Системные шины. Слоты расширения
Комплектация материнских плат
Довольно часто на «борту» материнской платы встречаются встроенные (интегрированные) устройства: видеокарта, звуковая карта и сетевая. Ничего плохого в этом нет. Во-первых, всегда есть возможность отключить интегрированное устройство и установить аналогичное, но не интегрированное, в свободный слот расширения. Поэтому даже если основное устройство «сгорит» (хотя вероятность этого очень низка), ситуацию можно исправить. Во-вторых, при использовании интегрированных устройств существенно снижается стоимость системы. Ведь вам не нужно покупать ту же видеокарту. Правда, нужно учитывать специализацию будущей системы. Если ваша цель - собрать компьютер для просмотра фильмов и работы с документами (обычная офисная лошадка), тогда вполне хватит интегрированной видеокарты. А если вы планируете работу с трехмерной графикой или же вы любитель поиграть за компьютером, тогда лучше ставить отдельную видеокарту. А вот от встроенных звуковой карты и сетевого адаптера отказаться не получится - нет материнских плат, где бы не было этих устройств.
Понятно, что предусмотреть, какие возможности будут нужны одному пользователю, а какие - другому, невозможно, поэтому на материнской плате находятся слоты расширения, в которые устанавливаются платы расширения, увеличивающие возможности вашего компьютера (рис. 3.1). Прежде чем рассматривать различные варианты слотов расширения, вы должны знать, что такое шина. Шина - это магистраль передачи данных между оперативной памятью и платой расширения. Когда вы вставляете плату расширения в слот расширения, вы подключаете плату к шине.
Рис. 3.1. Слоты для различных типов шин на материнской плате
На современных компьютерах вы можете найти две из трех шин:
• PCI (peripheral component interconnect) - 32-битная шина, разработанная компанией Intel, позволяет подключать к материнской плате до 10 плат расширения (но обычно на системной плате вы найдете не более четырех PCI-слотов), до недавнего времени самая распространенная шина. Различные варианты шины PCI представлены в табл. 3.1.
• AGP (Accelerated Graphic Port) - была разработана для того, чтобы снизить нагрузку на шину PCI, - по шине AGP передаются только видеоданные. Понятно, что к слоту AGP можно подключить только AGP-видеокарту.
• PCI Express - новое поколение шины PCI.
Таблица 3.1. Различные стандарты шины PCI
| Стандарт | Разрядность, биты | Напряжение, В | Частота, МГц | Пропускная способность, Мб/с |
| PCI 2.0 | ||||
| PCI 2.1-3.0 | 5 или 3,3 | 33 или 66 | 133 (если частота 33 МГц) 266 (если частота 66 МГц) | |
| PCI 64 | 3,3 или 5 | |||
| PCI 66 | 3,3 | |||
| PCI -Х | 1,5 или 3,3 | 66-533 | 1024-4096 |
В табл. 3.1 первым представлен стандарт PCI 2.0 - это первая версия шины PCI, получившая широкое распространение. Для PCI 2.0 использовались карты и слоты с напряжением 5 В. С появлением стандарта PCI 2.1 впервые стала возможна поддержка плат расширения с напряжением 3,3 В. С «рождением» стандарта PCI 2.2 начали выпускаться универсальные карты, которые можно использовать в более поздних версиях PCI и даже, в некоторых случаях, в слотах PCI 2.1. Стандарты PCI 2.3 и PCI 3.0 не совместимы с платами с напряжением 5 В. Что же касается частоты и пропускной способности, то стандарты PCI 2.1-3.0 могут работать на частоте 33 или 66 МГц, при этом пропускная способность зависит от частоты (см. табл. 3.1). До появления стандарта PCI 64 все стандарты PCI (2.0-3.0) были 32-разрядными. Шина PCI 64 является 64-разрядной. Слот PCI 64 похож на слот PCI, но немного длиннее. Формально PCI 64 обратно совместим с PCI, то есть в слоты PCI 64 можно установить платы расширения предыдущего поколения.
