6.1. Ширина шини
Ширина шини — найочевидніший параметр при розробці. Чим більше адресних ліній містить шина, тим до більшого об'єму пам'яті може звертатися процесор. Якщо шина містить п адресних ліній, тоді процесор може використовувати її для звернення до 2-х різних елементів пам'яті. Для пам'яті великої місткості необхідно багато адресних ліній. Це звучить досить просто.
Проблема полягає в тому, що для широких шин потрібно більше дротів, ніж для вузьких. Вони займають більше фізичного простору (наприклад, на материнській платі), і для них потрібні роз'єми більшого розміру. Всі ці чинники роблять шину дорогою. Отже, необхідний компроміс між максимальним розміром пам'яті і вартістю системи. Система з шиною, що містить 64 адресних лінії, і пам'яттю в 232 байт коштуватиме дорожче, ніж система з шиною, що містить 32 адресних лінії, і такою ж пам'яттю в 232байт. Подальше розширення не безкоштовне.
Багато розробників систем недалекоглядні, що приводить до неприємних наслідків. Перша модель IBM PC містила процесор 8088 і 20-бітову адресну шину (рис. 6.2 а). Шина дозволяла звертатися до 1 Мбайт пам'яті.
Рис. 6.2 – Розширення адресної шини з часом
Коли з'явився наступний процесор (80286), Intel вирішив збільшити адресний простір до 16 Мбайт, тому довелося додати ще 4 лінії (не порушуючи початкові 20 з причин сумісності із старішими версіями), як показано на рис. 6.2. б. На жаль, довелося також додати лінії управління для нових адресних ліній. Коли з'явився процесор 80386, було додано ще 8 адресних ліній і, природно, декілька ліній управління, як показано на рис. 6.2 в. В результаті вийшла шина EISA. Проте було б краще, якби із самого початку були 32 лінії.
З часом збільшується не тільки число адресних ліній, але і число інформаційних ліній. Хоча це відбувається по декілька іншій причині. Можна збільшити пропускну спроможність шини двома способами: скоротити час циклу шини (зробити більшу кількість передач в секунду) або збільшити ширину шини даних (тобто збільшити кількість бітів за одну передачу). Можна підвищити швидкість роботи шини, але зробити це досить складно, оскільки сигнали на різних лініях передаються з різною швидкістю (це явище називається перекосом шини). Чим швидше працює шина, тим більше перекіс.
При збільшенні швидкості роботи шини виникає ще одна проблема: в цьому випадку вона не буде сумісною із старішими версіями, Стара плата, розроблена для повільнішої шини, не може працювати з новою. Така ситуація невигідна для власників і виробників старої платі. Тому звичайно для збільшення продуктивності просто додаються нові лінії, як показано на рис. 6.2. Як ви розумієте, в цьому теж є свої недоліки. IBM PC і його послідовники, наприклад, почали з 8 інформаційних ліній, потім перейшли до 16, а потім до 32, і все це в одній і тій же шині.
Щоб обійти цю проблему, розробники іноді віддають перевагу мультиплексній шині. У цій шині немає розділення на адресні і інформаційні лінії. У ній може бути, наприклад, 32 лінії і для адрес, і для даних. Спочатку ці лінії використовуються для адрес. Потім вони використовуються для даних. Щоб записати інформацію в пам'ять, потрібно спочатку передавати в пам'ять адреса, а потім дані. У випадку з окремими лініями адреси і дані можуть передаватися разом. Об'єднання ліній скорочує ширину і вартість шини, але система працює при цьому повільніше. Тому розробникам доводиться зважувати все за і проти, перш ніж зробити вибір.