Una interfaz o un ordenador bus de expansión se hace más rápido con cada versión, por ejemplo. PCI express 1.0 es de 4 gb/sm, PCI express 2.0 es de 8 gb/s, PCI express 3.0 es de 16 gb/s. Entiendo que cosas como los microprocesadores llegar más rápido porque los nuevos son fabricados en la mejor forma, pero estos autobuses están físicamente en el mismo (al menos lo parecen y son compatibles). Así que ¿cómo es que cada versión es 2 veces más rápido si físicamente es el mismo que el anterior? ¿Por qué no podría ser de 16 gb/s en el primer lugar?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Ross Martin
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Son múltiples las maneras de mejorar el ancho de banda de una interfaz o de autobús:
La sobrecarga de la codificación : la mayoría de los autobuses viejos uso 8B/10B de codificación, mientras más reciente o de las interfaces de bus de versiones uso 64B/66B y PCIe 3.0 incluso el uso de 128B/130 de la codificación. Con 8B/10B enviar un 20% más de datos de los útiles. Con 64/66B la sobrecarga proporción es de sólo 3.125%. ¿Qué significa eso ? En general hablamos de ancho de banda útil acerca de los autobuses. Así que para un 1 Gbps de autobús, si el uso de 8B/10B, el verdadero ancho de banda necesario es de 1,25 Gbps. Pero la sobrecarga de codificación depende de la evolución siguiente.
La Ley de Moore factor: como pasa el tiempo, usted tendrá más poder de cómputo en un chip y usted será capaz de utilizar algoritmos más potentes, pero que necesitan más potencia de cálculo. Usted también será capaz de hacer que su chip consumen menos energía o tener más potente transceptores. Usted también será capaz de aumentar la frecuencia de su autobús.
Transceptores: Incluso si hablamos de bus digital, la señal transmitida todavía necesita una parte analógica. Esto se hace por transceptores. Son muy el consumo de energía partes de un IC y con la ley de Moore y contracción, usted será capaz de tener más potente transceptores de pocos años atrás. Usted también tendrá más evolucionado de ecualización y de pre-énfasis algoritmos que proporcionan la señal que se enviará en una distancia más larga o a la misma distancia pero con una mayor frecuencia)
Modulación: Ethernet normas de uso de diferentes Pulso de amplitud modulada (PAM-5, PAM-16) para ser capaz de enviar más datos en el mismo 4 de cuatro pares de cable.
DDR: Utilizar tanto el reloj de los bordes de la muestra de datos.
Esto es sólo algunos de los hechos que vienen a mi mente.
¿Por qué no podemos tener un muy alto ancho de banda en el principio ? Trate la ley de Moore. Creo que usted puede ser capaz de tener el mejor de los mejores en la ecualización, codificación, modulación, pero usted necesitará un chip que será muy costoso y que consume energía.
También, por ejemplo PCI Express 1.0 empezó en el 2003 con un ancho de banda de 2 Gbit/s por carril. Diez años más tarde, con PCI Express 4.0 tenemos casi 16Gbit/s de cada carril. Pero, ¿necesitamos 16 Gbit/s de bus en el 2003 ?
Electrónica de consumo necesitan soluciones para sus necesidades. Si tratas de vender un 10 Gbps autobús para $15 when they need only 5 Gbps for $10, no lo va a comprar. Pero autobús fabricante de saber que hay un mayor ancho de banda necesario a medida que pasa el tiempo y se preparan de la evolución para ser rentable.
Asmyldof
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Simplemente porque el propio bus es sólo la mitad de la ecuación.
Como usted dijo, procesadores de mejorar debido a la pequeña escala de procesamiento y a una mayor integración. Es exactamente estos procesadores que la unidad de las señales en los autobuses. Si pueden soportar mayores velocidades de transmisión de datos y obtener una mejor inmunidad al ruido, el autobús se hace más rápido.
Josh
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312
La mayoría de esto es una cuestión de equilibrio entre las necesidades de contra costa.
Por ejemplo, el original de la PC de IBM tenía un bus de 8 bits funcionando a 4,77 MHz. ¿Por qué no se tiene una visión más amplia, más rápido de autobús? Porque tenía una CPU con un bus de 8 bits funcionando a 4,77 MHz. Un autobús que era mayor y/o más rápido podría haber sido construido, pero no había casi ningún punto de hacerlo, debido a que la CPU no se puede usar nada más que eso de todos modos. Para mantener los costos razonables, que no tenía un montón de muy inteligente periféricos, por lo que a pesar de que sabían cómo construir más rápido de autobuses, el uso de uno habría provocado sustancialmente mayores costos, pero poca o ninguna coincidencia de la mejora en la velocidad, el sistema pasó muy poco tiempo de espera para el autobús, que incluso un autobús de infinito ancho de banda y latencia cero no habría hecho todo el sistema de un todo mucho más rápido.
El PC/AT seguido prácticamente el mismo patrón; el ancho y la frecuencia de reloj del bus de expansión exactamente el bus externo de los procesadores de 16 bits de ancho, inicialmente de 6 MHz, y posteriormente se incrementó a 8 MHz).