Существуют две версии PCI 64:
• PCI 64 v1 - напряжение 5 В;
• PCI 64 v2 - напряжение 3,3 В.
• PCI 64 работает на частоте 33 МГц, а пропускная способность составляет 266 Мб/с (пиковая). Стандарт PCI 66 - это развитие PCI 64. Главное отличие в частоте - 66 МГц и в использовании слотов только с напряжением 3,3 В. Благодаря повышенной частоте выросла и пропускная способность, которая составляет 533 Мб/с. После стандарта PCI 66 появился гибридный стандарт PCI 64/66.
Он совместим со следующими платами:
• PCI 64 3,3 В;
• PCI 32 3,3 В. PCI-X - это еще одна модификация стандарта PCI 64. Основное отличие - зависимость частоты шины от количества устройств: 66 МГц - 4, 100 МГц - 2, выше 133 МГц - 1. Существуют две версии PCI-X. У первой пропускная способность 1024 Мб/с, у второй - 4096 Мб/с. Напряжение у PCI-X - 1,5 В, но данная шина совместима с платами PCI 64 3,3 В.
Кроме вышеупомянутых модификаций шины PCI вы можете столкнуться со следующими вариантами шины:
• Mini-PCI - версия PCI 2.2 для ноутубков;
• Cardbus - 32-разрядная PCI-шина для ноутбуков, работает на частоте 33 МГц;
• ATCA (Advanced TCA) - используется в телекоммуникационной сфере, встречается очень редко. Однако будущее за шиной PCI Express. Она была разработана, чтобы заменить шины AGP и PCI. На современных материнских платах можно встретить разъемы двух типов: или AGP и PCI, или PCI и PCI Express.
Внешне отличить эти разъемы очень просто - по цвету слота:
• белый слот - шина PCI;
• коричневый слот - шина AGP;
• черный слот - шина PCI Express.
Поговорим подробнее о PCI Express, поскольку эта шина будущего и вам нужно в ней ориентироваться. Максимальная (пиковая) пропускная способность шины PCI составляется 0,5 Гб/с (точнее, 528 Мб/с, то есть за одну секунду теоретически шина может передать 528 Мб). Теперь вернемся к нашей шине. Пропускная способность PCI Express 1х составляет тоже 0,5 Гб/с. Как видите, особой разницы нет, но так было в самом начале производства PCI Express. Потом были выпущены спецификации PCI Express 1х, 2х, 4х, 8х, 12х, 16х, 32х. Узнать пропускную способность каждой спецификации просто - нужно «множитель» (например, 2x) умножить на 0,5 Гб/с. Так, пропускная способность шины PCI Express 4x составляет 2 Гб/с, а 32x - 16 Гб/с. Отличить шины PCI Express друг от друга сложно. Легко вычислить только спецификацию PCI Express 1x - слот данной шины примерно в два раза короче, чем слот шин 2x-32x. На рис. 3.2 изображены три слота расширения: белый - это PCI, черный короткий - это PCI Express 1x, черный длинный - PCI Express >1x.
Рис. 3.2. Слоты расширения PCI, PCI Express 1x, PCI Express 4x
А как же различить другие слоты? Об этом не нужно заботиться. Все платы PCI Express совместимы между собой, главное, чтобы плата физически устанавливалась в слот расширения. У вас может быть слот расширения 32x, а устанавливаемая плата рассчитана на 4x, вы можете смело ее устанавливать - она будет работать на своих 4x. Наоборот, если материнская плата поддерживает только PCI Express 4x, а вы хотите установить более новую плату PCI Express 16x, то она тоже будет работать, правда, на скорости 4x - тут скорость будет «зажата» возможностями шины. В октябре 2006 года была разработана вторая версия PCI Express 2.0. Пока данная шина особо не распространена, но сообщается, что она полностью совместима с первой версией. Пропускная способность шины PCI Express 2.0 увеличена в два раза, то есть для PCI Express 2.0 1x она составляет 1 Гб/с, для PCI Express 2.0 2x - 2 Гб/с и т. д.