Технологии увеличения быстродействия памяти dr dram

Технология Direct Rambus DRAM пре­дусматривает совершенно новый под­ход к построению архитектуры подси­стемы памяти. Во-первых, разработан специальный интерфейс Rambus для подключения модулей памяти к кон­троллеру. Во-вторых, модули памяти соедине­ны с контроллером специальными ка­налами с шириной шины данных 18 (16+2) бит и шины управления 8 бит. В третьих, разработаны новые модули памяти RIMM.

Каждый канал Rambus способен под­держивать до 32 банков и теоретически может работать на частоте до 800 Мгц. Рабочая частота канала задается собственным генератором подсистемы па­мяти. Таким образом, часть подсистемы памяти работает независимо от такто­вых частот остальных компонентов материнской платы.

К контроллеру можно подключить несколько каналов Rambus. Сам кон­троллер работает на частоте до 200 Мгц, которая определяется уже частотой системной шины. Пока такие значения доступны только для систем на базе процессоров Athlon фирмы AMD.

Рис. 1.2 – Принципиальная схема подсистемы памяти Rambus

Емкость серийно выпускаемых моду­лей Rambus DRAM составляет 64 Мбайт, 128 Мбайт и 256 Мбайт, в дальнейшем ожидаются изделия по 1 Гбайт. Так как использование 9-го бита на каждый байт данных оставлено на усмотрение производителя, одни фирмы вводят функцию ЕСС, другие увеличивают ем­кость чипов. В последнем случае полу­чаются модули емкостью 72 Мбайт, 144 Мбайт или 288 Мбайт.

Сегодня тактовая частота DR DRAM составляет 400 МГц, однако данные передаются по обоим фронтам сигнала, поэтому можно считать, что скорость обмена удвоена и достигает 800 МГц. Если к контроллеру подключены два канала, теоретически пиковая пропуск­ная способность достигает 3,2 Гбайт/с. Но этот показатель достижим только в теории и для огромных массивов дан­ных.

На практике начинают проявляться недостатки технологии Rambus, свя­занные с ее архитектурой. Например, если операция записи данных должна следовать за операцией чтения, кон­троллер вынужден генерировать задерж­ку, величина которой зависит от физи­ческой длины проводников канала

Rambus. Если канал короткий, задержка составит всего один такт (на частоте 400 МГц около 2,5 нс). В худшем случае при максимально длинном канале, ве­личина задержки достигает 12,5 нс. К этому следует прибавить задержки генерируемые в самих циклах чтения/записи, поэтому общий итог выглядит уже не столь радужно даже в сравнении с модулями SDRAM.

Другими недостатками, критически важными для пользователя, являются придуманные производителем режимы управления питанием модулей. Если напряжение питания 2,5 В стало практи­чески стандартом для всех новых тех­нологий памяти DRAM, то режимы ра­боты Active (активный), Standby (ожи­дания), NAP («спящий») и PowerDown (отключение питания) — собственное изобретение Rambus. Самое интерес­ное, что микросхема, не обменивающа­яся в текущий момент данными с кон­троллером, автоматически переводит­ся в режим ожидания, иначе возможен перегрев системы, так как тактовые ча­стоты весьма высоки. На переключение же из режима Standby в активное состо­яние требуется 100 нс.

Микросхемы памяти на модулях RIMM вынуждено закрыты защитным кожу­хом из-за проблем с электромагнитной индукцией и интенсивным тепловыде­лением. Rambus рекомендует накры­вать группу разъемов RIMM на мате­ринской плате специальной конструкцией, призванной обеспечить правильное направление обтекающих потоков воздуха. Видимо, только боязнь унич­тожающей критики не позволила Rambus рекомендовать установку от­дельного вентилятора для охлаждения модулей RIMM, что на самом деле было бы далеко не лишним.

