2012年01月24日

CPUバス / 各種アーキテクチャとCPUバス (1)

MITS Altair 8800

後に業界標準となるS100バスと呼ばれる拡張バスを備えた。8080のCPUバスが直接拡張スロットに延長された形となっている。


ザイログ Z80

8ビットマイクロプロセッサを代表するCPUで、同CPUのバスはバッファICを経てそのまま拡張スロットに使われた。標準化されたインタフェースとしてMSXの拡張スロットが有名である(主にゲームソフトウエアを格納したROMボードの入ったカートリッジを差し込む。拡張RAMやLANアダプタ、プリンタインターフェースなども作られた)。近年、懐古ブームからMSXをFPGAによって作る動きがあり、拡張スロットインターフェースも再現された。


モトローラ 68アーキテクチャ

外部バスが16ビットである68000/68010を除く、68000シリーズで採用されたCPUバス。一部にピン非互換であったが、簡単な修正によって古いMPUをよりグレードの高いMPUに置き換える事が出来た。68000は標準化されたバスVMEバスを輩出し、後継MPUは同バスを拡張した。


インテル 8088

PC/XTで知られるXTバスの基本となった。


インテル 8086
日本国内において日本電気 (NEC) がピン配列互換高速CPU V30を発売する等、セカンドソース契約の範囲を超えた、付加価値を持ったピン配列互換CPU市場が形成され始める。NEC PC-9800シリーズに搭載されたCバスは、8086のCPUバスを8ビットパソコンと同じ手法でバッファICで単純に延長した物である。


インテル 80286

IBM PC/ATで知られるISAバスの基本となった。ISAはPCIバスによって取って代わられるまでPC/AT互換機の基本的なバスとなった。PC-9800シリーズでは80286のアドレスバス拡張に伴いアドレス線が追加された。
PC/ATは回路図など基本的な情報が公開された。ただ、タイミングチャートなどいくつかの重要な情報が公開されていなかったため(これは悪意ではなく、公開するにあたり定義したり測定するコストを惜しんだのだろうと思われる)、相性と呼ばれる互換性問題を後の世に残した。たとえば割り込み信号が発生した際、ある互換機はバスを順番にサンプリングし、ある互換機は一斉にサンプリングする。こういった違いがボードとCPU、あるいはボード間で干渉を起こす事で動作不具合が起きた。後にIBMはこの問題を真剣に検討し、互換機が作られる事を前提とした新しいアーキテクチャで明確な仕様を策定し、それらがPC/AT互換機にもフィードバックされた事で相性問題は解消されていった。


インテル 80386

互換CPUメーカー各社が採用し、ピン配列互換CPUを多く輩出した「互換性のあるCPUバス」として一時代を築いた。サイリックスのCx486DLC,Cx486SLCはベストセラーになった。
バス幅の32ビット化に伴い、MCAバスや、EISAバスが登場した。しかし、かつてのPC/AT互換機においてCPUのCPUバスを直接拡張バスとする事は、将来に禍根を残すという反省から、バス幅以外は同CPUの特性とはなんら関係を持っていない。依然として当時はISAバスが主流であり、新参のバス規格は乱立するバス規格に新たなバスを追加するという形で終わり、標準化され安定した接続性はPCIバスの登場まで待つ事となる。さらに後述のi486の時代には、再びCPUのCPUバス(厳密にはメモリバス)を拡張バスの一部にするという愚を冒している。


インテル i486DX

ISAバスに同CPUのバスをそのまま追加した「VESA ローカルバス」が提唱され普及した。数多くのピン配列互換CPUが登場した。電源電圧の違いから「ゲタ」と呼ばれる電圧変換・ピン配列調整アダプタが登場した。インテル自身もピン配列互換上位CPUを供給した→オーバードライブプロセッサ。


※ 引用元 : Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B8

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2011年12月21日

CPUバス

CPUバス (CPU Bus) とは、CPUと、拡張バスやRAMをコントロールするノースブリッジLSIの間を結ぶバスである。


概要

CPUバスは通常、CPUから直接伸びるバスである。システムバス、フロントサイドバスとも呼ぶ場合がある。このバスは複数のプロセッサ間を結ぶ共有バスとしても使われる(対称型マルチプロセッサ)。現在このバスはノースブリッジと呼ばれるLSIに接続される事が一般的である(それ以前は拡張バスとしても使われていた)。

