 |
Система ввода-вывода NGIO.
|
|
|
|
NGIO – новое поколение систем ввода-вывода. Новое поколение процессоров для PC.
Рылов В.Ю.
Система ввода-вывода NGIO.
NGIO (The Next Generation Input) – Output это принципиально новый подход в организации периферии персональных компьютеров предложенный и анонсированный фирмой Intel.
Для начала рассмотрим недостатки существующей на сегодняшний момент организации периферии компьютеров. Самой прогрессивной технологией, из реализованных на сегодняшний момент и широко используемой для основных периферийных устройств является шина PCI. Шина ISA уже уходит в прошлое, и даже спецификация PC-98 требует от персональных компьютеров отсутствия шины ISA как самого медленного элемента современных PC. Не смотря на многие хорошие качества шины PCI, она уже подошла к пределу своих физических и технологических перспектив.
Основными ограничениями и недостатками PCI являются следующие свойства:
1. Max пропускная способность около 133 Мб/сек. При частоте шины 33 Мгц. (Вариант на 66 Мгц широкого распространения не получил).
2. Все устройства имеют прямой доступ к первым 64Мб оперативной памяти, и поэтому существует опасность нарушения целостности системы при использовании некорректно написанных драйверов.
3. Шина имеет слотовую организацию и, вследствие этого, накладывается ограничение на число подключенных устройств. Выход из строя одного устройства, как правило, блокирует работу компьютера. Нет возможности подключения устройств налету без отключения питания.
4. В каждый момент времени только одно устройство имеет доступ к шине.
NGIO предоставляет совершенно отличный подход к организации шины периферийных устройств. В основе этого подхода лежит не слотавая, а линковая организация интерфейса между устройствами ввода-вывода и адаптером каналов (Channel Adapter).
|
|
|
У каждого подключаемого устройства имеется TCA (Target Channel Adapter) который обеспечивает физический интерфейс между линком и устройством. Подключаемые устройства коммутируются посредством коммутаторов (Switch) с адаптером HCA (Host Channel Adapter) на компьютере. В HCA рефлизован высокоскоростной DMA контроллер который обеспечивает доставку данных собранных в пакеты от переферийных устройств в память и наоборот. При этом обеспечивается защита памяти, и гарантируется защищенность. Здесь можно провести аналогию с современными сетевыми проьоколами. Т.е. все данные собраны в пакеты размером до 4Gb в которых хранится информация о приемнике, получателе, команде, приоритете, контрольная сумма и т.п. При этом отпадает необходимость участия CPU в операциях ввода-вывода, и нет опасности захвата шины одним устройством.
Таким образом теперь отпадает неоюходимость в разделении устройствами шины т.к. все они имеют DMA доступ к памяти компьютера через TCA и HCA. На уровне приложений и драйверов появляется возможность создания виртуальных каналов, которые на аппаратном уровне будут коммутироваться через один или несколько линков.
С помощью технологии NGIO можно коммутировать устройства разных уровней сложности и типов, обладающие разной скоростью работы и пропускной способностью. Такими устройствами могут быть: всевозможные сетевые адаптеры (от Ethernet до Оптоволокна), SCSI и RAID контроллеры, LAN/WAN шлюзы и прочие.
Сложная организация коммутаторов (Switches) позволяет создовать довольно развитую, многослойную топологию коммутации множества устройств, с возможностью подключения нескольких компьютеров. При этом появляется возможность разделения системы питания устройств и компьютеров и появляется возможность подключения и отключения устройств налету. Также облегчается задача поиска и локализации неисправностей. Физическая организация линков становится независимой от переферийных устройств и драйверов, и, поэтому, остаются большие резервы в увеличении пропускной способности переферийной системы.
|
|
|
|
|
|