Таким образом, реальная пропускная способность DR DRAM существенно ниже заявленных Rambus значений. После появления системного набора Intel 820 с поддержкой DR DRAM были проведены сравнительные тесты с дру­гими типами памяти. Оказалось, что на большинстве реальных задач DR DRAM уступает даже SDRAM, работающим на частоте 133 МГц. В значительной мере это объясняют более узкой шиной дан­ных канала Rambus (16 бит) по сравне­нию с 64-битной шиной SDRAM. С по­явлением чипсета VIA Apollo Рго2бб, поддерживающего DDR DRAM, карти­на для Rambus и Intel становится вовсе безрадостной.

Надо отдать должное инженерам Rambus: реагируя на критику, они при­няли так называемую «инициативу 4i». В рамках этой программы уменьшается число банков в микросхемах DR DRAM, все они становятся независимыми. Кроме того, улучшены тепловые пара­метры модулей RIMM. Справедливости ради заметим, что на мощных специа­лизированных системах память DR DRAM зарекомендовала себя хорошо. В частности, в графических станциях Silicon Graphics Indigo² IMPACT исполь­зуется шестиканальная система памяти iambus DRAM с пиковой пропускной способностью 3 Гбайт/с. Фирма Intel сделала надлежащие выводы из опыта эксплуатации первых систем с памятью Rambus DRAM и практически ликвидировала «детские болезни» контроллера и шины в чипсете Intel 850 для процессора Pentium 4. Все тесты, связанные с обработкой более-менее однородных массивов данных, показывают преимущество платформы Pentium 4+Intel 850+Rambus DRAM даже над новейшими системами с памятью DDR SDRAM, например VIA P4X266. Так что для «тяжелых» задач память DR DRAM вполне отвечает своему назначению.

ИНТЕРФЕЙСЫ

Все компоненты компьютерной сис­темы соединяются между собой через стандартные интерфейсы. Так как это понятие является основополагаю­щим, базовым для понимания принци­пов функционирования и сборки ком­пьютера, дадим краткую характеристику существующих сегодня и перспектив­ных интерфейсов. В дальнейшем осо­бенности интерфейсов будут рассмот­рены подробнее. Для тех, кто не желает вдаваться в подробности, будет вполне достаточно кратких сведений, изло­женных ниже.

ISA(Industry Standard Architecture — архитектура промышленного стандар­та, другое название AT-Bus). Является основной шиной на системных (мате­ринских) платах устаревших компьюте­ров типа PC AT. На новых материнских платах этот интерфейс либо отсут­ствует, либо представлен всего 1-2 сло­тами (разъемами) расширения для со­вместимости с устаревшими компо­нентами. Конструктивно представляет собой выполненный на материнской плате разъем, состоящий из двух частей: 62-контактного и примыкающего к нему 36-контактного сегментов. Пико­вая пропускная способность не превы­шает 5,55 Мбайт/с. Устройство, уста­новленное в слот ISA, не может управ­лять обменом данных по шине, поэтому скорость обмена совершенно недоста­точна для современных требований. Через интерфейс ISA раньше подклю­чались такие компоненты, как видеокарты, контроллеры ввода-вывода, кон­троллеры жестких и гибких дисков, модемы, звуковые карты и прочие уст­ройства. Сегодня подключать что-либо через ISA нежелательно (во всяком случае, на вновь приобретаемом компью­тере). В крайнем случае при модерни­зации компьютера допустимо оставить на этом слоте некритичные устройства — модем или звуковую карту, которые позже можно сменить на компоненты с более новым интерфейсом.

EISA(Enhanced ISA — расширенная ISA). Является функциональным и конструктивным расширением интерфей­са ISA. В разъемы можно вставлять как платы для шины ISA, так и для EISA Пла­ты EISA имеют более высокую ножевую часть разъема с дополнительными ря­дами контактов, а слот имеет расположенный в глубине такой же ряд дополнительных контактов. Пиковая пропускная способность — 32 Мбайт/с. Под­держивает режим управления шиной со стороны любого из устройств, уста­новленных в разъем (Bus Mastering). В настоящее время считается устарев­шим интерфейсом и на современных системных платах не встречается.

