spacer.png, 0 kB
ISA, PCI en AGP; overeenkomsten en verschillen E-mail

Binnen in de PC bevinden zich op het moederbord een aantal aansluitingen. Aansluitingen waarop steeds een kaart kan worden aangesloten. Bovendien aansluitingen die elk een eigen kleur hebben. Waar zijn deze aansluitingen (ook wel met een Engelse term slots genaamd) voor en wat doen ze. Dit artikel beschrijft de aansluitingen en hun ontwikkeling ten opzichte van elkaar.  

Moederbord
Moederbord van een PC; Rechtsonder de donkere ISA-slots en de witte PCI-slots
 

 

Algemeen
 

Iets dat al deze slots gemeen hebben is dat ze hardware verbinden met andere delen van de computer via de bus. De bus is een verbinding tussen de verschillende onderdelen van een computer. Deze maakt het mogelijk dat de verschillende onderdelen met elkaar samenwerken. Via de bus kan de processor van de computer bijvoorbeeld samenwerken met andere elementen als het interne geheugen, de harddisk, de geluidskaart en de geluidskaart. Via connectoren kan bijvoorbeeld een grafische kaart worden aangesloten op de computer. Deze kan zo nodig worden vervangen voor een betere of er kan een tweede worden geplaatst om twee schermen op de computer aan te sluiten.

 

Computerarchitectuur
Architectuur binnen de computer

 De meeste computers beschikken tegenwoordig intern over twee bussen.
  • De eerste, die ook wel systeembus wordt genoemd, verbindt de processor met het interne geheugen. Deze bus is zeer snel;
  • De tweede bus, die aanzienlijk trager is, wordt door de computer gebruikt om de communicatie met andere hardware in de computer te verzorgen. Deze bus is via een zogenaamde bridge verbonden met de systeembus. De bridge is in de chipset van de computer ingebouwd en regelt het interne dataverkeer als een verkeersagent.

Voor de externe communicatie kan gebruik worden gemaakt van andere bussen (zoals USB en Firewire), als in een ander artikel is beschreven.

 
Een stukje geschiedenis van de bus

ISA-bus
ISA-bus
De originele IBM PC had een bus van 16 bits, die werkte met een kloksnelheid van 4.77 MHz. Deze bus werd bekend onder de naam ISA-bus. Deze was ontworpen om een gegevensstroom van 9 MBps (megabytes per seconde) te verwerken. In veel PC’s is deze bus nog steeds aanwezig omdat deze verwerkingssnelheid nog steeds voldoende is voor veel hedendaags gebruik. Daarmee biedt de ISA-bus een compatibiliteit met een groot aantal hardwareleveranciers. Naar verloop van tijd ontwikkelde de technologie zich en ontstonden er alternatieven voor de ISA-bus. Twee ervan waren de EISA (Extended Industry Standard Architecture) en de VL-bus (Vesa Local Bus).

EISA had een breedte van 32 bits en een kloksnelheid van 8 MHz. De breedte van de VL-bus was even groot, maar deze was in staat de snelheid van de processor bij te houden en kon daardoor direct met de processor worden verbonden. Een nadeel daarentegen was dat er slechts een of twee apparaten konden worden aangesloten op de processor. Met meerdere apparaten leidde het gebruik tot problemen met de prestaties van de processor.

 

  
PCI
 
PCI-bus
PCI-bus
Aan het begin van de 90-er jaren in de vorige eeuw lanceerde Intel een nieuwe standaard, de Peripheral Component Interconnect bus (PCI). Deze standaard combineerde de voordelen van ISA met de snelheid van de VL-bus. Het zorgde voor een directe verbinding tussen de aangesloten apparaten en het systeemgeheugen, maar gebruikt voor de communicatie met de processor nog steeds een bridge. Een belangrijk onderdeel is de frontside bus, die tegenwoordig met een kloksnelheid van 400-800 MHz zorgt voor de fysieke verbinding tussen de processor, het RAM-geheugen, harde schijven en de PCI-slots. Naast de frontside bus bestaat er ook een backside bus welke zorgt voor de verbinding van de processor en het level 2 cache geheugen. Deze bus werkt sneller dan de frontside bus, meestal op dezelfde snelheid als de processor. Het level 2 geheugen was aanvankelijk in een aparte chip op het moederbord ondergebracht, maar is tegenwoordig in de chip van de processor opgenomen. Het voordeel van een vaste snelheid van de frontside bus is dat de fabrikanten bij het ontwerpen van hun PCI-producten rekening kunnen houden met de snelheid van de bus. Dit voorkomt problemen bij het installeren en gebruik van deze hardware.Om een beeld te geven van de verschillende types wordt hiervan in tabel 1 een voorbeeld gegeven. 
Bus typeBandbreedte busSnelheid van de busSnelheid van gegevensverwerking
ISA16 bits8 MHz16 MBps
EISA32 bits8 MHz32 MBps
VL-bus32 bits25 MHz100 MBps
VL-bus32 bits33 MHz132 MBps
PCI32 bits33 MHz132 MBps
PCI64 bits33 MHz264 MBps
PCI64 bits66 MHz512 MBps
PCI64 bits133 MHz1 GBps

