI 2.0
PCI 2.1
PCI 2.2
PCI 2.3
1993
1994
1999
2002
32 bity
64 bity
64 bity
64 bity
33 MHz
66 MHz
66 MHz
66 MHz
132 MB/s
528 MB/s
528 MB/s
528 MB/s
5V
5V
5 / 3,3 V
3,3 V
USB 2.0 55-Port
PCI Card
nVIDIA GeForce
MX4000 Video Card
Płyta główna z gniazdami 3232-bitowej szyny PCI
AGP
81/92
AGP
82/92
AGP - Accelerated / Advanced Graphics Port
opracowana w 1996 r. przez firmę Intel
32-bitowa modyfikacja magistrali PCI zoptymalizowana do szybkiego
przesyłania dużej ilości danych pomiędzy pamięcią operacyjną
a kartą graficzną
maksymalna moc pobierana przez kartę AGP to 35-40 W
PCI
AGP Video Card
AGP
przy większym zapotrzebowaniu na energię doprowadza się
dodatkowe zasilanie (złącze Molex)
Wersja
Rok
Napięcie
Mnożniki / Przepustowość
AGP 1.0
1996
3,3 V
1x - 267 MB/s, 2x - 533 MB/s
AGP 2.0
1998
1,5 V
1x - 267 MB/s, 2x - 533 MB/s, 4x - 1067 MB/s
AGP 3.0
2002
0,8 V
4x - 1067 MB/s, 8x - 2133 MB/s
IDE
AGP Video Card
83/92
IDE - Intelligent Drive Electronics, Integrated Device Electronics
inne nazwy:
IDE
84/92
maksymalna długość przewodu łączącego dysk z host adapterem
wynosiła 18 cali, czyli ok. 46 cm
ATA - Advanced Technology Attachments
przewód ten miał trzy wtyki - kontroler, urządzenie Master i Slave
AT-BUS
żadne przewody nie były krzyżowane, dlatego fizyczna kolejność
urządzeń na magistrali nie odgrywała żadnej roli
PATA - Parallel ATA
interfejs przeznaczony do komunikacji z dyskami twardymi
w systemie tym, w przeciwieństwie do poprzedniego ST412/506,
kontroler jest zintegrowany z dyskiem
dyski komunikują się z szynami systemowymi za pośrednictwem
host-adaptera umieszczonego na płycie głównej lub dodatkowej
karcie rozszerzającej (starsze systemy)
IDE dopuszczał obsługę do dwóch dysków twardych (Master i Slave)
o maksymalnej pojemności 504 MB (dziesiętnie 528 MB)
4040-żyłowa
taśma IDE
EIDE
85/92
EIDE - Enhanced IDE
EIDE miał usunąć ograniczenia standardu IDE, zapewniając przy
tym pełną z nim zgodność
EIDE
86/92
Problem ograniczenia pojemności dysków standardu IDE do 504 MB
został rozwiązany na dwa sposoby:
adresowanie CHS (ang. Cylinder, Head, Sector)
adresowanie LBA (ang. Logical Block Addressing)
opracowano różne wersja standardu EIDE:
Zwiększenie pasma przepustowego magistrali osiągnięto przez
zastosowanie trybów pracy:
ATA-2 (1994 r.)
ATA-3 (1996 r.)
Ultra DMA/33 (Ultra-ATA) - przewód 40-żyłowy,
ATA/ATAPI-4 (1997 r.) - możliwość podłączenia innych urządzeń niż
dysk twardy - streamer, CD-ROM
Ultra DMA/66 - 40 przewodów sygnałowych,
ale przewód 80-żyłowy - każdy przewód
sygnałowy oddzielony jest od sąsiada dodatkową
linią masy, poszczególne wtyki przewodu opisane
są i oznaczone różnymi kolorami: kontroler niebieski, Master - czarny, Slave - szary,
ATA-ATAPI-5 (2000 r.)
ATA-ATAPI-6
EIDE umożliwia obsługę dwóch host-adapterów (Primary,
Secondary), czyli podłączenie do czterech urządzeń
Ultra ATA/100
Ultra ATA/133
SCSI
87/92
SCSI
88/92
SCSI - Small Computer Systems Interface
równoległa magistrala danych przeznaczona do przesyłania danych
między urządzeniami (dyski twarde, skanery, drukarki, nagrywarki)
wykorzystywana
głównie w wysokiej
klasy serwerach
i stacjach roboczych
magistrala wymaga
zakończenia jej
terminatorem
Wersja
Przepustowość
Kabel
SCSI
Rok
SCSI
SCSI--1
5 MB/s
1986
SCSI
SCSI--2 (Fast SCSI)
10 MB/s
1994
SCSI
SCSI--2 (Wide
(Wide SCSI)
20 MB/s
1994
SCSI
SCSI--3 (Ultra SCSI)
20-40 MB/s
1996
Ultra2 SCSI
40-80 MB/s
1997
Ultra3 SCSI (Ultra 160 SCSI)
160 MB/s
1999
Ultra4 SCSI (Ultra 320 SCSI)
320 MB/s
2002
Ultra 640 SCSI
640 MB/s
2003
Kontroler SCSI
Skaner ze
złączem
SCSI
Serial ATA
89/92
(wewnętrzny, szeregowy)
PCI Express
90/92
Serial ATA - Serial Advanced Technology Attachment, SATA
PCI Express - Peripheral Component Interconnect Express, PCIe
szeregowa magistrala służąca do komunikacji Host Bus Adaptera
z urządzeniami pamięci masowej (dyski twarde, napędy optyczne)
złącze przeznaczone do instalacji kart rozszerzeń na płycie głównej
(graficzne, muzyczne, sieciowe, kontrolery IDE, SATA, USB)
zastąpiła równoległą magistralę ATA
każde urządzenie jest połączone bezpośrednio z kontrolerem
węższe i dłuższe (do 1 m) przewody niż w ATA
PCI Express zastąpił PCI i AGP
7-pinowa wtyczka sygnałowa
jeśli podłączona
karta wymaga
więcej energii
to jest zasilana
przez dodatkowy
przewód
15-pinowa wtyczka zasilania
możliwość hot plug
Wersja Wersja
v1.0
Generacja
Przepustowość
SATA I
1,5 Gbit/s (ok. 180 MB/s)
v2.0
SATA II
v3.0
SATA III
PCI Express
Piny
Przepustowość
×1
2×18
500 MB/s
×4
2×32
2000 MB/s
×8
2×49
4000 MB/s
91/92
2×82
8000 MB/s
16000 MB/s
150 W
2007
2×82
32000 MB/s
300 W
2011
×16
Przepustowość - przepustowość w obie strony
Koniec wykładu nr 4
PCIe x1
Dziękuję za uwagę!
PCIe x1
PCIe x16
PCIe x4
2004
2×82
PCIe x16
PCI
75 W
×16
PCIe x4
PCIe x16
Rok
×16
uwaga:
Max.
Max. moc
92/92

INF1-2014-Wykl-04-Zaoczne [tryb zgodności]

Transkrypt

Podobne dokumenty

NAZWISKO I IMIĘ

Nazwa kierunku Zarządzanie Tryb studiów stacjonarne

Informatyka 1 - Wydział Elektryczny

WNIOSEK O WYSTAWIENIE FAKTURY VAT DO ZAPŁATY

wniosek o wystawienie faktury vat do zapłaty

Tymczasowa lista wstępnie przyjętych Akademia Morska w Gdyni

PEDAGOGIKA, semestr letni, rok akademicki 2014/2015

KARTA KURSU