VLB(VESA Local Bus — локальная шина стандарта VESA). Этот интерфейс является 32-разрядным расширением шины ISA. Расположен также на мате­ринской плате. Конструктивно выгля­дит как 116-контактный дополнитель­ный разъем, продолжающий линейку слотов ISA (итого — три расположен­ные подряд секции). Допустимая такто­вая частота до 50 МГц, пиковая пропус­кная способность 130 Мбайт/с. Этот интерфейс широко применялся ранее (главным образом для видеокарт). Об­мен данными с процессором осущест­вляет непосредственно каждый компо­нент, установленный на шине VLB, без промежуточной буферизации. Такое решение увеличивает нагрузку на вы­ходные каскады процессора, ухудшает прохождение сигналов по шине и сни­жает надежность обмена данными. По­этому интерфейс VLB имеет жесткое ограничение на количество устанавли­ваемых устройств в зависимости от тактовой частоты шины: при 33 МГц — три, 40 МГц — два, 50 МГц — одно. В на­стоящее время интерфейс устарел и может встречаться лишь на материн­ских платах, изготовленных ранее.

PCI (PeripheralComponentlnterconnect— соединение внешних компонентов). Этот интерфейс не совмес­тим ни с одним из предшествующих. Поддерживает тактовую частоту до 3 МГц (вариант PCI 2.1 — до 66 МГц, PCI-X — до 100 МГц), имеет пиковую пропускную способность до 132 Мбайт/с (264 Мбайт/с для 32-раз­рядных и 528 Мбайт/с для 64-разрядных данных на частоте 66 МГц). Конструктивно разъем состоит из двух сле­дующих подряд секций по 64 контакта. Внутри второй секции имеется пласт­массовая поперечная перегородка (ключ) для предотвращения непра­вильной установки карт. Разъемы и карты к ним поддерживают уровни сиг­налов либо 5В, либо 3,3В, либо оба уровня (универсальные). В первых двух случаях карты должны соответствовать уровню сигнала разъема, универсаль­ные карты ставятся в любой разъем. Интерфейс обеспечивает поддержку режима Bus Mastering и автоматической конфигурации компонентов при уста­новке (Plug-and-Play). Все слоты PCI на материнской плате сгруппированы в сегменты, число разъемов в сегменте ограничено четырьмя. Если сегментов несколько, они соединяются посред­ством так называемых мостов (bridge). В настоящее время PCI является самым распространенным и универсальным интерфейсом. С его помощью подклю­чаются к материнской плате самые раз­ные компоненты: звуковые карты, кон­троллеры SCSI, видеокарты и прочие устройства.

HyperTransportНовая высокоско­ростная шина (ранее именовалась Lightning Data Transport, LDT) для со­единения внутренних устройств ком­пьютерной системы призвана заме­нить в перспективе интерфейсы PCI и, возможно, AGP. К исходу 2001 года кон­сорциум разработчиков под нефор­мальным руководством AMD (в консор­циум вошли такие гранды компьютер­ной индустрии, как Apple, Cisco, nVidia, Sun и другие) разработал основные спецификации и приступил к физической реализации интерфейса. В основе нового интерфейса лежат идеи соединения устройств по прин­ципу «точка - точка» и пакетной пере­дачи данных по динамически выделя­емым каналам. Контроллер устройства получает в свое распоряжение шину шириной до 32 бит (2, 4, 8, 16, 32) для организации двунаправленной линии обмена данными с другим устрой­ством. Ассиметричная архитектура шины позволяет одновременно под­держивать неравные потоки данных между устройствами. Тактовая частота шины достигает 800 МГц, данные передаются по обоим фронтам сигнала, следовательно, эквива­лентная частота увеличивается до 1,6 ГГц. При максимальной ширине шины 32 бит пиковая пропускная способность со­ставляет до 6,4 Гбайт/с в каждую сто­рону (12,8 Гбайт/с в обе стороны). Для передачи команд и адресов использу­ют те же шины, что и для данных.