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabel 1: Een vergelijking van de verschillende types PCI-kaarten hebben een 47-pins verbinding en werken op 3,3 of 5 volt spanning. Dat PCI-kaarten een dermate grote gegevensoverdracht kunnen realiseren is te danken aan de hardwarematige multiplexing techniek, waarmee meerdere signalen per pin verstuurd kunnen worden. 

Aanvankelijk werd de PCI-standaard slechts schoorvoetend geaccepteerd. Dat veranderde echter met de komst van Windows 95 doordat deze de, al eerder door Intel ontwikkelde, Plug and Play-functionaliteit bood. Met deze functionaliteit werden nieuw aangesloten onderdelen van de computer direct herkend en geconfigureerd.

 

 
AGP
 

PCI bood de eerste jaren voldoende capaciteit voor de meeste gebruikstoepassingen. Er was echter een belangrijke uitzondering de grafische kaarten. In het midden van de jaren 90 werden deze kaarten namelijk steeds sterker. Daarnaast vroegen de 3D-spellen steeds hogere prestaties van de computer. PCI kon al deze grafische gegevens niet meer op een voldoende snelheid verwerken. Intel ontwikkelde daarom de Accelerated Graphics Port (AGP) die uitsluitend voor de grafische kaarten is bedoeld. Daardoor hoeft de bandbreedte van deze bus niet met andere componenten te worden gedeeld. De beeldafhandeling kreeg daarmee een hogere prioriteit dan de afhandeling van andere PCI-apparaten. AGP maakt daarbij gebruik van een point-to-point verbinding tussen de grafische kaart en de processor. Door het gebruik van een eigen poort, een efficiëntere gegevensoverdracht en een betere adressering van de gegevens wordt de gegevensoverdracht aanzienlijk versneld. Een andere verbetering is het geheugengebruik door AGP. Het maakt veel minder gebruik van het normale geheugen dan grafische PCI-kaarten. Door een truc kan het gewenste deel zonder kopiëren beschikbaar worden gesteld.

 
Toekomstige ontwikkelingen
 De grenzen van de PCI-standaard komen in zicht en achter de schermen wordt momenteel hard gewerkt aan mogelijke vervangers ervan. Deze vervangers lijken evenals AGP te gaan werken met een point-to-point switching connection. Hiermee kan een exclusieve directe verbinding worden gemaakt tussen twee apparaten op het moment dat deze met elkaar communiceren. Dit voorkomt dat andere apparaten de communicatie tussen beide apparaten verstoren en de prestatie van de computer als gevolg daarvan vermindert. HyperTransport van Advances Micro Devices Inc. (AMD) is een voorbeeld van een mogelijke opvolger. AMD noemt het zelfs een logische opvolger. HyperTransport biedt voor elke verbinding tussen twee apparaten twee point-to-point verbindingen die een bandbreedte hebben van 2 tot 32 bits. Daarmee kan een maximale overdrachtssnelheid worden geboden van 6.4 GB per seconde. Door middel van een bridge kunnen PCI-apparaten worden aangesloten.

Een tweede voorbeeld is PCI-Express (PCI-X) van Intel, die gebruikt maakt van het eerder genoemde PCI-slot. PCI-X biedt de mogelijkheid om de sloten aan te passen aan de wensen van de klant door meerdere kanalen te gebruiken voor het doorgeven van de gegevens. Zo bestaan er in middels PCI-X 1x, 2x, 4x, 8x en 16x. De laatste bieden tegenwoordig (alhoewel nu nog duur) een goed alternatief voor de AGP-kaarten. De PCI-X technologie biedt tevens de mogelijkheid om een computer als een stereoset modulair op te bouwen door onafhankelijke componenten door kabels met elkaar te koppelen.

 

© 2006, Wim van 't Einde

 

 
< Vorige   Volgende >
Joomla Template by Joomlashack
Free Joomla Templates