Домашний компьютер 7 2006 (121)
Шрифт:
Итак, компьютерная шина – это нечто такое, что связывает в единое целое разные устройства. На заре компьютерной эры, когда едва ли не каждый компьютер был чем-то уникальным, их было великое множество. Но по мере того, как количество ЭВМ начинало исчисляться не десятками, а тысячами и даже десятками тысяч, а их возможности и требования к шинам росли, индустрия потихоньку стала делать шажки в сторону использования из всего этого «зоопарка» лишь наиболее удачных решений. Впрочем, разработать свой вариант компьютерной шины в те времена не составляло особенного труда, да и каких-то особенно четких стандартов все равно никто не придерживался, так что без профессиональных познаний в компьютерной области и навыков владения паяльником в те времена обойтись было трудно. Многое изменилось с приходом на сцену первых персональных компьютеров – IBM PC, в которых IBM применила одну из распространенных в то время шин для промышленных компьютеров – ISA, Industrial Standard Architecture, «индустриальный стандарт архитектуры шины». Как стандарт, ISA в силу своей простоты, к слову сказать, жива и поныне, но нас интересует немного другое, а именно – то, что в результате взрывообразного роста рынка IBM PC совместимых компьютеров ISA вскоре получила широчайшее распространение. Пожалуй, почти любая шина в современном компьютере ведет от нее свою родословную.
Конечно, нельзя сказать, что в компьютере конца прошлого века все комплектующие соединялись друг с другом по шине ISA.
Мы, к сожалению, пока живем в «переходном периоде», когда между первыми и вторыми приходится выбирать, а зачастую – и оплачивать компьютерный прогресс, выбрасывая старые комплектующие на свалку только потому, что к новой, во всем «последовательной» материнской плате их просто невозможно подключить.
Итак, из чего же нам предстоит выбирать сегодня?
Первое, пожалуй, что стоит упомянуть – это шину PCI (Peripheral Component Interconnect, то есть шина для соединения периферийных компонентов). Изначально создававшаяся как основная шина для всевозможных карт расширения, сильно упрощавшая процедуру добавления подобной карты в компьютер (Plug amp;Play – вставил карточку и она сразу же заработала), PCI получила очень широкое распространение в 1995-96 годах, и за несколько лет практически вытеснила всех конкурентов, причем не только из IBM PC, но и из других ПК (Macintosh), серверов и ноутбуков. Внутренние ТВ-тюнеры, звуковые карты, мультикарты с портами FireWire, USB, COM, LPT, карты оцифровки видео и подавляющее большинство иных карт расширения, вплоть до свежевыпущенных физических ускорителей PhysX от Ageia, выпускаются именно с этим интерфейсом. Раньше в формате PCI также производились всевозможные контроллеры жестких дисков и локальной сети, но по мере совершенствования встроенных контроллеров на материнской плате, надобность в них практически отпала, и потому подобные карты расширения сейчас стали в основном сугубо профессиональными и задействующими профессиональные же интерфейсы, которые уже не всегда допускают установку в старые разъемы.
Существует довольно много разных вариантов шины PCI. Но на практике уже в базовый стандарт 1995 года (версию 2.1) оказался заложен такой запас прочности, что и сегодня его возможностей хватает для большинства устройств, и потому найти в обычных персоналках что-либо кроме «просто PCI» очень сложно. Но в серверах и рабочих станциях можно встретить и очень похожую шину PCI 66 МГц, которая внешне выглядит почти так же, но отличается вдвое большим быстродействием, и «длинные» слоты, которые примерно в полтора раза длиннее и в 2-16 раз быстрее обычной PCI (старые версии назывались PCI 64, более новые – PCI-X). Теоретически все они между собой совместимы, но на практике, если уж доведется столкнуться со столь редкими «железками» и слотами, стоит учесть, что существуют «старые», 5V-карты и «новые», на 3 вольта, причем классические PCI-карты и PCI-64 – «старые», а все остальные (PCI 66 МГц и PCI-X) – «новые». Установить «новую» карту в «старый» слот нельзя, равно как нельзя сделать и наоборот – это просто не позволит специальный выступ на слоте расширения. У «старых», традиционных слотов он расположен дальше от края платы, у «новых» – ближе, соответственно, у карт, допускающих установку в «старые» слоты PCI и PCI-64, на той части карты, которая вставляется в слот, если смотреть с лицевой стороны карты, есть выемка справа, а у карт, допускающих установку в новые PCI-66 и PCI-X – слева. Бывают и универсальные карты, их можно установить куда угодно – у них две выемки. У длинных карт (PCI-64 и PCI-X) еще всегда присутствует «технологическая» выемка, отделяющая крайнюю правую часть разъема от основной части – в старых системах через эту выемку проходит конец «слишком короткого» для них слота PCI. Впрочем, еще раз повторю, что если вы не собираете сервер или рабочую станцию, то вряд ли столкнетесь с подобными тонкостями.