Выделение линий происходит в соот­ветствии с потребностями устройств. Низкоскоростные устройства могут занимать две линии по 2 бит, что обес­печит связь на уровне 400 Мбайт/с в каждую сторону. Высокоскоростные устройства могут получить две линии шириной по 32 бит, обеспечивая поло­су пропускания до 6,4 Гбайт/с в каждую сторону.

Для сравнения укажем, что пиковая пропускная способность шины PCI 2.2 (64 бит, 66МГц) составляет 528 Мбайт/с, PCI-X — около 1 Гбайт/с, AGP 4х — до 1,066 Гбайт/с. Таким образом, новый интерфейс HyperTransport имеет нео­споримые преимущества и уже появля­ется в некоторых чипсетах (например, nVidia nForce). Однако его внедрение осложняется возможным противодействием фирмы Intel, возглавляющей группу разработчиков архитектуры последовательной шины ЗGIО Arapahoe с пиковой пропускной способностью около 10 Гбайт/с. Как видно из истории с «насильственным» внедрением памя­ти Rambus DRAM в компьютерные сис­темы, фирма Intel умеет мешать жить своим конкурентам. В частности, «груп­па по интересам» архитектуры шины PCI склоняется к предложениям Intel, хотя реальных устройств для 3GIO пока не представлено.

3GIO Arapahoe.Название расшиф­ровывается как «3-е поколение шины ввода-вывода» (Third Generation Input/ Output Interconnection). По физической сути архитектура шины 3GIO мало чем отличается от рассмотренной выше HyperTransport, хотя, в отличие от по­следней, является синхронной. Также используется концепция связи «точка-точка» с выделением как минимум два низковольтных высокочастотных диф­ференциальных линий шириной от 1 до 32 бит.

Система адресации полностью сов­местима со спецификацией PCI, что позволяет подключать устройства PCI к новой шине. Точно так же остался практически без изменений механизм автоматического конфигурирования устройств (Plug-and-Play).

Данные пересылаются пакетами по 8 или 10 бит (в последнем случае 2 бит предназначены для поддержки меха­низма контроля четности и исправле­ния ошибок CRC). Значения снимаются по фронту и спаду сигналов, что обес­печивает удвоение физической такто­вой частоты.

На аппаратном уровне шина 3GIO управляется контроллером Host Bridge, предназначенным главным образом для взаимодействия с процессором, оперативной памятью и графической подсистемой компьютера. Все остальные устройства могут подключаться через специальный коммутатор (Switch), который позволяет им взаимодейство­вать между собой без обращения к Host Bridge и, тем более, процессору. Конеч­но, при обращении к памяти или гра­фической подсистеме линия связи 3GIO проходит через Switch к Host Bridge.

О времени начала производства ре­альных систем с архитектурой 3GIO Arapahoe пока ничего определенного сказать нельзя. Видимо, внедрение но­вого интерфейса начнут с серверов и рабочих станций, а в сферу массовых ПК он придет не скоро.

PC Card/PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association — стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для пер­сональных компьютеров). Служит ин­терфейсом внешней шины мобильных компьютеров класса NoteBook. Совре­менное название модуля — PC Card. Поддерживает адресное пространство до 64 Мбайт, автоматическую конфигу­рацию, обеспечивает «горячее» под­ключение и отключение устройств (в процессе работы компьютера).

Конструктивно представляет собой миниатюрный 68-контактный разъем. Контакты питания удлиненные, что по­зволяет вставлять и вынимать карту при включенном питании компьютера.

USB(Universal Serial Bus — универ­сальная последовательная шина). Этот сравнительно новый интерфейс слу­жит для подключения различных внеш­них устройств. Предусматривает при­соединение до 127 внешних устройств к одному USB-каналу (по принципу об­щей шины).

На современных материнских платах обычно имеется два-четыре канала на контроллер. Обмен данными по шине USB происходит в пакетном режиме при пиковой пропускной способности до 12 Мбит/с (до 480 Мбит/с в версии USB 2.0).

