Свежий номер №11 (436) / Под шорох шин… Дата публикации: 22.03.2002 Сергей Леонов, sleo@computerra.ru
Архитектура нового решения, предложенного Arapahoe Work Group, основанной компаниями Compaq, Dell, IBM, Intel и Microsoft при участии организации PCI-SIG, получила название 3GIO - 3rd Generation IO - система ввода/вывода третьего поколения. 3GIO представляет собой последовательную шину общего назначения, позволяющую радикально уменьшить количество соединительных линий (и контактов в разъемах), а также обеспечить значительную масштабируемость. Область применения новой технологии покрывает широкий диапазон решений: от серверов до мобильных устройств. Предполагается, что новая шина будет использоваться не только для соединения модулей (в частности, для подключения графического адаптера, адаптеров Ethernet, USB2.0, 1394b), но и для межчиповых соединений в пределах системной платы и прочих модулей. 3GIO не рассматривается исключительно в качестве замены стандарта PCI, последнему отводится как минимум еще несколько лет существования наряду с новой технологией. Сосуществование с PCI предполагается обеспечить посредством моста 3GIO-PCI, примерно так же, как это происходило с шиной ISA. В то же время, 3GIO не предназначена для замены интерфейса Serial ATA - эти стандарты будут существовать параллельно, как сосуществуют сегодня стандарты PCI и ATA, и связано это во многом с тем, что существующее программное обеспечение ориентировано на стандарт ATA, Технология 3GIO предполагает:
Первое и основное отличие 3GIO от предшественников - это последовательная шина. Впрочем, понятия «последовательная» и «параллельная» здесь уже несколько теряют свой смысл: действительно, как назвать шину, в которой несколько последовательных сигнальных линий работают параллельно? Отказ от параллельной технологии (а вернее от синхронной передачи немодулированных данных по нескольким линиям) обусловлен в первую очередь требованиями низкой стоимости систем и масштабируемости - при современном уровне развития технологий несколько логических блоков в составе микросхемы обходятся дешевле, чем несколько качественных контактов в разъеме и дорожек на печатной плате. На физическом уровне линии 3GIO представляют собой дифференциальные сигнальные пары с импедансом 50 Ом и напряжением сигнала 0,2-0,4 вольта для логического «нуля» и 0,4-0,8 вольта для «единицы». Столь низкие напряжения сигнала выбраны не случайно: они соответствуют напряжениям чипов, изготовляемых как по сегодняшним 0,25 и 0,18-микронным нормам, так и по перспективным 0,13 и 0,09-микронным. Длительность единичного битового сигнала для такой линии может составлять до 400 пикосекунд, что соответствует максимальной частоте передачи 2,5 Ггц. Передатчик осуществляет избыточное кодирование каждых 8 бит информации в 10 бит сигнала для обеспечения баланса по постоянному току (что уменьшает эффект «джиттера») и наличия в выходном сигнале количества перепадов уровней, достаточного для выделения приемником сигнала синхронизации без использования внешнего генератора или отдельной линии синхронизации. Если несколько сигнальных линий используются приемником и передатчиком параллельно, они Шина 3GIO предусматривает полный отказ от всевозможных дополнительных физических линий сигналов ошибок, изменения режимов энергопотребления и прерываний, все эти функции перенесены на логический уровень. Информация передается в виде пакетов, включающих ограничители кадра, номер пакета (для определения ошибок потери пакетов), заголовок, собственно данные и контрольную сумму (CRC). Функциональная схема системного блока архитектуры 3GIO представляет собой набор коммутаторов пакетов, использующих информацию заголовка для маршрутизации данных - технологии, обкатанные на локальных сетях с коммутацией пакетов, таким образом, проникли уже и на уровень системных плат. В качестве оконечных устройств могут выступать как модули 3GIO, так и прочие, не поддерживающие стандарт, для которых требуется наличие моста, преобразующего данные из пакетного вида в требуемый. В применении для межмодульных соединений спецификация оговаривает использование похожих на PCI соединителей с одноуровневыми двухсторонними контактами, разводка которых легко выполняется в четырех слоях печатной платы, однако, в отличие от 120 контактов PCI, в 3GIO всего лишь 36 контактов (вариант Х1), расположенных с шагом 1 мм (также, как и в PCI выводы разъема размещаются в 4 ряда). Масштабирование осуществляется простым увеличением длины соединителей (варианты Х1, Х4, Х8, Х16), при этом все модули форматов Х1, Х4 и Х8 могут устанавливаться в разъемы Х16. Вариант Х1 обеспечивает вчетверо более высокую пропускную способность по сравнению с шиной PCI, вариант Х16 - соответственно в 64 раза большую. Для мобильного применения и систем микро-ATX разработан формат коннекторов MiniGIO, напоминающий сегодняшние слоты CardBus. Кроме собственно сигнальных линий коннектор 3GIO содержит сигналы System Clock (не использующийся, однако, для синхронизации приемника данных с передатчиком), SMBus, Power Good, Wake, Jtag и Presence Detect (определение наличия устройства при «горячем подключении»). Интересно, что спецификация оговаривает полный отказ от питания +5 и -5 вольт: основное питание для модулей 3GIO составляет 3,3 вольта (3А максимум), +12 вольт (0,5 А, 2 А, 2 А и 3А соответственно для вариантов Х1, Х4, Х8 и Х16) и дополнительное «дежурное» питание для режима пониженного энергопотребления 3,3В (375 мА). Разъемы 3GIO устанавливаются на системную плату в те же позиции, которые используются для разъемов PCI, соответственно, совмещенные слоты 3GIO-PCI невозможны, но совмещение 3GIO и PCI в разных позициях допускается. Форматы карт, оговоренные в спецификации, таковы: стандартная высота - 106,7 мм, уменьшенная (low profile) - 64,4 мм, максимальная длина карты - 312 мм, метод крепления карты и прочие конструктивные особенности соответствуют картам PCI. Первые продукты 3GIO ожидаются на рынке во второй половине 2003 года, а собственно стандарт рассчитан минимум на десятилетнее применение, при этом разработчики предусматривают и дальнейшее развитие в виде модификаций 2Х и 4Х, как это произошло с шиной AGP.
|