А вот с чем вам наверняка доведется встречаться, так это с шиной PCI Express (PCI-E). От PCI она заимствовала лишь название и некоторые технические соглашения. PCI – параллельнная шина, а PCI-E – последовательная, со всеми ее достоинствами и недостатками. Основное достоинство – разъемы для подключения карт этого стандарта очень маленькие и компактные, но обеспечивают при этом значительно большее быстродействие, чем стандартные слоты PCI. Основной же недостаток – это то, что создавать карты расширения для PCI-E гораздо сложнее, а потому большим количеством оборудования, поддерживающего этот интерфейс, PCI-E, увы, похвастаться не может. Сегодня слоты PCI Express используются в основном для одной цели – установки одной или нескольких видеокарт.
Впрочем, если все-таки вам попадет в руки плата расширения с интерфейсом PCI-E, то знать про нее стоит следующее. Существует несколько вариантов PCI-E, отличающихся друг от друга, по сути, только длиной разъема. Чем длиннее разъем – тем быстрее он работает. Измеряется эта длина «в кратах», начиная от однократного PCI-E и заканчивая шестнадцатикратным. Самые маленькие слоты и карты используют крошечный слотик PCI-E x1, более мощные – вдвое более длинный PCI-E x4, серверы – PCI-E x8, видеокарты и особенно мощные и профессиональные железяки – PCI-E x16, по размерам почти совпадающий с классическим PCI. Собственно, только соображениями чисто физического плана («влезет» ли плата в слот) совместимость и ограничена – при желании можно (хотя я настоятельно не советую этого делать) в буквальном смысле аккуратно отпилить не помещающийся в слот кусок разъема, или пропилить щель для карты в самом разъеме, и если выдающийся конец карты не будет ни во что упираться на плате – все будет прекрасно работать! Кстати, некоторые производители применяют подобный фокус в промышленных масштабах, а потому не удивляйтесь пропилам в коротких слотах PCI-E на «особенно продвинутых» материнских платах, позволяющих установить, например, две видеокарты на плату, которая, по идее, поддерживать сразу две видеокарты не должна. Торчащие наружу контакты в этом случае – совершенно нормальное явление. Только не пытайтесь «подпиливать» старые платы PCI, чтобы заставить их работать в слотах PCI-E: это невозможно.
Остается
С разъемами для подключения видеокарты все, увы, далеко не так приятно, как с предназначенными для подключения относительно медленной периферии. К сожалению, здесь в принципе нет возможности выбора. Существует два взаимоисключающих типа видеокарт и соответствующих разъемов, и весьма вероятно, что при покупке новой видеокарты вам придется менять практически весь компьютер.
А история здесь следующая. Первые, тогда еще не самые притязательные видеокарты предназначались для той самой «всеобщей прабабушки» ISA (надо сказать, с тех самых пор даже сохранившие за собой особую привилегию при восстановлении системы, которой все остальные карты лишены). Позднее, когда вся индустрия перешла на PCI, перешли на эту шину и видеокарты. Появившиеся чуть позже трехмерные ускорители поначалу работали на шине PCI, но довольно скоро превратились в такую обузу для последней, так что для них пришлось выделить специальный слот PCI в более быстрой версии – PCI 66 МГц. Назвали все это Accelerated Graphic Port, AGP. Чтобы в этот слот нельзя было установить обычную карту PCI 66 МГц, разъем AGP слегка сместили относительно PCI «в глубь» материнской платы, где он и обрел свою постоянную прописку в непосредственной близости к процессору и обеспечивающему его работу северному мосту чипсета. AGP довольно долго совершенствовали, повышая скорость его работы и вводя дополнительные возможности – вслед AGP x1 и x2 появились x4 и x8, но было это все настолько давно, что найти какую-нибудь до-GeForce-ную карту Riva 128, которая не будет работать в современном компьютере с разъемом AGP, сегодня решительно невозможно. Так что можно смело считать, что существует «просто» AGP, а уж какая там кратность – 4x или 8x – совершенно неважно. Что, вне всякого сомнения, весьма удобно для обычного пользователя. Увы, желая сделать и без того хороший стандарт AGP еще лучше, в какой-то момент компания Intel в рамках все того же перехода от параллельных шин к последовательным предложила всем пользователям дружным шагом перебираться с AGP на уже упоминавшийся неспециализированный, но все равно очень быстрый слот PCI-E x16. Конечно, у нового разъема – больше скорость работы, больше возможностей по обеспечению видеокарты электропитанием, существует возможность одновременной установки хоть десятка карт (при наличии достаточного числа разъемов на материнской плате), но есть и один большой минус: поскольку и AGP, и PCI-E x16 – очень сложные с технической точки зрения конструкции, то обеспечивать их одновременное существование на одной материнской плате, в отличие от PCI и PCI-E, оказалось слишком сложно и дорого. В схватке не на жизнь, а на смерть, предпочтение, естественно, отдали новому стандарту – в результате все без исключения новые чипсеты и новые видеокарты больше, к сожалению, AGP не поддерживают. Старую видеокарту сегодня не поставить в новый компьютер и наоборот, новую видеокарту – в старый. Имейте это в виду, если планируете апгрейд компьютера. Для старого ПК с интерфейсом AGP подойдет только AGP же видеокарта; для нового, с интерфейсом PCI-E, – только PCI-E.