AGP(Accelerated Graphics Port — уско­ренный графический порт). Этот интерфейс предназначен исключительно для подключения видеоадаптеров к отдельной (не связанной с системной шиной) магистрали AGP, имеющей вы­ход непосредственно на системную память. В системной памя­ти размещаются преимущественно параметры трехмерных объектов (тек­стуры, альфа-канал, Z-буфер), требую­щие быстрого доступа со стороны как процессора, так и видеоадаптера. Пико­вая пропускная способность шины до 1066 Мбайт/с (в режиме четырехкрат­ного умножения AGP/4x). Конструк­тивно выглядит как отдельный разъем на материнской плате. Никакие другие компоненты, кроме видеоадаптеров, к AGP подключить нельзя.

IEEE1394(Institute of Electrical and Electronic Engineers 1394 — стандарт института инженеров по электротехнике и электронике № 1394. Этот орган стандартизации, в том числе и в области компьютерной техники, находится в США). Данный последовательный ин­терфейс ведет свою родословную от интерфейса 1394 (называемого также FireWire), применяемого на ком­пьютерах фирмы Apple (не совмести­мых с IBM PC). С его помощью подклю­чаются внутренние компоненты ком­пьютера и внешние устройства (всего до 127 устройств на один контроллер). Пиковая пропускная способность до­стигает сегодня 50 Мбайт/с, разрабаты­ваются модификации интерфейса, спо­собные передавать 200 Мбайт/с и даже 800 Мбайт/с. Главным преимуществом интерфейса IEEE 1394 является просто­та подключения множества устройств по единому шестижильному кабелю: две жилы обеспечивают питание, четы­ре служат для обмена данными. Не ме­нее интересен способ адресации уст­ройств. Воедино может быть связано 1024 сети по 63 устройства в каждой, причем в каждом устройстве адресуется до 281 Гбайт памяти. Весь этот массив невообразимого размера воспринима­ется процессором как единая область памяти со страничным доступом. Со­гласно требованиям спецификации РС99 новый интерфейс призван заме­нить IDE/ATA при подключении внеш­них жестких дисков, дисководов CD и DVD, а также послужить для соедине­ния с высокоскоростными внешними устройствами: цифровыми видеокаме­рами, видеомагнитофонами, накопи­телями, музыкальными центрами. Пока встроенной поддержки IEEE1394 в большинстве материнских плат не пре­дусмотрено (хотя выпускаются отдель­ные платы расширения), но в ближай­шем будущем такие контроллеры ста­нут необходимым элементом.

SCSI(Small Computer System Interface — интерфейс малых компьютерных сис­тем). Первоначально этот интерфейс появился в 1980 году для работы с дис­ковыми подсистемами. В настоящее время существует несколько специфи­каций интерфейса, отличающихся па­раметрами подключаемых устройств, пиковой пропускной способностью, максимальной длиной шлейфа. В каче­стве SCSI-устройств сейчас чаще всего выступают высокоскоростные компо­ненты с большим объемом передавае­мых данных: жесткие диски, CD-диско­воды, сканеры. По-видимому, SCSI будет постепенно вытесняться более совре­менным и удобным интерфейсом IEEE 1394.

Для обеспечения работы компонен­тов с интерфейсом SCSI требуется наличие на компьютере специального SCSI хост-адаптера (вставляемого в слот расширения или встроенного в системную плату), который согласует сигналы устройства со спецификаци­ями шины системной платы, присваи­вает идентификационные номера под­ключенным SCSI-компонентам, обра­батывает данные с помощью специаль­ного драйвера. К сегодняшнему дню имеются следующие спецификации SCSI:

- оригинальная (или SCSI-1);

- Fast SCSI-2;

- FastWide SCSI-2;

- Ultra SCSI-2;

- UltraWide SCSI-2;

- Ultra SCSI-3 (ULTRA 160 SCSI);

- Ultra 320 SCSI.