CPUバスの性能は、そのコンピュータ・アーキテクチャ全体の性能を大きく支配する。そのため、CPU能力の向上と共にCPUバスは高クロック化・バス幅の拡張によって、より広い帯域を獲得する方向で強化されつつある。一時期はバスを伝播する信号が放射するノイズとクロストークによって、また導線中における光速という制限から、限界は低いと見られていたが、バスの駆動電圧を下げることで低エミッション化をはかり、またプリント基板の製造技術向上とCADツールのルーティング能力向上によりブレークスルーを得て、64ビット幅 1GHz以上の駆動周波数を有するCPUバスを持つ高性能プロセッサも販売されている。

低コストかつ高性能化を図るためにCPUバス・ノースブリッジ機能をプロセッサーに統合した製品がある。例えばトランスメタのCrusoe等があげられる。原理的にはCPUバスを内蔵にする事により高性能化する事ができるが、むしろ高性能化によって得られたマージンを低消費電力に活用し、低発熱低消費電力ローフットプリントの組み込みプロセッサが多い。

拡張バスがCPUバスに比べて遅く、システム性能のボトルネックとなっていた時代には、従来の拡張バスにCPUバスを加える、あるいはCPUバスそのものを引き回す事でこの問題の解決を図った時代があった。このようなバスはローカルバスと呼ばれ、代表的なものとしてi486のメモリバスをISAバスに物理的に継ぎ足した「だけ」のVESA ローカルバスが有名である。

インテルのIA-32アーキテクチャではPentiumまで互換CPUはピン配列互換性があった。アドバンスト・マイクロ・デバイセズ (AMD) とインテルの間で起こったバス方式における訴訟以後、CPUメーカー毎にバスの設計は異なる物となり互換性は無くなった。


※ 引用元 : Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B8
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2011年11月24日

CPUソケット / ソケットとスロットの一覧 (2)

インテル専用


デスクトップ

● Socket 8 - Pentium Pro

● Slot 1 - Celeron, Pentium II, Pentium III

● Socket 370 - Pentium III, Celeron; Cyrix III; VIA C3

● Socket 423 - Pentium 4[6]と Celeron プロセッサ(Willamette コア)

● Socket 478 - Pentium 4, Celeron, Pentium 4 Extreme Edition, Pentium M

● Socket N(Northwood, Prescott, Willamette コア)

● Socket T(または Socket 775 や LGA 775 として知られる) - Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium Extreme Edition, Pentium Dual-Core, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Celeron, Xeon 3000 シリーズ, Core 2 Quad(Northwood, Prescott, Conroe, Kentsfield と Cedar Mill コア)

● Socket B (LGA 1366 [7]) - NehalemマイクロアーキテクチャのIntel Core i7(DDR3統合メモリコントローラと Intel QuickPath Interconnect(QPI) を取り入れた)

● Socket H (LGA 1156) - NehalemマイクロアーキテクチャのIntel Core i7, Core i5, Core i3, Pentium G。QPIではなくDirect Media Interface(DMI)を採用し、CPU側にメモリコントローラやPCI Expressコントローラを内蔵した。

● Socket H2 (LGA 1155) - Sandy BridgeマイクロアーキテクチャのIntel Core i7, Core i5, Core i3, Pentium G


モバイル

● Socket 479 - Pentium M と Celeron M (Banias と Dothan コア)

● Socket 495 - PPGA-B495 としても知られる。Mobile P3 Coppermine と Celeron で使用された。

● Socket M - Core Solo, Core Duo, Core 2 Duo

● Micro-FCBGA - Mobile Celeron, Core 2 Duo (モバイル向け), Core Duo, Core Solo, Celeron M, Pentium III (モバイル向け)

● Socket P - インテルベース。Socket 479 と Socket M を置き換える。2007年5月9日にリリースされた。

● Socket G1(PGA 989,PGA 988)[9]- NehalemマイクロアーキテクチャのIntel Core i7, Core i5, Core i3(モバイル向け)

● BGA 1288[10]- NehalemマイクロアーキテクチャのIntel Core i7, Core i5, Core i3(モバイル向け)


サーバ

● Slot 2 - Pentium II Xeon, Pentium III Xeon

● Socket 603 - Xeon(Northwood と Willamette コア)

● Socket 604 - Xeon

● PAC418 - Itanium

● PAC611 - Itanium 2, HP PA-RISC 8800 と 8900

● Socket J (または Socket 771 や LGA 771 として知られる) - Xeon(Woodcrest コア)

● Socket N - Dual-Core Xeon LV

● LGA 1567[11] - Xeon(Nehalem-EX)


※ 引用元 : Wikipedia
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B8
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