Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Шина за шиной

Архив

автор : МИХАИЛ ПИСАРЕВ 08.06.1998

После появления системной шины с частотой 100 МГц "продвинутые" пользователи, привыкшие мыслить категориями "разгона" процессоров, оказались в легком замешательстве: они умели считать только до 83 МГц. И, что самое неприятное, - спроецировали проблемы "разгона", области рискованной и загадочной, на совершенно открытую с точки зрения спецификаций шину 100 МГц.

Между тем, работа разогнанной системной шины на частоте 75/83 МГц и новой 100-мегагерцовой шины имеют между собой очень мало общего. Чтобы расставите все точки над i в многочисленных малограмотных публикациях о шине 100 МГц (часть которых, к большому сожалению, попала и в "Компьютерру") нужно всего-навсего внимательно прочитать документы Intel о новой шине.

В современном компьютере с процессором Pentium II и AGP-видеокартой пять (!) шин (см. схему).

Схема: Архитектура компьютера с процессором Pentium II.

Первая (#1) соединяет ядро процессора и кэш второго уровня. Поскольку она заключена в корпусе процессора и не доступна снаружи, мы не будем останавливать на ней свое внимание. Скажем лишь, что она может работать на разной частоте, но никого, кроме Intel, это не должно волновать.

Вторая шина (#2) - это системная шина, о которой мы и говорим. Ее частота 66 или 100 МГц, и соединяет она три устройства: процессор, системную (или основную) память и чипсет. Последний, в свою очередь, включает в себя мост PCI, который обеспечивает функционирование шины PCI.

Третья шина (#3) - шина AGP, она всегда работает на частоте 66 МГц, не зависимо от частоты - 66 или 100 МГц - системной шины. Это важно, и я позволю себе повторить: даже при частоте системной шины 100 МГц частота шины AGP равна 66 МГц. Режим удвоения скорости AGP-шины (так называемый AGP 2х), когда эффективная частота AGP-устройства равна 133 МГц, на самом деле не предусматривает удвоения частоты шины AGP, просто каждый такт 66-мегагерцовой шины используется дважды.

Четвертая шина (#4) - шина PCI с частотой 33 МГц (пока мы не говорим о "разогнанных" системах). Частота PCI равна 33 МГц и при частоте системной шины 66, и 100 МГц (используется деление частоты на 2 и 3 соответственно).

Наконец, пятая шина (#5) - старая ISA частотой 8 МГц, за функционирование которой отвечает мост PCI-ISA, являющийся обычным PCI-устройством (просто встроенным в чипсет).

Легко заметить, что при смене частоты системной шины с 66 на 100 МГц замене подлежат лишь три устройства - процессор, чипсет (это забота Intel, и вы получаете их уже готовыми к работе) и память. Вот с последней и возникают проблемы: ее надо менять на ту, которая рассчитана на новую частоту (фактически это SDRAM с временем доступа 6-7 нс). Никакие другие устройства не заметят подмены шины - ни AGP-видеоадаптеры, ни любой из PCI-контроллеров, ни старые ISA-карты.

В этом и заключается принципиальное отличие шины 100 МГц от разогнанных до 75/83 МГц. В первом случае новый чипсет обеспечивает работу PCI на частоте 33 (100/3) МГц, во втором старый чипсет и не подозревает о "разгоне" и продолжает делить частоту системной шины на 2, а в итоге частота PCI-шины равна 37,5 или 41,5 (75/2 или 83/2) МГц. Вполне естественно, что некоторые PCI-устройства (особенно привязанные к временным характеристикам иных шин, такие как SCSI-адаптеры) перестают нормально работать на этих "странных" частотах. И не надо ругать производителей - они играют по правилам, а вы - нет.

А в чем проблема?

Системная шина может работать на разной частоте (50, 55, 60, 66, 75, а теперь и 100 МГц), но все эти варианты совместимы по разводке и электрическим параметрам (что, собственно, и создает базу для "разгона" системы). Наиболее широко использовались частоты 60 и 66 МГц, но сейчас практически не осталось массовых процессоров (вряд ли таким можно назвать IDT WinChip/C6 180 МГц), рассчитанных на частоту системной шины 60 МГц - сегодня все платформы Intel предусматривают работу на частоте шины 66 или 100 МГц. И на всех частотах, кроме 75 МГц, частота шины PCI не превышает 33 МГц (она может быть меньше, например, 30 МГц для частоты системной шины 60 МГц или 27,5 для 55 МГц).

Однако в свое время компания Cyrix выпустила процессоры 6х86-PR200, рассчитанные на работу с внутренней частотой 150 МГц при частоте системной шины 75 МГц, и тем самым ввела новое значение частоты. Чипсеты Intel никогда официально не поддерживали работу на такой частоте, но работали. Кроме того, чипсеты на частоту 75 (а потом и 83) МГц выпускали независимые производители (такие, как VIA), так что у производителей системных плат не возникало проблем с обеспечением частоты 75 МГц. Но в этом случае частота шины PCI (равная половине частоты системной шины) превышала 33 МГц, и не все PCI-контроллеры работали на повышенных частотах. Однако частота 75 МГц требовалась рынком, и производители PCI-плат стали предусматривать возможность работы своих устройств на частотах 37,5 МГц (на некоторых из них можно встретить явное указание этой возможности).

Совокупность этих факторов подтолкнула многих "продвинутых" пользователей по всему миру (да-да, "разгон" и "перепиливание" процессора - отнюдь не советское изобретение) к экспериментам по выжиманию из своей системы максимума возможного. И, надо сказать, экспериментам достаточно удачным: процессоры Intel хорошо масштабируются по частоте, а SDRAM 10 нс прекрасно работает даже на 83 МГц. ISA-контроллеры тоже не сбоят при разгоне (частота этой шины слишком мала для современных полупроводников, и "разгонный" запас очень велик), а вот контроллеры PCI требуют подбора - в этом и заключено know-how "разгона".

Самое поразительное, что некоторым и сотни мегагерц уже мало - начинается второй этап "разгона", уже до 108-112 МГц и дальше. Может, это заразное?