Скорость передачи данных варьиру­ется от 5 Мбайт (SCSI-1) до 320 Мбайт (Ultra 320 SCSI) в секунду, частота шины от 5 (SCSI-1) до 40 (SCSI-3) МГц, коли­чество поддерживаемых устройств от 8 (SCSI-1, Fast SCSI-2, Ultra SCSI-2) до 16 (остальные спецификации SCSI), длина шлейфа от 1,5 (Ultra SCSI-2, UltraWide SCSI-2) до 12 (Ultra SCSI-3) метров. Все устройства SCSI подключа­ются по цепочке, причем первое (т.е. SCSI хост-адаптер) и последнее устрой­ства в цепочке должны иметь термина­торы (активные или пассивные), обес­печивающие определенные электри­ческие характеристики (по напряже­нию и сопротивлению) в цепи.

IDE/ATA(Integrated Drive Electronics — встроенная электроника накопителя; AT Attachment — подключение к AT). Этот интерфейс предназначен исклю­чительно для обеспечения работы жест­ких дисков и других накопителей. В на­стоящее время используется только спецификация АТА-2, имеющая рас­ширенные возможности. Для работы компонентов с интерфейсом IDE/ATA требуется наличие соответствующего контроллера. В большинстве случаев он выполняется встроенным на системной плате и поддерживает два разъема IDE (Ptimary — первичный и Secondary— вторичный), к каждому из которых можно подключать по два устройства (Master и Slave — ведущий и ведомый). Преимущества интерфейса АТА-2 обу­словлены поддержкой режимов LBA (Logical Block Address — логическая ад­ресация блоков), что обеспечивает работу с дисками большой (свыше 528 Мбайт) емкости; PIO (Programmed Input-Output — программный ввод-вы­вод), DMA (Direct Memory Access — пря­мой доступ к памяти). Пиковая пропуск­ная способность IDE до 100 Мбайт/с (по протоколу Ultra DMA-100). Для обеспечения совместимости с накопи­телями, отличными от жестких дисков, существует протокол обмена данными ATAPI (АТА Packet Interface — пакетный интерфейс АТА), поддерживаемый про­граммным кодом в BIOS. Согласно по­желаниям спецификации РС2001 ин­терфейс IDE/ATA будет постепенно за­меняться интерфейсом Serial АТА.

Serial ATA (SATA)В 2002 году появились первые образцы жестких дисков с интерфейсом Serial ATA (SATA/150), максимальная пропускная способность которого составила 150 Мбайт/с (или 1,5 Гбит/с), а в 2003 году практически все производители жестких дисков начали серийное производство. Разработка этого интерфейса началась задолго до этого времени. В 2004 году максимальная скорость передачи данных через этот интерфейс увеличилась в два раза и составила 300 Мбайт/с. А к 2007 году, если верить разработчикам, максимальная скорость передачи дан­ных составит 600 Мбайт/с. Впрочем, как показывает практика, пока такие скоро­сти представляются явно избыточными. Все современные жесткие диски, представленные сегодня в продаже, не достигают таких огромных скоростей даже при чтении данных. Тем не менее интерфейс, нацеленный в будущее, способен послужить хорошим стимулом для улучшения характеристик чтения и записи.

Преимущества интерфейса SATA по сравнению с интерфейсом АТА очевидны. Помимо повышения скорости передачи данных, SATA имеет и другие достоинства. Так, на смену 80-жильным ленточным шлейфам пришли 7-жильные тонкие кабели. Такие кабели более стойки к различным помехам, что позволяет увели­чить максимальную длину такого кабеля с 46 см до одного метра. Кроме того, использование длинных кабелей способно обеспечить более рациональное разме­щение комплектующих в системном блоке и отказаться от плоских и широких шлейфов, препятствующих распространению воздушных потоков. В Serial ATA используется 32-разрядный контроль CRC (Cyclic Redundancy Check) — кон­троль с помощью циклического избыточного кода; код CRC, записываемый в секторы жестких дисков, служит для обнаружения ошибок, гарантируя повышенную надежность передачи данных.

Кроме того, одной из важных особенностей интерфейса SATA является обеспе­чение «горячего» подключения дисков. И конечно же, самое главное достоинст­во интерфейса — простота подключения. В отличие от параллельного АТА, к каждому разъему контроллера SATA может присоединяться только один диск, что позволяет вообще отказаться от настроек в BIOS материнской платы, а также от перемычек на жестких дисках.

