2.7. Архитектура современной системы ввода-вывода
Если обратиться к некоторому обобщению структуры СВВ современного компьютера, то можно сделать следующие выводы: 1. Через 20—25 лет конструкторы ЭВМ снова пришли к многомагистральной структуре СВВ с радиально-магистральными интерфейсами ПУ, то есть сделали шаг обратно к ЭВМ серии IВМ и им подобным.
2. Все шины системы ввода-вывода объединяются в единую транспортную систему передачи информации с помощью специальных устройств: мостов, хост - контроллеров, хост - адаптеров, хабов.
Мостом называют устройство, применяемое для объединения шин, использующих разные или, одинаковые протоколы обмена. Мост, так же производит управление шинами. Хаб специальное устройство, обеспечивающее передачу информации между подключенными к нему шинам.
Хост (хост-адаптер) — средство сопряжения интерфейса с системной шиной. Хостом называют также компьютер с хост - адаптером.
Структура СВВ приведена на Рис. 12.
Рис. 12. Структура СВВ
В данной структуре цифрами обозначены: 1 — Микропроцессор; 2— КЭШ-память 2-го уровня; З — Графический контроллер; 4 — Главный мост; 5— Монитор; б — Оперативное запоминающее устройство; 7 — Видеосистема; 8 — Сетевой адаптер; 9 — Главный контроллер интерфейса SСSI; 10 — Хост-контроллер USВ; 11 — Мост шины ISА; 12 — Накопитель на жестких магнитных дисках; 13 — Периферийное устройство; 14—Хаб; 15 — Последовательный порт RS-232; 16 — Параллельный порт Cetronics.
Главный мост (Ноst Вгidgе) (4) подключает шину РСI к системной шине процессора. Кроме того, этот мост содержит контроллер ОЗУ, арбитра и схему автоконфигурации. Мост шины ISA (11) подключает шину РСI к другим шинам, например, ISA или ЕISА. Контроллеры ввода вывода — главный контроллер SCSI (9) и хост-контроллер USB (10) — управляют обменом информацией с периферийными устройствами. Они фактически представляют собой мосты между шиной ввода-вывода и интерфейсом ПУ. В контроллеры ввода-вывода могут входить специальные схемы - адаптеры, предназначенные для представления данных и скорости передачи информации. С повышением производительности компьютеров и увеличением степени интеграции элементов все отдельные микросхемы, составляющие основу СВВ, стали объединяться в микросхемы со сверхбольшой степенью интеграции, образуя специальные наборы микросхем, получивших название «чипсет» (ChipSet).
Именно чипсет определяет основные особенности архитектуры компьютера и, соответственно, достигаемый уровень производительности, когда лимитирующим фактором становится не процессор, а его окружение — память и СВВ.