Самим производителям материнских плат, переход, впрочем, тоже дался не очень легко. Ведь желание клиента иметь, скажем, две видеокарты PCI-E или возможность поставить в совершенно новый компьютер старую карту AGP – это закон, а как соблюсти закон, если технических возможностей для этого не существует? Производители стали по-всякому выкручиваться, в результате родилось целых два некрасивых рекламных трюка. Первый – это когда укороченный (и потому медленный) разъем PCI-E x4 или даже x2 выдается за полноразмерный разъем x16 (большая часть проводков в котором просто-напросто ни к чему не подключена). Благо, что PCI-E такие «вольности» позволяет. Установленная в подобный «недоделанный» слот видеокарта начинает работать заметно медленнее, чем должна бы. Способ не попасться на эту удочку, если есть желание установить в компьютер не одну, а пару видеокарт, очень прост – нужно использовать только те материнские платы, для чипсетов которых поддержка SLI или CrossFire официально сертифицирована (о чем обязательно будет гордо заявлять надпись на коробке с материнской платой). Второй подход – еще неприятнее. Пользуясь тем, что прародителем AGP послужила шина PCI, производители нередко балуются тем, что чисто механически маскируют один из PCI-слотов под слот AGP. Работать в таком «якобы AGP» согласится далеко не каждая видеокарта, а те, что согласятся – будут работать очень медленно, и, по некоторым сообщениям, недолго. Так что не гоняйтесь за двумя зайцами сразу, полноценные AGP и PCI-E на одной материнской плате сегодня, к сожалению, – полная утопия.
Жесткие диски, или HDD, появились почти одновременно с первыми персональными компьютерами. Только поначалу они не были чем-то самостоятельным – на месте современного диска размещалась только «глупая», как мы бы сейчас сказали, механика, а всяческая электроника, ею управлявшая, находилась на отдельной плате расширения, подключавшейся к компьютеру. Это разделение электроники и механики было довольно неудобным, а потому довольно скоро были предприняты попытки это искоренить. Например, появились платы, в которых жесткий диск был прикреплен к плате контроллера, а сама эта плата, вместе с «подвешенным» на ней диском, вставлялась в стандартный слот шины ISA. Такая вот своеобразная «карта расширения» – жесткий диск. По многим причинам это было неудобно, а платить за специально разработанные ранее для подключения жестких дисков интерфейсы, такие как доживший до наших дней в профессиональных решениях SCSI, производителям и покупателям не хотелось, в результате была придумана специальная разновидность шины ISA, использовавшая не намертво припаянный к материнской плате разъем, а гибкий шлейф-кабель, сделавший возможным привычное нам сегодня размещение жестких дисков в специальной корзине в корпусе компьютера и их подключение к материнской плате гибкими соединениями. По названию компьютера, в котором применили эту схему – IBM PC XT/AT, подобную схему назвали ATA (AT Attachment, подключение типа AT). Поскольку теперь контроллер диска составлял единое целое с самим диском, эту же самую технологию стали называть IDE (Integrated Drive Electronics, электроника, интегрированная на диск). Позднее, когда помимо жестких дисков таким же способом стали подключать оптические накопители и прочую экзотику вроде магнитооптики, стандарт оказался несколько узок и его расширили, назвав (почти для всего того же самого) – ATAPI. Длительное время ATA-IDE-ATAPI совершенствовался, повышая быстродействие и возможность подключения все более и более емких жестких дисков и, по названию соответствующих быстрых режимов работы шины, получил четвертое имя – UltraDMA (в этой аббревиатуре указана возможность прямого доступа к системной памяти, которую получил интерфейс, DMA (Direct Memory Access), а цифирки после UltraDMA показывают скорость работы соответствующей версии). И наконец, когда параллельная ATA-IDE-ATAPI-UltraDMA (все эти названия – практически синонимы) получила последовательного конкурента, тоже ATA, то, во избежание путаницы, к этому вороху определений стали иногда добавлять уточнение Parallel: Parallel ATA (сокращенно PATA). Такое вот многоплановое понятие.