Заметим, что стандартом Serial ATA 1.0 предусмотрена обязательная установка на жесткие диски 15-контактного разъема питания, который может отсутство­вать в некоторых блоках питания, установленных внутри компьютера. Именно поэтому на первых выпускаемых SATA жестких дисках производители сохраня­ли и традиционный четырехштырьковый разъем. Сейчас почти все жесткие дис­ки оснащены 15-контактным разъемом питания и для совместимости с 4-кон­тактным в комплект поставки входит специальный переходник.

Конечно же, у нового интерфейса имеются и недостатки, хотя и не очень значительные. Все разъемы, как сигнальные, так и те, которые служат для подачи пи­тания, чисто конструктивно имеют меньшую прочность, чем применяемые ранее. Различные производители по-разному и с переменным успехом борются с этой проблемой, но оптимальное решение пока так и не найдено. Впрочем, этот недостаток настолько незначителен, а неоспоримые преимущества перспективы интерфейса Serial ATA настолько велики, что при покупке или сборке нового компьютера лучше приобретать диски именно с этим интерфейсом.

В отличие от IDE-дисков все новейшие диски с интерфейсов SATA представля­ют собой самые современные разработки с высокой плотностью записи и оснащаются буфером объемом не меньше 8 Мбайт.

Serial ATA IIИнтерфейс Serial ATA II имеет ряд преимуществ перед своим предшественни­ком. Скорость передачи данных — 300 Мбайт/с. Внедрена поддержка техноло­гии Native Command Queue (NCQ), которая позволяет достичь указанной скорости. Диск имеет внутреннюю очередь команд, в которой они перераспределяются та­ким образом, что несколько команд выполняются одной транзакцией. Внедрение этой технологии поставит SATA II винчестеры в один ряд со SCSI-дисками. Появилась также возможность «горячего подключения» дисков, то есть теперь диски могут подключаться во время работы всей системы. Все вышесказанное делает данную серию дисков привлекательной для использования в high-end ра­бочих станциях, серверах и сетевых хранилищах данных.

Для работы NCQ необходима поддержка не только со стороны жесткого диска, но и со стороны контроллера. К сожалению, большинство контроллеров, интег­рированных на современных материнских платах, эту технологию не поддержи­вают, поэтому для многих пользователей NCQ окажется недоступной, если не купить дополнительный контроллер. К тому же, па компьютере с одним-двумя запущенными приложениями она не даст заметного преимущества.

ACPI(Advanced Configuration Power Interface — расширенный интерфейс конфигурирования и питания). Пред­ставляет собой единую систему управ­ления питанием для всех компонентов компьютера. В частности, предусмот­рено сохранение состояния системы перед отключением питания, с после­дующим его восстановлением без пол­ной перезагрузки. Поддерживается но­вейшими модификациями BIOS сис­темных плат и блоками питания в кор­пусах типа АТХ.

Device Bay(установочный узел). Спецификация этого интерфейса опи­сывает механические, электрические и программные требования к подсоеди­няемым компонентам. По замыслу раз­работчиков (Intel, Microsoft, Compaq) новый интерфейс должен заменить су­ществующие сегодня разнотипные стандарты на разъемы устройств (ISA, SCSI, COM, LPT, IDE). Физически пред­ставляет собой разъемы трех типораз­меров — DB32, DB20, DB13, к которым должны подключаться как внешние, так и внутренние компоненты. Требу­ет наличия специального контроллера. Разъемы содержат шины питания и данных, конструктивно выполнены так, чтобы не допустить неправильной установки. Предусмотрено «горячее» включение в систему, соединение с ин­терфейсами USB и IEEE 1394. Видимо, интерфейс Device Bay в скором време­ни заменит большинство разъемов для внутренних и внешних устройств.