El bus PCI fue inicialmente diseñado de la misma manera. En el momento, Intel fue (en su mayoría) la construcción de 486 de la Cpu, con un bus externo que era de 32 bits de ancho, corriendo a 33 MHz. El bus PCI hizo lo mismo.
Luego tipo de cosas se paralizó durante un tiempo, aunque PCI diseños (bajo el PCI-X apodo) se ampliaron a los 64 bits, y las velocidades de reloj aumentó a 66, 133, 266 y 533 MHz, estos (especialmente el 266 y 533 MHz variedades) nunca llegó a ser muy popular. Algunas de las variantes fueron utilizados en algunos servidores, pero incluso allí, nunca llegaron a ser particularmente común.
Algunos de los que fue impulsado por la política, pero mucho de ello era una simple cuestión de costes y la falta de necesidad-la mayoría de la gente simplemente no tienen mucha necesidad (o incluso utilizar) para un autobús mucho más rápido que el basic de 32 bits a 33 MHz PCI en el tiempo. Esencialmente el único lugar en el que realmente ganó mucho mayor ancho de banda era para tarjetas de video, para que AGP proporciona una mejora significativa en el ancho de banda a un costo mucho más bajo.
PCI Express es realmente mucho de la misma manera. El ancho de banda en general ha sido bastante mayor que nadie tenía ningún uso real en el tiempo (incluso en la gama alta de tarjetas de video), así que la construcción de un autobús más caro para obtener un mayor ancho de banda no tenía mucho sentido. Si algo, es probable que haga más sentido preguntar por qué se molestó edificio que la cantidad de ancho de banda para comenzar, y/o por qué se ha ampliado el ancho de banda de forma tan agresiva, a pesar de que casi nadie realmente necesita o utiliza el ancho de banda disponible.
Acerca de la única respuesta que tengo para que, probablemente, sonido, al menos, un poco cínico. La primera es la simple competencia: incluso si se dispone de poco beneficio real para el consumidor promedio, Intel, probablemente, ve al menos una cierta ventaja competitiva a ser capaz de anunciar mucho mayor ancho de banda de los números de su AMD--y que empuja a AMD a gastar dinero en I + D para al menos acercarse a mantener.
La segunda viene a la fab utilización. Yo no lo sé, pero me imagino que el de Intel, básicamente, se basa en las CPUs en su más reciente fab. Cuando un fab se convierte en obsoleto para tal fin, que (probablemente) la utilizan para construir menos de piezas críticas, especialmente el norte y el sur de los puentes. Ya que tienen fábricas que fueron vanguardia sólo un par de años de uso, su transistor de presupuesto para el puente de las piezas es bastante grande, y probablemente le gustaría utilizar ese presupuesto para producir la mejor parte que puede, y justificar el precio más alto que puede (que tipo de nos lleva de vuelta al primer punto).
La otra cara de la moneda es que, aunque esto no puede proporcionar una enorme ventaja para el consumidor, el costo real para el consumidor también es muy bajo. Usted puede comprar un completo placa base ahora por menos de (por ejemplo) yo una vez pagado el 10 megabits/segundo de la tarjeta Ethernet--y la placa base incluye al menos uno (y de dos) conexiones Gigabit Ethernet, seis u ocho conexiones SATA, una docena de conexiones USB, etc. En resumen, si bien se construyó contrario a la corriente de la placa base con "sólo" PCI-E 2.0, probablemente no conducen a una reducción de costes significativa.
Por supuesto, más capacidad de la placa base también se hace una (ligeramente) mejor inversión a largo plazo, incluso si no se usa inmediatamente, es posible que (por ejemplo), usted puede continuar usando esa placa base de un rato, y, finalmente, la actualización de la tarjeta gráfica a algo bastante más rápido que incluso si no se utiliza la totalidad del ancho de banda disponible, es posible utilizar un poco más de ancho de banda que el anterior estándar.
Mirando desde la otra dirección por un momento: ¿cómo tener una mayor transistor presupuesto y más capaz fab conducen a una mayor velocidad de bus? Al menos dos puntos son inmediatamente obvias. Es bastante simple: cuando la reducción de los transistores, la capacitancia de entrada de un transistor se reduce demasiado. Aunque usted necesita (y uso) de búferes de e/S, la reducción de la capacitancia lleva más o menos directamente, para ser capaz de usar más rápido de señalización (es decir, el tiempo de subida y tiempo de bajada se reduce). En segundo lugar, cuando usted puede utilizar más lógica, se convierte en la práctica a un uso más sofisticado de la señalización de los esquemas. Por ejemplo, un viejo esquema podría haber transmitido 10 bits a través del cable por cada 8 bits de datos que se quería transmitir. Una más reciente (que requiere más sofisticada lógica) en su lugar podría codificar 65 bits de datos que desea enviar como 66 bits que pasa a través del alambre. Los primeros resultados en el 25% de sobrecarga, pero el segundo en sólo ~3% gastos generales. Por supuesto, usted paga para que el aumento de la velocidad de transmisión en el formulario de la necesidad de más transistores en cada extremo para hacer la codificación/decodificación.
Para resumir: el ancho de banda del bus en los típicos dispositivos de consumidor es impulsado en gran medida por los costos. La tecnología para construir más rápido ciertamente existe, pero para la mayoría de los ordenadores, simplemente no hay mucho punto.
