データ バスの完全な概要:点をつなぐ!

コンピューターは、デジタル都市とはほど遠いものです。さまざまなデバイスが連携して 1 つのユニットとして機能する構造です。輸送用の道路がある都市のように、コンピューターは経路を使用して、あるコンポーネントから別のコンポーネントに情報またはデータを送信します。

黎明期

初期の頃、RAM や CPU などのコンポーネントは 1 つの IC ボード内にありませんでした。代わりに、個別のキャビネットでそれらを見つけることができます。情報は、バス バーと呼ばれるワイヤー バンドルの助けを借りて、あるキャビネットから別のキャビネットに移動しました。

このバスバーは後に「バス」という名前になりました。バスには 2 つの主な設計があり、1 つまたは複数のレーンで構成されます。各レーンは単線接続であり、データはレーンの数に応じて異なる方法で移動します。

データ バスのアーキテクチャ

データ バスは双方向です。つまり、データを 2 方向に流すことができます。パラレル バスは、複数の異なるレーンを使用して情報を送信するバスです。これらのレーンは互いに平行に並んでおり、情報が通過する前に小さな断片に分解され、各レーンに分配されます。

これは、メモリアドレスを転送する必要がある状況では非常にうまく機能します。パラレル バスは、最新のコンピューターでは実用的ではありません。これは、レーン数が増えると必要なスペースも増え、最終的にはより大きな回路が必要になるためです。

したがって、コンピュータのサイズの増大に寄与するものはすべて、携帯性とコンパクトなコンピューティング デバイスの現代では望ましくありません。回路を小さく保つために、マルチプレクサは重要な機能を備えたバスになりました。

これが行うことは、32 ビット アドレスを 2 つに分割し、16 ビット バスによって 2 つのクロック サイクルに送信することです。これは、コンピューターの処理速度を向上させるだけでなく、必要なスペースを大幅に削減し、デバイスを比較的小さく保つという画期的な出来事でした。

シリアルバス

データを送信するときに、すべてのデバイスがマルチレーン ソリューションを検討するわけではありません。単一のレーンで一度に 1 ビットずつ送信する機能を持つものもあります。シリアル バスは、1 つのレーンのみを使用して複数のデータを送信します。

当初、シリアル データ バスは実際のコンピューティングでは使用されませんでした。それらはパラレル バスよりも遅く、長距離通信にしか使用できませんでした。時間が経つにつれて、テクノロジーとともに、伝送速度と信号の完全性が向上し始めました。

これを、電磁干渉を受けやすいというパラレル バスの弱点と組み合わせると、シリアル データ バスが将来の伝送メカニズムである理由が理解できます。

コンピュータ バス

データ バスの設計は、長年にわたって多くの変更が見られました。最初はワイヤの束と個別のキャビネットの巨大な束でしたが、現在ではマイクロプロセッサとマザーボード間の小さな統合と洗練された接続になっています。

コンピュータ システムがますます小さくなり始めると、より高速で効率的なバス アーキテクチャが実装され始めました。 CPU は、コンポーネント間の通信にノースブリッジとサウスブリッジを使用するシステム バスから離れた最初のブレークスルーでした。

この配置により、特定のコンポーネントが他のコンポーネントよりも優先されました。この配置により、コンピューティング システムが効率的かつ高速になりました。

まとめ

優れた輸送システムが都市にとって重要であるのと同様に、データ バスはコンピューティング システムにとって不可欠です。それらの存在により、単一のユニットとして機能するコンピューター内の統合されたエコシステムが可能になります。技術の進歩に伴い、データ バスの設計と機能は進化の方向に進んでいます。これについて、または次のプロジェクトについて質問がある場合は、お問い合わせください!