RS-232C— интерфейс обмена данны­ми по последовательному коммуникационному порту (СОМ — communication). Для поддержки портов (обычно до четырех) с этим интерфейсом имеет­ся специализированная микросхема UART16550A, встроенная в системную плату. Физически разъем СОМ-порта может быть 25-ти (оригинальный ин­терфейс RS-232) или 9-ти контактным (улучшенная спецификация последо­вательного интерфейса EIA-232D— Electrical Industry Association 232D — ас­социация электронной промышлен­ности, орган стандартизации в США, стандарт 232D) спецификации DB.

Гарантированный обмен данными обеспечивается по кабелю длиной 30 м и более, пиковая пропускная способ­ность зависит от возможностей под­ключенных к линии устройств. В на­стоящее время интерфейс RS-232 за­меняется интерфейсом USB.

IEEE 1284 (Institute of Electrical and Electronic Engineers 1284 — Ассоциация инженеров по электротехнике и элек­тронике, стандарт №1284). Этот стан­дарт описывает спецификации парал­лельных скоростных интерфейсов SPP (Standard Parallel Port — стандартный параллельный порт), ЕРР (Enhanced Parallel Port — улучшенный параллель­ный порт) и ЕСР (Extended Capabilities Port — порт с расширенными возмож­ностями). Они обычно используются для подключения через параллельные порты компьютера (LPT) принтеров, сканеров, цифровых фотокамер и внеш­них запоминающих устройств. Встро­енный контроллер параллельного пор­та имеется на материнской плате. Со стороны порта установлен стандартный разъем DB-25, со стороны устройства обычно применяют разъем Centronics. Интерфейсы поддерживают односто­роннюю (SPP) или двустороннюю (ЕРР, ЕСР) передачу данных при пиковой пропускной способности до 5 Мбайт/с (ЕСР). В настоящее время рекомендует­ся замена на интерфейсы USB или IEEE 1394.

AMR (Audio-Modem Riser)—48-кон­тактный разъем и спецификация на подключение дочерних плат, объеди­няющих обработку звука и связные функции (модем, факс, телефония). Материнские платы с разъемом AMR широко представлены на рынке.

CNR (Communication Network Riser)— разъем для подключения дочерних плат, пришедший на смену AMR. Он предназначен, в основном, для устройств, обеспечивающих коммуникацию (модемы) и работу в сети (сете­вые адаптеры). Однако в него могут устанавливаться и устройства обработ­ки звука. Надо понимать, что такого рода устройства возлагают основную нагрузку на центральный процессор, исполняя лишь функции коммутато­ров и маршрутизаторов.

I₂O (Intelligent Input/Output — интел­лектуальный ввод/вывод) — этот ин­терфейс призван окончательно ре­шить застарелую проблему совмести­мости устройств с различными опера­ционными системами и, как следствие, с прикладными программами. Не сек­рет, что сегодня каждая модификация любого устройства должна обладать драйвером, написанным для опреде­ленной операционной системы. Не всегда драйверы выходят удачными, что создает множество проблем для пользователя. Простейший пример — драйверы для некоторых марок видеокарт. Интерфейс I₂O предусматривает, что общением со всеми внешними (по отношению к центральному процессо­ру, системному набору и памяти) уст­ройствами должен заниматься специ­альный процессор ввода-вывода (Input/Output Processor — IOР). Тем самым центральный процессор освобождает­ся от обработки низкоуровневых пре­рываний операций ввода-вывода. Для реализации интерфейса I₂O необходимы программно-аппаратный драйвер, встроенный в устройство (разрабатывается изготовителем), программный, драйвер для определенного класса устройств, принадлежащий операционной системе, а также IOР. В итоге изго­товитель, встроив драйвер, больше не волнуется о совместимости устройства с различными операционными систе­мами, а разработчики операционных систем должны написать драйверы лишь для классов устройств (например, жестких дисков или видеокарт), что на два порядка меньше по трудоемкости. Для пользователя внедрение I₂O озна­чает отсутствие проблем при подклю­чении любых устройств и повышение производительности системы за счет снятия с ЦП задач обработки операций ввода-вывода.